改良型道路引导系统的制作方法

本发明涉及一种加强自动驾驶车辆和非自动驾驶车辆的操作，尤其涉及一种用于辅助自动驾驶车辆和非自动驾驶车辆在公共或非公共道路上的安全及有效率操作的改良型道路引导系统。

背景技术：

1、许多公司正在为了各种应用而开发于作为现有道路上商用及个人用的自动驾驶车辆，包括但不限于个人出租车服务、外送货车服务等。根据本发明，自动驾驶车辆是可以在无人类驾驶者下操作的车辆。这种车辆可经设计以利用车载计算机和被设计成以像是存在人类操作者的相同方式操作车辆的检测器系统来操作。可预见到自动驾驶车辆网络将很快变得可行，类似于出租车、公交车或货车网络，从而用户能够请求自动驾驶车辆让乘客上车、运输及下车，或载送和运送包裹等。或者，用户能够拥有自动驾驶车辆作为个人使用，并使用它来进行一般任务，例如上下班、跑步任务、让孩子在学校下车、旅行之用等。

2、目前在开发中和在测试阶段的自动驾驶车辆一般是利用多种系统以在无人类驾驶者下操作车辆。首先，利用标准卫星定位系统(global positioning system，gps)来规划车辆路径。考虑行程的起始点和目的地，gps决定最佳路径。然而，自动驾驶车辆也需要系统来辨识在车辆操作期间的路径的动态条件。这种系统被称之为加强型gps，其可利用技术数组(例如相机、检测器、雷达、激光雷达和激光)来提供汽车在操作期间的三维视景。这种系统可持续追踪汽车周围的其他车辆，检测车体周围或正前方道路中的障碍物或损害，以及决定路的边缘、将到来的转弯、升坡或降坡的位置，并且评估汽车前方、后方和周围的一般道路情况。自动驾驶车辆也需要在车内有置中式系统来处理gps和加强型gps所提供的信息、以及各种其他检测器，并且利用已处理的信息来自动地操作该汽车。这种系统一般会包括计算机局域网络(computer area network，can)总线。

3、非自动驾驶车辆(亦即由人类驾驶者操作的车辆)也会利用类似的技术来支持人类驾驶者。举例而言，数十年来车辆已经使用各种形式的巡航控制。更近年来，汽车皆已配备有可自动并行停靠汽车的系统。许多现代的汽车现在配备有可在汽车开始偏离高速公路的行车道时辅助驾驶者、或在汽车太靠近其前方汽车时制动汽车、或在前方道路中有物体时警示驾驶者的系统。

4、尽管已经进行了大量工作来开发视觉、激光雷达、雷达和其他技术以使车辆(无论是自动驾驶还是半自动驾驶)具能够更可靠地处理所需要的导航任务，但是这些努力却因现有用以操作自动驾驶车辆的技术而受阻碍，包括现有技术无法在恶劣的天气期间(例如下雨、冰雹、雪、雾等)或是在明亮的阳光反射、道路照明不当、或是在例如树叶或积雪之类的物体漂移而覆盖或遮盖了传统的道路标记、道路边缘、或在道路本身的磨损、损坏或障碍物处可靠地作用，其更不用说要克服不可避免的道路标记或一般为相机、激光、雷达、激光雷达等所使用的其他辨识物的褪色和劣化来处理道路的动态情况了。此外，在自动驾驶车辆上的相机和检测器偶尔会被例如灰尘、雪或烟等覆盖或阻挡，或者可能因一般性磨损或意外而故障，因此需要备用系统来确保车辆的安全和有效率操作。正如同人类驾驶者在遇到被雪覆盖的道路时，需要仰赖替代的引导方法(例如通过利用先前车辆行驶的轮胎轨迹)来确保他们正驾驶在道路上，根据本发明的改良型道路引导系统(improved roadwayguidance system，irgs)是被设计作为主要自动驾驶车辆的补充道路引导来源，但同时也有益于人类驾驶的车辆。

5、因此，需要一种利用道路的条件或是影响这些车辆操作的其他因子、以安全且有效率的方法来辅助自动驾驶车辆或甚至是半自动驾驶车辆操作、同时可避免现有引导系统的缺点的系统。

技术实现思路

1、根据本发明的一种加强型道路引导系统(irgs)是于道路中或邻近处提供引导组件作为沿着道路引导车辆的装置，同时对车辆供应重要信息而以安全且有效率的方式加强车辆的自动驾驶操作。本发明的irgs在实体实施例、实体布置、激发的类型和方法以及有目的性和专用性的调变量据流(超越了简单的本地化)上与属于车载检测器技术的现有道路引导装置不同，其最终对自动驾驶车辆提供暗示性或明示性的指令。

