一种路侧状态监控系统
技术领域
本发明涉及监控系统技术领域，特别涉及一种路侧状态监控系统。
背景技术
目前，自动驾驶车辆(Self-dr ivingCar)，又称无人驾驶车辆、电脑驾驶车辆、或轮式移动机器人，通过全局调度系统FDS(Fleet Dispatching System)实现无人驾驶的智能车辆。乘客在使用自动驾驶车辆时，需要输入目的地，全局调度系统基于智能车辆的当前位置和目的地生成行驶路线，智能车辆按照生成的行驶路径行驶。
为了保证自动驾驶车辆的行驶路径的安全，以及对行驶路径的实时调整，对行驶路径上的路况状态的确认尤为重要，因此亟需一种对于行驶路径的路况实时监控的系统。
发明内容
本发明目的之一在于提供了一种路侧状态监控系统，通过路侧监控节点对各个路段的路况进行实时采集获得路况信息；路侧监控主机基于采集的路况信息对路况状态进行分析；并将路况状态发送到全局调度系统，从而保证自动驾驶车辆的行驶路径的安全，以及为全局调度系统对自动驾驶车辆的行驶路径的进行实时调整提供准确可靠的路况状态；此外，还可将路况状态发送到自动驾驶车辆，自动驾驶车辆依据路况状态对行驶路径进行自动调整。
本发明实施例提供的一种路侧状态监控系统，包括：
多个路侧监控节点，设置在各个监控路段的路侧位置，用于采集各个路段的路况信息；
路侧监控主机，与路侧监控节点通讯连接；
路侧监控主机通过路侧监控节点获取路况信息，并根据路况信息监控各个路段的路况状态，并将路况状态发送到自动驾驶车辆和/或全局调度系统。
优选的，路侧监控节点包括：
信息采集装置，用于采集路侧监控节点设置的路段的路况信息；
通讯模块，与信息采集装置电连接，用于与路侧监控主机通讯连接。
优选的，信息采集装置包括：全景相机、CCD相机、激光雷达传感器中一种或多种结合。
优选的，激光雷达传感器包括单向激光雷达和多线激光雷达。
优选的，通讯模块包括：WIFI模块、3/4/5G模块、以太网模块、RS-232模块、RS-485模块、电台模块、微波通讯模块中一种或多种结合。
优选的，路侧监控主机包括：
车辆路径获取单元，用于获取自动驾驶车辆的行驶路径；
异常障碍物检测单元，用于根据路侧监控节点采集的路况信息确定行驶路径上是否有异常障碍物，当存在异常障碍物时，确定异常障碍物的位置、形状及种类；
异常灾情检测单元，用于根据路侧监控节点采集的路况信息确定行驶路径上是否存在异常灾情，当存在异常灾情时，确定异常灾情的范围、位置及种类；
车辆交互检测单元，用于根据路侧监控节点采集的路况信息确定行驶路径上是否存在车辆交互行为，当存在车辆交互行为时，确定车辆交互行为的种类、位置；车辆交互行为的种类包括左转弯、右转弯、倒车、停车其中一种；
车辆行驶路径状态确定单元，用于根据异常障碍物检测单元和异常灾情检测单元和车辆交互检测单元的输出结果确定自动驾驶车辆行驶路径的状态；
警示报警单元，用于在行驶路径上存在异常障碍物和/或异常灾情和/或车辆交互行为时，发送安全警示和/或异常报警到自动驾驶车辆和/或全局调度系统。
优选的，路侧监控主机还包括：
查询反馈单元，用于接收自动驾驶车辆和/或全局调度系统发送的路况查询，并输出路况信息；
用于接收自动驾驶车辆和/或全局调度系统发送的异常障碍物查询后，输出异常障碍物信息；异常障碍物信息包括：异常障碍物的位置、形状及种类；
用于接收自动驾驶车辆和/或全局调度系统发送的异常灾情查询后，输出异常灾情信息；异常灾情信息包括：异常灾情的范围、位置及种类。
优选的，异常障碍物检测单元还用于对异常障碍物进行编号，并对异常障碍物进行追踪，当异常障碍物消除后，发送异常障碍物消除的第一提示信息到自动驾驶车辆和/或全局调度系统；
