[发明专利]一种多车协同避障系统及方法

权利要求书

1.一种多车协同避障系统，其特征在于：包括决策层，执行层、通信装置和感知层分别与决策层相连通；

前述的感知层，实时采集车况信息、路况信息以及定位信息；

前述的执行层，接收决策层输出的指令并执行；

前述的通信装置，用于避障车辆与目标道路上的相邻车辆进行信息交互；

前述的决策层由感知层获取信息进行解析和运算，向避障车辆底层的动力部件发送解析与运算结果，通过通信装置与目标道路上相邻车辆进行信息交互，决策层进行汇总向执行层发送最终指令进行执行。

2.根据权利要求1所述的多车协同避障系统，其特征在于：前述的感知层包括超声波雷达、激光雷达、双目摄像头、光电编码器、姿态传感器和差分北斗系统；

前述的执行层，包括驱动电机、转向舵机和制动器；

前述的通信装置，包括DSRC通讯机和5G微蜂窝基站。

3.根据权利要求1所述的多车协同避障系统，其特征在于：前述的车况信息包括车辆位置、速度和加速度；

前述的路况信息包括目标车辆与障碍物之间的距离、目标车辆与相邻车辆之间的距离；

前述的定位信息包括通过差分北斗系统发送的差分定位数据；

前述的决策层发送的最终指令包括加速指令、减速指令和转向指令。

4.根据权利要求1所述的多车协同避障系统，其特征在于：前述的决策层包括信息输入模块、信息处理模块和信息输出模块；

其中，信息输入模块接收车况信息、路况信息以及定位信息并将前述信息传输至信息处理模块；

信息处理模块对车况信息、路况信息以及定位信息进行分析和调制，并将调制后的信息传输至信息输出模块；

信息输出模块将调制后的信息传输至避障车辆底层的动力部件处进行执行。

5.一种多车协同避障方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：感知层实时采集车况信息、路况信息以及定位信息，监测到车辆行驶方向前方存在障碍物并将信息传输给决策层；

第二步：决策层接收到感知层传送的障碍物信息后，通信装置同时搜集周围环境信息并继续反馈给决策层；

第三步：决策层接收到通信装置传送的周围环境信息后开始与周围车辆进行信息交互；

第四步：决策层将全部信息进行汇总后生成换道指令，向执行层发送最终指令进行执行；

第五步：执行层接收到指令开始实施避障操作，并实时向决策层反馈车况信息；

第六步：重复第三步至第五步，直至整个避障操作结束。

6.根据权利要求5所述的多车协同避障方法，其特征在于：前述的第一步步骤中具体包括如下：

感知层通过激光雷达检测到车辆行驶方向前方存在障碍物；

感知层将车辆行驶方向前方存在障碍物的信息传输给决策层；

决策层通过差分北斗系统检测车辆位置信息；

感知层根据障碍物信息与车辆位置信息测量车辆与前方障碍物精确距离信息；同时将精确的车辆与前方障碍物的距离信息传输给决策层。

7.根据权利要求5所述的多车协同避障方法，其特征在于：前述的第二步步骤中具体包括如下：

决策层接收到第一步中感知层发送的障碍物存在信号，同时感知层根据激光雷达回收所发出的激光束、超声波雷达回收所发射的超声波以及双目摄像头采集的图像收集同车道的车辆信息，并将其传输给决策层。

8.根据权利要求5所述的多车协同避障方法，其特征在于：前述的第三步步骤中具体包括如下：

决策层根据感知层传送的车道以及相邻车道内的车辆信息后，通过DSRC通讯机向周围车辆发送避障请求；

同时决策层将目标车辆与周围车辆进行实时信息交互。

9.根据权利要求5所述的多车协同避障方法，其特征在于：前述的第四步步骤中具体包括如下：

决策层对障碍物信息、同车道车辆信息，以及相邻车道车辆信息进行分析整合后向执行层发送实施换道避障路径操作的完整指令。

10.根据权利要求5所述的多车协同避障方法，其特征在于：前述的第五步步骤中包括如下：

执行层接收到决策层的避障指令，通过驱动电机实施加速、减速的操作；通过转向舵机实施左拐、右拐的操作；

感知层通过光电编码器采集车辆实时速度信息，通过姿态传感器采集车辆实时加速度信息，通过差分北斗系统采集车辆实时位置信息，并将前述全部信息传输给决策层；

决策层根据反馈的车辆速度信息、加速度信息以及位置信息实时调整规划轨迹。