2、根据本发明的irgs的较佳实施例，该系统包括至少三个新颖部件：

3、(1)使用覆盖的道路组件(下文称之为“发射器分道线条”)，其经外部激发/无线启动，以新颖的形式提供一延伸无线射频发射场域，其同时对邻近的自动驾驶车辆或非自动驾驶车辆提供直接导引辅助、指示和信息；

4、(2)使用线性配置的多个方向性天线数组系统，其设于车辆上且用于与发射器分道线条互动以在一道路或一行车道中定位车辆，并且提供车辆操作用的其他信息性数据；及

5、(3)使用多端口接收器/数据译码器接口单元(接收器单元)，其与天线数组和主机车辆的引导系统作用，以优化车辆的自动操作。

6、根据本发明的实施例，道路引导系统包括多个发射器分道线条，每一发射器分道线条构成发射一无线信号，其中所述多个发射器分道线条构成在行驶方向中沿一道路分开间隔设置，例如，沿着道路的行车道的中线和/或左侧和右侧边缘。

7、在本发明的一实施例中，每一发射器分道线条所传送的无线信号包括：(i)识别道路上所述发射器分道线条的置放位置的位置数据；及(ii)提供有关该发射器分道线条所在处的道路部分的信息的信息性数据。举例而言，每一发射器分道线条所传送的位置数据可与每一发射器分道线条是否置位于道路行车道的左侧边缘上、行车道的右侧边缘上、或行车道的中线中相关联。每一发射器分道线条所传送的信息性数据可与邻近该发射器分道线条的行车道部分是否为直线、弯向左、弯向右、上升或下降相关联。更甚者，所述多个发射器分道线条的一或多个发射器分道线条的无线信号可包括警示数据，其与例如行车道内的允许行车方向、邻近该发射器分道线条的将到来道路的整体交通数据，将到来道路的情况、临时减速指令和行车道封闭导致需切换将到来的车道相关联。

8、根据本发明的实施例，道路引导系统包括一组发射器分道线条，每一发射器分道线条发射一无线信号，其中该组发射器分道线条是沿着道路行车道中线分开间隔设置。位于车辆上的天线数组可与发射器分道线条互动，以相对于发射器分道线条定位和保持该车辆，进以使该车辆保持位于行车道中央、或依需要暂时偏离。

9、根据本发明的实施例，道路引导系统包括一第一组发射器分道线条和一第二组发射器分道线条，该第一组的每一发射器分道线条构成发射一第一无线信号，该第二组的每一发射器分道线条构成发射一第二无线信号。在本发明的一实施例中，第一组发射器分道线条构成沿着道路行车道的一第一边缘线分开间隔设置，第二组发射器分道线条构成沿着道路行车道的一第二边缘线分开间隔设置。置于车辆上的天线数组可与第一组和第二组发射器分道线条互动，以使车辆定位和保持于发射器分道线条之间，基本上使车辆保持位于行车道中央。

10、根据本发明的实施例，道路引导系统包括沿着道路行车道中线和/或沿着行车道左侧边缘和右侧边缘的发射器分道线条。位于车辆上的天线数组可与每一组发射器分道线条互动以使车辆定位和保持于行车道中央。

11、根据本发明实施例的天线数组包括彼此分隔且相对于道路行驶方向侧向设置于车辆上的多个天线。根据较佳的操作方法，天线与设于道路上的发射器分道线条互动，以根据自发射器分道线条接收的信息性数据于道路上定位车辆，并且依需要调整车辆的操作。最好是，天线数组是置位在车辆的上侧、朝向车辆的前端。更好是，天线数组是置位在车辆前轴前方。最好是，天线数组包括至少三个天线，其中一第一天线置位在车辆左侧，一第二天线置位在车辆右侧，且一第三天线置位在车辆中央。更好是，天线数组包括五个天线，其中一第一天线置位在车辆左侧，一第二天线置位在车辆右侧，且第三、第四和第五天线是相对于车辆中央而侧向设置。

12、另一种使用根据本发明的道路引导系统的方法包括下列步骤：从一车辆发送射频(radio frequency，rf)脉冲(例如，经由天线数组中的天线)，在发送rf脉冲后检测车辆是否接收到回传信号，比较所接收的回传信号，以及对车辆计算机发送转向修正和补充数据，以调整该车辆的位置。

13、参考如附图中所描述和强调的实施例及其特征说明，将更清楚理解本发明的这些和其他目的、特征与优势。