CN106355928A - 一种基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统以及方法。其中，所述系统包括：车载装置，安装于车辆上，用于在车辆进入通信区域后分别向所述多个基站广播报文，所述报文包括车载单元的MAC地址和工作模式以及车辆的ID；多个基站，分别安装于车辆行驶道路的两侧，用于根据报文分别加载基站标识序列号、基站位置信息以及基站接收到报文的时间戳，形成定位数据，及将定位数据发送至服务器；服务器，与多个基站连接，用基于到达时间差的无线定位算法对定位数据进行处理，得到车辆路况信息，及将车辆路况信息推送至车辆，以使得车辆根据车辆路况信息执行相应操作。本发明能够方便准确地实现车辆位置的检测，协同辅助车辆无人驾驶。

Description

一种基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统以及方法

技术领域

本发明涉及智能交通领域，具体地，涉及一种基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统以及方法。

背景技术

车路协同辅助驾驶系统是基于无线通信、传感探测等技术获取道路、车辆位置以及障碍物信息，通过车车信息、车路信息的交互和共享，实现车辆和基础设施之间、车辆与车辆之间的智能协同与配合，指导自动驾驶车辆或辅助驾驶车辆控制车辆的转向、停车、速度等操作，自动规划行车路线并控制车辆安全、可靠地在道路上行驶。

车路协同辅助驾驶技术目前已成为国内外无人自动驾驶技术研究的热点，其关键技术是车辆精准定位与高可靠性通信技术，车辆行驶安全状态及环境感知技术以及车载一体化系统集成技术。当前的技术方案多为基于GPS(Global Positioning System，全球定位系统)的车载终端，虽然可以获取无人驾驶车辆自身的位置和速度信息，但是GPS卫星系统并不能实现精确定位，且GPS信号的覆盖范围有限无法在室内、隧道或高大建筑附近保证稳定的通信连接，而且无法检测到复杂路口的非机动车辆行驶状态和行人通行状态。高精度地图、如差分GPS和差分北斗等，虽然可以提供较高的定位精度，但是其通信并不能够实现全覆盖，如有较高建筑物或山头，甚至是地下通道等，都会因通信不稳定而导致定位失效，此外，现有的差分GPS和北斗等还不具有车路协同的功能，无法满足辅助或自动驾驶的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统以及方法。其中，所述系统不仅能够方便准确地实现车辆位置的检测，而且还能够低成本地协同辅助车辆无人驾驶。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统。所述系统包括：

所述车载装置，分别安装于车辆上的不同位置，用于在所述车辆进入通信区域后分别向所述多个基站广播报文，所述报文包括车载单元的MAC地址和工作模式以及所述车辆的ID；

所述多个基站，分别安装于所述车辆行驶道路的两侧，用于接收所述车载装置广播的报文，并根据所述报文分别加载基站标识序列号、基站位置信息以及基站接收到所述报文的时间戳，形成定位数据，及将所述定位数据发送至所述服务器；

所述服务器，与所述多个基站连接，用于接收所述多个基站的定位数据，并基于到达时间差的无线定位算法对所述定位数据进行处理，得到车辆路况信息，及将所述车辆路况信息推送至所述车辆，以使得所述车辆根据所述车辆路况信息执行相应操作。

