CN107230369A - 一种基于rfid道路标线的车辆导行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于RFID道路标线的车辆导行方法。包括：道路标线信息编码准则、RFID电子标签、RFID读写器、外置天线、车载导行系统、RFID电子标签管理系统。本发明将道路标线的基本信息按照特定规则进行编码，存储在RFID电子标签内，将电子标签安装在原有道路标线下方的路面中。通过车载RFID读写器及外置天线读取电子标签编码，由车载导行系统对所读数据进行解码及应用，为驾驶员提供道路标线信息的同时，为车辆辅助驾驶、自动驾驶系统的行车决策提供依据。本发明提高了道路标线的视认性，同时为车辆提供了一种辅助定位、导航的方法,在自动驾驶、无人驾驶领域有广泛的应用前景。本发明具有识读精确，受环境影响小，制作成本低等优点。
Description
技术领域
本发明将道路标线信息与射频识别技术(RFID)融合，属于智慧交通和物联网领域，尤其涉及一种基于RFID道路标线的车辆导行方法。
背景技术
道路交通标线是重要的交通安全和交通管制设施，在交通管理中发挥着重要的作用。然而在雨雪大雾、标线破损、标线被周围车辆遮挡等条件下，驾驶员很难准确获取道路标线信息，容易造成违章驾驶等情况。目前车辆的导行系统主要利用GPS技术进行导航，但其跟踪的灵敏度，定位精度都有待提高。目前视频识别技术仍是自动驾驶、无人驾驶车辆感知周围环境的重要手段之一。然而，受摄像头角度等方面的影响，其定位、寻路的可靠性有待提高。因此，很有必要提供一种基于RFID道路标线的车辆导行方法，利用射频识别技术收集道路标线信息，将收集到的信息融入车辆的导行系统中，既可以为驾驶员准确提供道路标线信息，又可以为车辆辅助驾驶系统的行车决策提供依据。
发明内容
本发明的目的，是为了克服现有技术的不足，提供一种基于RFID道路标线的车辆导行方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：道路标线信息编码准则、RFID电子标签、RFID读写器、外置天线、车载导行系统、RFID电子标签管理系统。所述道路标线信息编码准则写入RFID电子标签管理系统，所述RFID电子标签管理系统运行在计算机上，所述RFID电子标签安装在原有道路标线下方的路面中，所述RFID读写器置于汽车内部，所述外置天线安装在汽车底盘上，所述车载导行系统由单片机、驾驶员提示模块、行车控制模块组成。
所述道路标线信息编码准则，即提供一种道路标线信息编码的方法，所述道路标线信息编码准则编制出的代码由27位码组成，分为三部分；第一部分为方位代码(前10位)；所述方位代码的前6位为行政区划代码，后4位为道路顺序代码A；第二部分为补充代码(第11位至17位)；所述补充代码的前4位为道路顺序代码B，与第一部分中的道路顺序代码编码方式相同；所述补充代码的后3位依次为2位的路段代码和1位的路侧代码；第三部分为细分代码(第18位至27位)；所述细分代码由5组2位数字组成；所述5组2位数字依次为类别代码、分类代码、子类代码、细目代码、备注代码。
所述RFID电子标签管理系统运行在计算机上，利用RFID读写器将道路标线信息按照道路标线信息编码准则写入RFID电子标签内，使得RFID电子标签信息和道路标线信息一一对应，并记录在RFID电子标签管理系统内；道路标线信息需要变更时，道路管理部门通过RFID读写器更改道路上的RFID电子标签信息，并实时更新RFID电子标签管理系统中的信息。
所述RFID电子标签采用可写制式无源设计，放置在保护壳内，安放在原有道路标线下方的路面中；所述RFID电子标签按照道路标线的形状分前置布设、散点布设、边界布设三种布设方式。
所述RFID读写器置于汽车内部变速杆的后方，所述外置天线位于RFID 读写器的正下方，安装在汽车底盘上，所述RFID读写器上设有外置天线接口，通过外置天线接收RFID标签信息。
