智能照明系統、智能車輛及其車輛輔助駕駛系統和方法與流程

本發明涉及網絡技術領域，特別是涉及智能照明系統、智能車輛及其車輛輔助駕駛系統和方法。

背景技術：

智能車輛的自動駕駛是近年發展迅速的熱門技術領域，其技術涉及車輛的動力系統、傳感器系統、控制系統、計算機系統以及外圍設備。其主要技術實現手段是通過車輛的傳感器系統，對車輛周圍的路況信息進行探測，通過計算機系統對該些路況系統進行處理，實現車輛自動或輔助駕駛的功能。其中，路況數據來自于傳感器系統、地圖和定位信息來自于衛星定位數據，隨著傳感器技術的發展和計算機運算能力的提升，自動駕駛已經從實驗室階段進入上路實驗階段。但是這樣的數據來源和處理方式存在以下問題：

1)依靠車載傳感系統對路況數據的采集存在盲區以及視野的局限性：目前的傳感單元例如激光測距設備、攝像頭設備、車載雷達設備等無法繞過障礙物清楚的感知被遮擋區域的路況數據，這樣該些被遮擋的區域內的路況對于車輛計算機系統來說是“視野盲區”；

2)車輛處于運動狀態，由于傳感器技術的局限性，所采集的數據處理和準確性的保障存在更大的難度，也未有外部的數據供參考修正；

3)衛星定位系統在一些特定情況下，例如隧道內，通信會出現中斷或信號不佳的情況，也會對自動駕駛的適用情況產生局限性。

這樣對于計算機系統的計算和處理能力是相當大的考驗，需要在新數據出現時及時反應，要求計算機系統具備更快的響應時間和運算速度，在現實中的復雜路況的情形下極易出現事故，對智能車輛的安全性是極大的威脅。

技術實現要素：

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供智能照明系統、智能車輛及其車輛輔助駕駛系統和方法，用于解決現有技術中因車載設備盲點而導致路況判斷不精確及易引發危險的問題。

為實現上述目的或其他目的，本發明提供一種照明設備，沿路面設置的多個照明設備，其中，所述照明設備設置有傳感單元，用于采集其探測范圍內的路況信息數據；通信系統，與各所述傳感單元通信連接，用于將采集的路況信息數據提供給智能車輛。

于本發明的一實施例中，所述多個照明設備的探測范圍間部分重疊；以及/或者，所述多個照明設備的通信覆蓋范圍間部分重疊。

于本發明的一實施例中，所述智能照明系統還包括預處理單元，用于將路況信息數據進行預處理后通過所述通信系統發送出去。

于本發明的一實施例中，所述預處理單元包括分布設置于所述通信系統中多個照明設備上的處理模塊，所述處理模塊對一定區域內的照明設備采集到的路況數據進行預處理。

于本發明的一實施例中，所述預處理單元設置于網絡連接所述通信系統的云端。

于本發明的一實施例中，所述預處理的方式包括以下中的一種或多種：對車輛、行人或其它障礙物的碰撞邊界和/或碰撞體積的界定；車輛、行人或其它障礙物的運動狀態的判斷；對車輛、行人或其它障礙物進行的3d建模。

于本發明的一實施例中，所述通信系統包括各照明設備所設有的通信單元，并通過外部通信網絡通信連接所述智能車輛，或直接通信連接所述智能車輛。

于本發明的一實施例中，所述通信系統，還通過外部網絡通信連接于云端，用于上傳所述路況信息數據。

為實現上述目的或其他目的，本發明提供一種用于組建前述道路照明網絡的照明設備，包括：照明單元、傳感單元以及通信單元；所述傳感單元用于采集其探測范圍內的路況信息；所述通信單元，用于組成道路照明網絡的通信系統，將傳感器采集到的路況信息數據對外傳送。

