专利名称：高速公路车辆自动驾驶系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动控制装置，是高速公路车辆自动驾驶系统。
现今国内外高速公路发展相当迅速，随着高速公路建设的迅猛发展，高速公路的信息系统和车辆自动驾驶系统就显得相对处于落后状态，尤其是车辆自动驾驶系统更是国内外的技术空白，由于信息系统技术跟不上高速公路发展的需要，经常发生车辆连环追尾相撞事故，造成人员和财产的惨重损失，现今为了防止车辆追尾相撞的技术措施是；采用超声波测距、雷达测距、激光测距、摄像测距、红外测距等办法测量前方车辆的行驶速度和距离，达到控制自己车辆的行驶速度和方向，防止追尾相撞事故的发生，但是这些技术措施远远不能满足高速公路安全行驶的需要，在出现恶劣天气的时候，管理单位只能关闭高速公路以确保安全，关闭高速公路给国家和人民群众造成重大的经济损失。造成重大交通事故的另一个重要原因是司机疲劳驾驶和司机违章驾驶，由于信息系统技术落后，现今高速公路不能实现智能化全程监督管理，对司机的疲劳驾驶缺乏有效的解决办法，对司机的违章驾驶缺乏有效的监督手段，在发生重大交通事故的时候，由于信息系统技术落后，不能及时提示司机改道行驶方向，经常发生长距离堵车，造成疏导困难。由于信息系统技术落后，高速公路管理部门不能在第一时间采取应急措施，造成重大的经济损失。由于信息系统技术落后，高速公路不能实现车辆的自动计费和交费，延误了司机的时间，影响了高速公路的通车能力。在处理重大交通事故的时候缺乏有效的证据。
本发明的目的是有高速公路车辆自动驾驶系统接收读解和显示“高速公路拖影式动态全息系统”提供的动态全息行车信息，显示出本车和本车前方各车道上行驶车辆的速度、距离、方位的生动形象的动态行驶画面和数据，滚动文字显示出该路段的路况信息、气象信息、公告信息、紧急告戒信息。实现高速公路车辆的盲目人工驾驶或盲目自动驾驶。实现高速公路的智能化全程监督管理，司机的违章驾驶得到有效的监督，司机的疲劳驾驶得到很好的解决，实现车辆的自动计费和交费，提高高速公路的通车能力，在恶劣天气再也不需要关闭高速公路，前方发生交通事故时及时提示司机改道行驶方向，防止堵车，发生交通事故时管理部门能在第一时间采取应急措施，减少不必要的损失。提高高速公路的安全性，提高高速公路的经济效益，填补国内外的技术空白。
本发明的目的是这样实现的高速公路车辆自动驾驶系统是依据“高速公路拖影式动态全息系统”提供的原始动态全息行车信息进行接收读解，读解由高速公路车辆自动驾驶系统的中央处理器进行，读解得到动态全息行车信息，并有高速公路车辆自动驾驶系统显示器显示出来，供司机按照显示器上的动态全息行车信息进行盲目人工驾驶，或由司机向中央处理器设定盲目自动驾驶参数，进行盲目自动驾驶。本系统的中央处理器里存储有车辆进道后本车和相邻车道行驶车辆的全部行驶记录，用以高速公路智能化全程监督管理和自动计费，自动交费。
由于采用了上述技术方案，本系统实现了高速公路上车辆的盲目自动驾驶，实现了高速公路智能化全程监督管理，实现了自动计费，自动交费。在出现恶劣天气的时候，管理单位再也不需要关闭高速公路，司机疲劳时可以用盲目自动驾驶仪自动驾驶车辆行驶，司机得到很好的休息，司机的违章驾驶得到有效的监督。
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细描述
图1是本发明高速公路行车示意图。
图2是本发明高速公路车辆自动驾驶系统的工作原理方框图。
图3是本发明高速公路车辆自动驾驶系统显示器的模拟图。
在图中1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11.车辆，12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27.电子坐标器，30.显示器，31.盲目自动驾驶仪，32.时钟调节，33.显示屏亮度调节，34.音响报警器，35.驾驶记录，36.盲目自动驾驶参数设定，37.中央处理器，38.行驶回放，39.音响报警开关，40.记录打印，41.无线接收模块，42.无线发射模块，43.电源，44.惯性传感器，45.倾斜传感器，46.撞击传感器，47.紧急呼救。
