阅读说明：本技术 一种智能公交车自动驾驶靠站管理系统 (Intelligent bus automatic driving and station-leaning management system ) 是由 余卓平 张培志 沈勇 王晓 蒋屹晨 邱硕 于 2021-08-03 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种智能公交车自动驾驶靠站管理系统,包括设于车站周围的UWB(超宽带)基站以及设于目标车辆上的UWB标签,在目标车辆靠近车站的过程中UWB标签向UWB基站发送脉冲信号,UWB基站接收信号并进行应答,获得UWB标签与UWB基站之间的到达时间差,并计算得到目标车辆的位置坐标,同时采集目标车辆的惯导信息进行组合定位,得到目标车辆的行驶状态,并根据车站在UWB基站的定位区域的位置得到目标车辆与车站之间的相对位置,结合目标车辆的行驶状态生成停靠路径,目标车辆根据停靠路径进行移动、停放。与现有技术相比,本发明具有提高车辆的靠站精度和靠站效率,保证智能公交车自动驾驶靠站过程的安全性等优点。(The invention relates to an intelligent bus automatic driving and station-leaning management system, which comprises a UWB (ultra wide band) base station arranged around a station and a UWB tag arranged on a target vehicle, wherein the UWB tag sends a pulse signal to the UWB base station in the process that the target vehicle approaches the station, the UWB base station receives the signal and responds to the signal to obtain the arrival time difference between the UWB tag and the UWB base station, the arrival time difference is calculated to obtain the position coordinate of the target vehicle, meanwhile, inertial navigation information of the target vehicle is collected to carry out combined positioning to obtain the running state of the target vehicle, the relative position between the target vehicle and the station is obtained according to the position of the station in the positioning area of the UWB base station, a parking path is generated according to the running state of the target vehicle, and the target vehicle moves and parks according to the parking path. Compared with the prior art, the intelligent bus automatic driving station-approaching system has the advantages of improving the station-approaching precision and the station-approaching efficiency of the bus, ensuring the safety of the intelligent bus automatic driving station-approaching process and the like.)

一种智能公交车自动驾驶靠站管理系统

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其是涉及一种智能公交车自动驾驶靠站管理系统。

背景技术

随着自动驾驶技术的迅速发展，车辆的自动泊车靠站技术是实现自动驾驶的关键技术之一，可以有效解决目前泊车靠站秩序混乱、准点率低、乱停靠等问题。而自动泊车靠站需要依托于对自动驾驶车辆高精度实时定位，这样才能够实现精准的路线轨迹导航和定点泊车，提高乘客的上车效率和车辆的运行效率。目前对于公交车和站台之间的定位仅基于GPS信息进行确定，但实时的GPS信息存在较大的误差，不足以支撑公交车自动泊车靠站的数据精度，将会导致实际停靠位置与目标停靠位置有所偏差，影响其他车辆的正常停放。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种智能公交车自动驾驶靠站管理系统，提高车辆的靠站精度和靠站效率，保证智能公交车自动驾驶靠站过程的安全性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种智能公交车自动驾驶靠站管理系统，包括设于车站周围的UWB(超宽带)基站以及设于目标车辆上的UWB标签，在目标车辆靠近车站的过程中UWB标签向UWB基站发送脉冲信号，UWB基站接收信号并进行应答，获得UWB标签与UWB基站之间的到达时间差，并计算得到目标车辆的位置坐标，同时采集目标车辆的惯导信息进行组合定位，得到目标车辆的行驶状态，并根据车站在UWB基站的定位区域的位置得到目标车辆与车站之间的相对位置，结合目标车辆的行驶状态生成停靠路径，目标车辆根据停靠路径进行移动、停放。

所述目标车辆上还设有惯性导航元件和轮速传感器。

进一步地，所述惯性导航元件和轮速传感器采集并生成目标车辆的惯导信息。

进一步地，所述UWB基站中存储有目标车辆的UWB原始惯导信息，当惯性导航元件和轮速传感器未能生成目标车辆的惯导信息时，UWB基站根据UWB原始惯导信息计算得到目标车辆的行驶状态。