為實現上述目的或其他目的，本發明提供一種智能車輛，包括：車輛動力系統、車輛控制系統、車載傳感器系統以及車載終端；所述車載終端包括處理模塊以及通信模塊；所述通信模塊，用于接收來自所述智能照明系統的第一路況信息數據及來自所述車載傳感器系統的第二路況信息數據；所述處理模塊，連接所述通信模塊，用于處理所述第一路況信息數據和第二路況信息數據形成完整路況數據，并根據所述完整路況數據生成車輛控制指令并發送至所述車輛的車輛動力系統及車輛控制系統以實現自動駕駛；以及/或者，所述車載終端根據所述完整路況數據生成導航信息并顯示。

于本發明的一實施例中，所述車載終端還包括顯示模塊；所述處理模塊，連接于所述顯示模塊，還用于處理所述路況信息數據為導航信息并通過所述顯示模塊顯示

為實現上述目的或其他目的，本發明提供一種車載終端，包括：通信模塊，用于接收來自所述智能照明系統的第一路況信息數據及來自所述車載傳感器系統的第二路況信息數據；處理模塊，連接所述通信模塊，用于處理所述第一路況信息數據和第二路況信息數據形成完整路況數據，并根據所述完整路況數據生成用于發送至智能車輛的車輛動力系統及車輛控制系統以實現自動駕駛的車輛控制指令；以及/或者，所述車載終端根據所述完整路況數據生成導航信息并顯示。

于本發明的一實施例中，所述車載終端還包括顯示模塊；所述處理模塊，連接于所述顯示模塊，還用于處理所述路況信息數據為導航信息并通過所述顯示模塊顯示。

為實現上述目的或其他目的，本發明提供一種車輛駕駛輔助系統，包括：所述的智能照明系統；所述的智能車輛。

為實現上述目的或其他目的，本發明提供一種車輛駕駛輔助方法，應用于所述的車輛駕駛輔助系統，所述方法包括：所述智能照明系統發送所采集第一路況數據；位于車輛的車載終端接收所述第一路況數據，并獲取由所述車載傳感器系統采集所得的第二路況數據；所述車載終端融合所述第一路況數據及第二路況數據以形成完整路況數據；所述車載終端根據所述完整路況數據生成車輛控制指令并發送至所述車輛的車輛動力系統及車輛控制系統以實現自動駕駛；以及/或者，所述車載終端根據所述完整路況數據生成導航信息并顯示。

于本發明的一實施例中，所述智能照明系統在監測到智能車輛接入網絡或駛入通信覆蓋區域后，開始對智能車輛前后一定路段范圍內的路況信息數據的采集。

于本發明的一實施例中，所述智能照明系統在監測到智能車輛接入網絡或駛入通信覆蓋區域后，開始對智能車輛前后一定路段范圍內的路況信息數據的采集。

于本發明的一實施例中，所述方法包括：所述智能照明系統將路況信息數據進行預處理后通過所述通信系統發送出去。

于本發明的一實施例中，所述預處理的方式包括以下中的一種或多種：對車輛、行人或其它障礙物的碰撞邊界和/或碰撞體積的界定；車輛、行人或其它障礙物的運動狀態的判斷；對車輛、行人或其它障礙物進行的3d建模。

如上所述，本發明提供智能照明系統、智能車輛及其車輛輔助駕駛系統和方法；智能照明系統與車輛間形成通信以傳輸所述路況信息數據至車輛以用于導航和/或自動駕駛；本發明的技術方案利用照明設備采集路況信息數據給車輛，彌補智能車輛傳感器系統存在“視野盲區”的問題，大大提升智能車輛的導航精確性及安全性。

