CN107945502A - 一种基于智能交通的车队融合系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于智能交通的车队融合系统及方法，该系统包括决策控制装置，其分别与车况监测装置、实时通信装置、车辆定位装置，以及底层动力装置相连接，对车况监测信息和车辆定位信息进行解析，并向车辆动力部件发送指令，实现车辆队列的融合操作。车况监测装置，其采集车况监测信息并输入决策控制装置；实时通信装置，其采集车载装置信息并与相关车辆进行信息交互；车辆定位装置，其采集车辆定位信息并输入决策控制装置；底层动力装置，其接受决策控制装置输出的指令并执行，整个系统高效稳定，实用性强且具有广阔的应用前景。

Description

一种基于智能交通的车队融合系统及方法

技术领域

本发明涉及一种智能交通的车辆队列融合技术，属于智能交通技术领域。

背景技术

安全、节能、环保是汽车工业发展的永恒主题。近二十年来，汽车工业的蓬勃发展给人类的交通带来了巨大便利，但车辆保有量的迅速上升也带来了环境污染、交通堵塞、道路事故等问题。相较于拓宽或增设道路等基础设施的手段，提高车辆本身的技术、改善交通设施的使用效率等方法则能更为经济、有效地应对上述问题。近年来随着互联网、通信技术、传感器技术以及人工智能等高新技术与地面交通技术相融合，促使智能交通已经成为全球汽车以及互联网等领域的研究热点。在此基础上，诸如本发明提及的智能交通车辆队列融合系统及方法等研究越来越受到国内外学者关注。车辆队列具有改进能源经济性、减缓交通拥堵和提高驾驶安全性的潜力：车辆队列化控制可以显著降低能耗、改善交通效率以及提高行车安全性。

发明内容

为了解决现有技术所存在的不足，本发明的目的在于提供一种智能交通车队融合系统及方法，提供目标车辆队列和融合车辆队列的车况检测信息、车辆定位信息以及实现队列融合的规划轨迹。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于智能交通的车队融合系统，包括

决策控制装置，其分别与所述车况监测装置、所述实时通信装置、所述车辆定位装置，以及所述车辆动力装置相连接，对采集信息进行解析和运算，向车辆动力部件发送指令，实现车辆队列的融合操作；

