專利名稱：高速公路車輛自動駕駛系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種自動控制裝置，是高速公路車輛自動駕駛系統。
現今國內外高速公路發展相當迅速，隨著高速公路建設的迅猛發展，高速公路的信息系統和車輛自動駕駛系統就顯得相對處于落后狀態，尤其是車輛自動駕駛系統更是國內外的技術空白，由于信息系統技術跟不上高速公路發展的需要，經常發生車輛連環追尾相撞事故，造成人員和財產的慘重損失，現今為了防止車輛追尾相撞的技術措施是；采用超聲波測距、雷達測距、激光測距、攝像測距、紅外測距等辦法測量前方車輛的行駛速度和距離，達到控制自己車輛的行駛速度和方向，防止追尾相撞事故的發生，但是這些技術措施遠遠不能滿足高速公路安全行駛的需要，在出現惡劣天氣的時候，管理單位只能關閉高速公路以確保安全，關閉高速公路給國家和人民群眾造成重大的經濟損失。造成重大交通事故的另一個重要原因是司機疲勞駕駛和司機違章駕駛，由于信息系統技術落后，現今高速公路不能實現智能化全程監督管理，對司機的疲勞駕駛缺乏有效的解決辦法，對司機的違章駕駛缺乏有效的監督手段，在發生重大交通事故的時候，由于信息系統技術落后，不能及時提示司機改道行駛方向，經常發生長距離堵車，造成疏導困難。由于信息系統技術落后，高速公路管理部門不能在第一時間采取應急措施，造成重大的經濟損失。由于信息系統技術落后，高速公路不能實現車輛的自動計費和交費，延誤了司機的時間，影響了高速公路的通車能力。在處理重大交通事故的時候缺乏有效的證據。
本發明的目的是有高速公路車輛自動駕駛系統接收讀解和顯示“高速公路拖影式動態全息系統”提供的動態全息行車信息，顯示出本車和本車前方各車道上行駛車輛的速度、距離、方位的生動形象的動態行駛畫面和數據，滾動文字顯示出該路段的路況信息、氣象信息、公告信息、緊急告戒信息。實現高速公路車輛的盲目人工駕駛或盲目自動駕駛。實現高速公路的智能化全程監督管理，司機的違章駕駛得到有效的監督，司機的疲勞駕駛得到很好的解決，實現車輛的自動計費和交費，提高高速公路的通車能力，在惡劣天氣再也不需要關閉高速公路，前方發生交通事故時及時提示司機改道行駛方向，防止堵車，發生交通事故時管理部門能在第一時間采取應急措施，減少不必要的損失。提高高速公路的安全性，提高高速公路的經濟效益，填補國內外的技術空白。
本發明的目的是這樣實現的高速公路車輛自動駕駛系統是依據“高速公路拖影式動態全息系統”提供的原始動態全息行車信息進行接收讀解，讀解由高速公路車輛自動駕駛系統的中央處理器進行，讀解得到動態全息行車信息，并有高速公路車輛自動駕駛系統顯示器顯示出來，供司機按照顯示器上的動態全息行車信息進行盲目人工駕駛，或由司機向中央處理器設定盲目自動駕駛參數，進行盲目自動駕駛。本系統的中央處理器里存儲有車輛進道后本車和相鄰車道行駛車輛的全部行駛記錄，用以高速公路智能化全程監督管理和自動計費，自動交費。
由于采用了上述技術方案，本系統實現了高速公路上車輛的盲目自動駕駛，實現了高速公路智能化全程監督管理，實現了自動計費，自動交費。在出現惡劣天氣的時候，管理單位再也不需要關閉高速公路，司機疲勞時可以用盲目自動駕駛儀自動駕駛車輛行駛，司機得到很好的休息，司機的違章駕駛得到有效的監督。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步詳細描述
圖1是本發明高速公路行車示意圖。
