本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)無(wú)人車(chē)自動(dòng)編隊(duì)，尤其涉及一種無(wú)人車(chē)自動(dòng)編隊(duì)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、無(wú)人車(chē)自動(dòng)編隊(duì)是指在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域中，多輛自動(dòng)駕駛的車(chē)輛根據(jù)行駛環(huán)境自動(dòng)切換行駛陣型并按照一定的隊(duì)列順序協(xié)同行駛的過(guò)程，隨著人工智能和5g移動(dòng)通信的快速發(fā)展，自動(dòng)駕駛技術(shù)已成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向，無(wú)人車(chē)編隊(duì)作為自動(dòng)駕駛技術(shù)的重要分支，盡管能夠帶來(lái)諸多優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際應(yīng)用中，編隊(duì)車(chē)輛可能會(huì)遇到各種復(fù)雜環(huán)境和突發(fā)狀況，導(dǎo)致無(wú)人車(chē)編隊(duì)陷入困境，因此，如何有效地解決無(wú)人車(chē)編隊(duì)的異常情況顯得尤為重要。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，主要采用領(lǐng)航跟隨法對(duì)無(wú)人車(chē)進(jìn)行編隊(duì)控制，該方法雖然在一定程度上能夠提高車(chē)輛行駛效率，但無(wú)人車(chē)在自主行駛過(guò)程中若遇到異常情況，可能會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛無(wú)法自行脫困，影響無(wú)人車(chē)的任務(wù)執(zhí)行效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種無(wú)人車(chē)自動(dòng)編隊(duì)系統(tǒng)及方法，其主要目的在于提高無(wú)人車(chē)的自行脫困能力。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種無(wú)人車(chē)自動(dòng)編隊(duì)系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集模塊、行駛陣型確定模塊、隊(duì)形恢復(fù)模塊、困境感知模塊、單車(chē)脫困模塊、自動(dòng)編隊(duì)模塊；

3、所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取待自動(dòng)編隊(duì)的無(wú)人車(chē)，并確定所述無(wú)人車(chē)的主車(chē)和從車(chē)，采集所述主車(chē)的導(dǎo)航軌跡數(shù)據(jù)，根據(jù)所述導(dǎo)航軌跡數(shù)據(jù)，識(shí)別所述無(wú)人車(chē)的行駛環(huán)境和從車(chē)數(shù)量；

4、所述行駛陣型確定模塊，用于基于所述行駛環(huán)境和所述從車(chē)數(shù)量，設(shè)定所述無(wú)人車(chē)的編隊(duì)隊(duì)形，定位所述從車(chē)在所述編隊(duì)隊(duì)形的相對(duì)位置，基于所述導(dǎo)航軌跡數(shù)據(jù)和所述相對(duì)位置，確定所述無(wú)人車(chē)的行駛陣型；

5、所述隊(duì)形恢復(fù)模塊，用于識(shí)別出所述行駛陣型中的任務(wù)車(chē)輛和所述任務(wù)車(chē)輛的編隊(duì)位置，基于所述編隊(duì)位置，構(gòu)建所述任務(wù)車(chē)輛的旁車(chē)軌跡預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)所述旁車(chē)軌跡預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和所述編隊(duì)位置，設(shè)置所述無(wú)人車(chē)的隊(duì)形恢復(fù)規(guī)則；

6、所述困境感知模塊，用于結(jié)合所述行駛陣型和所述隊(duì)形恢復(fù)規(guī)則，實(shí)時(shí)感知所述無(wú)人車(chē)的車(chē)輛行駛狀態(tài)，基于所述導(dǎo)航軌跡數(shù)據(jù)，分析所述行駛環(huán)境的環(huán)境變化趨勢(shì)，結(jié)合所述車(chē)輛行駛狀態(tài)和所述環(huán)境變化趨勢(shì)，設(shè)置所述無(wú)人車(chē)的困境感知模式；

7、所述單車(chē)脫困模塊，用于基于所述困境感知模式，識(shí)別所述無(wú)人車(chē)的車(chē)輛異常情況；根據(jù)所述車(chē)輛異常情況和所述旁車(chē)軌跡預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置所述無(wú)人車(chē)的單車(chē)脫困機(jī)制；