异常灾情检测单元还用与对异常灾情进行编号，并对异常灾情进行追踪；当异常灾情消除后，发送异常灾情消除的第二提示信息到自动驾驶车辆和/或全局调度系统。
优选的，车辆交互检测单元根据路侧监控节点采集的路况信息确定行驶路径上是否存在车辆交互行为，具体包括如下操作：
基于路侧监控节点采集的路况信息确定车辆交互行为的位置；
基于车辆交互行为确定车辆交互行为需求时间；
基于行驶路径确定行驶路径对应的自动驾驶车辆的位置；
获取自动驾驶车辆的第一速度；
根据第一速度、自动驾驶车辆的位置和车辆交互行为的位置确定自动驾驶车辆到达车辆交互行为的位置的行驶时间；
当行驶时间小于等于需求时间时，确定在行驶路径上存在车辆交互行为；
当行驶时间大于需求时间时，确定在行驶路径上不存在车辆交互行为。
优选的，基于车辆交互行为确定车辆交互行为需要时间，具体包括：
获取车辆交互行为中发出交互动作的交互车辆的第二速度；
基于车辆交互行为、第二速度，对照预先存储的车辆交互行为-第二速度-需求时间表获取需求时间；
其中，车辆交互行为-第二速度-需求时间表为车辆交互行为、第二速度和需求时间一一对应。
优选的，所述路侧监控节点还可设置在工业作业的自动驾驶车辆的停车场区域内，用于采集所述停车场区域的信息；
所述路侧监控主机，用于根据所述停车场内的信息确定所述停车场区域内托盘停放区域的内托盘的数量、每个托盘的位姿，还用与根据所述停车场区域内的信息确定是否发生火灾或浓烟。
优选的，路侧监控节点还可设置在对位作业区域，用于采集对位作业区域的信息；
所述路侧监控主机，用于根据所述对位作业区域的信息，确定对位是否有效实现。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种路侧状态监控系统的示意图；
图2为本发明实施例中一种路侧监控主机的示意图；
图3为本发明实施例中一种路侧状态监控系统应用在公用局部道路场景的示意图；
图4为本发明实施例中一种工业作业场景的停车场的区域的示意图；
图5为本发明实施例中一种路侧状态监控系统应用在工业自动导航小车的作业场景的示意图；
图6为本发明实施例中一种对位作业的场景的示意图；
图7为本发明实施例中一种应用在飞机泊位的示意图；
图8为本发明实施例中又一种应用在飞机泊位的示意图。
图中：
1、路侧监控节点；2、路侧监控主机；21、车辆路径获取单元；22、异常障碍物检测单元；23、异常灾情检测单元；24、车辆交互检测单元；25、车辆行驶路径状态确定单元；26、警示报警单元。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种路侧状态监控系统，如图1所示，包括：
多个路侧监控节点1，设置在各个监控路段的路侧位置，用于采集各个路段的路况信息；
路侧监控主机2，与路侧监控节点1通讯连接；
路侧监控主机2通过路侧监控节点1获取路况信息，并根据路况信息监控各个路段的路况状态，并将路况状态发送到自动驾驶车辆和/或全局调度系统。
其中，路况状态包括拥堵、事故阻碍、异常障碍物、异常灾情。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
路侧监控主机2通过路侧监控节点1获取路况信息，并根据路况信息监控各个路段的路况状态，并将路况状态发送到全局调度系统。全局调度系统对自动驾驶车辆的行驶路径的进行实时调整，使自动驾驶车辆在行驶时规避路况状态中的拥堵、事故、异常障碍物和异常灾情；提高乘客的自动驾驶车辆的乘车体验。