所述UWB标签向UWB基站发送的脉冲信号具体为窄脉冲信号。

所述UWB基站的定位区域位于车站靠近目标车辆的一侧。

所述UWB基站根据TDOA算法计算得到目标车辆的位置坐标。

所述目标车辆的行驶状态包括目标车辆的位置信息、航向信息和速度信息。

进一步地，所述目标车辆未进入UWB基站的定位区域时，UWB基站输出的目标车辆的位置信息、航向信息和速度信息为0；当目标车辆进入UWB基站的定位区域时，UWB基站实时输出目标车辆的位置信息、航向信息和速度信息。

所述目标车辆与车站之间的相对位置结合目标车辆的行驶状态计算得到目标车辆相对车站的相对位置信息、相对角度信息和相对速度信息。

进一步地，所述UWB基站根据所述相对位置信息、相对角度信息和相对速度信息生成目标车辆的停靠路径。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过在路侧和目标车辆上分别设置UWB基站和UWB标签，基于UWB定位技术分辨率高、穿透能力强、定位精度高的优点进行脉冲信号接发，在UWB基站的定位区域内对目标车辆进行定位，保证车辆和车站在近距离的场景下也能保持较高的定位精度，以此生成停靠路径来控制智能公交车完成站台停靠，有效提高了车辆的靠站精度和靠站效率，保证智能公交车自动驾驶靠站过程的安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

附图标记：

1-UWB基站；2-UWB标签；3-目标车辆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所示，一种智能公交车自动驾驶靠站管理系统，包括设于车站周围的UWB基站1以及设于目标车辆3上的UWB标签2，在目标车辆3靠近车站的过程中UWB标签2向UWB基站1发送脉冲信号，UWB基站1接收信号并进行应答，获得UWB标签2与UWB基站1之间的到达时间差，并计算得到目标车辆3的位置坐标，同时采集目标车辆3的惯导信息进行组合定位，得到目标车辆3的行驶状态，并根据车站在UWB基站1的定位区域的位置得到目标车辆3与车站之间的相对位置，结合目标车辆3的行驶状态生成停靠路径，目标车辆3根据停靠路径进行移动、停放。

本实施例中，UWB基站1的数量为4个，对称设置在车站的左右两侧。

目标车辆3上还设有惯性导航元件和轮速传感器。

惯性导航元件和轮速传感器采集并生成目标车辆3的惯导信息。

UWB基站1中存储有目标车辆3的UWB原始惯导信息，当惯性导航元件和轮速传感器未能生成目标车辆3的惯导信息时，UWB基站1根据UWB原始惯导信息计算得到目标车辆3的行驶状态。

UWB标签2向UWB基站1发送的脉冲信号具体为窄脉冲信号。

UWB基站1的定位区域位于车站靠近目标车辆3的一侧。

UWB基站1根据TDOA算法计算得到目标车辆3的位置坐标。

目标车辆3的行驶状态包括目标车辆3的位置信息、航向信息和速度信息。

目标车辆3未进入UWB基站1的定位区域时，UWB基站1输出的目标车辆3的位置信息、航向信息和速度信息为0；当目标车辆3进入UWB基站1的定位区域时，UWB基站1实时输出目标车辆3的位置信息、航向信息和速度信息。

目标车辆3与车站之间的相对位置结合目标车辆3的行驶状态计算得到目标车辆3相对车站的相对位置信息、相对角度信息和相对速度信息。

UWB基站1根据相对位置信息、相对角度信息和相对速度信息生成目标车辆3的停靠路径。

具体实施时，以车站前沿中点为原点建立坐标系，车站站台前沿离开车站的方向为x方向，垂直于机动车道线的方向为y方向，当目标车辆3规范停靠时，UWB标签2的天线所在位置x坐标为0，y坐标为0；目标车辆3的航向角与x轴夹角为θ，且顺时针为正，逆时针为负；目标车辆的相对速度x方向为正，相反为负。

本实施例中，原点的x轴负方向距离L1、正方距离向L2范围为UWB基站1有效的定位区域，在有效定位区域之外，目标车辆3的位置、航向、速度输出为0，进入有效定位区域内时，UWB基站1输出高精度定位坐标及车辆航向及速度。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，所取名称可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例说明。凡依据本发明构思的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做各种各样的修改或补充或采用类似的方法，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。