8、所述自動(dòng)編隊(duì)模塊，用于根據(jù)所述困境感知模式、所述單車(chē)脫困機(jī)制及所述隊(duì)形恢復(fù)規(guī)則，對(duì)所述無(wú)人車(chē)進(jìn)行自動(dòng)編隊(duì)處理，得到自動(dòng)編隊(duì)結(jié)果。

9、可選地，所述基于所述導(dǎo)航軌跡數(shù)據(jù)和所述相對(duì)位置，確定所述無(wú)人車(chē)的行駛陣型，包括：

10、基于所述導(dǎo)航軌跡數(shù)據(jù)，識(shí)別所述無(wú)人車(chē)的行駛軌跡；

11、根據(jù)所述行駛軌跡，調(diào)度所述無(wú)人車(chē)的行駛路況信息和編隊(duì)隊(duì)形；

12、基于所述行駛路況信息和所述相對(duì)位置，對(duì)所述編隊(duì)隊(duì)形進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，得到自適應(yīng)隊(duì)形；

13、結(jié)合所述行駛路況信息和所述自適應(yīng)隊(duì)形，確定所述無(wú)人車(chē)的行駛陣型。

14、可選地，所述基于所述編隊(duì)位置，構(gòu)建所述任務(wù)車(chē)輛的旁車(chē)軌跡預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，包括：

15、基于所述編隊(duì)位置，計(jì)算所述任務(wù)車(chē)輛的旁車(chē)相對(duì)位置；

16、識(shí)別出所述旁車(chē)相對(duì)位置上的非任務(wù)車(chē)輛；

17、分析所述非任務(wù)車(chē)輛相對(duì)于所述任務(wù)車(chē)輛的特征行為；

18、提取所述任務(wù)車(chē)輛的駕駛行為，并根據(jù)所述特征行為，分析所述駕駛行為對(duì)所述非任務(wù)車(chē)輛的行車(chē)影響；

19、根據(jù)所述特征行為和所述行車(chē)影響，構(gòu)建所述任務(wù)車(chē)輛的旁車(chē)軌跡預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

20、可選地，所述根據(jù)所述旁車(chē)軌跡預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和所述編隊(duì)位置，設(shè)置所述無(wú)人車(chē)的隊(duì)形恢復(fù)規(guī)則，包括：

21、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述無(wú)人車(chē)的編隊(duì)車(chē)輛，并識(shí)別出所述編隊(duì)車(chē)輛中的離隊(duì)車(chē)輛；

22、根據(jù)所述旁車(chē)軌跡預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，分析所述離隊(duì)車(chē)輛對(duì)所述無(wú)人車(chē)的編隊(duì)影響；

23、調(diào)度所述無(wú)人車(chē)與所述離隊(duì)車(chē)輛的通信連接數(shù)據(jù)，基于所述通信連接數(shù)據(jù)，識(shí)別所述離隊(duì)車(chē)輛的離隊(duì)原因；

24、根據(jù)所述編隊(duì)影響和所述離隊(duì)原因，設(shè)置所述離隊(duì)車(chē)輛的車(chē)輛補(bǔ)償機(jī)制；

25、識(shí)別所述無(wú)人車(chē)的行駛軌跡，基于所述行駛軌跡和所述車(chē)輛補(bǔ)償機(jī)制，設(shè)置所述離隊(duì)車(chē)輛的歸隊(duì)路徑；

26、結(jié)合所述編隊(duì)位置和所述歸隊(duì)路徑，設(shè)置所述無(wú)人車(chē)的隊(duì)形恢復(fù)規(guī)則。

27、可選地，所述基于所述導(dǎo)航軌跡數(shù)據(jù)，分析所述行駛環(huán)境的環(huán)境變化趨勢(shì)，包括：

28、對(duì)所述導(dǎo)航軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行屬性分類(lèi)，得到分類(lèi)數(shù)據(jù)；

29、提取出所述分類(lèi)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵特征，基于所述關(guān)鍵特征，收集所述行駛環(huán)境的歷史數(shù)據(jù)；

