CN106671986A - 一种基于dsrc的车车通信的车载装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于DSRC的车车通信的车载装置和方法，所述车载装置包括MCU模块和分别与其连接的射频模块、存储模块、安全控制模块、电源模块、测速模块、定位模块、接口模块、语音提示模块、显示模块，能够判断信号源方向以及信号源装载车辆与本车的位置关系，与安全相关的车辆进行通信。本车载装置兼容现行的ETC国家标准，在智能交通系统中不占用更多的车内空间，不仅节约了成本也省去了在车内增加多个设备的麻烦。在相关车辆均安装有本车载装置的情况下，能够对车辆驾驶过程中的变道、超车及刹车行为对周围相关车辆进行预警，能够有效的提醒驾驶员，为其安全驾驶提供帮助，并且会明显降低交通事故的发生率。

Description

一种基于DSRC的车车通信的车载装置和方法
技术领域
本发明涉及智能交通系统中的车车通信领域，尤其涉及一种基于DSRC的车车通信的车载装置和方法。
背景技术
车车通信是指在同一自动车队后者一定控制区域内的车辆之间的短程通信，具有提高交通安全和增加司乘人员舒适乘坐的潜力，在紧急事件预警、路况信息通告，交通流分配、娱乐和接入互联网方面有广阔的应用前景。
目前，车联网的主要应用是TELEMATICS车载信息服务，美国、日本和欧洲的TELEMATICS应用较为成熟。全球应用成功的TELEMATICS有日本的VICS中心、丰田G-BOOK以及通用的ON-STAR。现有的车辆行车安全提醒功能，主要是通过视频监控和影像处理技术通过捕捉行车过程中车道线的位置及变化来判断己方车辆是否存在变道情况。
传统的TELEMATICS主要采用2G\3G等网络进行车车通信，这种传统的通信方式时延较大，越来越不能满足现实中汽车所面临的在安全以及在只能交通性能方面的要求，与传统的基于TELEMATICS的方法相比，利用DSRC车载设备进行信息交换在实时性、成本等方面具有明显优势。现有的变道辅助及车辆防撞技术中，主要应用视频监控和识别技术，对路面划线清晰度要求较高，另外不具备车辆通信的功能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于DSRC的车车通信的车载装置和方法，通过车载设备，汽车能够相互传递自己的位置、速度、变道、超车、刹车、方向及预警等行车安全相关信息，以解决高速公路中行车安全的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于DSRC的车车通信的车载装置，包括MCU模块和分别与其连接的射频模块、存储模块、安全控制模块、电源模块、测速模块、定位模块、接口模块、语音提示模块、显示模块；
所述MCU模块，用于控制所述车载装置的其他各功能模块；
所述射频模块，将所述MCU模块发送过来的数据转换为5.8GHz射频信号并发送；接收其他车辆信号，并判断其方向，进一步判断信号源相对本车是前车(车辆在本车之前)或者后车(车辆在本车之后)；
所述存储模块，存储本车车辆信息，包括车型、颜色等，最新的车辆广播已发送信息，以及接收到的其他车辆发送过来的信息；
所述安全控制模块，与其他通信终端进行身份验证，存储密钥数据；所有车载装置均由官方认证机构统一发行，通过安全控制模块保证车车通信中车载装置的合法性。
所述电源模块，负责所述车载装置的电源供给；
所述测速模块，通过雷达测量本车速度，提供本车实时速度信息；
所述定位模块，实时提供本车位置信息和行驶方向信息；
所述接口模块，为所述车载装置提供外部接口，包括汽车总线接口CAN-BUS和USB接口；
所述语音提示模块，通过语音提示各种预警信息；
所述显示模块，根据使用需求，实时显示提示信息、当前模式和状态信息。
进一步，所述定位模块采用GPS或北斗卫星定位。
进一步，所述电源模块可为外接电源。
进一步，汽车总线接口读取车辆状态信息，USB接口连接外部电子设备以升级程序和读取本车载装置数据。
进一步，所述车载装置在汽车发动时同步启动。
进一步，所述车载装置兼容ETC系统中OBU的不停车电子收费功能，遵循DSRC协议，可与同类车载装置之间进行通信。
进一步，所述语音提示模块，语音提示的预警信息包括前车变道信息、左后方超车信息、前车刹车信息以及其他报警信息等。
本发明还公开一种应用于上述车载装置的基于DSRC的车车通信方法，包括以下步骤：
S1：车辆A行驶信息改变并产生信号，汽车总线将该信号发送给其车载装置；
S2：车辆A的车载装置广播发送相应的预警信息；