附圖說明

圖1顯示為本發明一實施例中所應用道路場景的示意圖。

圖2a顯示為現有技術中智能車輛在道路場景中探測范圍的原理示意圖。

圖2b至2c顯示為本發明在多個道路場景中所起作用的原理示意圖。

圖3顯示為本發明一實施例中的照明設備的結構示意圖。

圖4a至4c顯示為本發明多個實施例中智能車輛的結構示意圖。

圖5顯示為本發明一實施例中車輛輔助駕駛方法的流程示意圖。

元件標號說明

100照明設備

300照明設備

301傳感單元

302通信單元

303照明單元

400、410、420智能車輛

401、411、421車載終端

402、412、422通信模塊

403、413、423處理模塊

414顯示模塊

424車輛動力系統

425車輛控制系統

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。

需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。

如圖1所示，顯示為本發明一實施例中智能照明系統在道路場景中的原理示意圖。本申請的智能照明系統，用于智能車輛的輔助駕駛(導航和自動駕駛)，需要解釋的是，此處提到的導航是指路面實時路況的展示和小范圍行車駕駛的指引，自動駕駛包括全自動駕駛(無人駕駛)、半自動駕駛(一定駕駛功能的自動實現)。

所述智能照明系統具體包括以下各部分：沿路面分布的多個照明設備100和通信系統。

所述照明設備100可以是路燈、隧道燈、護欄燈等照明設備，通常分布在道路兩側、中部和隧道頂部或兩側。在該些照明設備100上設置有傳感單元。所述傳感單元的探測范圍覆蓋一定的道路區域即如圖中虛線圓所示，用于采集其所探測范圍內的路況信息數據；所述傳感單元包括紅外傳感器、攝像頭、雷達傳感器中的一種或多種，路況信息是指道路上行車數量、各車輛的位置、車輛速度、行人位置、障礙物位置等影響行車的路況，通過該些傳感單元形成了至少包含其中一種路況信息的圖像或數字數據。

為了保證智能照明系統采集到的數據更加全面精確，各個照明設備100的傳感單元的探測范圍需要完全覆蓋道路區域及其兩側，較優的，道路上的部分或全部同一區域有多個照明設備覆蓋。所述通信系統用于將采集的路況信息數據提供給智能車輛的計算機系統。這樣，能將實時的道路信息數據傳送至車輛，使其形成“無盲區”的完整路況數據，并且可以根據該些數據對車載傳感器采集到的相同區域的路況數據進行參考修正。

所述通信系統，為各照明設備與外部通信以傳輸所采集的路況信息數據的各種通信裝置或部件的集合，可以是有線通信方式，亦可為無線通信方式。

請參閱圖2a至圖2c，通過具體場景說明本發明的技術方案應用所產生的技術效果。

如圖2a所示，其顯示現有技術中的道路場景，智能車輛a由于車輛b的遮擋而無法知曉b右側區域的路況，即出現“盲區”，故無法知曉車輛c的存在，則在此情況下，若b突然變道至智能車輛a之前，自動駕駛狀態下的a未必能來得及反應。

而如圖2b所示，顯示同樣情況下應用本發明的智能照明系統的道路場景，在此場景中，智能車輛a’可以通過智能照明系統中探測范圍覆蓋所述b’右側區域的照明設備來獲取路況信息數據，從而能探知車輛c’的運動情況，消除了“盲區”，a’能夠預先準備，避免出現圖2a實施例中的問題。

再如圖2c所示，顯示同樣情況下應用本發明的智能照明系統的道路場景，同一區域有多個照明設備覆蓋實施例的有益效果，在此場景中，單側設置的照明設備在部分情況下可能出現“盲區”(需要說明的是，圖示采用了夸大的比例來說明原理和效果，實際實施過程中由于燈桿的高度和車輛高度的差遠大于附圖比例，實際產生的“盲區”是很小的，不影響單燈實施例實現本申請的發明目的)，而同一區域有多個照明設備覆蓋時，通過多個照明設備路況信息的相互補充，智能照明系統中探測范圍覆蓋了所述b’兩側區域，從而能探知被b’遮擋行人c’以及車輛a’的運動情況，消除了“盲區”，只能車輛能夠獲得遠處該些詳細的路況數據，從而能夠預先準備，避免出現圖2c實施例中的問題。