路侧监控主机2通过路侧监控节点1获取路况信息，并根据路况信息监控各个路段的路况状态，并将路况状态发送到自动驾驶车辆。自动驾驶车辆根据路况状态对行驶路径进行自动调整，规避路况状态中的拥堵、事故、异常障碍物和异常灾情；提高乘客的乘车体验。
本发明的路侧状态监控系统，通过路侧监控节点1对各个路段的路况进行实时采集获得路况信息；路侧监控主机2基于采集的路况信息对路况状态进行分析；并将路况状态发送到全局调度系统，从而保证自动驾驶车辆的行驶路径的安全，以及为全局调度系统对自动驾驶车辆的行驶路径的进行实时调整提供准确可靠的路况状态；此外，还可将路况状态发送到自动驾驶车辆，自动驾驶车辆依据路况状态对行驶路径进行自动调整。
在一个实施例中，路侧监控节点1包括：
信息采集装置，用于采集路侧监控节点1设置的路段的路况信息；
通讯模块，与信息采集装置电连接，用于与路侧监控主机2通讯连接。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
路侧监控节点1的信息采集装置采集路侧监控节点1设置的路段的路况信息，通过通讯模块将路况信息上传到路侧监控主机2上。
为实现路况信息的采集，在一个实施例中，信息采集装置包括：全景相机、CCD相机、激光雷达传感器中一种或多种结合。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
全景相机可以无死角的拍摄路段的实时图像，保证路侧监控主机2确定的路况状态的准确。
CCD相机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击等特性，能够稳定为路侧监控主机2提供图像数据。
激光雷达传感器，其核心为激光，激光具有高方向性、高单色性和高功率等优点，这些对于测远距离、判定目标方位、提高接收系统的信噪比、保证测量精度等都是很关键的，因此激光雷达不仅能测距，而且还可以测目标方位、运动速度和加速度等，已成功地用于人造卫星的测距和跟踪，例如采用红宝石激光器的激光雷达，测距范围为500～2000公里,误差仅几米。不久前，真尚有的研发中心研制出的LDM系列测距传感器，可以在数千米测量范围内的精度可以达到微米级别。
在一个实施例中，激光雷达传感器包括单向激光雷达和多线激光雷达。
在一个实施例中，通讯模块包括：WIFI模块、3/4/5G模块、以太网模块、RS-232模块、RS-485模块、电台模块、微波通讯模块中一种或多种结合。
在一个实施例中，如图2所示，路侧监控主机2包括：
车辆路径获取单元21，用于获取自动驾驶车辆的行驶路径；
异常障碍物检测单元22，用于根据路侧监控节点1采集的路况信息确定行驶路径上是否有异常障碍物，当存在异常障碍物时，确定异常障碍物的位置、形状及种类；异常障碍物包括：石头、箱子等；
异常灾情检测单元23，用于根据路侧监控节点1采集的路况信息确定行驶路径上是否存在异常灾情，当存在异常灾情时，确定异常灾情的范围、位置及种类；其中，异常灾情包括火灾、浓烟等
车辆交互检测单元24，用于根据路侧监控节点1采集的路况信息确定行驶路径上是否存在车辆交互行为，当存在车辆交互行为时，确定车辆交互行为的种类、位置；车辆交互行为的种类包括左转弯、右转弯、倒车、停车其中一种；
车辆行驶路径状态确定单元25，用于根据异常障碍物检测单元22和异常灾情检测单元23和车辆交互检测单元24的输出结果确定自动驾驶车辆行驶路径的状态；
警示报警单元26，用于在行驶路径上存在异常障碍物和/或异常灾情和/或车辆交互行为时，发送安全警示和/或异常报警到自动驾驶车辆和/或全局调度系统。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