所述车载导行系统由单片机、驾驶员提示模块、行车控制模块三部分组成；所述单片机将RFID读写器及外置天线读取的数据进行解码；所述驾驶员提示模块由语音提示模块和显示屏组成，将所述单片机解码的数据分别以声音和文字的形式进行提示；所述行车控制模块将所述单片机解码的信息及车辆自身通过 GIS、GPS、摄像机获取的信息进行信息融合，判断RFID读写器读取的信息是否有效，将有效的信息用于车辆辅助驾驶系统的决策。
本发明的有益效果是：一是解决了道路标线在雨雪大雾、标线破损情况下不易识别的问题；二是为车辆提供了一种辅助定位、导航的方法，既可以为驾驶员作出提示，又可以为自动驾驶、无人驾驶车辆提供决策依据；三是制作成本低，便于管理和维护。
附图说明
图1为本发明结构原理示意图
图2为本发明编码结构示意图
图3为本发明方位代码示意图
图4为本发明补充代码示意图
图5为本发明细分代码示意图
图6为本发明RFID电子标签安放方式示意图
图7为本发明RFID电子标签点状布设方式示意图
图8为本发明RFID电子标签线状布设方式示意图
图9为本发明RFID读写器位置示意图
图10为本发明外置天线位置示意图
图11为本发明车载导行系统信息处理示意图
图12为本发明RFID电子标签巡检管理示意图
具体实施方式
为进一步描述本发明的内容、特点及功效，兹列举以下实施实例，并配合附图进行详细说明。
一种基于RFID道路标线的车辆导行方法，包括：道路标线信息编码准则 (1)、RFID电子标签(2)、RFID读写器(3)、外置天线(4)、车载导行系统(5)、 RFID电子标签管理系统(6)。
下面对本发明中的道路标线信息编码准则(1)进行描述。所述道路标线信息编码准则(1)即提供一种特定的道路标线编码方法,对各道路中的各种道路标线的基本信息(如所在位置、标线种类等)进行编码。在需要使用本发明的区域，以各县市区为单位，按照道路标线信息编码准则(1)建立各地区的道路标线信息数据库，使每条道路上每个路段内的每种道路标线都有唯一的编码与之对应。
具体编码准则如下。整个编码内容由三部分组成：第一部分为方位代码，按《GB21381-2008-T交通管理地理信息实体标识编码城市道路》中的道路方位代码的编码方式进行。
第二部分为补充代码，作为各道路标线进一步准确定位的补充，由道路顺序代码B、路段代码、路侧代码组成。
第三部分为细分代码，根据《GB 5768-2009.3道路交通标线》及《GB 51038-2015城市道路交通标志和标线设置规范》中对道路交通标线的分类，按照交通标线的划分方式，对不同类型的交通标线进行详细分类。
下面对编码方法进行描述。第一部分方位代码，共10位。按照《GB21381-2008-T》中方位代码的设置方式进行。前6位为行政区划代码，用于描述道路标线所在的具体省、市、区。后4位为道路顺序代码A，用于描述具体道路。
第二部分补充代码，共7位。补充代码由道路顺序代码B(4位)、路段代码(2位)、路侧代码(1位)组成，作为各道路标线进一步准确定位的补充。本部分中的道路顺序代码B是为了补充表示交叉口的，即对于非交叉口路段，本部分中的道路顺序代码B为0000；对于交叉口路段，本部分中的道路顺序代码B与方位代码中的道路顺序代码A分别对应形成交叉口的两条不同道路。路段代码，规定由东向西，由南向北为道路方向。每条道路由起点开始，沿道路方向至终点，以途经的每个交叉口为节点，将整条道路划分成不同的路段，按照路段顺序依次编号，用两位数字表示。路侧代码，规定由东向西，由南向北为道路方向。当道路标线位于道路方向一侧时，路侧编码为0；当道路标线位于非道路方向一侧时，路侧编码为1；当道路标线位于道路中央时，路侧编码为2。
