[发明专利]一种基于智能交通平台的智能车辆控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于智能交通平台的智能车辆控制系统，其特征在于包括：智能车辆控制器，闭合电磁导轨，电磁传感器，转向舵机，电机驱动模块，测速模块，红外测距模块，射频识别模块，射频线圈和信号发生器；闭合电磁导轨辐射的电磁信号由安装在智能车辆车头正前方车架上的三个电磁传感器进行检测；所述传感器检测到的电磁信号送至智能车辆控制器进行信号处理，然后输出控制信号至安装在车体内部连接前轮轴的转向舵机，通过转向舵机动作控制前轮的转角，使智能车辆保持在道路的中央行驶；测速模块安装在智能车辆后轮电机传动轴上，将智能车辆的速度实时反馈给智能车辆控制器，通过车速闭环控制使车辆稳定行驶；安装在智能车辆车头正前方的红外测距模块，不断地向前方发出红外信号，检测前方是否有行驶的智能车辆或者其他障碍物，红外测距模块将测得的距离信息送到智能车辆控制器进行处理，智能车辆控制器根据车距大小输出控制信号至电机驱动模块，控制电机转速，使车辆减速或正常行驶；当智能车辆行驶至交叉路口时，安装在智能车辆车头正前方车架右侧的射频识别模块，检测埋设在交叉口路面正下方的射频线圈是否有与红色信号灯信号同步的信号发出；射频识别模块将检测到的信号送至智能车辆控制器进行信号处理，完成智能车辆停车或行驶的控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能交通平台的智能车辆控制系统，其特征在于，所述三个电磁传感器，其中一个传感器安装在电磁导轨中心线正上方，其它两个对称地安装在它的左、右两侧；中间传感器的信号用来判断智能车辆偏离电磁导轨中心线的位置，左、右对称的两个传感器的信号用来判断智能车辆偏离电磁导轨中心线的方向。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于智能交通平台的智能车辆控制系统，其特征在于，所述电磁传感器是三个“工”字形电感线圈，每个电感线圈与电容并联，形成LC震荡电路，其谐振频率与电磁轨道内信号频率相同，故在电磁传感器的LC回路中产生谐振，使所述电磁传感器检测到的信号强度最大。

4.根据权利要求1所述的一种基于智能交通平台的智能车辆控制系统，其特征在于所述红外测距模块利用红外原理测距，由位置敏感探测器、红外发光二极管和信号处理电路组成。

5.根据权利要求1所述的一种基于智能交通平台的智能车辆控制系统，其特征在于，所述信号发生器和射频线圈安装在交叉路口的路面下方，红灯亮时，使能信号发生器驱动射频线圈产生电磁场。

6.应用权利要求所述智能车辆控制系统进行控制的方法包括以下步骤：

步骤1，控制智能车辆沿智能交通平台的设定道路自主行驶的步骤；

步骤1.1，三个电磁传感器检测电磁轨道辐射的电磁信号，并送至智能车辆控制器进行处理；

步骤1.2，智能车辆控制器根据三个电磁传感器检测到的信号强度判断车辆偏离电磁轨道中心线的大小和方向，方法如下：

假设智能车辆位于电磁轨道中心线时中间传感器检测到的信号强度为A，左、右传感器检测到的信号强度为B；

当中间传感器检测到的信号强度X_中＝A时，表明车辆位于电磁轨道中心；

当中间传感器检测到的信号强度X_中<A时，如果左传感器检测到的信号强度X_左<B，右传感器检测到的信号强度X_右>B，表明车辆向左偏离电磁轨道中心；如果左传感器检测到的信号强度X_左>B，右传感器检测到的信号强度X_右<B，表明车辆向右偏离电磁轨道中心；

步骤1.3，智能车辆控制器根据A-X_中的大小与车辆偏离电磁轨道中心的方向，输出控制信号至转向舵机，通过转向舵机控制前轮向相反方向偏转，使车辆保持在道路的中央行驶；

步骤2，智能车辆的速度控制步骤；

步骤2.1，测速模块将电机转速信号实时传送至智能车辆控制器，经处理后转换成速度数字信号；

步骤2.2，所述控制器将步骤2.1转换成的速度数字信号与设定的速度数值求差；

步骤2.3，当智能车辆的速度偏离设定速度时，所述控制器根据步骤2.2求得的速度差的大小和符号，输出控制信号至电机驱动模块，电机驱动模块输出PWM波至电机，使电机转速向着智能车辆偏离设定速度相反的方向改变，从而使智能车辆按设定的速度稳定行驶；

步骤3，控制智能车辆沿智能交通平台设定的道路编队行驶的步骤；

步骤3.1，红外测距模块将测得的前方车辆或障碍物的距离信息送到智能车辆控制器进行处理；

步骤3.2，当与前方行驶智能车辆或障碍物距离大于安全车距时，保持原来速度行驶；

步骤3.3，当与前方行驶智能车辆或障碍物距离小于安全车距时，智能车辆控制器输出控制信号至电机驱动模块，使智能车辆减速，直到达到安全车距后，智能车辆恢复正常车速；

步骤4，控制智能车辆在交叉路口按照“红灯停、绿灯行”交通规则行驶的步骤；

步骤4.1，当智能车辆行驶至交叉口时，射频识别模块检测射频线圈发出的与红灯信号同步的信号，并送至车辆控制器进行信号处理；

步骤4.2，若步骤4.1检测到的信号强度小于设定值，智能车辆判断路口信号灯为绿灯，智能车辆正常驶过交叉口；

步骤4.3，若步骤4.1检测到的信号强度大于等于设定值，智能车辆判断路口为红灯，智能车辆停车，直至红灯结束，智能车辆启动，正常驶离交叉口。