可选地，所述多个基站间隔安装于所述车辆行驶道路的两侧，其中，间隔安装的布设规则为对称的平行分布或等间隔的错位分布。

可选地，所述车载装置中的每一车载单元包括：

报文发送装置，用于采用UWB信号将所述报文发送至所述多个基站；

第一通信装置，用于采用射频信号与所述多个基站进行车路通信。

可选地，所述多个基站中的每一基站包括：

报文接收装置，用于接收所述车载装置以UWB信号发送的报文；

第二通信装置，用于采用射频信号与所述车载装置进行车路通信，且还用于将所述定位数据发送至所述服务器或接收所述服务器推送的车辆路况信息；

控制装置，用于控制基站间的通信，从而收集各基站的报文，基站间采用有线方式或无线方式建立连接。

可选地，每一车载单元中的报文发送装置和第一通信装置，以及每一基站中的报文接收装置和第二通信装置均采用UWB的通信方式。

可选地，所述多个基站中的每一基站还包括：

太阳能电池，与所述报文接收装置、所述第二通信装置以及所述控制装置连接，用于为所述报文接收装置、所述第二通信装置以及所述控制装置提供所需的电能。

可选地，所述UWB信号的中心频带范围为4.2～4.8Ghz，或者6～9Ghz，带宽大于500M。

可选地，所述多个基站以有线方式或无线方式与所述服务器连接。

可选地，所述车载装置包括处于主工作模式的车载单元和处于从工作模式的车载单元，

其中，在所述车辆进入通信区域后设置所述处于主工作模式的车载单元和所述处于从工作模式的车载单元在被唤醒后按照预设的延迟间隔广播报文，或设置所述处于主工作模式的车载单元广播报文后再通知所述处于从工作模式的车载单元依次广播报文。

可选地，所述多个基站包括主基站和从基站，

其中，所述主基站在预设时间段内接收到所述车辆上所有车载单元的报文后，向所述从基站发送查询广播帧，以使得所述从基站根据所述查询广播帧将自身的定位数据帧发送至所述主基站，并根据所述从基站的定位数据帧和自身的定位数据帧形成定位数据，及将所述定位数据发送至所述服务器。

可选地，所述服务器还用于根据所述车辆路况信息和预设的车辆信息为所述车辆生成路径规划信息和通行策略，并通过所述多个基站将所述路径规划信息和通行策略推送至所述车辆或通过无线方式将所述路径规划信息和通行策略推送至所述车辆，以使得所述车辆按照所述路径规划信息和通行策略行驶。

可选地，所述车辆路况信息包括以下中的至少一者：

车速、行驶方向、车头指向、车辆位置、车辆长度、定位时间以及相应车辆的车载单元的MAC地址。

相应地，本发明还提供一种基于无线定位的车路协同辅助驾驶方法。所述方法包括：

安装于车辆上的车载装置在所述车辆进入通信区域后通过UWB的通信方式向安装于车辆行驶道路两侧的多个基站广播报文，所述报文包括车载单元的MAC地址和工作模式以及所述车辆的ID；

所述多个基站根据所述报文分别加载基站标识序列号、基站位置信息以及基站接收到所述报文的时间戳，形成定位数据，并通过有线或无线的方式发送给服务器；

所述服务器采用基于到达时间差的无线定位算法对所述定位数据进行处理，得到车辆路况信息，及将所述车辆路况信息推送至所述车辆，以使得所述车辆根据所述车辆路况信息执行相应操作。

可选地，所述车载装置包括处于主工作模式的车载单元和处于从工作模式的车载单元，所述方法还包括：

在所述车辆进入通信区域后设置所述处于主工作模式的车载单元和所述处于从工作模式的车载单元在被唤醒后按照预设的延迟间隔广播报文，或设置所述处于主工作模式的车载单元广播报文后再通知所述处于从工作模式的车载单元依次广播报文。

可选地，所述方法还包括：

所述服务器根据所述车辆路况信息和预设的车辆信息为所述车辆生成路径规划信息和通行策略，并将所述路径规划信息和通行策略推送至所述车辆，以使得所述车辆按照所述路径规划信息和通行策略行驶。

可选地，所述方法还包括：

所述服务器还用于根据所述车辆上车载装置中多个车载单元之间的位置信息校验和修正所述车辆路况信息中的车辆位置。

可选地，所述多个基站包括主基站和从基站，所述方法还包括：

所述主基站在预设时间段内接收到所述车辆上所有车载单元的报文后，向所述从基站发送查询广播帧，以使得所述从基站根据所述查询广播帧将自身的定位数据帧发送至所述主基站，并根据所述从基站的定位数据帧和自身的定位数据帧形成定位数据，及将所述定位数据发送至所述服务器。