S3：车辆B接收信号，然后通过安全控制模块验证身份合法性，若验证成功则进行S4处理，若验证失败则忽略该信号；
S4：车辆B根据射频模块判断信号源方向，并连同该信号信息发送至其MCU模块；
S5:车辆B的MCU模块对该信号信息进行判断验证，若验证成功则控制语音提示模块和显示模块分别发出语音提示，若验证失败则忽略该信号。
进一步，所述S1中信号包括变道信号、超车信号和刹车信号。
进一步，所述S2中的预警信息包括本车标识信息、位置信息和通知信息，本车标识信息包括车牌、车身颜色等。
基于上述技术方案，本发明的有益效果是：首先，本车载装置兼容现行的ETC国家标准，在智能交通系统中不占用更多的车内空间，不仅节约了成本也省去了在车内增加多个设备的麻烦。其次，在相关车辆均安装有本车载装置的情况下，本车载装置能够对车辆驾驶过程中的变道、超车及刹车行为对周围相关车辆进行预警。能够有效的提醒驾驶员，为其安全驾驶提供帮助，并且会明显降低交通事故的发生率。
附图说明
图1为本发明车载装置各模块连接框图；
图2为本发明的应用场景示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种基于DSRC的车车通信的车载装置，包括MCU模块和分别与其连接的射频模块、存储模块、安全控制模块、电源模块、测速模块、定位模块、接口模块、语音提示模块、显示模块；
所述MCU模块，用于控制所述车载装置的其他各功能模块；
所述射频模块，将所述MCU模块发送过来的数据转换为5.8GHz射频信号并发送；接收其他车辆信号，并判断其方向，进一步判断信号源相对本车是前车(车辆在本车之前)或者后车(车辆在本车之后)；
所述存储模块，存储本车车辆信息，包括车型、颜色等，最新的车辆广播已发送信息，以及接收到的其他车辆发送过来的信息；
所述安全控制模块，与其他通信终端进行身份验证，存储密钥数据；所有车载装置均由官方认证机构统一发行，通过安全控制模块保证车车通信中车载装置的合法性。
所述电源模块，负责所述车载装置的电源供给,也可外接电源；
所述测速模块，通过雷达测量本车速度，提供本车实时速度信息；
所述定位模块，采用GPS或北斗卫星定位,实时提供本车位置信息和行驶方向信息；
所述接口模块，为所述车载装置提供外部接口，包括汽车总线接口CAN-BUS和USB接口，汽车总线接口用于读取车辆状态信息，USB接口连接外部电子设备以升级程序和读取本车载装置数据；
所述语音提示模块，通过语音提示各种预警信息，包括前车变道信息、左后方超车信息、前车刹车信息以及其他报警信息等。
所述显示模块，根据使用需求，实时显示提示信息、当前模式和状态信息。
本发明还公开一种应用于上述车载装置的基于DSRC的车车通信方法，包括以下步骤：
S1：车辆A行驶信息改变并产生信号，汽车总线将该信号发送给其车载装置；
S2：车辆A的车载装置广播发送相应的预警信息；
S3：车辆B接收信号，然后通过安全控制模块验证身份合法性，若验证成功则进行S4处理，若验证失败则忽略该信号；
S4：车辆B根据射频模块判断信号源方向，并连同该信号信息发送至其MCU模块；
S5:车辆B的MCU模块对该信号信息进行判断验证，若验证成功则控制语音提示模块和显示模块分别发出语音提示，若验证失败则忽略该信号。
本车载装置在汽车发动时同步启动，本车载装置兼容ETC系统中OBU的不停车电子收费功能，遵循DSRC协议，用于与同类车载装置之间通信。其主要功能包括：变道提醒、超车提醒、刹车提醒。应用场景示意图见附图2，以下分别描述主要功能。
变道提醒：车辆A欲改变车道时，驾驶员打转向灯，转向信号由汽车CAN总线发送给车载装置，车载装置广播发送变道预警信息，所述变道预警信息包括本车标识信息(如车牌、车身颜色等)、位置信息和变道通知信息。任意的其他车辆B接收到信号后由安全控制模块验证身份合法性，验证成功则进一步处理，验证失败则忽略信息。进一步的，根据射频模块判断信号源方向，并同变道预警信息一并发送给MCU模块。进一步的，MCU模块根据车辆A位置与车辆B位置判断该信息是否为同方向的最近前车发送，若是，则由MCU模块控制语音提示模块和显示模块分别发出变道语音提示，若不是，则忽略该信息。
超车提醒：车辆A超车时，驾驶员打左转向、踩油门动作由汽车CAN总线发送给所述车载装置，广播发送超车预警信息。所述变道预警信息包括本车标识信息(如车牌、车身颜色等)、位置信息和变道通知信息。任意的其他车辆B接收到信号后由安全控制模块验证身份合法性，验证成功则进一步处理，验证失败则忽略信息。进一步的，根据射频模块判断信号源方向，并同超车预警信息一并发送给MCU模块，MCU模块根据车辆A和车辆B的位置及方向信息判断信号是否为同方向最近后车发送，若是，则将超车预警信息发送给MCU模块，由MCU模块控制语音提示模块和显示模块分别发出超车语音提示，若为前车则忽略该信息。