圖2是本發明高速公路車輛自動駕駛系統的工作原理方框圖。
圖3是本發明高速公路車輛自動駕駛系統顯示器的模擬圖。
在圖中1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11.車輛，12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27.電子坐標器，30.顯示器，31.盲目自動駕駛儀，32.時鐘調節，33.顯示屏亮度調節，34.音響報警器，35.駕駛記錄，36.盲目自動駕駛參數設定，37.中央處理器，38.行駛回放，39.音響報警開關，40.記錄打印，41.無線接收模塊，42.無線發射模塊，43.電源，44.慣性傳感器，45.傾斜傳感器，46.撞擊傳感器，47.緊急呼救。
在圖1高速公路行車示意圖中，高速公路中央隔離帶的二側分別有停車道、爬坡道、行車道、超車道，在停車道、爬坡道、行車道、超車道上分別有行駛著的車輛(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)。在高速公路中央隔離帶的二側邊線上按照一定的間隔距離安裝有電子路標器(12)、(13)、(14)、(15)、(16)、(17)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)、(23)、(24)、(25)、(26)、(27)，電子路標器的安裝間隔距離在5-10m為宜。
圖2是本發明高速公路車輛自動駕駛系統的工作原理方框圖，高速公路車輛自動駕駛系統有顯示器(30)、盲目自動駕駛儀(31)、時鐘調節(32)、顯示屏亮度調節(33)、音響報警器(34)、駕駛記錄(35)、盲目自動駕駛參數設定(36)、中央處理器(37)、行駛回放(38)、音響報警開關(39)、記錄打印(40)、無線接收模塊(41)、無線發射模塊(42)、電源(43)、慣性傳感器(44)、傾斜傳感器(45)、撞擊傳感器(46)、緊急呼救(47)組成。
圖3是本發明高速公路車輛自動駕駛系統顯示器的模擬圖，在圖3中的上部為顯示器的顯示部分，顯示部分的左邊是顯示超車道、行車道、爬坡道、停車道上行駛車輛的生動形象的動態行駛畫面和數據，顯示部分的右邊是滾動文字顯示路況信息、氣象信息、公告信息、緊急告戒信息。顯示器的下面部分為操作設定部分。
高速公路車輛自動駕駛系統的工作原理是在圖1中每輛車輛行駛到“高速公路拖影式動態全息系統”的電子坐標器附近時，該電子坐標器便會接收到這個車輛里的無線發射模塊(42)發射的無線信標信號，該電子坐標器便將“高速公路拖影式動態全息系統”的原始動態全息行車信息發射給這輛車輛里的高速公路車輛自動駕駛系統的無線接收模塊(41)，這輛車輛就得到了這輛車輛的原始動態全息行車信息，原始動態全息行車信息必須經過中央處理器(37)的處理才能得到真正的應用。
在中央處理器(37)里設定有車輛與車輛所在車道前方行駛車輛的最小安全距離、車輛與相鄰車道行駛車輛的側向平行的最小安全距離的設定閥值，及“高速公路拖影式動態全息系統”的路況信息只讀存儲器里存儲的車輛行駛到該路段的限速規定，一旦發生行駛車輛的動態行車信息超過設定閥值或限速規定時，在中央處理器(37)里作出三個反應其一，對超過設定閥值或限速規定的數據進行閃爍顯示，作為一種視覺報警，其二，有音響報警開關(39)控制音響報警器(34)進行音響報警，其三，將超過設定閥值或限速規定的數據在中央處理器(37)里對盲目自動駕駛儀的控制信號進行動態技術修正，中央處理器(37)用修正過的控制信號來對盲目自動駕駛儀控制的車輛的油門、換檔、制動和方向進行自動修正。