可选地，所述查询广播帧包括以下中的至少一者：

车辆ID、从基站N的标识序列号和对应的回复延时以及车载单元的MAC地址。

可选地，所述定位数据帧包括以下中的至少一者：

主基站ID、从基站i的标识序列号、从基站i的位置信息、车载单元的MAC地址、车载单元的工作模式、接收车载单元的报文的时间以及车辆ID。

可选地，所述定位数据包括以下中的至少一者：

主基站ID，车辆ID，主基站和从基站的位置信息，车载单元MAC地址，车载单元工作模式，同一车载单元对应的多个基站接收到的时间戳。可选地，所述方法还包括：

所述服务器还用于采用无线通信方式将所述车辆路况信息推送给所述车辆。

通过上述技术方案，安装于车辆上的车载装置在车辆进入通信区域后向多个安装于车辆行驶道路两侧的基站发送包含有车载单元的MAC地址和工作模式以及车辆ID的报文，基站根据报文分别加载基站标识序列号、基站位置信息以及基站接收到报文的时间戳，形成定位数据，并将定位数据发送至服务器，服务器采用基于到达时间差的无线定位算法对定位数据进行处理，得到车辆路况信息，及通过基站将车辆路况信息推送至车辆，以使得车辆根据车辆路况信息执行相应操作，不仅能够方便准确地实现车辆位置的检测，而且还能够低成本地协同辅助车辆无人驾驶。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统的示意图；

图3是本发明一实施例提供的基于无线定位的车路协同辅助驾驶方法的流程图；

图4是本发明一实施例提供的基于无线定位的车路协同辅助驾驶方法的工作流程图。

附图标记说明

10 车载单元 20 基站 30 服务器

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明一实施例提供的基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统的结构示意图。如图1所示，本发明一实施例提供的基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统包括：车载装置、多个基站20以及服务器30，所述车载装置，安装于车辆上，用于在所述车辆进入通信区域后分别向所述多个基站广播报文，所述报文包括车载单元的MAC地址和工作模式以及所述车辆的ID；所述多个基站20，分别安装于所述车辆行驶道路的两侧，用于接收所述车载装置广播的报文，并根据所述报文分别加载基站标识序列号、基站位置信息以及基站接收到所述报文的时间戳，形成定位数据，及将所述定位数据发送至所述服务器；所述服务器30，与所述多个基站20连接，用于接收所述多个基站的定位数据，并基于到达时间差的无线定位算法对所述定位数据进行处理，得到车辆路况信息，及将所述车辆路况信息推送至所述车辆，以使得所述车辆根据所述车辆路况信息执行相应操作。藉此，不仅能够方便准确地实现车辆位置的检测，而且还能够低成本地协同辅助车辆无人驾驶。

在本发明一可选实施例中，所述车载装置与所述多个基站20之间采用无线连接，所述多个基站20与所述服务器30之间采用有线或无线连接。其中，所述车载装置包括一个或多个车载单元10。具体地，所述车载单元10包括报文发送装置和第一通信装置，所述报文发送装置采用UWB(Ultra Wide Band，超宽带)信号发送报文，并将报文发送至基站；所述第一通信装置发送的通信信号为基于2.4G或5.8G或433M的射频信号，用于与基站进行车路通信。所述基站20包括报文接收装置、第二通信装置以及控制装置，所述报文接收装置为UWB信号接收机，用于接收车载单元发送的报文；所述第二通信装置用于与所述车载单元进行无线通信，其通信信号为基于2.4G或5.8G或433M的射频信号，以实现车路通信；所述第二通信装置还与云端服务器连接，用于将定位数据发送给云端服务器，或接收云端服务器的车辆路况信息；所述控制单元用于控制基站间的通信，收集各基站的报文，基站间采用有线或无线方式建立连接。所述基站还包括：太阳能电池，与报文接收装置、通信装置以及控制装置连接，用于为报文接收装置、通信装置以及控制装置提供所需的电能。藉此，能够将太阳能转化为电能，绿色环保。

