CN104751669A - 一种基于车联网的智能驾驶辅助系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车主动安全领域，尤其是一种基于车联网的智能驾驶辅助系统及方法。由交通信息服务中心、至少一个路侧单元以及至少一个车载终端构成，所述交通信息服务中心通过第一通讯模块分别与所述路侧单元、车载终端连接；所述路侧单元通过第二通讯模块与所述车载终端连接；所述车载终端之间通过第二通讯模块互联；改变了现有车辆主动安全辅助系统中车辆“信息孤岛”的格局，所构建的“人—车—路—交通信息中心”一体化的车辆辅助驾驶服务平台，改变了现有车载终端被动式的服务模式，通过将决策信息以主动服务的形式推送给用户，达到了主动安全服务动态演化的目的。

Description

一种基于车联网的智能驾驶辅助系统及方法

技术领域：

本发明属于汽车主动安全领域，尤其是一种基于车联网的智能驾驶辅助系统及方法。

背景技术：

随着现代交通及汽车工业的快速发展，全世界汽车保有量及高速公路里程数迅速增加，现有的道路资源逐渐不能满足需求，交通拥堵成为国内外各大中城市的普遍现象。随之而来的交通事故也急剧增加，造成很大的经济损失和人员伤亡。

由于驾驶员的人为因素造成的事故在所有交通事故中占很大比例，但此类事故在很大程度上是可以避免的，而先进的辅助驾驶系统的出现，能够有效降低交通事故的发生率及其严重程度。因此，研究和开发智能的驾驶辅助系统是降低交通事故发生率的重要措施。

目前，国内外很多公司都已研制出一些具有特色的辅助驾驶系统，例如奔驰公司新研制出的夜视辅助系统，能够在夜间行车时将驾驶员视野范围扩大至200多米，让驾驶员提前看清近光灯照不到的黑暗中道路中的危险事物，及时采取制动或避让措施；沃尔沃公司一直致力于研究基本无需驾驶员干预的车辆自动控制转向、加速或制动的自动驾驶，其推出的自动巡航控制系统能够自动保持与前车之前的适当距离，同时保持对转向的控制，大大降低追尾事故发生的可能性。沃尔沃公司的低速交通堵塞辅助系统（自动跟车技术），能够在车速低于50km/h时，自动跟随前方车辆行进，大大提高驾驶舒适性。国内比较有规模、有特色的车载监控及服务系统——苏州金龙G-BOS客车智慧运营系统和陕汽重卡天行健系统，通过安装在客车和重卡汽车上的终端不断采集发动机运行数据、车辆状况信息、驾驶员操控行为，同时接收GPS卫星定位信息记录车辆所在位置，并通过3G通信技术将这些信息传递给后台的数据处理中心，通过后台产生的指令信息对汽车进行实时的安全管理、油量精准控制、快速故障报警及智能维修等操作。

总体而言，现有技术尚存在如下不足：（1）车载监控及服务系统大多服务于向行驶车辆提供道路路况信息、引导信息、网络服务以及对车辆行驶路线进行监控等，在此过程中行驶车辆仅被动接收远程服务信息，对于其运行环境内可能发生的危险无法实时的预测和预警，系统对本车驾驶安全性的助益不明显；（2）现有车载驾驶辅助系统仅局限于自车感知范围内的风险规避，存在车辆行驶的“信息孤岛”问题，车辆与车辆、车辆与路侧之间缺乏信息交互，这种彼此隔绝的状况使得现有安全辅助系统对抑制交通事故的作用和效果不够理想。

因此，本领域需要一种能够将现有主动安全辅助技术（包括车道偏离报警、交通标志识别、信息中心路况推送技术等）与车联网技术相结合的新型实时高效的车辆行驶主动安全服务系统，为交通事故的有效抑制提供技术手段。

