[发明专利]一种车队自主跟车系统、便携式装置及方法

说明书

本发明提供了一种车队自主跟车系统、便携式装置及方法，所述系统包括：数据采集单元中GPS模块用于采集车辆定位信息，惯导模块用于采集车辆的加速度信息和角速度信息；数据处理单元中融合定位模块对GPS信息和惯导信息实时进行数据融合处理，得到自车绝对位姿；跟车控制计算模块根据得到的自车绝对位姿信息、前车绝对位姿信息和头车历史路径，进行绝对路径规划，更新绝对路径表，计算得到车辆目标速度和方向转角用于实现车辆控制。本发明通过GPS模块和INS模块进行组合定位，定位精度高，数据刷新频率高，且不易受光照、天气等环境因素影响，可有效提升自主跟车系统的精度和可靠性。装置方便携带与搭建，成本较低。

技术领域

本发明涉及自动驾驶领域，尤其涉及自主跟车的技术领域，具体地，涉及一种车队自主跟车系统、便携式装置及方法。

背景技术

随着多样化交通需求的产生，自动驾驶技术逐渐得到更广泛的应用。自主跟车技术，即车辆队列中有一辆头车由操作人员驾驶，其他车辆跟随头车的路径自动驾驶的技术，能有效解决多种场景下的问题。例如大量汽车的短途移动，使用自主跟车技术，能够减少驾驶员人数的需求；又例如短途的多人接驳，使用自主跟车技术，能够在数量有限的车辆下提高运载人数，运力灵活。

定位问题是自主跟车技术中一大关键问题。自主跟车对定位精度和可靠性提出了更高的要求。对GPS和INS(惯导)进行数据融合实现组合定位，充分综合各自的技术特点，在提供厘米级精度、100Hz频率的定位数据的同时，增强抗干扰能力,不易受天气和环境遮挡等影响，为自主跟车系统提供准确可靠的定位信息。在准确定位信息的基础上，通过无线网络通信获取各车定位数据，进行路径规划与控制，可实现自主跟车。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号201710186870.6，专利名称为：一种自动跟车行驶控制系统及其方法，该专利中通过布置在车上的GPS定位装置、雷达、摄像头及其他多个传感器来采集数据，通过多传感器数据融合来对跟随车执行自动跟车行驶控制。该方案中虽然融合多传感器数据实现跟车，但也因此导致成本较高，难以量产，同时多传感器安装标定比较复杂，模块化集成化困难，一套传感器难以在多辆车上复用，系统部署和操作难度高、工作量大。

检索中还发现，中国专利申请号201710184207.2，专利名称为：一种车队编队驾驶系统及方法，该专利中通过在每辆车上设置定位部、通信部、相邻车道检测部和自动驾驶控制部，定位部采用GPS定位，检测部采用毫米波雷达和超声波雷达，每辆跟车只根据位于其前方且与之相邻的车辆自动跟车行驶。除与上一个发明所述相同问题外，由于每辆跟车只根据位于其前方且与之相邻的车辆自动跟车行驶，会产生累积偏差，如果车队很长的话，在后面的几辆车跟随误差会越来越大，路线会严重偏离。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种车队自主跟车系统、便携式装置及方法，实现可靠的自主跟车驾驶的同时，解决现有技术中成本高、系统过于复杂的问题。

根据本发明的第一方面，提供一种车队自主跟车系统，所述系统位于车队的每辆车上，包括：

数据采集单元，包括GPS模块和惯导模块，所述GPS模块用于采集所在车辆定位信息，所述惯导模块用于采集所在车辆的加速度信息和角速度信息，并将采集的信息传输到自车的数据处理单元；

数据处理单元，包括融合定位模块和跟车控制计算模块，所述融合定位模块对所述数据采集单元的GPS信息和惯导信息实时进行数据融合处理，得到自车绝对位姿，当GPS信号差甚至失效时，通过惯导信息进行航位推算，保持定位数据，所述自车绝对位姿信息和定位数据发送到人机交互单元；所述跟车控制计算模块根据所述融合定位模块得到的自车绝对位姿信息、前车绝对位姿信息和头车历史路径，进行绝对路径规划，更新绝对路径表，计算得到车辆目标速度和方向转角,用于实现车辆控制；

人机交互单元，与所述数据处理单元连接，实时显示所有车辆的跟车状态和绝对位姿信息。