优选地，所述车载装置与所述多个基站20之间采用UWB的通信方式。本发明提供的系统采用了UWB(Ultra Wideband，超带宽)无线定位技术，可实现厘米级的精确定位。UWB是一种无载波通信技术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。高速UWB的传输速率目前可达100Mbps到xGbps，传输距离可达10～30米，属于高速短距离传输。中低速UWB传输速率一般在2Mbps以上，最高不超过30Mbps，传输距离可达100米以上，甚至几公里，属于中低速中短距离传，这类产品主要面向精确定位、物联网市场以及智能交通系统。超宽带系统同时具有无线通信和定位的功能，可方便地应用于智能交通系统中。与现有方法比较，UWB无线定位具有系统结构实现简单，数据传输快，功耗低，安全性高，多径分辨能力强及定位精确等优点。其中，所述UWB信号的中心频带范围为4.2～4.8Ghz，或者6～9Ghz，带宽大于500M。

可选地，所述基站20还可以采用以太网或光纤等有线方式或4G、5G等无线方式与云端服务器通信。

在具体的实施方式中，所述车载装置中车载单元的数量为两个，间隔安装于车辆上，安装间隔至少大于1m，各车载单元间可以独立工作，或通过无线通信方式建立连接，实现信息共享与信息传递。所述车载装置包括处于主工作模式的车载单元和处于从工作模式的车载单元。在本实施例中，靠近车头处的车载单元设置为主工作模式，其它车载单元设置为从工作模式，同一辆车上的所有车载单元具有可唯一标识自身的MAC地址，所有车载单元设置有相同且唯一标识所述车辆的车辆ID。

可选地，所述车载单元10循环广播报文，循环方式可以是车载单元10等待确认车辆接收到车辆路况信息后继续下一次发送，也可以是车载单元10广播完上一次报文后，等待固定间隔后继续下一次广播。当装有车载单元10的车辆进入通信区域后，为避免多个车载单元10被唤醒后同时广播报文导致撞帧，可以设置处于主工作模式的车载单元和处于从工作模式的车载单元在被唤醒后按照预设的延迟间隔广播报文，也可以设置处于主工作模式的车载单元广播报文后再通知处于从工作模式的车载单元依次广播报文。

在具体的实施方式中，多个基站的数量至少为3个，间隔安装于车辆行驶道路的两侧，间隔安装的布设规则为对称的平行分布，或等间隔的错位分布。其中，平行分布时同侧基站间隔为50-100m，错位分布时同侧基站间隔100-200m，道路两侧基站的错位间隔为50-100m。可选地，所述多个基站20包括主基站和从基站，设置多个基站中的任意一个为主基站，剩余基站为从基站，主从基站分别设置唯一标识自身的序列号。主基站在预设时间段内等待接收到同一车辆上所有车载单元的报文后，通过有线或无线通信方式发送查询广播帧至从基站，从基站收到查询广播帧后回复定位数据帧给主基站。然后，主基站根据从基站的定位数据帧和自身的定位数据帧形成定位数据，及将定位数据发送至服务器。其中，主基站发送的查询广播帧包括：车载单元的MAC地址、各从基站的标识序列号、各从基站对应的发送延时以及车辆ID。从基站接收到查询广播帧后，匹配自身序列号和与之对应的发送延时，依次回复定位数据帧。定位数据帧包括：从基站的标识序列号、从基站的位置信息、从基站接收到车载单元的报文以及从基站接收到报文的时间戳。主基站综合包括自身在内的基站接收到的定位数据帧，形成定位数据，并将定位数据发送至云端服务器，所述定位数据包括：主基站的标识序列号，车辆ID，主从基站的位置信息，车载单元MAC地址，车载单元工作模式，同一车载单元对应的多个基站接收到的时间戳。

接着，云端服务器采用基于到达时间差(TDOA，Time Difference Of Arrival)的无线定位算法对定位数据进行处理，得到车辆路况信息，及通过所述多个基站将所述车辆路况信息推送至所述车辆，以使得所述车辆根据所述车辆路况信息执行相应操作。

其中，所述车辆路况信息包括以下中的至少一者：车速、行驶方向、车头指向、车辆位置、车辆长度、定位时间以及相应车辆的车载单元的MAC地址。显而易见地，当车载装置中车载单元的数量为1个时，服务器根据所形成的定位数据得到的车辆路况信息中不包括车辆的行驶方向、车头指向以及车辆长度。

