[发明专利]一种基于GIS的无人地面车辆自主行驶辅助系统

摘要

本发明提供一种基于GIS的无人地面车辆自主行驶辅助系统，解决了无人地面车辆在未知环境下的自主行驶问题。包括GIS数据库模块、道路模型构建模块和路径规划模块；其中GIS数据库模块通过整合空间数据信息和构建数据库来完成；道路模型构建模块依据无人地面车辆的运动学特性建立带有路口距离属性的双线路口模型；路径规划模块给出全局静态路径规划和局部动态路径规划；依据给定任务点的坐标信息，关联所经道路的路口点并进行道路匹配，最终生成途径任务点的最短路径，若检测到前方道路有禁行标志或阻塞无法通行，则需要对道路宽度进行判断选择相应的局部动态规划策略，使得无人地面车辆能够继续行驶。

主权项

基于GIS的无人地面车辆自主行驶辅助系统，其特征在于，包括GIS数据库模块、道路模型构建模块和路径规划模块；其中：GIS数据库模块通过整合空间数据信息和构建数据库来完成，所述的空间数据信息的整合即将采集到的空间数据构成不同的数据集，其中数据集包括点数据集和线数据集，且线数据集中线对象的属性包括道路宽度属性、并线属性以及车道转向信息属性；按照数据管理方式对点数据集和线数据集逐级分层，并进行整合得到最终所需要的电子地图，是整个系统的数据基础；道路模型构建模块依据无人地面车辆的运动学特性建立带有路口距离属性的双线路口模型：首先以双线形式为基础构建模型，即道路的正向行驶和逆向行驶以不同的线数据集来构成，对不同的线数据集赋予不同的权重，使得在规划行驶路径的时候不会产生逆向行驶或是在有禁则道路中违规行驶，即模型以城市道路的行车规则为原则进行构建；其次，将直线替换为以预定步长为间隔的很多个路点，在无人地面车辆行驶的过程中，不断给无人地面车辆发送前方路点坐标，指引其前行；最后在模型中添加路口距离属性，在构建的电子地图中，利用路口距离属性来与无人地面车辆进行通信，通知其在到达当前路口的斑马线外沿时表明已经进入路口，直至行驶到下一个斑马线外沿表示驶出本路口，辅助无人地面车辆对路口的精确识别；所述道路宽度属性、车道转向信息属性用于计算双线路口模型每条道路的驶入点和驶出点；所述并线属性用于判断无人地面车辆在当前路段行驶时是否能够并线；所述车道转向信息属性用于辅助无人地面车辆在进入路口前选择合适的车道；路径规划模块给出全局静态路径规划和局部动态路径规划；依据给定任务点的坐标信息，关联所经道路的路口点并进行道路匹配，最终生成途径任务点的最短路径，并对路口点及路段赋上状态信息，完成路径规划的初始化，属于全局静态路径规划；若检测到前方道路有禁行标志或阻塞无法通行，则需要对道路宽度进行判断选择相应的局部动态规划策略，使得无人地面车辆能够继续行驶。