在中央處理器(37)里經過計算處理得到的動態全息行車信息，由顯示器(30)顯示，在圖3的顯示屏上的左邊是顯示超車道、行車道、爬坡道、停車道上行駛車輛的生動形象的動態行駛畫面和數據有1.本車的動態行車信息，本車行駛的公路里程、本車的車速、本車所在車道上的方位、本車與本車所在車道前方車輛的距離、前方車輛的車速、前方車輛的所在車道上的方位、本車與相鄰車道行駛車輛的側向平行距離。
2.本車前方其他車道上行駛車輛的車速、前后距離、在車道上的方位、相鄰車道行駛車輛的側向平行距離。
在圖3的顯示屏上的右邊是滾動文字顯示內容有1.路況信息包括高速公路名稱、向前到達城市、向左到達城市、向右到達城市、前方交會道路名稱、最近出口名稱和距離、路況提示、上下坡、急轉彎、前方停車站距離、前方服務區距離、前方加油站距離、前方緊急避險停車區距離、緊急電話距離、前方收費站距離、其他服務設施的名稱和距離。
2.氣象信息它包含的內容有氣溫、風向、風速、雨量、路面有無積冰和積雪。
3.高速公路公告信息。
4.緊急告戒信息它包含的內容有；A.當車輛發生緊急剎車的時候，高速公路車輛自動駕駛系統上的慣性傳感器(44)輸出信號給高速公路車輛自動駕駛系統上的無線發射模塊(42)，無線發射模塊(42)發射的車輛緊急剎車的緊急告戒無線信息。
B.當車輛發生傾覆的時候，高速公路車輛自動駕駛系統上的傾斜傳感器(45)輸出信號給高速公路車輛自動駕駛系統上的無線發射模塊(42)，無線發射模塊(42)發射的車輛傾覆的緊急告戒無線信息。
C.當車輛發生追尾相撞的時候，高速公路車輛自動駕駛系統上的撞擊傳感器(46)輸出信號給高速公路車輛自動駕駛系統上的無線發射模塊(42)，無線發射模塊(42)發射的車輛追尾相撞的緊急告戒無線信息。
D.當發生交通事故的時候，司機按動高速公路車輛自動駕駛系統上的緊急呼救(47)按紐，緊急呼救(47)輸出信號給高速公路車輛自動駕駛系統上的無線發射模塊(42)，無線發射模塊(42)發射的緊急呼救的緊急告戒無線信息。
高速公路車輛自動駕駛系統里的無線發射模塊(42)發射的無線信標信號和慣性傳感器(44)、傾斜傳感器(45)、撞擊傳感器(46)、緊急呼救(47)的緊急告戒無線信號采用不同的編碼方式，以便在接收過程中區分緊急告戒的性質。
路旁的電子路標器里的無線接收模塊，接收到高速公路車輛自動駕駛系統里的無線發射模塊(42)發射的緊急告戒無線信息，緊急告戒信息與電子路標器里的公路里程信息組合成緊急告戒拖影信息，緊急告戒拖影信息與組合拖影信息組成新的組合拖影信息，由電子路標器向后方電子路標器拖影式傳送。后方所有行駛車輛在經過任何一個電子路標器時，都會接收到“高速公路拖影式動態全息系統”的動態全息行車信息，動態全息行車信息包含有緊急告戒信息，高速公路車輛自動駕駛系統便會分別顯示出前方行駛車輛的緊急剎車、前方行駛車輛的傾覆、前方行駛車輛的追尾相撞、前方行駛車輛的緊急呼救的公路里程和在車道上的方位。
當所顯示的緊急告戒信息是前方行駛車輛緊急剎車信息時，應該區分二種情況其一，緊急剎車信息短時間顯示，應該判斷為只是前方行駛車輛的緊急剎車，司機只要注意自己車輛的車速和方向，其二，緊急剎車信息長時間顯示不變，應該判斷為前方行駛車道上已經發生堵車，當所顯示的緊急告戒信息是車輛傾覆、車輛追尾相撞發生堵車的時候，高速公路車輛自動駕駛系統提示司機改道行駛的方向，顯示出最近出口名稱和距離。