第三部分细分代码，共10位。细分代码由类别代码(2位)、分类代码(2 位)、子类代码(2位)、细目代码(2位)、备注代码(2位)组成，后一种代码均为前一种代码的进一步细分，用于描述道路标线详细的种类。按照《GB5768-2009》及《GB51038-2015》中对标线的分类表示。类别代码即按照道路标线的功能，分为指示标线、禁止标线、警告标线，依次用数字01、02、03 表示，并可根据需要进行扩充。分类代码即按照交通标线的设置方式，分为纵向标线、横向标线、其他标线，依次用数字01、02、03表示，并可根据需要进行扩充。子类代码即对分类代码的进一步细分，如纵向指示标线，在子类代码中分为可跨越对向车行道分界线、可跨越同向车行道分界线、潮汐车道线等七种，依次用数字01-07表示，并可根据需要进行扩充。细目代码即对子类代码的进一步细分，用于区分同种标线在不同情况的不同含义，如纵向指示标线中的车行道边缘线，其含义分为禁止车辆跨越车行道边缘行驶、允许车辆跨越车行道边缘行驶等四种情况。依次用两位数字表示。备注代码用于对一些特殊道路标线的备注及标线预警。不仅可以对某些特殊的信息类道路标线(如公交专用道标线、限速标线等)进行备注而且对于一些重要性较高的标线，如学校学生过街的斑马线等，将电子标签前置，按照标签与标线的距离，由远及近依次设置三级警告标线，用于分级描述车辆距离标线的距离以达到更好的警示作用。目前设计了以下几种备注：小型车限速值，大型车限速值，公交专用道，学校斑马线，一级警告，二级警告，三级警告。依次用数字01至n表示。需要说明的是，各地区可以根据需要自行设置备注内容及对内容扩充，并上报统一组织认可形成国家标准，更新入本系统中。
下面对本发明的RFID电子标签(2)进行论述。所述RFID电子标签(2) 采用无源设计，以此降低制作成本。所述RFID电子标签(2)采用可写制式，即电子标签内容可以通过RFID读写器进行重新编辑，可以根据道路交通设计的标线形式对标签内容进行更新。
所述RFID电子标签(2)的安放方式如下。在路面钻空心孔，采用D108mm 水钻钻头，钻孔深度12cm，处理孔壁和孔底至无尘，底部压实。在钻孔内放入特制圆柱形保护壳，在保护壳内放置电子标签。所述圆柱形保护壳高度为10cm，直径为9cm，设有一个可以打开的顶盖，整个保护壳由耐压的工程塑料制成。所述保护壳内部中空，放置内置芯片及内置天线，连接测试后，向保护壳内填充固化物压实，关闭顶盖。调整保护壳高度与路面齐平，向空心孔内灌注液体沥青，直至填满整个空心孔。此种嵌入式设计有利于保证标签在复杂使用环境中的稳定性。
所述RFID电子标签(2)的布设方法按照标线形状分为三种。对于点状标线，如箭头、字符、人行横道标示线、符号等，在来车方向前置15米的距离处设置一个标签。对于需要额外提示的点状标线，以15米为单位，在来车方向由远及近，依次设三级提示标签。对于线状标线，采取散点设置，即同一线状标线上的标签间隔距离为10m。需要说明的是，对于同一条车道两侧的两条标线，在设置电子标签时，应保证同一道路断面上只有一个电子标签，以防RFID读写器(3)同时读到两种电子标签，并可根据两侧交替读取的信息判断车道位置。对于面状标线，根据区域的边界形状设置区域边界标签，在来车方向15米处前置设置提示标签，在车辆驶离方向设置边界标签。
下面对本发明的RFID读写器(3)及外置天线(4)进行描述。所述RFID 读写器(3)置于汽车内部，安放在驾驶室变速器的后方，所述外置天线(4)位于RFID读写器(3)的正下方，安装在汽车底盘上。所述RFID读写器(3)上设有外置天线(4)接口，通过外置天线(4)接收RFID标签(2)的信息。
下面对本发明的车载导行系统(5)进行描述。所述车载导行系统(5) 由单片机(51)、驾驶员提示模块(52)、行车控制模块(53)三部分组成。所述单片机(51)可以将RFID读写器(3)及外置天线(4)读取的数据进行解码；所述驾驶员提示模块(52)由语音提示模块(521)和显示屏(522)组成，将所述单片机解码的数据分别以声音和文字的形式进行提示；所述行车控制模块(53) 将所述单片机(51)解码的信息及车辆自身通过GIS、GPS、摄像机等获取的信息进行信息融合，判断RFID读写器(3)读取的信息是否有效，将有效的信息用于辅助驾驶系统的决策。