所述车况监测装置，其采集车况监测信息并输入决策控制装置；

所述实时通信装置，其采集各车载装置信息并与相关车辆进行信息交互；

所述车辆定位装置，其采集车辆定位信息并输入决策控制装置；

所述底层动力装置，其接受决策控制装置输出的指令并执行。

进一步地，所述车况监测装置，包括，超声波雷达、光电编码器、姿态传感器；

所述实时通信装置，包括，DSRC通讯机、5G微蜂窝基站；

所述车辆定位装置，包括，差分北斗/GPS信号RTCM信号源；

所述底层动力装置，包括，驱动电机，转向舵机，刹车制动装置。

进一步地，所述车况监测信息，包括车辆位置、速度、加速度；

所述车辆定位信息，为差分定位数据；

所述相关车辆，为参与车队融合的车辆。

进一步地，所述决策控制装置，包括，信息输入模块、信息处理模块，以及信息通信模块，其中，

所述信息输入模块，其接受车况监测信息和车辆定位信息并将其传输给信息处理模块；

所述信息处理模块，其对车况监测信息和车辆定位信息进行分析和调制，并将调制后的信息传输给信息通信模块；

所述信息通信模块，其与各车载子系统进行信息交互。

为了达到上述目的，本发明提供的基于智能交通的车队融合方法，包括以下步骤：

1）收集目标车辆队列和融合车辆队列位置和速度信息，以及差分定位信息；目标车辆队列采取纵向控制为融合操作提供空间；

2）收集目标车辆队列和融合车辆队列位置和速度信息，以及差分定位信息；融合车辆队列对规划的轨迹进行跟踪；

3）收集目标车辆队列和融合车辆队列位置和速度信息，以及差分定位信息；检测当前车辆队列是否满足新队列要求。

进一步地，所述步骤1），包括以下步骤：

决策控制装置通过超声波雷达检测目标车辆队列和融合车辆队列前后车间距离信息；

决策控制装置通过光电编码器检测目标车辆队列和融合车辆队列车辆速度信息；

决策控制装置通过姿态传感器检测目标车辆队列和融合车辆队列车辆加速度信息；

决策控制装置通过差分北斗/GPS检测目标车辆队列和融合车辆队列车辆位置信息；

决策控制装置根据上述融合车辆队列位置和速度信息，确定融合点位置信息；

决策控制装置根据上述融合车辆队列位置和速度信息，通过融合队列总长度，确定采取纵向控制为目标车辆队列融合操作提供空间。

进一步地，所述步骤2），包括以下步骤：

决策控制装置通过超声波雷达检测目标车辆队列和融合车辆队列前后车间距离信息；

决策控制装置通过光电编码器检测目标车辆队列和融合车辆队列车辆速度信息；

决策控制装置通过姿态传感器检测目标车辆队列和融合车辆队列车辆加速度信息；

决策控制装置通过差分北斗/GPS检测目标车辆队列和融合车辆队列车辆位置信息；

决策控制装置根据上述融合车辆队列位置和速度信息，规划车辆队列融合操作的轨迹；

决策控制装置根据上述融合车辆队列位置和速度信息，跟踪车辆队列融合操作的轨迹。

进一步地，所述步骤3），包括以下步骤：

决策控制装置通过车况监测装置收集目标车辆队列和融合车辆队列位置和速度信息、通过车辆定位装置收集差分定位信息；

决策控制装置根据上述融合车辆队列位置和速度信息，通过超声波雷达检测融合后车辆队列间距是否满足最小安全距离要求；

决策控制装置根据上述融合车辆队列位置和速度信息，通过光电编码器检测融合后车辆队列速度是否满足安全速度要求；

决策控制装置根据上述融合车辆队列位置和速度信息，通过姿态传感器检测融合后车辆队列加速度是否满足安全加速度要求；

决策控制装置根据上述融合车辆队列位置和速度信息，通过差分北斗/GPS检测原融合车辆队列车间距是否满足最小定位误差要求。

本发明的有益效果是：

本发明所述的基于智能交通的车队融合系统及方法，利用决策控制装置连接车况监测装置、实时通信装置、车辆定位装置，以及底层动力装置，对采集信息进行解析和运算，向车辆动力部件发送指令，实现车辆队列的融合操作，整个系统高效稳定，实用性强且具有广阔的应用前景。主要表现在：首先，本发明提供的车队融合系统能够保证智能汽车具有良好的路况计算能力和路径跟踪精度，车队能够根据本方法在保持较小的间距情况下安全地完成车辆队列融合；其次，相较于拓宽或增设道路等基础设施的手段，本发明提出的车辆队列融合系统及方法侧重提高车辆本身的技术更为经济有效；最后，传统交通系统更多关注的是仅仅针对单一车辆的提高行驶安全性、改善经济性、减小排放的控制方法，本发明提出的车辆队列融合系统及方法具有更显著的改进车辆能源经济性、减缓交通拥堵以及提高驾驶安全性的优点。

附图说明

图1为根据本发明的基于智能交通的车队融合系统架构图；

图2为根据本发明的决策控制装置原理框图；

图3为根据本发明的基于智能交通的车队融合方法流程图；

图4为根据本发明的基于智能交通的车队融合系统及方法示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为根据本发明的基于智能交通的车队融合系统架构图，如图1所示，本发明的基于智能交通的车队融合系统，包括，决策控制装置101、车况检测装置102、实时通讯装置103、车辆定位装置104，以及底层动力装置105，其中，