在具体的实施方式中，云端服务器将车辆路况信息通过路侧基站以广播的形式发送给车载单元，所述车辆路况信息帧的内容包括：主基站的序列标识号、车辆ID、主车载单元MAC地址、车辆位置、车辆行驶方向、车辆行驶速度、车辆长度、车头指向以及定位耗时。其中所得车辆位置可转换为绝对坐标，除坐标之外还可包括距离某些特定点的距离，如停车线、入弯点。在接收到车辆路况信息之后，车载单元通过比对自身MAC地址和车辆路况信息中的MAC地址是否一致确认是否将接收到的车辆路况信息传输给其所在车辆的主控电脑。在车载单元自身的MAC地址和车辆路况信息中的MAC地址一致的情况下，车载单元确认将接收到的车辆路况信息传输给其所在车辆的主控电脑，主控电脑根据接收到的车辆路况信息执行减速、停车、转弯等操作。可选地，云端服务器还可以采用无线通信方式直接将车辆路况信息推送给车辆的主控电脑。

优选地，所述服务器还用于根据所述车辆路况信息和预设的车辆信息为所述车辆生成路径规划信息和通行策略，并通过所述多个基站将所述路径规划信息和通行策略推送至所述车辆或通过采用无线方式将所述路径规划信息和通行策略推送至所述车辆，以使得所述车辆按照所述路径规划信息和通行策略行驶。其中，预设的车辆信息包括车辆的出发地和目的地。藉此，无人驾驶车辆能够按照路径规划信息自动行驶。

图2是本发明一实施例提供的基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统的示意图。如图2所示，本发明一实施例提供的基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统，包括无线定位路侧基站，车载装置和后台云端服务器，其中，无线定位路侧基站由基站101、基站102、基站103以及基站104组成，车载装置由安装于车辆107上的车载单元105和车载单元106组成；后台云端服务器为云端设备108。车载单元105安装于车头处，通过有线方式与车辆107上的主控电脑连接，车载单元106安装于车尾处，105与106安装间隔2～4m。无线定位路侧基站采用等间距的错位分布规则布设基站，同侧基站(如101与102)间隔50～100m，两侧相邻基站(如101与103)沿道路行驶方向间隔20～50m。无线定位基站与后台云端服务器108连接，用于综合各基站接收到的车载单元的定位数据帧通过无线通信方式发送给云端服务器。云端服务器108一方面精确计算车辆位置信息，并通过无线通信方式经基站101由车载单元105推送给车辆107上的主控电脑。另一方面根据获取的车辆路况信息和预设的车辆信息为每一辆车制定路径规划和通行策略。

图3是本发明一实施例提供的基于无线定位的车路协同辅助驾驶方法的流程图。如图3所示，本发明一实施例提供的基于无线定位的车路协同辅助驾驶方法包括：

在步骤S201中，安装于车辆上的车载装置在所述车辆进入通信区域后通过UWB的通信方式向安装于车辆行驶道路两侧的多个基站广播报文，所述报文包括车载单元的MAC地址和工作模式以及所述车辆的ID。

接着，在步骤S202中，所述多个基站根据所述报文分别加载基站标识序列号、基站位置信息以及基站接收到所述报文的时间戳，形成定位数据，并通过有线或无线的方式发送给服务器。

最后，在步骤S203中，所述服务器基于到达时间差的无线定位算法对所述定位数据进行处理，得到车辆路况信息，及将所述车辆路况信息推送至所述车辆，以使得所述车辆根据所述车辆路况信息执行相应操作。

在本发明一可选实施例中，所述车载装置包括处于主工作模式的车载单元和处于从工作模式的车载单元，所述方法还包括：

在所述车辆进入通信区域后设置所述处于主工作模式的车载单元和所述处于从工作模式的车载单元在被唤醒后按照预设的延迟间隔广播报文，或设置所述处于主工作模式的车载单元广播报文后再通知所述处于从工作模式的车载单元依次广播报文。