在图1高速公路行车示意图中，高速公路中央隔离带的二侧分别有停车道、爬坡道、行车道、超车道，在停车道、爬坡道、行车道、超车道上分别有行驶着的车辆(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)。在高速公路中央隔离带的二侧边线上按照一定的间隔距离安装有电子路标器(12)、(13)、(14)、(15)、(16)、(17)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)、(23)、(24)、(25)、(26)、(27)，电子路标器的安装间隔距离在5-10m为宜。
图2是本发明高速公路车辆自动驾驶系统的工作原理方框图，高速公路车辆自动驾驶系统有显示器(30)、盲目自动驾驶仪(31)、时钟调节(32)、显示屏亮度调节(33)、音响报警器(34)、驾驶记录(35)、盲目自动驾驶参数设定(36)、中央处理器(37)、行驶回放(38)、音响报警开关(39)、记录打印(40)、无线接收模块(41)、无线发射模块(42)、电源(43)、惯性传感器(44)、倾斜传感器(45)、撞击传感器(46)、紧急呼救(47)组成。
图3是本发明高速公路车辆自动驾驶系统显示器的模拟图，在图3中的上部为显示器的显示部分，显示部分的左边是显示超车道、行车道、爬坡道、停车道上行驶车辆的生动形象的动态行驶画面和数据，显示部分的右边是滚动文字显示路况信息、气象信息、公告信息、紧急告戒信息。显示器的下面部分为操作设定部分。
高速公路车辆自动驾驶系统的工作原理是在图1中每辆车辆行驶到“高速公路拖影式动态全息系统”的电子坐标器附近时，该电子坐标器便会接收到这个车辆里的无线发射模块(42)发射的无线信标信号，该电子坐标器便将“高速公路拖影式动态全息系统”的原始动态全息行车信息发射给这辆车辆里的高速公路车辆自动驾驶系统的无线接收模块(41)，这辆车辆就得到了这辆车辆的原始动态全息行车信息，原始动态全息行车信息必须经过中央处理器(37)的处理才能得到真正的应用。
在中央处理器(37)里设定有车辆与车辆所在车道前方行驶车辆的最小安全距离、车辆与相邻车道行驶车辆的侧向平行的最小安全距离的设定阀值，及“高速公路拖影式动态全息系统”的路况信息只读存储器里存储的车辆行驶到该路段的限速规定，一旦发生行驶车辆的动态行车信息超过设定阀值或限速规定时，在中央处理器(37)里作出三个反应其一，对超过设定阀值或限速规定的数据进行闪烁显示，作为一种视觉报警，其二，有音响报警开关(39)控制音响报警器(34)进行音响报警，其三，将超过设定阀值或限速规定的数据在中央处理器(37)里对盲目自动驾驶仪的控制信号进行动态技术修正，中央处理器(37)用修正过的控制信号来对盲目自动驾驶仪控制的车辆的油门、换档、制动和方向进行自动修正。
在中央处理器(37)里经过计算处理得到的动态全息行车信息，由显示器(30)显示，在图3的显示屏上的左边是显示超车道、行车道、爬坡道、停车道上行驶车辆的生动形象的动态行驶画面和数据有1.本车的动态行车信息，本车行驶的公路里程、本车的车速、本车所在车道上的方位、本车与本车所在车道前方车辆的距离、前方车辆的车速、前方车辆的所在车道上的方位、本车与相邻车道行驶车辆的侧向平行距离。
2.本车前方其他车道上行驶车辆的车速、前后距离、在车道上的方位、相邻车道行驶车辆的侧向平行距离。
在图3的显示屏上的右边是滚动文字显示内容有1.路况信息包括高速公路名称、向前到达城市、向左到达城市、向右到达城市、前方交会道路名称、最近出口名称和距离、路况提示、上下坡、急转弯、前方停车站距离、前方服务区距离、前方加油站距离、前方紧急避险停车区距离、紧急电话距离、前方收费站距离、其他服务设施的名称和距离。
2.气象信息它包含的内容有气温、风向、风速、雨量、路面有无积冰和积雪。
3.高速公路公告信息。
4.紧急告戒信息它包含的内容有；A.当车辆发生紧急刹车的时候，高速公路车辆自动驾驶系统上的惯性传感器(44)输出信号给高速公路车辆自动驾驶系统上的无线发射模块(42)，无线发射模块(42)发射的车辆紧急刹车的紧急告戒无线信息。
B.当车辆发生倾覆的时候，高速公路车辆自动驾驶系统上的倾斜传感器(45)输出信号给高速公路车辆自动驾驶系统上的无线发射模块(42)，无线发射模块(42)发射的车辆倾覆的紧急告戒无线信息。
