本發(fā)明屬于智能交通領(lǐng)域，具體涉及一種基于車聯(lián)網(wǎng)的自動駕駛汽車智能變道系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的發(fā)展，汽車被越來越多的人所擁有，雖然它給人們的生活帶來了極大的便利，但是隨之而來的還有頻頻發(fā)生的交通事故。在各類交通事故中，駕駛員在變道及轉(zhuǎn)向過程中不能準(zhǔn)確地感知周圍車輛的行駛情況，忘記開轉(zhuǎn)向燈，占交通事故起因的很大一部分比例。

在中國制造2025和工業(yè)4.0的大背景下，汽車產(chǎn)業(yè)正朝著智能化和網(wǎng)聯(lián)化的方向不斷發(fā)展，智能汽車與車聯(lián)網(wǎng)已成為汽車產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。同時(shí)智能交通是每個(gè)國家都致力于取得進(jìn)步的領(lǐng)域，未來必將成為各類交通系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。交通智能化可以防止交通事故的發(fā)生，確保智能汽車駕駛過程的安全性。

基于以上背景，本發(fā)明提出一種基于車聯(lián)網(wǎng)的自動駕駛汽車智能變道系統(tǒng)及其控制方法，提高行車過程的高效性和安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了實(shí)現(xiàn)自動駕駛車輛在高速公路上自主安全變道，從而提供一種基于車聯(lián)網(wǎng)的自動駕駛汽車智能變道系統(tǒng)及其控制方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于車聯(lián)網(wǎng)的自動駕駛汽車智能變道系統(tǒng)，包括GPS模塊、無線通信模塊、4G通信模塊、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向燈和ECU，

所述ECU分別與GPS模塊、無線通信模塊及4G通信模塊相連接，分別用于實(shí)時(shí)獲取本車的準(zhǔn)確位置及車速信息、周圍車輛的車速信息、通過基站獲取周圍道路的車流信息及參數(shù)信息，所述ECU根據(jù)獲取的信息綜合判斷是否需要超車；

所述ECU還分別與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向燈相連接，ECU根據(jù)獲取的周圍車輛車速信息判斷變道過程是否安全，并通過無線通信模塊向周圍車輛發(fā)送變道信息、開啟轉(zhuǎn)向燈；ECU根據(jù)獲取的周圍道路參數(shù)信息計(jì)算轉(zhuǎn)向所需轉(zhuǎn)角，控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)向。

進(jìn)一步，GPS模塊設(shè)置于車輛右后側(cè)，無線通信模塊設(shè)置于車輛前后兩側(cè)，4G通信模塊設(shè)置于車輛左后側(cè)，轉(zhuǎn)向燈設(shè)置于車輛四角。

一種基于車聯(lián)網(wǎng)的自動駕駛汽車智能變道系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

S1，GPS模塊實(shí)時(shí)獲取本車的準(zhǔn)確位置及車速信息并發(fā)送給ECU，4G通信模塊實(shí)時(shí)通過基站獲取左側(cè)車流信息發(fā)送給ECU，無線通信模塊實(shí)時(shí)獲取前車車速信息并發(fā)送給ECU，ECU綜合判斷是否需要超越前車，進(jìn)行變道，如果判斷需要超越前車則執(zhí)行步驟S2，反之繼續(xù)執(zhí)行步驟S1；

S2，無線通信模塊接收左側(cè)道路前后車輛車速信息并發(fā)送給ECU，ECU判斷變道過程是否安全，如果判斷變道過程安全，則執(zhí)行步驟S3，反之則執(zhí)行步驟S1；

S3，ECU開啟轉(zhuǎn)向燈，同時(shí)利用無線通信模塊向周圍車輛發(fā)送變道信息；

S4，4G通信模塊實(shí)時(shí)獲取道路參數(shù)信息并發(fā)送給ECU，通過ECU計(jì)算轉(zhuǎn)向所需轉(zhuǎn)角，最后ECU根據(jù)計(jì)算出的轉(zhuǎn)向角控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變道。

進(jìn)一步，所述S3中自動駕駛汽車自動開啟轉(zhuǎn)向燈，并再次通過無線通信模塊向周圍車輛發(fā)送信息和4G通信模塊獲取車輛道路信息，確保變道過程安全。

本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明利用GPS模塊、無線通信模塊和4G通信模塊構(gòu)成的車聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向及變道的全過程，不依賴于傳統(tǒng)的傳感器，更加便于汽車結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，降低成本，可靠性高，而且不受外部環(huán)境因素的干擾。

2.本發(fā)明根據(jù)前車與本車車速需求結(jié)合左側(cè)車流情況判斷是否需要超車，而不僅僅局限于前車車速過慢，保證變道過程的可靠性；需要超車時(shí)，通過無線通信模塊從左側(cè)車道獲取車輛信息，再次確保安全后進(jìn)行變道，有效保證變道過程的安全性。

3.變道過程中通過無線通信模塊向周圍車輛發(fā)送變道信息，提醒其他車輛本車正在變道，防止突發(fā)情況，提高了變道過程的安全性。

4.變道轉(zhuǎn)向過程中，4G模塊實(shí)時(shí)獲取道路參數(shù)信息，通過ECU計(jì)算所需轉(zhuǎn)向角，再控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行變道，提高了變道過程的智能性。