在本发明一可选实施例中，所述方法还包括：

所述服务器根据所述车辆路况信息和预设的车辆信息为所述车辆生成路径规划信息和通行策略，并将所述路径规划信息和通行策略推送至所述车辆，以使得所述车辆按照所述路径规划信息和通行策略行驶。

在本发明一可选实施例中，所述方法还包括：

所述服务器还用于根据所述车辆上车载装置中车载单元之间的位置信息校验和修正所述车辆路况信息中的车辆位置。

在本发明一可选实施例中，所述多个基站包括主基站和从基站，所述方法还包括：

所述主基站在预设时间段内接收到所述车辆上所有车载单元的报文后，向所述从基站发送查询广播帧，以使得所述从基站根据所述查询广播帧将自身的定位数据帧发送至所述主基站，并根据所述从基站的定位数据帧和自身的定位数据帧形成定位数据，及将所述定位数据发送至所述服务器。

在本发明一可选实施例中，所述查询广播帧包括以下中的至少一者：

车辆ID、从基站N的标识序列号和对应的回复延时以及车载单元的MAC地址。

在本发明一可选实施例中，所述定位数据帧包括以下中的至少一者：

主基站ID、从基站i的标识序列号、从基站i的位置信息、车载单元的MAC地址、车载单元的工作模式、接收车载单元的报文的时间以及车辆ID。

在本发明一可选实施例中，所述定位数据包括以下中的至少一者：

主基站ID，车辆ID，主基站和从基站的位置信息，车载单元MAC地址，车载单元工作模式，同一车载单元对应的多个基站接收到的时间戳。

在本发明一可选实施例中，所述方法还包括：

所述服务器还用于采用无线通信方式将所述车辆路况信息推送给所述车辆。

图4是本发明一实施例提供的基于无线定位的车路协同辅助驾驶方法的工作流程图。如图4所示，本发明一实施例提供的基于无线定位的车路协同辅助驾驶方法的工作流程包括：

201、配置车辆上车载单元的主从工作模式；

202、配置定位基站模块中各基站的主从工作模式；

203、进入通信区域内的无人驾驶车辆，车辆上的车载单元U1和U2被路侧定位基站激活。主车载单元U1广播加载有车载单元的MAC地址和工作模式以及车辆的ID的报文M1，从车载单元U2延迟固定时间后广播加载有车载单元的MAC地址和工作模式以及车辆的ID的报文M2。其中，报文的数据格式包含但不仅限于下表1中所示：

204、各路侧基站接收报文，主基站S1等待接收完同一车辆V1上所有车载单元的报文后，向从基站发送查询广播帧G1，获取从基站V2～V4上车载单元U1、U2的报文LMi，LMi除包含报文Mi外，还包括从基站接收到报文Mi的时间戳、从基站的标识序列号以及从基站的位置信息。主基站综合上述信息(包括主基站本身的)发送给后台云端服务器。

其中，查询广播帧Gi的数据格式包含但不仅限于下表2所示：

从基站回复主基站的定位数据帧LMi的数据格式包含但不仅限于下表3所示：

205、云端服务器收到基站对同一车辆V1上车载装置中车载单元U1、U2的报文，根据各基站的位置信息和各基站收到车载单元的时间差，采用基于时间差(TDOA)的无线定位算法，计算得到车载装置中一个或多个车载单元的精确位置；

206、云端服务器根据同一车辆V1上车载装置中车载单元U1、U2的精确位置信息，以及本次定位之前的位置信息，模拟跟踪车辆行驶轨迹，推算出车辆行驶方向，车辆行驶速度，车辆长度以及车头指向等参数，形成车辆路况信息报文及车辆定制路径规划信息；

207、云端服务器将206中的车辆路况信息更新定位耗时后，组帧发送广播消息BM1，主基站S1截获消息BM1，更新定位耗时后发送广播消息BM2，车辆V1上的主车载单元U1截获消息BM2，更新定位耗时后，发送广播消息BM3给车辆V1上的主控电脑。

在一具体实施例中，上述步骤206中还可根据推算出的车辆状态参数,定制车辆路径规划和通行策略，包括减速、停车、加速、转弯等操作的具体操作参数和时间，云端服务器采用无线通信方式将路径规划和通行策略发送给车载主控电脑。