30、識(shí)別所述歷史數(shù)據(jù)中的交通數(shù)據(jù)和天氣數(shù)據(jù)；

31、根據(jù)所述交通數(shù)據(jù)，分析所述行駛環(huán)境的交通流量和車(chē)輛行為模式；

32、基于所述天氣數(shù)據(jù)，分析所述行駛環(huán)境的能見(jiàn)度水平；

33、結(jié)合所述交通流量、所述車(chē)輛行為模式及所述能見(jiàn)度水平，分析所述行駛環(huán)境的環(huán)境變化趨勢(shì)。

34、可選地，所述結(jié)合所述車(chē)輛行駛狀態(tài)和所述環(huán)境變化趨勢(shì)，設(shè)置所述無(wú)人車(chē)的困境感知模式，包括：

35、基于所述車(chē)輛行駛狀態(tài)，識(shí)別所述無(wú)人車(chē)的周?chē)h(huán)境車(chē)輛；

36、分析所述周?chē)h(huán)境車(chē)輛與所述無(wú)人車(chē)的交互關(guān)系；

37、根據(jù)所述環(huán)境變化趨勢(shì)和所述交互關(guān)系，識(shí)別所述無(wú)人車(chē)的潛在風(fēng)險(xiǎn)因素，并識(shí)別所述潛在風(fēng)險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；

38、根據(jù)所述車(chē)輛行駛狀態(tài)和所述風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，設(shè)置所述無(wú)人車(chē)的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)變方式；

39、結(jié)合所述風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和所述風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)變方式，設(shè)置所述無(wú)人車(chē)的困境感知模式。

40、可選地，所述基于所述困境感知模式，識(shí)別所述無(wú)人車(chē)的車(chē)輛異常情況，包括：

41、基于所述困境感知模式，采集所述無(wú)人車(chē)的歷史行駛數(shù)據(jù)；

42、根據(jù)所述歷史行駛數(shù)據(jù)，識(shí)別所述無(wú)人車(chē)的正常行駛參數(shù)；

43、識(shí)別所述無(wú)人車(chē)的當(dāng)前行駛狀態(tài)，結(jié)合所述當(dāng)前行駛狀態(tài)和所述歷史行駛數(shù)據(jù)，識(shí)別所述無(wú)人車(chē)的當(dāng)前行為偏差；

44、基于所述正常行駛參數(shù)，設(shè)置所述無(wú)人車(chē)的異常參數(shù)閾值；

45、根據(jù)所述異常參數(shù)閾值和所述當(dāng)前行為偏差，識(shí)別所述無(wú)人車(chē)的車(chē)輛異常情況。

46、可選地，所述根據(jù)所述車(chē)輛異常情況和所述旁車(chē)軌跡預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置所述無(wú)人車(chē)的單車(chē)脫困機(jī)制，包括：

47、根據(jù)所述車(chē)輛異常情況，定位所述無(wú)人車(chē)的異常單車(chē)；

48、分析所述異常單車(chē)的困境類(lèi)型，并基于所述困境類(lèi)型，設(shè)置所述異常單車(chē)的困境應(yīng)變層；

49、根據(jù)所述旁車(chē)軌跡預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，識(shí)別所述異常單車(chē)的旁車(chē)行駛軌跡；

50、基于所述旁車(chē)行駛軌跡，設(shè)置所述異常單車(chē)的脫困路徑；

51、結(jié)合所述困境應(yīng)變層和所述脫困路徑，設(shè)置所述無(wú)人車(chē)的單車(chē)脫困機(jī)制。

52、可選地，所述根據(jù)所述困境感知模式、所述單車(chē)脫困機(jī)制及所述隊(duì)形恢復(fù)規(guī)則，對(duì)所述無(wú)人車(chē)進(jìn)行自動(dòng)編隊(duì)處理，得到自動(dòng)編隊(duì)結(jié)果，包括：

53、根據(jù)所述困境感知模式，識(shí)別所述無(wú)人車(chē)的車(chē)輛行駛困境；

54、基于所述車(chē)輛行駛困境，設(shè)置所述單車(chē)脫困機(jī)制的觸發(fā)條件，并設(shè)置所述無(wú)人車(chē)的避險(xiǎn)方式；

55、根據(jù)所述觸發(fā)條件和所述避險(xiǎn)方式，對(duì)所述無(wú)人車(chē)進(jìn)行脫困處理，得到脫困結(jié)果；

56、基于所述脫困結(jié)果和所述隊(duì)形恢復(fù)規(guī)則，對(duì)所述無(wú)人車(chē)進(jìn)行自動(dòng)編隊(duì)處理，得到自動(dòng)編隊(duì)結(jié)果。