為實現上述技術內容，以下通過多個實施例對本發明中的各個設備實現加以介紹：

如圖3所示，顯示在一實施例中照明設備300的模塊結構示意圖，所述照明設備300包括：傳感單元301及通信單元302；當然，該照明設備300另外還包括照明單元303，所述照明單元303包含例如led光源、驅動電源等，此處不作進一步展開。

所述通信單元302，連接所述傳感單元301，用于對外發送所述路況信息數據；所述通信單元302可以是有線或無線通訊模塊，優選為無線通訊模塊，例如射頻模塊、wifi模塊、或zigbee模塊等中的一或多者，從而將所述路況信息數據向外發送。

在一實施例中，所述通信系統包括各照明設備所設有的通信單元302，并通過外部通信網絡(例如移動通信網絡或其它網絡)通信來間接連接智能車輛，或直接通信連接智能車輛；當然，在其它實施例中，各所述照明設備300未必需要設置通信單元302，而可通過照明設備300以外的由一或多個通信設備/部件所組成的通信系統而通信連接于各所述傳感單元301，以實現對所采集路況信息數據的收集。

需說明的是，在本實施例中，各所述照明設備300間可以是不相互通信的，直接將采集到的路況信息數據傳送至范圍內的智能車輛上，與其它較優的實施例比較起來，該實施方式對智能車輛的處理能力和通信設備具有較高的要求，如需要進行預處理的話，對智能照明系統布設的成本也較高；；而優選的，各所述照明設備300之間亦可作為無線節點而組建傳感網絡，從而可滿足一些應用的需求，例如定位等；在本申請的另一實施例中，也可以是各照明設備300上的通信單元302和外部通信網絡通信連接，路況信息數據先傳輸到外部通信網絡，再由外部網絡傳輸到智能車輛。具體的，照明設備包括燈具本體，或者燈具本體及其安裝支架、桿架等外圍設備，照明設備上設置傳感單元可以是傳感單元在結構和/或電氣上與照明設備相連接，比如將傳感器單元本體連接在燈具本體和支架上、或將傳感器單元安裝在照明設備周邊，通過電氣和網絡連接至照明設備，后續提到的通信裝置、預處理單元等功能模塊的設置方式可以與其相同。較優的實施方式可以采用申請人關聯申請(如中國專利申請號201510960362.x、201610128737.0、2016220202236.8等)中的相關設備和模塊的安裝結合方式，在此不再贅述詳細結構的實現方式。

如圖4a所示，為實現上述方案，在一實施例中，所述智能車輛400包括：用于進行所述通信的車載終端401，所述車載終端401包括：通信模塊402及處理模塊403。具體的，所述車載終端可以是設置于車輛內的能夠提供一定計算和處理能力的車載電腦、處理芯片，或者可與汽車通信連接的能夠提供一定計算和處理能力的移動終端。

所述通信模塊402，從所述智能照明系統接收第一路況數據，并獲取由所述車載傳感器系統406采集所得的第二路況數據。于本發明的一實施例中，所述通信模塊402，包括：如前所述的射頻模塊、wifi模塊、或zigbee模塊等，能與所述照明設備400間直接建立通信連接從而獲取其所采集的路況數據信息。

所述通信模塊402亦可通過其它網絡而間接連接所述照明設備，例如，所述通信模塊402僅包括gprs模塊，而其通過移動互聯網絡連接到服務終端(例如移動網絡運營商的基站或連接基站的服務器)，而該服務終端可預先網絡連接至各所述照明設備，從而建立所述間接連接。