发明内容：

为克服现有技术的不足，本发明旨在提供一种基于车联网的智能驾驶辅助系统及方法，提出一种三级安全信息主动服务策略，实现车辆的主动安全防控。

本发明提供一种基于车联网的智能驾驶辅助系统，由交通信息服务中心、至少一个路侧单元以及至少一个车载终端构成。所述交通信息服务中心通过第一通讯模块分别与所述路侧单元、车载终端连接；所述路侧单元通过第二通讯模块与所述车载终端连接。所述交通信息服务中心包括一个中心服务器和多个子服务器，所述子服务器与所述中心服务器连接。所述路侧单元包括信号处理单元和车路通讯单元，所述信号处理单元核心是基于ARM的信息处理板卡，所述车路通讯单元核心是DSRC板卡。所述车载终端由三块核心功能板卡构成，分别为DSP板卡和MCU板卡以及DSRC板卡。所述第一通讯模块可采用GPRS、3G、4G通讯技术，所述第二通讯模块可采用基于802.11p协议的DSRC技术。

将基于DSRC的车车通讯、车路通讯技术与GPRS、3G、4G等通讯技术相结合，构建“人—车—路—交通信息中心”一体化的车辆辅助驾驶服务平台；在实现包括车道偏离预警、交通标志检测、信息中心路况推送在内的传统主动安全辅助驾驶功能之外，建立基于车联网技术的新型车辆行驶主动安全与道路交通安全监控及主动安全服务系统，为交通事故的有效抑制提供技术手段。

一种基于车联网的智能驾驶辅助方法，包括如下步骤：

步骤一：交通服务中心通过第一通讯模块搜集所述路侧单元上传的第一类车辆与道路信息以及车载终端上传的第二类车辆与道路信息，解算得到第一级别安全服务信息，第一级别安全服务信息通过第一通讯模块推送至路侧单元和车载终端；所述第一级别安全服务信息为与车辆安全相关的实时性要求一般的信息。

步骤二：路侧单元通过第二通讯模块搜集其覆盖范围内车载终端发送的第三类车辆与道路信息，结合第一级别安全服务信息解算得到第二级别安全服务信息，第二级别安全服务信息通过第二通讯模块推送至相关车载终端；所述第二级别安全服务信息为与车辆驾驶安全相关的实时性要求较高的信息。

步骤三：车载终端通过第三通讯模块搜集自车运行参数，通过第二通讯模块搜集通讯范围内其他车载终端发送的第三类车辆及道路信息，通过视频采集与处理模块采集该车前方道路信息，通过车辆位置信息解算模块获得自车位置，通过调理模块解算得车辆运行状态参数，搜集到第四类车辆与道路信息，结合第一和第二级别安全服务信息解算得到第三级别安全服务信息，第三级别安全服务信息通过车载终端的语音模块及车载显示器提供给驾驶员；所述第三级别安全服务信息为与车辆驾驶安全最直接相关的实时性要求最高的信息，所述第三通讯模块为基于蓝牙的车辆OBD信息读取模块。

本发明的有益效果：本发明提出的基于车联网的智能驾驶辅助系统及方法，改变了现有车辆主动安全辅助系统中车辆“信息孤岛”的格局，所构建的“人—车—路—交通信息中心”一体化的车辆辅助驾驶服务平台，改变了现有车载终端被动式的服务模式，通过将决策信息以主动服务的形式推送给用户，达到了主动安全服务动态演化的目的。

附图说明

图1是本发明基于车联网的智能驾驶辅助系统实施例的结构框图；

图2是本发明基于车联网的智能驾驶辅助系统实施例的一个车载终端的系统模块图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示，本发明提供的基于车联网的智能驾驶辅助系统，由交通信息服务中心、路侧单元以及车载终端构成。其中，交通信息服务中心由一个中心服务器和多个与中心服务器相连的子服务器组成。子服务器一般按照区域进行分布，负责与该区域内的路侧单元以及车载终端互通信息。路侧单元由信号处理单元和车路通讯单元组成。信号处理单元核心是基于ARM的信息处理板卡，车路通讯单元核心是DSRC板卡。系统各部分连接关系为：交通信息服务中心通过第一通讯模块与路侧单元以及车载终端互联；路侧单元通过第二通讯模块与车载终端互联；车载终端之间通过第二通讯模块互联。其中，第一通讯模块可采用GPRS、3G、4G等通讯技术，第二通讯模块可采用基于802.11p协议的DSRC技术。