57、本發(fā)明通過(guò)采集所述主車(chē)的導(dǎo)航軌跡數(shù)據(jù)，根據(jù)所述導(dǎo)航軌跡數(shù)據(jù)，識(shí)別所述無(wú)人車(chē)的行駛環(huán)境和從車(chē)數(shù)量，可以明確主車(chē)和從車(chē)的作用，實(shí)現(xiàn)無(wú)人車(chē)編隊(duì)的高效行駛；其次，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)基于所述行駛環(huán)境和所述從車(chē)數(shù)量，設(shè)定所述無(wú)人車(chē)的編隊(duì)隊(duì)形，可以判斷從車(chē)在隊(duì)形中的相對(duì)位置，從而確定最終的行駛陣型，減少無(wú)人車(chē)車(chē)輛在行駛途中的空氣阻力，提高行駛效率和車(chē)輛安全；再次，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)根據(jù)所述旁車(chē)軌跡預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和所述編隊(duì)位置，設(shè)置所述無(wú)人車(chē)的隊(duì)形恢復(fù)規(guī)則，可以確保無(wú)人車(chē)在行駛過(guò)程中能夠適應(yīng)行駛環(huán)境的隨時(shí)變化，保持編隊(duì)隊(duì)形；進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)結(jié)合所述行駛陣型和所述隊(duì)形恢復(fù)規(guī)則，實(shí)時(shí)感知所述無(wú)人車(chē)的車(chē)輛行駛狀態(tài)，可以獲取任務(wù)車(chē)輛和非任務(wù)車(chē)輛量的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全問(wèn)題，提高安全性，同時(shí)，結(jié)合所述車(chē)輛行駛狀態(tài)和所述環(huán)境變化趨勢(shì)，設(shè)置所述無(wú)人車(chē)的困境感知模式，預(yù)測(cè)潛在的危險(xiǎn)情況，及時(shí)調(diào)整編隊(duì)車(chē)輛的行駛策略，增強(qiáng)無(wú)人車(chē)系統(tǒng)在面對(duì)復(fù)雜和不可預(yù)測(cè)環(huán)境時(shí)的魯棒性；本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)基于所述困境感知模式，識(shí)別所述無(wú)人車(chē)的車(chē)輛異常情況，并根據(jù)所述車(chē)輛異常情況和所述旁車(chē)軌跡預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置所述無(wú)人車(chē)的單車(chē)脫困機(jī)制，可以確保無(wú)人車(chē)中的每輛車(chē)都能正常運(yùn)行，有助于維持無(wú)人車(chē)編隊(duì)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，并確保異常車(chē)輛能夠安全地脫離困境，提升無(wú)人車(chē)系統(tǒng)在面對(duì)突發(fā)情況時(shí)的適應(yīng)能力，確保整個(gè)車(chē)流的穩(wěn)定性和可靠性；最后，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)根據(jù)所述困境感知模式、所述單車(chē)脫困機(jī)制及所述隊(duì)形恢復(fù)規(guī)則，對(duì)所述無(wú)人車(chē)進(jìn)行自動(dòng)編隊(duì)處理，得到自動(dòng)編隊(duì)結(jié)果，可以有效應(yīng)對(duì)外界干擾，保持無(wú)人車(chē)隊(duì)形的穩(wěn)定性，并能動(dòng)態(tài)調(diào)整編隊(duì)結(jié)構(gòu)和控制策略以適應(yīng)環(huán)境變化，增強(qiáng)無(wú)人車(chē)系統(tǒng)在面對(duì)復(fù)雜多變環(huán)境時(shí)的魯棒性，同時(shí)，通過(guò)有效的困境感知和單車(chē)脫困，無(wú)人車(chē)編隊(duì)能夠減少因避免障礙物或處理緊急情況而產(chǎn)生的不必要的停車(chē)和減速，可以確保任務(wù)的連續(xù)執(zhí)行，減少任務(wù)延誤。因此，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種無(wú)人車(chē)自動(dòng)編隊(duì)系統(tǒng)及方法，能夠提高無(wú)人車(chē)的自行脫困能力。