C.当车辆发生追尾相撞的时候，高速公路车辆自动驾驶系统上的撞击传感器(46)输出信号给高速公路车辆自动驾驶系统上的无线发射模块(42)，无线发射模块(42)发射的车辆追尾相撞的紧急告戒无线信息。
D.当发生交通事故的时候，司机按动高速公路车辆自动驾驶系统上的紧急呼救(47)按纽，紧急呼救(47)输出信号给高速公路车辆自动驾驶系统上的无线发射模块(42)，无线发射模块(42)发射的紧急呼救的紧急告戒无线信息。
高速公路车辆自动驾驶系统里的无线发射模块(42)发射的无线信标信号和惯性传感器(44)、倾斜传感器(45)、撞击传感器(46)、紧急呼救(47)的紧急告戒无线信号采用不同的编码方式，以便在接收过程中区分紧急告戒的性质。
路旁的电子路标器里的无线接收模块，接收到高速公路车辆自动驾驶系统里的无线发射模块(42)发射的紧急告戒无线信息，紧急告戒信息与电子路标器里的公路里程信息组合成紧急告戒拖影信息，紧急告戒拖影信息与组合拖影信息组成新的组合拖影信息，由电子路标器向后方电子路标器拖影式传送。后方所有行驶车辆在经过任何一个电子路标器时，都会接收到“高速公路拖影式动态全息系统”的动态全息行车信息，动态全息行车信息包含有紧急告戒信息，高速公路车辆自动驾驶系统便会分别显示出前方行驶车辆的紧急刹车、前方行驶车辆的倾覆、前方行驶车辆的追尾相撞、前方行驶车辆的紧急呼救的公路里程和在车道上的方位。
当所显示的紧急告戒信息是前方行驶车辆紧急刹车信息时，应该区分二种情况其一，紧急刹车信息短时间显示，应该判断为只是前方行驶车辆的紧急刹车，司机只要注意自己车辆的车速和方向，其二，紧急刹车信息长时间显示不变，应该判断为前方行驶车道上已经发生堵车，当所显示的紧急告戒信息是车辆倾覆、车辆追尾相撞发生堵车的时候，高速公路车辆自动驾驶系统提示司机改道行驶的方向，显示出最近出口名称和距离。
紧急告戒信息有由中央处理器(37)对盲目自动驾驶仪的控制信号进行动态技术修正，紧急告戒信息也有高速公路车辆自动驾驶系统进行视觉报警或音响报警。前方行驶车辆的紧急呼救信息和其他紧急告戒信息一路通知后方所有行驶车辆的司机，及时采取应急措施。带有紧急告戒拖影信息的新的组合拖影信息一路传送到高速公路始点站的管理部门，高速公路管理部门能及时采取应急措施。
在图3的显示屏上生动形象的动态行驶画面和数据，显示出车辆动态行驶的全过程，图3的显示屏上行驶车辆的距离越远，车辆的图案越小，反之则车辆的图案大一些，这样显示更为形象一些。
在图3的操作部分有盲目自动驾驶参数设定(36)是将本车辆的到站、本车辆的车重(车重影响到自动驾驶的制动距离和行车收费)、本车辆的车宽(车宽影响到相邻车道行驶车辆的侧向平行距离的精确度)、本车辆的车速、本车辆与本车辆所在车道前方行驶车辆的最小安全距离、本车辆与相邻车道行驶车辆的侧向平行的最小安全距离的盲目自动驾驶参数设定给中央处理器(37)，由中央处理器(37)结合动态全息行车信息进行计算处理，输出控制信号给盲目自动驾驶仪(31)，盲目自动驾驶仪(31)自动控制车辆的油门、换档、制动和方向，达到盲目自动驾驶车辆行驶的目的。
显示屏亮度调节(33)人工调节显示屏的亮度，时钟调节(32)通过中央处理器(37)调节显示器(30)的时钟显示，驾驶记录(35)是将车辆进道后的操作数据和车辆的车况信息存储在中央处理器(37)里，供在发生事故后查找原因，在盲目自动驾驶参数设定(36)里设定车辆的到站名称，在车辆行驶到这个站口时中央处理器(37)根据全部行驶记录进行车辆进道后的自动计费，自动计费信息用无线发射模块(42)向收费站发送，收费站便可以在银行IC卡上直接扣款，行驶车辆便可以直接通过收费站，再也不要停车交费。达到了行驶车辆自动交费，收费站自动收费目的。自动计费和自动交费提高了高速公路的通车能力。在司机忘记设定车辆的到站名称时，司机可以在临近到站时按动记录打印(40)，中央处理器(37)便自动计费，自动计费信息用无线发射模块(42)向收费站发送。
高速公路车辆自动驾驶系统实际上是车辆的黑匣子，黑匣子里存储着车辆进道后本车和本车相邻车辆全部行驶记录，行驶回放(38)是在显示器(30)的显示屏上回放车辆已经行驶过的全部行驶记录，记录打印(40)是将全部行驶记录打印出来。行驶回放或记录打印用以对车辆行驶的全程监督，全部行驶记录可以用无线发射模块(42)向收费站发送，在收费站自动进行违章处理，全部行驶记录可以作为处理重大交通事故的有效证据。