下面对本发明的RFID电子标签管理系统(6)进行描述。所述RFID电子标签管理系统(6)以客户端的形式安装在计算机上，包括使用本发明区域的道路标线信息数据库。利用RFID读写器(3)将道路标线信息按照道路标线信息编码准则(1)写入RFID电子标签(2)内，使得RFID电子标签(1)ID和道路标线信息一一对应，并记录在RFID电子标签管理(6)系统内。道路标线信息需要变更时，道路管理部门通过RFID读写器(3)更改道路上的RFID电子标签(1)信息，并实时更新RFID电子标签管理系统(6)中的信息。
Claims (6)
1.一种基于RFID道路标线的车辆导行方法，其特征在于，它包括：道路标线信息编码准则、RFID电子标签、RFID读写器、外置天线、车载导行系统、RFID电子标签管理系统；所述道路标线信息编码准则写入RFID电子标签管理系统，所述RFID电子标签管理系统运行在计算机上，所述RFID电子标签安装在原有道路标线下方的路面中，所述RFID读写器置于汽车内部，所述外置天线安装在汽车底盘上，所述车载导行系统由单片机、驾驶员提示模块、行车控制模块组成。
2.根据权利要求1所述的一种基于RFID道路标线的车辆导行方法，其特征在于：所述道路标线信息编码准则，即提供一种道路标线信息编码的方法，所述道路标线信息编码准则编制出的代码由27位码组成，分为三部分；第一部分为方位代码（前10位）；所述方位代码的前6位为行政区划代码，后4位为道路顺序代码A；第二部分为补充代码（第11位至17位）；所述补充代码的前4位为道路顺序代码B，与第一部分中的道路顺序代码编码方式相同；所述补充代码的后3位依次为2位的路段代码和1位的路侧代码；第三部分为细分代码（第18位至27位）；所述细分代码由5组2位数字组成；所述5组2位数字依次为类别代码、分类代码、子类代码、细目代码、备注代码。
3.根据权利要求1所述的一种基于RFID道路标线的车辆导行方法，其特征在于：所述RFID电子标签管理系统运行在计算机上，利用RFID读写器将道路标线信息按照道路标线信息编码准则写入RFID电子标签内，使得RFID电子标签信息和道路标线信息一一对应，并记录在RFID电子标签管理系统内；道路标线信息需要变更时，道路管理部门通过RFID读写器更改道路上的RFID电子标签信息，并实时更新RFID电子标签管理系统中的信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于RFID道路标线的车辆导行方法，其特征在于：所述RFID电子标签采用可写制式无源设计，放置在保护壳内，安放在原有道路标线下方的路面中；所述RFID电子标签按照道路标线的形状分前置布设、散点布设、边界布设三种布设方式。
5.根据权利要求1所述的一种基于RFID道路标线的车辆导行方法，其特征在于：所述RFID读写器置于汽车内部变速杆的后方，所述外置天线位于RFID读写器的正下方，安装在汽车底盘上，所述RFID读写器上设有外置天线接口，通过外置天线接收RFID标签信息。
6.根据权利要求1所述的一种基于RFID道路标线的车辆导行方法，其特征在于：所述车载导行系统由单片机、驾驶员提示模块、行车控制模块三部分组成；所述单片机将RFID读写器及外置天线读取的数据进行解码；所述驾驶员提示模块由语音提示模块和显示屏组成，将所述单片机解码的数据分别以声音和文字的形式进行提示；所述行车控制模块将所述单片机解码的信息及车辆自身通过GIS、GPS、摄像机获取的信息进行信息融合，判断RFID读写器读取的信息是否有效，将有效的信息用于车辆辅助驾驶系统的决策。
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