所述處理模塊403，連接所述通信模塊402，用于接收并融合所述第一路況數據及第二路況數據以形成完整路況數據以用于導航和/或自動駕駛，并根據所述路況信息數據生成用于控制車輛自動行駛的車輛控制指令。于本發明的一實施例中，所述處理模塊403可以是計算機系統，包括：處理器(如cpu、mcu、soc等)及存儲器(ram、rom)等，存儲器用于存儲車輛控制指令程序，所述處理器用于從存儲器調用車輛控制指令程序，以運行來實現功能；所述處理模塊403可利用例如多傳感器信息融合算法來融合所述第一路況數據及第二路況數據。

關于在第一路況數據和第二路況數據的融合處理，舉例來說，可將兩者對應的參考系坐標進行統一，可以選擇采用基于統一地圖信息的坐標。例如在現有技術中，智能車輛400根據衛星定位系統提供的地圖信息，將第一路況數據進行建模后置入地圖內，那么，所述智能照明系統的通信系統在將第二路況數據直接進行傳輸時需要將采集對應數據的照明設備在同一地圖上的坐標信息一并對應傳輸，此時智能車輛400能夠采用處理第一路況數據相同的方式對第二路況數據進行處理并置入地圖內，對于重合的部分予以疊加和修正，據此得到的完整路況信息，進而加以利用進行例如導航/自動駕駛，當然亦可通過通信傳輸而發送給其它設備等。

如圖4b所示，所述智能車輛410的車載終端411，除了通信模塊412和處理模塊413外，還包括顯示模塊414，所述車載終端411連接車載傳感器系統416；所述顯示模塊414包括例如：顯示屏及相關顯示電路；所述處理模塊413，連接于所述顯示模塊414，還用于處理所述路況信息數據為圖形顯示格式，例如將所述路況信息數據處理為2d或3d建模數據，通過圖形的算法生成圖像，從而顯示于所述顯示模塊414以對用戶進行導航，優選的，還可轉換為音頻數據，通過車載的揚聲器設備將導航信息進行傳達。

本實施例的方案，亦可應用于非智能車輛的普通車輛，普通車輛上的車載終端可通過顯示對應該完整路況信息數據的導航信息，從而提供給用戶更加準確的導航體驗，并非以智能車輛為限。

如圖4c所示，在本實施例中，智能車輛420包括：車載終端421(包括通信模塊422和處理模塊423)、車輛動力系統424、及車輛控制系統425，所述車載終端421通信連接該車輛動力系統424及車輛控制系統425。

在本實施例中的車載終端421與前述實施例中的差異在于，所述處理模塊423還用于根據所述完整路況數據生成車輛控制指令(原理例如前文所述)，并發送至所述車輛動力系統424及車輛控制系統425，以實現控制車輛自動駕駛，由于該車輛控制指令是基于完整路況數據而生成，相較于現有技術的僅根據車載傳感器系統426(包括gps)而實現車輛控制來講，更加接近真實道路情況，車輛控制亦更為精準，大大提升自動駕駛的安全性。

需說明的是，本發明所稱的“車載終端”，可以是固定設置于車上的電子終端設備，亦可為其它移動電子設備，例如行車人員攜帶的手機、平板電腦或筆記本電腦等皆可。

需說明的是，由于傳感單元采集到的數據還不能直接運用在智能車輛的導航和自動駕駛中，故在上述實施例中，需要通過車載終端的處理模塊進行數據的分析和處理，這樣在一定程度上增加了車載終端處理模塊的數據計算和處理量。

因此，在本申請的一個較優的實施例中，所述智能照明系統還可包括預處理單元，用于對采集到的路況信息數據進行預處理，預先在智能照明系統的預處理單元中進行部分或全部的計算和分析過程。具體的，所述預處理包括對道路上車輛、行人或其它障礙物的碰撞邊界和/或碰撞體積的界定、道路上車輛行人或其它障礙物的運動狀態的判斷、對道路上車輛行人或其它障礙物的3d建模中的一種或多種。例如，通過攝像頭采集到的圖像數據對應分析出車輛的圖像中的比例對應的實際體積，對于車輛四周的邊界進行界定，并將各邊界對應的坐標進行數據關聯，這樣智能車輛能夠直接知悉該些已經被分析界定的數據。對于同一區域有多個照明設備覆蓋的情況下(比如道路兩側)，通過結合不同照明設備從不同角度采集到的路況信息，能更加詳細和全面的確定。

