[发明专利]一种车队自主跟车系统、便携式装置及方法

权利要求书

1.一种车队自主跟车系统，其特征在于：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。

2.根据权利要求1所述的车队自主跟车系统，其特征在于：当所述车辆不是头车时，所述数据处理单元将融合的自车绝对位姿信息发送到后车的数据处理单元，并接收来自头车和前车的绝对位姿信息。

3.根据权利要求2所述的车队自主跟车系统，其特征在于：所述系统还包括数据存储模块，所述数据存储模块存储头车和前车的定位数据。

4.根据权利要求1所述的车队自主跟车系统，其特征在于：当所述车辆是头车时，则向所有车辆广播自车绝对位姿信息。

5.根据权利要求1-4任一项所述的车队自主跟车系统，其特征在于：所述人机交互单元，进一步提供地图显示以及车队组建的设置、跟车的参数设定功能，当车辆发生紧急情况时会进行报警和进行急停和复位处理。

6.根据权利要求1-4任一项所述的车队自主跟车系统，其特征在于：所述跟车控制计算模块计算得到的车辆目标速度和方向转角，发送到车辆底层控制器,实现车辆控制。

7.一种车队自主跟车的便携式装置，其特征在于：所述装置安装于车队的每辆车上，包括：处理器、GPS模块、惯导模块以及保护外壳，所述处理器、GPS模块、惯导模块集成在一电路板上，并位于保护外壳内，所述保护外壳通过安装固定座安装于车辆上，其中：

GPS模块，所述GPS模块用于采集所在车辆定位信息，并将采集的信息传输到自车的处理器；

惯导模块，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处理器；

处理器，包括融合定位模块和跟车控制计算模块，所述处理器还连接有人机交互部件；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部件；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；

所述人机交互部件，用于实时显示所有车辆的跟车状态和绝对位姿信息。

8.根据权利要求7所述的车队自主跟车的便携式装置，其特征在于：自主跟车车队具有一辆头车和若干辆跟车，其中头车为手动驾驶，跟车跟随前车的路径自动驾驶，所述车队车辆的底盘设有车辆速度和转向控制接口，接收所述跟车控制计算模块传输的车辆目标速度和方向转角对车辆进行控制。

9.根据权利要求7所述的车队自主跟车的便携式装置，其特征在于：当所述车辆不是头车时，所述处理器将融合的自车绝对位姿信息发送到后车的数据处理单元，并接收来自头车和前车的绝对位姿信息；当所述车辆是头车时，则向所有车辆广播自车绝对位姿信息。

10.一种车队自主跟车方法，其特征在于：车队每辆车上安装权利要求1-6任一项所述的车队自主跟车系统，所述方法包括：

S1：数据采集单元中的GPS模块、惯导模块实时采集数据并发送到数据处理单元；

S2：数据处理单元实时地对GPS模块、惯导模块采集的数据进行数据融合，得到车辆精确的绝对位姿，将信息发送到人机交互单元；

S3：通过人机交互单元设置车辆编号、跟车距离范围、最大车速限制参数；

S4：依次将跟随车按顺序开进跟车队伍，然后启动跟车，驾驶头车，若跟车过程中出现异常，人机交互单元会进行报警提醒并紧急停止；

S5：数据处理单元将融合的绝对位姿信息发送到后车的数据处理单元，并接收来自头车和前车的绝对位姿信息，若是头车则向所有车辆广播自车绝对位姿信息；

S6：数据处理单元接收头车和前车发送过来的绝对位姿数据，并存储数据，根据自车绝对位姿信息、前车绝对位姿和头车历史路径，更新自车绝对路径表，计算得到车辆目标速度和方向转角，并传输到车辆底层控制器，实现自主跟车驾驶。