由于采用上述技术方案，本发明的高速公路车辆自动驾驶系统，依靠“高速公路拖影式动态全息系统”提供的动态全息行车信息，实现了高速公路上车辆的盲目人工驾驶或盲目自动驾驶。实现了高速公路的智能化全程监督管理，司机的违章驾驶得到有效的监督，司机的疲劳驾驶得到很好的解决，实现了车辆的自动计费和交费，提高了高速公路的通车能力，在恶劣天气再也不需要关闭高速公路，前方发生交通事故时，及时提示司机改道行驶方向，防止堵车，发生交通事故时管理部门能在第一时间采取应急措施，减少不必要的损失。提高了高速公路的安全性，提高了高速公路的经济效益，填补了国内外的技术空白。
权利要求
1.一种高速公路车辆自动驾驶系统，有显示器(30)、盲目自动驾驶仪(31)、时钟调节(32)、显示屏亮度调节(33)、音响报警器(34)、驾驶记录(35)、盲目自动驾驶参数设定(36)、中央处理器(37)、行驶回放(38)、音响报警开关(39)、记录打印(40)、无线接收模块(41)、无线发射模块(42)、电源(43)、惯性传感器(44)、倾斜传感器(45)、撞击传感器(46)、紧急呼救(47)组成，其特征是由无线接收模块(41)接收“高速公路拖影式动态全息系统”提供的原始动态全息行车信息，由中央处理器(37)计算处理得到动态全息行车信息，由显示器(30)显示动态全息行车信息，司机依据显示器(30)显示的动态全息行车信息进行盲目人工驾驶车辆，或有司机对盲目自动驾驶参数设定(36)设定盲目自动驾驶参数，车辆有盲目自动驾驶仪(31)进行自动驾驶。
2.根据权利要求1所述的高速公路车辆自动驾驶系统，其特征是由显示器(30)对超车道、行车道、爬坡道、停车道上行驶车辆的生动形象的动态行驶画面和数据进行动态显示，对“高速公路拖影式动态全息系统”提供的路况信息、气象信息、高速公路公告信息、紧急告戒信息进行滚动文字显示。
3.根据权利要求1所述的高速公路车辆自动驾驶系统，其特征是中央处理器(37)存储着车辆进道后本车和本车相邻车辆全部行驶记录，行驶回放(38)用以在显示器(30)的显示屏上回放车辆进道后的全部行驶记录，记录打印(40)是将车辆进道后的全部行驶记录打印出来，行驶回放或记录打印用以对车辆行驶的全程监督，全部行驶记录可以用无线发射模块(42)向收费站发送，在收费站自动进行违章处理，全部行驶记录可以作为处理重大交通事故的有效证据。
4.根据权利要求1所述的高速公路车辆自动驾驶系统，其特征是在盲目自动驾驶参数设定(36)里设定车辆的到站名称，在车辆行驶到这个站口时中央处理器(37)根据全部行驶记录进行车辆进道后的自动计费，自动计费信息用无线发射模块(42)向收费站发送，收费站在银行IC卡上直接扣款进行自动收费。
5.根据权利要求1所述的高速公路车辆自动驾驶系统，其特征是行驶车辆的动态行车信息超过设定阀值或限速规定时在中央处理器(37)里作出三个反应其一，对超过设定阀值或限速规定的数据进行闪烁显示，作为一种视觉报警，其二，有音响报警开关(39)控制音响报警器(34)进行音响报警，其三，将超过设定阀值或限速规定的数据在中央处理器(37)里对盲目自动驾驶仪的控制信号进行动态技术修正，中央处理器(37)用修正过的控制信号来对盲目自动驾驶仪控制车辆的油门、换档、制动和方向进行自动修正。
全文摘要
一种高速公路车辆自动驾驶系统，依靠“高速公路拖影式动态全息系统”提供的动态全息行车信息，实现了高速公路上车辆的盲目人工驾驶或盲目自动驾驶。实现了高速公路的智能化全程监督管理，司机的违章驾驶得到有效的监督，司机的疲劳驾驶得到很好的解决，实现了车辆的自动计费和交费，提高了高速公路的通车能力，在恶劣天气再也不需要关闭高速公路，前方发生交通事故时，及时提示司机改道行驶方向，防止堵车，发生交通事故时管理部门能在第一时间采取应急措施，减少不必要的损失。提高了高速公路的安全性，提高了高速公路的经济效益，填补了国内外的技术空白。
文档编号G05D1/02GK1664733SQ200510065439
公开日2005年9月7日 申请日期2005年4月8日 优先权日2005年4月8日
发明者朱倍他 申请人:朱倍他