对于本发明一实施例提供的基于无线定位的车路协同辅助驾驶方法中还涉及的具体细节已在本发明一实施例提供的基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统中作了详细的描述，在此不再赘述。

应当注意的是，在本发明的系统的各个部件中，根据其要实现的功能而对其中的部件进行了逻辑划分，但是，本发明不受限于此，可以根据需要对各个部件进行重新划分或者组合，例如，可以将一些部件组合为单个部件，或者可以将一些部件进一步分解为更多的子部件。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的系统中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上实施方式仅适于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (22)

1.一种基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统，其特征在于，所述系统包括：车载装置、多个基站以及服务器，

所述车载装置，安装于车辆上，用于在所述车辆进入通信区域后分别向所述多个基站广播报文，所述报文包括车载单元的MAC地址和工作模式以及所述车辆的ID；

所述多个基站，分别安装于所述车辆行驶道路的两侧，用于接收所述车载装置广播的报文，并根据所述报文分别加载基站标识序列号、基站位置信息以及基站接收到所述报文的时间戳，形成定位数据，及将所述定位数据发送至所述服务器；

所述服务器，与所述多个基站连接，用于接收所述多个基站的定位数据，并基于到达时间差的无线定位算法对所述定位数据进行处理，得到车辆路况信息，及将所述车辆路况信息推送至所述车辆，以使得所述车辆根据所述车辆路况信息执行相应操作。

2.根据权利要求1所述的基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统，其特征在于，所述多个基站间隔安装于所述车辆行驶道路的两侧，其中，间隔安装的布设规则为对称的平行分布或等间隔的错位分布。

3.根据权利要求1所述的基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统，其特征在于，所述车载装置包括一个或多个车载单元。

4.根据权利要求3所述的基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统，其特征在于，所述车载装置中的每一车载单元包括：

报文发送装置，用于采用UWB信号将所述报文发送至所述多个基站；

第一通信装置，用于采用射频信号与所述多个基站进行车路通信。

5.根据权利要求1所述的基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统，其特征在于，所述多个基站中的每一基站包括：

报文接收装置，用于接收所述车载装置以UWB信号发送的报文；

第二通信装置，用于采用射频信号与所述车载装置进行车路通信，且还用于将所述定位数据发送至所述服务器或接收所述服务器推送的车辆路况信息；

控制装置，用于控制基站间的通信，从而收集各基站的报文，基站间采用有线方式或无线方式建立连接。

6.根据权利要求4或5所述的基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统，其特征在于，每一车载单元中的报文发送装置和第一通信装置，以及每一基站中的报文接收装置和第二通信装置均采用UWB的通信方式。

7.根据权利要求5所述的基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统，其特征在于，所述多个基站中的每一基站还包括：

太阳能电池，与所述报文接收装置、所述第二通信装置以及所述控制装置连接，用于为所述报文接收装置、所述第二通信装置以及所述控制装置提供所需的电能。

8.根据权利要求6所述的基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统，其特征在于，所述UWB信号的中心频带范围为4.2～4.8Ghz，或者6～9Ghz，带宽大于500M。

9.根据权利要求1所述的基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统，其特征在于，所述多个基站以有线方式或无线方式与所述服务器连接。

10.根据权利要求1所述的基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统，其特征在于，所述车载装置包括处于主工作模式的车载单元和处于从工作模式的车载单元，

其中，在所述车辆进入通信区域后设置所述处于主工作模式的车载单元和所述处于从工作模式的车载单元在被唤醒后按照预设的延迟间隔广播报文，或设置所述处于主工作模式的车载单元广播报文后再通知所述处于从工作模式的车载单元依次广播报文。

11.根据权利要求1所述的基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统，其特征在于，所述多个基站包括主基站和从基站，

其中，所述主基站在预设时间段内接收到所述车辆上所有车载单元的报文后，向所述从基站发送查询广播帧，以使得所述从基站根据所述查询广播帧将自身的定位数据帧发送至所述主基站，并根据所述从基站的定位数据帧和自身的定位数据帧形成定位数据，及将所述定位数据发送至所述服务器。