通过警示报警单元26实现当行驶路径上存在异常障碍物、异常灾情、车辆交互行为时，发送安全警示、异常报警到自动驾驶车辆、全局调度系统。从而使自动驾驶车辆能够在规避异常障碍物、异常灾情、车辆交互行为，保证自动驾驶的安全性。
在一个实施例中，路侧监控主机2还包括：
查询反馈单元，用于接收自动驾驶车辆和/或全局调度系统发送的路况查询，并输出路况信息；
用于接收自动驾驶车辆和/或全局调度系统发送的异常障碍物查询后，输出异常障碍物信息；异常障碍物信息包括：异常障碍物的位置、形状及种类；
用于接收自动驾驶车辆和/或全局调度系统发送的异常灾情查询后，输出异常灾情信息；异常灾情信息包括：异常灾情的范围、位置及种类。
上述技术方案的工作原理及有益效果为:
通过查询反馈单元，实现工作人员在全局调度系统和自动驾驶车辆上了解异常障碍物的位置、异常灾情的位置；使工作人员能够及时对其进行处理。
在一个实施例中，异常障碍物检测单元22还用于对异常障碍物进行编号，并对异常障碍物进行追踪，当异常障碍物消除后，发送异常障碍物消除的第一提示信息到自动驾驶车辆和/或全局调度系统；
异常灾情检测单元23还用与对异常灾情进行编号，并对异常灾情进行追踪；当异常灾情消除后，发送异常灾情消除的第二提示信息到自动驾驶车辆和/或全局调度系统。
上述技术方案的工作原理及有益效果：
对异常障碍物和异常灾情进行实时追踪，对异常障碍物、异常灾情信息进行及时更新，使路侧监控主机2能够及时更新路况状态。
在一个实施例中，车辆交互检测单元24根据路侧监控节点1采集的路况信息确定行驶路径上是否存在车辆交互行为，具体包括如下操作：
基于路侧监控节点1采集的路况信息确定车辆交互行为的位置；
基于车辆交互行为确定车辆交互行为需求时间；
基于行驶路径确定行驶路径对应的自动驾驶车辆的位置；
获取自动驾驶车辆的第一速度；
根据第一速度、自动驾驶车辆的位置和车辆交互行为的位置确定自动驾驶车辆到达车辆交互行为的位置的行驶时间；
当行驶时间小于等于需求时间时，确定在行驶路径上存在车辆交互行为；
当行驶时间大于需求时间时，确定在行驶路径上不存在车辆交互行为。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
在实际运行中，会发生在自动驾驶车辆的行驶路径上发生了车辆交互行为，但是当自动驾驶车辆正常行驶，到达车辆交互行为位置前，车辆交互行为已经结束了；这种情况。为了规避路侧监控主机2对于此类情况的误判，提高路侧监控主机2的路况状态的准确性。采用车辆交互行为的需求时间与自动驾驶车辆到达车辆交互行为位置的行驶时间进行比对的方式，判断在自动驾驶车辆的行驶路径上是否存在车辆交互行为。
在一个实施例中，基于车辆交互行为确定车辆交互行为需要时间，具体包括：
获取车辆交互行为中发出交互动作的交互车辆的第二速度；
基于车辆交互行为、第二速度，对照预先存储的车辆交互行为-第二速度-需求时间表获取需求时间；
其中，车辆交互行为-第二速度-需求时间表为车辆交互行为、第二速度和需求时间一一对应。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：
通过车辆交互行为、第二速度可快速、准确对需求时间进行确定，从而保证在自动驾驶车辆的行驶路径上是否存在车辆交互行为的判断的准确性。
如图3所示，为路侧监控系统应用在公用局部道路的路况和车辆运行状况监控；路侧监控系统主要实现以下功能：
一、路段路面监测：检测道路平整变化，如出现塌陷、凸起等路面，路侧监控系统需上报异常信息至FDS，进行道路维护；