附圖說明

圖1為一種基于車聯(lián)網(wǎng)的自動駕駛汽車智能變道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為一種基于車聯(lián)網(wǎng)的自動駕駛汽車智能變道系統(tǒng)的模塊布置示意圖；

圖3為本發(fā)明車輛變道示意圖；

圖4為一種基于車聯(lián)網(wǎng)的自動駕駛汽車智能變道系統(tǒng)的控制流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

如圖1所示，一種基于車聯(lián)網(wǎng)的自動駕駛汽車智能變道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，包括GPS模塊1、無線通信模塊2(本發(fā)明選用無限局域網(wǎng)WLAN)、4G通信模塊3(本發(fā)明選用4G網(wǎng)絡(luò))、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4、轉(zhuǎn)向燈5和ECU 6；GPS模塊1設(shè)置于車輛右后側(cè)，無線通信模塊2設(shè)置于車輛前后兩側(cè)，4G通信模塊3設(shè)置于車輛左后側(cè)，轉(zhuǎn)向燈5設(shè)置于車輛四角，如圖2所示。

ECU 6分別與GPS模塊1、無線通信模塊2及4G通信模塊3相連接，分別用于實(shí)時(shí)獲取本車的準(zhǔn)確位置及車速信息、周圍車輛的車速信息、通過基站獲取周圍道路的車流信息及參數(shù)信息，ECU 6根據(jù)獲取的信息綜合判斷是否需要超車；ECU 6還分別與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4和轉(zhuǎn)向燈5相連接，ECU 6根據(jù)獲取的周圍車輛車速信息判斷變道過程是否安全，并通過無線通信模塊2向周圍車輛發(fā)送變道信息、開啟轉(zhuǎn)向燈5；ECU 6根據(jù)獲取的周圍道路參數(shù)信息計(jì)算轉(zhuǎn)向所需轉(zhuǎn)角，控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4進(jìn)行轉(zhuǎn)向。

ECU 6用于自主變道決策、變道安全判斷、變道轉(zhuǎn)角計(jì)算及變道轉(zhuǎn)向控制四個(gè)過程，自主變道決策過程中，ECU 6根據(jù)通過GPS模塊1獲取的車輛車速以及車輛準(zhǔn)確位置，通過無線通信模塊2接受的前車車速信息，通過4G模塊3獲取的左側(cè)道路車流信息，綜合判斷是否需要超越前車；變道安全判斷過程中，ECU 6根據(jù)通過無線通信模塊2接受的左前后車的車速信息判斷變道過程是否安全，并通過無線通信模塊2向周圍車輛發(fā)送變道信息以及開啟轉(zhuǎn)向燈5；變道轉(zhuǎn)角計(jì)算過程中，ECU 6根據(jù)通過4G模塊3獲取的道路參數(shù)信息計(jì)算轉(zhuǎn)向所需轉(zhuǎn)角；道轉(zhuǎn)向控制過程中，ECU 6根據(jù)計(jì)算出的轉(zhuǎn)向角控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4實(shí)現(xiàn)變道。

如圖3所示，一種基于車聯(lián)網(wǎng)的自動駕駛汽車智能變道系統(tǒng)在變道過程中的車流狀況，本車處于中間車道，前后方均有車輛并處于安全距離，左前方、左后方和右方也存在車輛，超車需要從左方超車，因此右方車輛不影響變道；假設(shè)每一輛車都存在車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，因此每一輛車都可以通過基站獲取道路車流信息，并且可以通過無線通信獲取周圍車輛實(shí)時(shí)信息并實(shí)時(shí)反饋信息。

如圖4所示，一種基于車聯(lián)網(wǎng)的自動駕駛汽車智能變道系統(tǒng)的控制流程圖，包括步驟：

S1，GPS模塊1實(shí)時(shí)獲取車輛準(zhǔn)確位置以及車速信息并發(fā)送給ECU 6，4G通信模塊3實(shí)時(shí)通過基站獲取左側(cè)車流信息發(fā)送給ECU 6，無線通信模塊2實(shí)時(shí)獲取前車車速信息并發(fā)送給ECU 6，ECU 6綜合判斷是否需要超越前車，進(jìn)行變道，如果判斷需要超越前車則執(zhí)行步驟S2，反之繼續(xù)執(zhí)行步驟S1；

S2，無線通信模塊2接收左側(cè)道路前后車輛車速并發(fā)送給ECU6，ECU6判斷變道過程是否安全，如果判斷變道過程安全，則執(zhí)行步驟S3，反之則執(zhí)行步驟S1；

S3，ECU 6開啟轉(zhuǎn)向燈5，同時(shí)利用無線通信模塊2向周圍車輛發(fā)送變道信息；

S4，4G通信模塊3實(shí)時(shí)獲取道路參數(shù)信息并發(fā)送給ECU 6，通過ECU 6計(jì)算轉(zhuǎn)向所需轉(zhuǎn)角，最后ECU6根據(jù)計(jì)算出的轉(zhuǎn)向角控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4實(shí)現(xiàn)變道。

所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。