[发明专利]一种基于二维码的自主跟车系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于二维码的自主跟车系统及方法，所述系统包括：数据采集单元，实时采集视觉图像和超声测距数，并将采集到的数据实时传输给数据分析单元；数据分析单元，其中数据处理模块接收所述数据采集单元的数据，若前方存在目标车辆，则根据视觉图像以及设置于车辆上的二维码标志的实际尺寸估算出车辆间的相对位置和角度，并结合超声数据判断是否进行避碰警报，并将结果传输给多车协同定位计算模块；多车协同定位计算模块整合系统中所有车辆的位置信息进行计算以提升自身定位精度和预测目标车辆位置信息，并分析得出车辆需要调整的速度与方向转角。本发明提高了车队出行的安全性，保证了跟车的精度和可靠性，且成本价格低。

技术领域

本发明涉及自动驾驶的自主跟车技术领域，具体地，涉及一种基于二维码的自主跟车系统及方法。

背景技术

精确的车辆位置信息及车辆之间的相对位置信息是许多车辆应用系统的基础。借助全球卫星导航系统(GNSS)及定位增强技术可以获得10m左右的车辆定位精度，但GNSS属于单节点的定位技术，显然不能满足如车辆自组织网络中车辆安全等部分应用对高定位精度的要求而且在GNSS信号被遮挡的情况下，车辆及车辆之间的精确位置信息更是难以获取。车辆间的相对位置关系是自主跟车技术研究的重要问题，在短途车队移车、短途车队运货等应用中起着关键作用，而现有的感知技术，如雷达、摄像头等很难同时保证价格与精度的均衡，在保证成本和精度的前提下实现多车自主跟踪一直是一项研究难题。而且在车队出行等应用中，便利的人工交互是十分重要的，因此，研制一种经济可靠的、方便人工交互的自主跟车系统是十分必要的。

经对现有自主跟车技术的文献检索发现，中国专利申请号201620830523.3，专利名称为：自主跟车系统。该专利通过毫米波雷达、超声波雷达、视觉等感知环境信息，利用低成本超声波雷达对近距离目标的相对距离进行更准确的测量,弥补了毫米波雷达近距离测距误差偏大的不足，再结合控制单元进而实现自主跟车。此方案虽然能对车辆的跟车行驶进行主动控制，但毫米波雷达等传感器的使用极大的增加了成本，且没有考虑系统中车辆确定条件下的多车协同作业，而多车协同可有效减小人力、降低驾驶员疲劳或操作失误引发的交通事故概率。中国专利申请号201710183867.9，专利名称为：一种车队编队驾驶系统及方法。该专利中头车由人工驾驶,其他车辆为跟车，每辆车装有定位部、通信部、检测部和自动驾驶控制部，检测部用于测量车辆间的位置信息，每辆车上的通信部与定位部相连接，同时负责与相邻车辆交互位置信息，此方案虽然可以实现车辆间协同的自主跟车，但对于批量转移车队等应用来说，难以实现低成本且高精度的自主跟车，且人工交互环节薄弱，不同车辆间只有位置区分，不方便进行车辆编号，头车因此很难获得车辆排序和实时监控车队中车辆的数量及状态，行车可靠性有待提高。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种自主跟车系统及方法，在系统中车辆固定的情况下，利用二维码的视觉信息和超声波测距的距离信息可以得到精确的自车与目标车辆的相对位置关系，通过通信系统实现多车通信，通过人工交互实现车队控制。在保证跟车精度的前提下，极大降低了跟踪成本，并且二维码的使用方便了头车获得车辆编号，便于人工交互的实现，提升了跟车系统的精度和可靠性。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于二维码的自主跟车系统，包括：

数据采集单元，实时采集车辆前方的视觉图像和前后车间的超声测距结果，并将采集到的数据实时传输给数据分析单元；