如图2所示，车载终端由三块核心功能板卡构成，分别为DSP板卡和MCU板卡以及DSRC板卡。

本车载终端的DSP板卡用于车辆前方道路视频信息的采集与处理，提取车道偏离信息以及道路交通指示信息，并将处理结果传送至MCU板卡，同时在车载显示器上输出图像预警。DSP板卡至少包括视频解码模块、视频处理模块、视频编码模块以及与用于连接MCU板卡的通讯模块1，还包括为DSP板卡内各芯片提供工作电压的电源调理模块3、安装在车辆前方的摄像装置以及车载显示器等。

本车载终端的MCU板卡至少包括电源调理模块5、处理器、与处理器相连用于获取车辆左、右转向信号的信号调理电路、与处理器相连和交通信息服务中心通信的第一通讯模块、与处理器相连用于从车辆总线上获取自身运行参数的第三通讯模块、与处理器相连用于获取DSP板卡感知的前方道路信息的通讯模块1和与DSRC板卡通讯间接的获取其他车辆与道路信息的通讯模块2、以及与处理器相连的其他多个功能模块。其中，其他功能模块至少包括：用于获取车辆自身位置信息的车辆位置信息解算模块、语音模块等。通讯模块1、通讯模块2可采用网口、串口等通讯技术。

本车载终端的DSRC板卡用于实现有用信息在路侧单元与至少一个车载终端组成的网络内的互通与共享，该处有用信息主要包括第三类车辆与道路信息及第二级别主动安全服务信息。DSRC板卡至少包括与通讯范围内其他DSRC模块连接的第二通讯模块、信息处理模块、与信息处理模块相连用于与MCU板卡通讯的通讯模块2、以及为DSRC板卡内各芯片提供工作电压的电源调理电路4。

基于车联网的智能驾驶辅助系统的工作方法如下：

步骤一：交通信息服务中心通过第一通讯模块接收第一类以及第二类车辆与道路信息，完成大范围交通信息采集。第一类车辆与道路信息为路侧单元上传至交通信息服务中心的信息，有效信息包括路侧单元位置、所接收的覆盖范围内所有车辆的车辆身份、车辆位置、车辆速度、车辆异常码等信息；第二类车辆与道路信息为车载终端上传至交通信息服务中心的信息，有效信息包括车辆身份、前方异常道路图片等信息。其中，车辆身份设置成与车牌号、车架号、驾驶员等相关的代码；车辆异常码设置成与车辆通过第三通讯模块从车辆总线上获取的车辆运行故障信息相关的代码。交通信息服务中心通过上述采集的交通信息，提取出区域交通流量信息以及道路异常情况信息，生成第一级别的主动安全服务策略，并主动推送至某些相关的路侧单元和车载终端。第一级别的主动安全服务信息主要包括整个区域的交通流量信息、疏导信息、道路异常事件信息等与车辆安全相关的实时性要求一般的信息。

步骤二：路侧单元通过第二通讯模块接收其覆盖范围内所有车载终端发送的第三类车辆及道路信息，结合第一级别的主动安全服务信息，路侧单元生成第二级别的主动安全服务策略，并发送至覆盖范围内的相关车载终端。第三类车辆与道路信息为车辆发送至路侧单元的信息，包括车辆身份、车辆位置、车辆速度、车辆异常码等信息。第二级别的主动安全服务信息主要包括该路侧单元覆盖范围内车辆的平均速度、碰撞风险场等与车辆驾驶安全相关的实时性要求较高的信息。

