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专利号: 2020114529162
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种多功能无障碍车远程监控与辅助驾驶系统,其特征在于,包括:车载5G+V2X终端、无障碍车下位机、信息服务云平台;其中:车载5G+V2X终端包括远程监控模块、异常状态检测模块、融合感知模块、决策规划模块、远程遥控驾驶模块:远程监控模块用于实时获取无障碍车出行的状态信息;异常状态检测模块用于无障碍车和驾驶者的异常状态检测与报警;融合感知模块用于对多源数据进行融合,对道路交通目标进行检测、识别与定位;决策规划模块用于根据感知得到的道路交通状态,结合高精度定位服务提供的局部高精度定位和地图数据,对无障碍车行驶路径进行局部路径规划,并向无障碍车下位机发送控制参数;远程遥控驾驶模块,用于接收5G监控终端发送的遥控消息,并根据解码后消息内容向无障碍车下位机发送对应的控制参数;

无障碍车下位机包括车载传感模块、控制执行模块;车载传感模块用于测量无障碍车电池剩余电量、检测周围交通目标、获取后方道路图像;控制执行模块接收远程遥控驾驶或自动驾驶时发送的控制参数,控制无障碍车行驶;

信息服务云平台用于用户数据管理与提供设备间通信接口;5G监控终端通过信息服务云平台与配对的车载终端进行通信,包括监控数据的获取和远程控制无障碍车行驶。

2.根据权利要求1所述的一种多功能无障碍车远程监控与辅助驾驶系统,其特征在于,所述车载5G+V2X终端中,具体包括:远程监控模块,使用终端内置的前置摄像头、后置摄像头、GPS、陀螺仪在内的传感器和车载热点、蓝牙,实时获取无障碍车出行的状态信息,包括前方道路图像、车身姿态、位置与速度、剩余电量、驾驶者面部图像、驾驶者心率、驾驶者血压,并将信息发送到5G监控终端,以供驾驶者亲属及时掌握无障碍车的出行状况;

异常状态检测模块,包括无障碍车异常状态检测模块、驾驶者异常状态检测模块;无障碍车异常状态检测模块用于检测无障碍车是否出现倾倒、运行速度超过阈值、位置偏离预定路线、驶入危险路段、故障、剩余电量不足在内的情况;驾驶者异常状态检测模块用于检测无障碍车驾驶者是否出现分心驾驶、疲劳驾驶、无意识驾驶和包括心率、血压等生理状态异常情况,当检测到异常状态时,模块将根据异常类型发送相应报警信息到5G监控终端,同时通过短信及时提醒驾驶者亲属;

融合感知模块,用于对从终端摄像头、车载超声波雷达、V2X通信、高精度定位服务获取的包括前方道路图像、超声波定位数据、V2X消息、局部高精度定位和地图数据等信息进行多源数据融合,以对道路交通目标进行检测、识别与定位,为自动驾驶提供环境感知信息;

决策规划模块,用于根据感知得到的道路交通状态,结合高精度定位服务提供的局部高精度定位和地图数据,对无障碍车行驶路径进行局部路径规划,并向无障碍车下位机发送控制参数;

远程遥控驾驶模块,用于接收5G监控终端发送的遥控消息,并根据解码后消息内容向无障碍车下位机发送对应的控制参数。

3.根据权利要求2所述的一种多功能无障碍车远程监控与辅助驾驶系统,其特征在于,还包括5G监控终端,5G监控终端用于接收通过信息服务云平台转发的由配对的车载5G+V2X终端发送的无障车实时监控数据及异常报警信息,和发送远程操控无障车指令到车载5G+V2X终端,以在驾驶者不能操控时进行远程辅助驾驶;5G监控终端采用5G智能手机,通过安装开发的APP可实现远程监控和辅助驾驶的功能。

4.根据权利要求2所述的一种多功能无障碍车远程监控与辅助驾驶系统,其特征在于,车载5G+V2X终端中,V2X用于接收RSU路侧设备和附近车辆广播的V2X消息,接收到的消息包括局部道路信息、附近车辆的位置与速度信息等,可用于无障碍车的防碰撞预警和识别、定位非视距交通目标,为局部路径规划提供环境感知信息;还设置有商用地图SDK,用于无障碍车自动驾驶时的全局路径规划和行驶路径导航。

5.根据权利要求2所述的一种多功能无障碍车远程监控与辅助驾驶系统,其特征在于,融合感知模块用于对从终端摄像头、车载超声波雷达、V2X通信、高精度定位服务获取的包括前方道路图像、超声波定位数据、V2X消息、局部高精度定位和地图数据信息进行多源数据融合,以对道路交通目标进行检测、识别与定位,为自动驾驶提供环境感知信息;