緊急告戒信息有由中央處理器(37)對盲目自動駕駛儀的控制信號進行動態技術修正，緊急告戒信息也有高速公路車輛自動駕駛系統進行視覺報警或音響報警。前方行駛車輛的緊急呼救信息和其他緊急告戒信息一路通知后方所有行駛車輛的司機，及時采取應急措施。帶有緊急告戒拖影信息的新的組合拖影信息一路傳送到高速公路始點站的管理部門，高速公路管理部門能及時采取應急措施。
在圖3的顯示屏上生動形象的動態行駛畫面和數據，顯示出車輛動態行駛的全過程，圖3的顯示屏上行駛車輛的距離越遠，車輛的圖案越小，反之則車輛的圖案大一些，這樣顯示更為形象一些。
在圖3的操作部分有盲目自動駕駛參數設定(36)是將本車輛的到站、本車輛的車重(車重影響到自動駕駛的制動距離和行車收費)、本車輛的車寬(車寬影響到相鄰車道行駛車輛的側向平行距離的精確度)、本車輛的車速、本車輛與本車輛所在車道前方行駛車輛的最小安全距離、本車輛與相鄰車道行駛車輛的側向平行的最小安全距離的盲目自動駕駛參數設定給中央處理器(37)，由中央處理器(37)結合動態全息行車信息進行計算處理，輸出控制信號給盲目自動駕駛儀(31)，盲目自動駕駛儀(31)自動控制車輛的油門、換檔、制動和方向，達到盲目自動駕駛車輛行駛的目的。
顯示屏亮度調節(33)人工調節顯示屏的亮度，時鐘調節(32)通過中央處理器(37)調節顯示器(30)的時鐘顯示，駕駛記錄(35)是將車輛進道后的操作數據和車輛的車況信息存儲在中央處理器(37)里，供在發生事故后查找原因，在盲目自動駕駛參數設定(36)里設定車輛的到站名稱，在車輛行駛到這個站口時中央處理器(37)根據全部行駛記錄進行車輛進道后的自動計費，自動計費信息用無線發射模塊(42)向收費站發送，收費站便可以在銀行IC卡上直接扣款，行駛車輛便可以直接通過收費站，再也不要停車交費。達到了行駛車輛自動交費，收費站自動收費目的。自動計費和自動交費提高了高速公路的通車能力。在司機忘記設定車輛的到站名稱時，司機可以在臨近到站時按動記錄打印(40)，中央處理器(37)便自動計費，自動計費信息用無線發射模塊(42)向收費站發送。
高速公路車輛自動駕駛系統實際上是車輛的黑匣子，黑匣子里存儲著車輛進道后本車和本車相鄰車輛全部行駛記錄，行駛回放(38)是在顯示器(30)的顯示屏上回放車輛已經行駛過的全部行駛記錄，記錄打印(40)是將全部行駛記錄打印出來。行駛回放或記錄打印用以對車輛行駛的全程監督，全部行駛記錄可以用無線發射模塊(42)向收費站發送，在收費站自動進行違章處理，全部行駛記錄可以作為處理重大交通事故的有效證據。
由于采用上述技術方案，本發明的高速公路車輛自動駕駛系統，依靠“高速公路拖影式動態全息系統”提供的動態全息行車信息，實現了高速公路上車輛的盲目人工駕駛或盲目自動駕駛。實現了高速公路的智能化全程監督管理，司機的違章駕駛得到有效的監督，司機的疲勞駕駛得到很好的解決，實現了車輛的自動計費和交費，提高了高速公路的通車能力，在惡劣天氣再也不需要關閉高速公路，前方發生交通事故時，及時提示司機改道行駛方向，防止堵車，發生交通事故時管理部門能在第一時間采取應急措施，減少不必要的損失。提高了高速公路的安全性，提高了高速公路的經濟效益，填補了國內外的技術空白。
權利要求