步骤三：车载终端采集其感知范围内的第四类车辆与道路信息，结合第一级别、第二级别主动安全服务信息，生成第三级别主动安全服务策略，并由语音模块与图像显示模块提供给驾驶员。第四类车辆与道路信息包括四种来源的信息：1）通过第三通讯模块从车辆总线上获取的车辆运行参数，有效信息包括车速、制动、故障码等；2）通过车辆位置信息解算模块获得的自车位置信息；3）通过视频采集与处理模块获得的车辆前方道路信息，如车道线、交通标志等；4）通过调理电路采集的车辆转向信号等。第三级别的主动安全服务信息主要包括与车道偏离报警信息、前方交通标志以及碰撞预警信息等与车辆驾驶安全最直接相关的实时性要求最高的信息。

所述实施例为本发明优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于车联网的智能驾驶辅助系统，其特征在于，包括交通信息服务中心、路侧单元、车载终端；

所述交通信息服务中心通过第一通讯模块分别与所述路侧单元、车载终端连接；所述路侧单元通过第二通讯模块与所述车载终端连接。

2. 根据权利要求1所述的一种基于车联网的智能驾驶辅助系统，其特征在于，所述交通信息服务中心包括一个中心服务器和多个子服务器，所述子服务器与所述中心服务器连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于车联网的智能驾驶辅助系统，其特征在于，所述路侧单元包括信号处理单元和车路通讯单元，所述信号处理单元核心是基于ARM的信息处理板卡，所述车路通讯单元核心是DSRC板卡。

4.根据权利要求1所述的一种基于车联网的智能驾驶辅助系统，其特征在于，所述车载终端由三块核心功能板卡构成，分别为DSP板卡和MCU板卡以及DSRC板卡。

5.根据权利要求1所述的一种基于车联网的智能驾驶辅助系统，其特征在于，所述第一通讯模块采用GPRS、3G、4G通讯技术，所述第二通讯模块采用基于802.11p协议的DSRC技术。

6.根据权利要求1所述的一种基于车联网的智能驾驶辅助系统，其特征在于，所述路侧单元的数量至少为1个。

7.根据权利要求1所述的一种基于车联网的智能驾驶辅助系统，其特征在于，所述车载终端的数量至少为1个，所述车载终端之间通过第二通讯模块互联。

8. 一种基于车联网的智能驾驶辅助方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：交通服务中心通过第一通讯模块搜集所述路侧单元上传的第一类车辆与道路信息以及车载终端上传的第二类车辆与道路信息，解算得到第一级别安全服务信息，第一级别安全服务信息通过第一通讯模块推送至路侧单元和车载终端；

步骤二：路侧单元通过第二通讯模块搜集其覆盖范围内车载终端发送的第三类车辆与道路信息，结合第一级别安全服务信息解算得到第二级别安全服务信息，第二级别安全服务信息通过第二通讯模块推送至相关车载终端；

步骤三：车载终端通过第三通讯模块搜集自车运行参数，通过第二通讯模块搜集通讯范围内其他车载终端发送的第三类车辆及道路信息，通过视频采集与处理模块采集该车前方道路信息，通过车辆位置信息解算模块获得自车位置，通过调理模块解算得车辆运行状态参数，搜集到第四类车辆与道路信息，结合第一和第二级别安全服务信息解算得到第三级别安全服务信息，第三级别安全服务信息通过车载终端的语音模块及车载显示器提供给驾驶员。

9.根据权利要求8所述的一种基于车联网的智能驾驶辅助方法，其特征在于，所述第一级别安全服务信息为与车辆安全相关的实时性要求一般的信息；所述第二级别安全服务信息为与车辆驾驶安全相关的实时性要求较高的信息；所述第三级别安全服务信息为与车辆驾驶安全最直接相关的实时性要求最高的信息。

10.根据权利要求8所述的一种基于车联网的智能驾驶辅助方法，其特征在于，所述第三通讯模块为基于蓝牙的车辆OBD信息读取模块。