二、路段交通流量监测：反馈路段单位时间的交通流量，以辅助FDS为所有车辆作全局交通规划；
三、路段内车辆状态监测：车辆运行的轨迹是否正常，安全的车间距是否被有效保持，及交通事故监测。任何异常皆上报FDS进行统一处理。
在一个实施例中，所述路侧监控节点还可设置在工业作业的自动驾驶车辆的停车场区域内，用于采集所述停车场区域的信息；
所述路侧监控主机，用于根据所述停车场内的信息确定所述停车场区域内托盘停放区域的内托盘的数量、每个托盘的位姿，还用与根据所述停车场区域内的信息确定是否发生火灾或浓烟。
在工业作业时，托板和自动导航小车(自动驾驶车辆)是分开停放的；当自动驾驶车辆需要开始作业时，会自动驾驶到如图4所示的可被车辆挂载的托盘停放区。在图4所示的A1和A2位置，停车场区域的自动驾驶车辆将自动行驶到此处，并自动挂载该托盘，
路侧监控系统将安装于该区域，用于判断每个托盘所在的位姿(位置坐标及航向)变化、数量变化，及灾情如火、烟的检测报警。
在应用在工业自动导航小车作业的又一场景时，如图5所示，默认的两处位置的托盘数量都是4个，但是如果因为人为介入，导致托盘数量变化，路侧监控系统通过视觉深度学习的方式，获取变化量，经无线/有线通讯反馈该变化给相应自动驾驶车辆及FDS，自动驾驶车辆即可知道确认的挂载数量，来完成后面的作业动作(此处如运输指定数量的托盘到其他作业点进行对位作业，4个托盘即进行4次对位，3个托盘3次对位，形成数据闭环)。
如图5所示，自动驾驶车辆在挂载该4个托盘前，默认该托盘在图示的位置，规划路径后挂载，如果托盘的位姿发生了变化，该全自动化系统应用中，必须经路侧监控系统反馈变化后的托盘位姿给车辆，车辆才能再次规划新的路径，来准确的挂载托盘，故路侧监控系统需要实时的反馈托盘的位姿给自动驾驶车辆和FDS，以确认自动驾驶车辆自动挂载托盘的路径。
在一个实施例中，路侧监控节点还可设置在对位作业区域，用于采集对位作业区域的信息；
所述路侧监控主机，用于根据所述对位作业区域的信息，确定对位是否有效实现。
如图6所示，当自动驾驶车辆用于挂载软托盘进行运输作业任务时，最复杂的作业动作为与不同位置的目标车辆进行对位，如图6所示，对位托盘的数量可能从1～5个不等。
在这样的特定的区域，同样需要路侧监控系统进行实时检测。
对位作业区域内作业过程监测：监视对位区域的对位是否有效实现，如图6所示的第二个托盘，改类作业会有严格的数据要求，如横纵向对位精度+-5～10cm；
应用在多车交互作业监测：当有多台自动驾驶车辆和多目标车辆在同一个区域内进行交互作业时，提前设计最优化的作业过程，并经FDS调度车辆实现，依据相应的空间配置和时序配置，路侧监控系统作为独立的第三方眼睛，监测作业的过程是否符合设计要求，任何异常情况，都必须上报FDS，并终止当前的作业过程。
如图7和图8所示，路侧监控系统在飞机泊位内的应用，飞机本身无法提供自身的准确的位姿信息至FDS，图7中，当飞机进入泊位后，人为驾驶平台车将第一顺位靠近飞机，开启作业，自动驾驶车辆可根据平台车的位姿，规划路径实现图示的对位作业。
如果平台车也改造为自动驾驶车辆，因飞机无法反馈自身的位姿，需要依靠路侧监控系统的视觉来定位飞机的航向和位置，采用图7和图8的3个不同角度的深度相机【信息采集装置】，反馈飞机的实时位姿，当图8所示的情况出现时，路侧系统反馈飞机的位姿，自动驾驶平台车可以自动规划路径靠近飞机舱门，其后自动驾驶牵引车可挂载托盘对位平台车，实现全自动化作业。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