在另一實施例中，所述預處理步驟將傳感單元采集的路況信息進行2d或3d建模，關聯坐標數據，這樣智能車輛能夠直接將該些數據置入其根據車載傳感器和衛星定位數據形成的數字地圖中。可以理解的是，所述預處理過程也可以只包括從傳感器數據到智能車輛的處理模塊能夠直接運用的數據的轉換的步驟中的部分步驟，同樣能夠減輕智能車輛的車載終端中處理模塊的運算壓力。具體步驟的分配可以根據智能照明系統與車載終端的協議分配，較優的實施例中根據智能照明系統與車載終端實際能分配的計算能力進行步驟拆分。

于一實施例中，所述預處理單元可以采用分布設置于智能照明系統中多個照明設備上的處理器模塊的形式實現，每個處理器模塊對一定區域內的照明設備采集到的路況數據進行預處理(各自處理和/或融合處理)；于另外的實施例中，也可以將預處理單元設置于云端，智能照明系統采集到的路況數據通過網絡傳輸至云端計算后再反饋至對應區域的智能照明系統的網絡節點上進行對外部(智能車輛)的數據傳輸。

對第一路況數據進行預處理后再傳輸給智能車輛能極大的減輕智能車輛的運算和處理量，如果在同一路段有多輛智能車輛行駛，這一優勢將更加明顯的體現——智能照明系統的計算量沒有增加，而多輛智能車輛的運算和處理量都被減輕了。

進一步的，對于智能照明系統來說，每個照明設備是固定在道路上固定位置的，因而其傳感單元的背景也是固定，例如攝像頭設備，其范圍內的道路和景觀背景是不變或細微變化的，智能照明系統的預處理單元對其進行預處理過程，可以通過簡單的與預設背景(空曠路面)進行比對，能很容易的識別出車輛，而攝像頭與路面的高度和水平距離恒定，只需預先設定好圖像數據的縮放比例、采集角度以及照明設備在地圖上的坐標參數，第一路況數據中的車輛邊界、車距、在路面的具體車道等信息即可通過圖像識別而精確獲得。

進一步，將上述信息按智能車輛的數據標準進行模擬模型的建立，這樣，經過預處理的第一路況數據能夠直接置入智能車輛建立的路況模擬模型中。同樣的，對于有多個照明設備覆蓋道路上的同一區域的情況下，預處理單元對多個照明設備采集到的路況數據進行融合處理時，也只需考慮各個照明設備位于地圖上的不同坐標即可在同一地圖坐標系上進行數據疊加處理。

如圖5所示，基于上述實施例，本發明還能提供車輛輔助駕駛方法，其包括：

步驟s501：所述智能照明系統發送所采集的第一路況數據；

步驟s502：位于車輛的車載終端接收所述第一路況數據，并獲取由所述車載傳感器系統采集所得的第二路況數據；

步驟s503：所述車載終端融合所述第一路況數據及第二路況數據以形成完整路況數據；

步驟s504：所述車載終端根據所述完整路況數據生成車輛控制指令并發送至所述車輛的車輛動力系統及車輛控制系統以實現自動駕駛；以及/或者，所述車載終端根據所述完整路況數據生成導航信息并顯示。

綜上所述，本發明提供智能照明系統、智能車輛及其車輛輔助駕駛系統和方法，智能照明系統與車輛間形成通信以傳輸所述路況信息數據至車輛以用于導航和/或自動駕駛；本發明的技術方案利用照明設備采集路況信息數據給車輛，彌補智能車輛傳感器系統存在“視野盲區”的問題，大大提升智能車輛的導航精確性及安全性。

本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。