[发明专利]一种无人驾驶车辆行驶的道路运输系统框架设计方法

权利要求书

1.一种无人驾驶车辆行驶的道路运输系统框架设计方法，其特征在于，该框架设计方法包括三个基本部分：分别为无人驾驶车辆行驶的道路、含主控系统的无人驾驶车辆、道路管理系统；无人驾驶车辆在道路上行驶，含主控系统的无人驾驶车辆和道路管理系统通过5G、WIFI或者LTE网络相互连接，实现数据交换和控制管理：无人驾驶车辆行驶在道路上，无人驾驶车辆的一系列操作通过车载主控系统发送指令给道路管理系统，道路管理系统进行时空锁定，然后将信息反馈给车辆，车辆收到指令后按照规定行驶；框架内的道路是无人驾驶车辆行驶的道路，即车辆在驶入时需是无人驾驶模式，而且无人驾驶车辆的主控系统能够和其他无人驾驶车辆、道路管理系统互联，无人驾驶车辆的一系列操作都是先发送指令给道路管理系统，道路管理系统进行相应的时空锁定，将信息反馈给车辆，车辆收到指令后按照规定完成相应动作。

2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆行驶的道路运输系统框架设计方法，其特征在于，无人驾驶车辆内置主控系统，包括驱动模块和通信模块，以对传感器组获取的数据进行输出并接收来自道路管理系统的指令输入；内置车载传感器组，包括位置激光传感器、速度传感器、距离传感器，由传感器组采集和检测车辆的实时运行数据，向主控系统发送；当有多个传感器组连接时，主控系统内设置多组通信模块接收数据信息，含主控系统的无人驾驶车辆间存在信息交换，可以相互感知并实时通信，车辆会从道路管理系统获取当前道路信息、5min内前后运行车辆的驾驶状态和2s(系统数据交换周期)内前后运行车辆的驾驶意图等信息；每一信息交换的延迟时间不超过0.5s。

3.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆行驶的道路运输系统框架设计方法，其特征在于，道路管理系统包括数据处理系统和通信模块，道路管理系统通过多个通信模块接收车辆运行的数据信息，通过数据处理系统对信息实时处理，转换成操作指令再发送给通信模块，传递给含主控系统的无人驾驶车辆，使其正常行驶，道路管理系统以时空锁定的形式对无人驾驶车辆进行管控。

4.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆行驶的道路运输系统框架设计方法，其特征在于，所述的道路管理系统是分段式管理系统，即将一条道路划分为多段，每段内都有一个道路管理系统，每段内的道路管理系统都含有数据处理系统和通信模块，可以独立处理本段内的车辆行驶请求信息，同时还可以与其他段内的道路管理系统共同处理车辆行驶请求信息，相邻的道路管理系统可以实时互相通信，交换信息，保证安全。

5.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆行驶的道路运输系统框架设计方法，其特征在于，所述的时空锁定是指道路管理系统对某一辆车进行时间和空间锁定，即通过当前时刻某车辆所处车道为i车道，桩号x，此后任意时刻锁定范围还包括车辆几何外形、安全富余及按运行速度所推算位置的值，从车头、车尾向外推算并加上安全距离。

6.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆行驶的道路运输系统框架设计方法，其特征在于，所述的道路管理系统对车辆进行管理控制是依据车辆的动力性能、当前位置和车辆运行速度计算出未来一段时间内的车辆位置，车辆的主控系统通过控制车辆的行驶系统将车辆控制在锁定范围内；

车辆未来一段时间内的位置确定，公式为式中s为未来某一时刻t车辆距离当前时刻t₀位置的距离，v₀为车辆在当前时刻t₀时的速度，a为车辆的加速度。

7.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆行驶的道路运输系统框架设计方法，其特征在于，所述的道路管理系统和无人驾驶车辆都使用统一的时空锁定控制协议，能够实现两两信息实时交互，无人驾驶车辆通过道路管理系统统一控制，无需人工驾驶，剔除驾驶人行为造成的行车不稳定性，可以实现安全、快速的全自动无人驾驶。

8.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆行驶的道路运输系统框架设计方法，其特征在于，所述的车辆运行速度是由车辆机动性能、道路几何特征、环境状况、安全富余所决定的最高安全运行速度的α倍，取值范围为(0.8,0.95)。

9.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆行驶的道路运输系统框架设计方法，其特征在于，道路管理系统优先配合驶入、驶出系统的变道行为；某一行驶车辆发出变道信号时，系统将同时锁定本车道及目标车道的对应范围。