12.根据权利要求1所述的基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统，其特征在于，所述服务器还用于根据所述车辆路况信息和预设的车辆信息为所述车辆生成路径规划信息和通行策略，并通过所述多个基站将所述路径规划信息和通行策略推送至所述车辆或通过无线方式将所述路径规划信息和通行策略推送至所述车辆，以使得所述车辆按照所述路径规划信息和通行策略行驶。

13.根据权利要求1-12中任意一项权利要求所述的基于无线定位的车路协同辅助驾驶系统，其特征在于，所述车辆路况信息包括以下中的至少一者：

车速、行驶方向、车头指向、车辆位置、车辆长度、定位时间以及相应车辆的车载单元的MAC地址。

14.一种基于无线定位的车路协同辅助驾驶方法，其特征在于，所述方法包括：

安装于车辆上的车载装置在所述车辆进入通信区域后通过UWB的通信方式向安装于车辆行驶道路两侧的多个基站广播报文，所述报文包括车载单元的MAC地址和工作模式以及所述车辆的ID；

所述多个基站根据所述报文分别加载基站标识序列号、基站位置信息以及基站接收到所述报文的时间戳，形成定位数据，并通过有线或无线的方式发送给服务器；

所述服务器采用基于到达时间差的无线定位算法对所述定位数据进行处理，得到车辆路况信息，及将所述车辆路况信息推送至所述车辆，以使得所述车辆根据所述车辆路况信息执行相应操作。

15.根据权利要求14所述的基于无线定位的车路协同辅助驾驶方法，其特征在于，所述车载装置包括处于主工作模式的车载单元和处于从工作模式的车载单元，所述方法还包括：

在所述车辆进入通信区域后设置所述处于主工作模式的车载单元和所述处于从工作模式的车载单元在被唤醒后按照预设的延迟间隔广播报文，或设置所述处于主工作模式的车载单元广播报文后再通知所述处于从工作模式的车载单元依次广播报文。

16.根据权利要求14所述的基于无线定位的车路协同辅助驾驶方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述服务器根据所述车辆路况信息和预设的车辆信息为所述车辆生成路径规划信息和通行策略，并将所述路径规划信息和通行策略推送至所述车辆，以使得所述车辆按照所述路径规划信息和通行策略行驶。

17.根据权利要求14所述的基于无线定位的车路协同辅助驾驶方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述服务器还用于根据所述车辆上车载装置中多个车载单元之间的位置信息校验和修正所述车辆路况信息中的车辆位置。

18.根据权利要求14所述的基于无线定位的车路协同辅助驾驶方法，其特征在于，所述多个基站包括主基站和从基站，所述方法还包括：

所述主基站在预设时间段内接收到所述车辆上所有车载单元的报文后，向所述从基站发送查询广播帧，以使得所述从基站根据所述查询广播帧将自身的定位数据帧发送至所述主基站，并根据所述从基站的定位数据帧和自身的定位数据帧形成定位数据，及将所述定位数据发送至所述服务器。

19.根据权利要求18所述的基于无线定位的车路协同辅助驾驶方法，其特征在于，所述查询广播帧包括以下中的至少一者：

车辆ID、从基站N的标识序列号和对应的回复延时以及车载单元的MAC地址。

20.根据权利要求18所述的基于无线定位的车路协同辅助驾驶方法，其特征在于，所述定位数据帧包括以下中的至少一者：

主基站ID、从基站i的标识序列号、从基站i的位置信息、车载单元的MAC地址、车载单元的工作模式、接收车载单元的报文的时间以及车辆ID。

21.根据权利要求18所述的基于无线定位的车路协同辅助驾驶方法，其特征在于，所述定位数据包括以下中的至少一者：

主基站ID，车辆ID，主基站和从基站的位置信息，车载单元MAC地址，车载单元工作模式，同一车载单元对应的多个基站接收到的时间戳。

22.根据权利要求14所述的基于无线定位的车路协同辅助驾驶方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述服务器还用于采用无线通信方式将所述车辆路况信息推送给所述车辆。