刹车提醒：车辆刹车信息由汽车通过CAN总线提供给所述车载装置，当车辆A刹车被踩下时实时通过该车车载装置对外广播刹车信息。任意的其他车辆B接收到信号后由安全控制模块验证身份合法性，验证成功则进一步处理，验证失败则忽略信息。进一步的，根据射频模块判断信号源方向，并同刹车预警信息一并发送给MCU模块。进一步的，MCU模块根据车辆A和车辆B的位置及方向信息判断信号是否为同方向最近前车发送，若是，则由MCU模块控制语音提示模块和显示模块分别发出前车刹车提示，若不是，则忽略该信息。
本发明中车载装置能够判断信号源方向以及信号源装载车辆与本车的位置关系，与安全相关的车辆进行通信，提醒周围车辆本车的变道、超车和刹车等行为。本发明的车载装置是基于5.8GHz DSRC协议，兼容现行的国家ETC标准，可用于高速公路不停车电子收费，并提供车辆变道提醒、超车提醒及刹车提醒功能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于DSRC的车车通信的车载装置，其特征在于：包括MCU模块和分别与其连接的射频模块、存储模块、安全控制模块、电源模块、测速模块、定位模块、接口模块、语音提示模块、显示模块；
所述MCU模块，用于控制所述车载装置的其他各功能模块；
所述射频模块，将所述MCU模块发送过来的数据转换为5.8GHz射频信号并发送；接收其他车辆信号，并判断其方向，进一步判断信号源相对本车是前车或者后车；
所述存储模块，存储本车车辆信息，最新的车辆广播已发送信息，以及接收到的其他车辆发送过来的信息；
所述安全控制模块，与其他通信终端进行身份验证，存储密钥数据；
所述电源模块，负责所述车载装置的电源供给；
所述测速模块，通过雷达测量本车速度，提供本车实时速度信息；
所述定位模块，实时提供本车位置信息和行驶方向信息；
所述接口模块，为所述车载装置提供外部接口，包括汽车总线接口和USB接口；
所述语音提示模块，通过语音提示各种预警信息；
所述显示模块，根据使用需求，实时显示提示信息、当前模式和状态信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于DSRC的车车通信的车载装置，其特征在于，所述定位模块采用GPS或北斗卫星定位。
3.根据权利要求1所述的一种基于DSRC的车车通信的车载装置，其特征在于，所述电源模块可为外接电源。
4.根据权利要求1所述的一种基于DSRC的车车通信的车载装置，其特征在于，汽车总线接口读取车辆状态信息，USB接口连接外部电子设备以升级程序和读取本车载装置数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于DSRC的车车通信的车载装置，其特征在于，所述车载装置在汽车发动时同步启动。
6.根据权利要求1所述的一种基于DSRC的车车通信的车载装置，其特征在于，所述车载装置兼容ETC系统中OBU的不停车电子收费功能，遵循DSRC协议，可与同类车载装置之间进行通信。
7.根据权利要求1所述的一种基于DSRC的车车通信的车载装置，其特征在于，所述语音提示模块提示的预警信息包括前车变道信息、左后方超车信息、前车刹车信息。
8.一种应用于如权利要求1至7中任一所述的车载装置的基于DSRC的车车通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：车辆A行驶信息改变并产生信号，汽车总线将该信号发送给其车载装置；
S2：车辆A的车载装置广播发送相应的预警信息；
S3：车辆B接收信号，然后通过安全控制模块验证身份合法性，若验证成功则进行S4处理，若验证失败则忽略该信号；
S4：车辆B根据射频模块判断信号源方向，并连同该信号信息发送至其MCU模块；
S5:车辆B的MCU模块对该信号信息进行判断验证，若验证成功则控制语音提示模块和显示模块分别发出语音提示，若验证失败则忽略该信号。
9.根据权利要求8所述的基于DSRC的车车通信方法，其特征在于，所述S1中信号包括变道信号、超车信号和刹车信号。
10.根据权利要求8所述的基于DSRC的车车通信方法，其特征在于，所述S2中的预警信息包括本车标识信息、位置信息和通知信息，其中，本车标识信息包括车牌、车身颜色。
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