高精度定位服务包括差分定位基站、地图数据中心;差分定位基站用于向车载5G+V2X终端发送高精度定位数据,地图数据中心用于发送局部高精度地图,在无障碍车自动驾驶时,高精度定位服务提供的数据用于与融合感知模块感知到的交通环境进行数据融合,为局部路径规划提供依据。

6.根据权利要求1‑5之一所述的一种多功能无障碍车远程监控与辅助驾驶系统,其特征在于,还包括智能手环,智能手环通过蓝牙或WiFi连接到车载5G+V2X终端,用于通过内置的心率传感器、血压传感器,获取驾驶者的心率、血压在内的数据,并发送到车载5G+V2X终端进行驾驶者生理状态的异常检测。

7.根据权利要求1‑5之一所述的一种多功能无障碍车远程监控与辅助驾驶系统,其特征在于,所述远程监控与异常状态检测模块;其中:远程监控模块通过车载5G+V2X终端集成的陀螺仪、GPS、前置摄像头、后置摄像头等传感器和车载无线热点、蓝牙,实时获取包括车身姿态信息、位置速度信息、驾驶者面部图像、前方道路图像、无障碍车状态信息、驾驶者心率、驾驶者血压等,并转发到异常状态检测模块和上传到信息服务云平台,驾驶者亲属可通过5G监控终端及时查看无障碍车的出行状态。

8.根据权利要求1‑5之一所述的一种多功能无障碍车远程监控与辅助驾驶系统,其特征在于,所述车载传感模块包括SOC测量模块、车载超声波雷达、车载摄像头等,用于测量无障碍车电池剩余电量、检测周围交通目标、获取后方道路图像;控制执行模块接收远程遥控驾驶或自动驾驶时发送的控制参数,在远程遥控驾驶时,模块根据接收到的控制指令,向执行机构发出控制信号,控制无障碍车的方向和速度;在自动驾驶时,模块以收到的局部规划路径为准,向执行机构发出控制信号,逐步驱动无障碍车以预定的速度和轨迹行驶。

9.根据权利要求2所述的一种多功能无障碍车远程监控与辅助驾驶系统,其特征在于,在无障碍车的异常状态检测中,具体包括:在车身倾倒检测中,使用卡尔曼滤波姿态解算方法处理从陀螺仪获得的原始姿态数据,包括绕X、Y、Z轴旋转的角速度和X、Y、Z轴的重力加速度分量,获得车身的方位角、俯仰角、翻滚角,由于车身方位角会存在累积偏差,因此使用从GPS获取的导航方位角对车身方位角进行校正,在获得车身姿态角后,将姿态角进行归一化处理,使得姿态角值在[‑1,1]之间,接着输入到训练好的RBF神经网络进行车身姿态分类,RBF神经网络的输入为3维姿态角,隐藏层有16个神经元,输出为5维,分别表示正常、左倾倒、右倾倒、前倾倒和后倾倒状态,当网络持续10次及以上输出结果均为非正常状态时将触发车身倾倒报警;在偏离路线检测中,对比无障碍车运行的实时位置信息与出发时预设的路线是否一致来判断无障碍车是否出现行驶偏离路线的异常情况,当实际位置偏离目标路线50米及以上时将触发偏离路线报警;在车速过限检测中,当无障碍车运行速度超过预设的15KM/h速度时将触发车速过限报警;在电机故障检测中,当收到的无障碍车状态信息表示电机或电机驱动机构故障时将触发电机故障报警;在驶入危险路段检测中,当无障碍车行驶至山坡、桥梁、河坝等危险路段100米范围内时将触发驶入危险路段报警;在电量不足检测中,当检测到无障碍车剩余电量低于35%时将触发电量不足报警。

10.根据权利要求2所述的一种多功能无障碍车远程监控与辅助驾驶系统,其特征在于,所述驾驶者异常状态检测模块,包括人脸检测与特征点定位模块、多任务异常检测模块;其中:人脸检测与特征点定位模块用于从车载5G+V2X终端的前置摄像头获取的驾驶者面部图像中检测出驾驶者人脸边框和输出包括双眼、鼻尖、嘴部的特征点;多任务异常检测模块包括面部异常状态检测和生理异常状态检测部分;其中:面部异常状态检测包括分心检测、疲劳检测、无意识检测,生理异常状态检测包括心率异常检测、血压异常检测。