1.一種高速公路車輛自動駕駛系統，有顯示器(30)、盲目自動駕駛儀(31)、時鐘調節(32)、顯示屏亮度調節(33)、音響報警器(34)、駕駛記錄(35)、盲目自動駕駛參數設定(36)、中央處理器(37)、行駛回放(38)、音響報警開關(39)、記錄打印(40)、無線接收模塊(41)、無線發射模塊(42)、電源(43)、慣性傳感器(44)、傾斜傳感器(45)、撞擊傳感器(46)、緊急呼救(47)組成，其特征是由無線接收模塊(41)接收“高速公路拖影式動態全息系統”提供的原始動態全息行車信息，由中央處理器(37)計算處理得到動態全息行車信息，由顯示器(30)顯示動態全息行車信息，司機依據顯示器(30)顯示的動態全息行車信息進行盲目人工駕駛車輛，或有司機對盲目自動駕駛參數設定(36)設定盲目自動駕駛參數，車輛有盲目自動駕駛儀(31)進行自動駕駛。
2.根據權利要求1所述的高速公路車輛自動駕駛系統，其特征是由顯示器(30)對超車道、行車道、爬坡道、停車道上行駛車輛的生動形象的動態行駛畫面和數據進行動態顯示，對“高速公路拖影式動態全息系統”提供的路況信息、氣象信息、高速公路公告信息、緊急告戒信息進行滾動文字顯示。
3.根據權利要求1所述的高速公路車輛自動駕駛系統，其特征是中央處理器(37)存儲著車輛進道后本車和本車相鄰車輛全部行駛記錄，行駛回放(38)用以在顯示器(30)的顯示屏上回放車輛進道后的全部行駛記錄，記錄打印(40)是將車輛進道后的全部行駛記錄打印出來，行駛回放或記錄打印用以對車輛行駛的全程監督，全部行駛記錄可以用無線發射模塊(42)向收費站發送，在收費站自動進行違章處理，全部行駛記錄可以作為處理重大交通事故的有效證據。
4.根據權利要求1所述的高速公路車輛自動駕駛系統，其特征是在盲目自動駕駛參數設定(36)里設定車輛的到站名稱，在車輛行駛到這個站口時中央處理器(37)根據全部行駛記錄進行車輛進道后的自動計費，自動計費信息用無線發射模塊(42)向收費站發送，收費站在銀行IC卡上直接扣款進行自動收費。
5.根據權利要求1所述的高速公路車輛自動駕駛系統，其特征是行駛車輛的動態行車信息超過設定閥值或限速規定時在中央處理器(37)里作出三個反應其一，對超過設定閥值或限速規定的數據進行閃爍顯示，作為一種視覺報警，其二，有音響報警開關(39)控制音響報警器(34)進行音響報警，其三，將超過設定閥值或限速規定的數據在中央處理器(37)里對盲目自動駕駛儀的控制信號進行動態技術修正，中央處理器(37)用修正過的控制信號來對盲目自動駕駛儀控制車輛的油門、換檔、制動和方向進行自動修正。
全文摘要
一種高速公路車輛自動駕駛系統，依靠“高速公路拖影式動態全息系統”提供的動態全息行車信息，實現了高速公路上車輛的盲目人工駕駛或盲目自動駕駛。實現了高速公路的智能化全程監督管理，司機的違章駕駛得到有效的監督，司機的疲勞駕駛得到很好的解決，實現了車輛的自動計費和交費，提高了高速公路的通車能力，在惡劣天氣再也不需要關閉高速公路，前方發生交通事故時，及時提示司機改道行駛方向，防止堵車，發生交通事故時管理部門能在第一時間采取應急措施，減少不必要的損失。提高了高速公路的安全性，提高了高速公路的經濟效益，填補了國內外的技術空白。
文檔編號G05D1/02GK1664733SQ200510065439
公開日2005年9月7日 申請日期2005年4月8日 優先權日2005年4月8日
發明者朱倍他 申請人:朱倍他