决策控制装置101，其分别与车况监测装置102、实时通信装置103、车辆定位装置104，以及底层动力装置105相连接，接收车况监测装置102的车况监测信息、实时通信装置103的实时通讯信息，以及车辆定位装置104的车辆定位信息，通过对采集信息进行解析和运算，向底层动力装置105发送指令，实现车辆队列的融合操作；

车况监测装置，包括，超声波雷达、光电编码器、姿态传感器，用于车辆位置和速度测量；

实时通信装置，包括，DSRC通讯机、5G微蜂窝基站,用于采集各车载装置信息并与相关车辆进行信息交互；

车辆定位装置，包括，差分北斗/GPS信号RTCM信号源,用于采集车辆定位信息并输入决策控制装置；

底层动力装置，包括，驱动电机、转向舵机、制动器，用于接受决策控制装置输出的指令并执行。

图2为根据本发明的决策控制装置原理框图，如图2所示，本发明的决策控制装置，包括，信息接收模块201、信息处理模块202、实时通信模块203，以及底层执行模块204，其中，

信息接收模块201，其用于接收包括车况监测装置102的车况监测信息、实时通信装置103的实时通讯信息，以及车辆定位装置104的车辆定位信息并发送给信息处理模块202；

信息处理模块202，其用于对车况监测装置102的车况监测信息、实时通信装置103的实时通讯信息，以及车辆定位装置104的车辆定位信息，通过对采集信息进行解析和运算，并发送给实时通信模块203；

实时通信模块203，其用于决策控制装置101、车况检测装置102、车辆定位装置104，以及底层动力装置105之间的信息交互；

底层执行模块204，其用于执行控制装置101发送的执行指令，实现车辆队列的融合操作。

图3为根据本发明的基于智能交通的车队融合方法流程图，下面将参考图3，对本发明的基于智能交通的车队融合方法进行详细描述。

在该实施例中，车况监测装置102采用超声波雷达、光电编码器、姿态传感器，车辆定位装置104采用GPS差分基站。

首先，在步骤301，目标车队接收到队列融合请求；在步骤302，收集目标车辆队列和融合车辆队列位置和速度信息，以及差分定位信息，在步骤303，目标车辆队列采取纵向控制为融合操作提供空间；最后，在步骤304，融合队列执行跟踪规划路径的操作。

图4为根据本发明的基于智能交通的车队融合系统及方法示意图,如图4所示，目标队列401接收到融合队列402发出的融合指令，收集目标车辆队列和融合车辆队列位置和速度信息，以及差分定位信息，目标车辆队列采取纵向控制为融合操作提供空间；融合队列执行跟踪规划路径的操作，最终完成队列融合。

本发明的一种基于智能交通的车队融合系统，通过决策控制装置、车况监测装置、实时通信装置、车辆定位装置，以及底层动力装置，对采集信息进行解析和运算，向车辆动力部件发送指令，实现车辆队列的融合操作。

本领域的普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明原则之内，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 (8)

1.一种基于智能交通的车队融合系统，其特征在于，所述系统包括

决策控制装置，其分别与所述车况监测装置、所述实时通信装置、所述车辆定位装置，以及所述底层动力装置相连接，对采集信息进行解析和运算，向车辆动力部件发送指令，实现车辆队列的融合操作；

所述车况监测装置，其采集车况监测信息并输入决策控制装置；

所述实时通信装置，其采集车载装置信息并与相关车辆进行信息交互；

所述车辆定位装置，其采集车辆定位信息并输入决策控制装置；

所述底层动力装置，其接受决策控制装置输出的指令并执行。

2.根据权利要求1所述的基于智能交通的车队融合系统，其特征在于，

所述车况监测装置，包括，超声波雷达、光电编码器、姿态传感器；

所述实时通信装置，包括，DSRC通讯机、5G微蜂窝基站；

所述车辆定位装置，包括，差分北斗/GPS信号RTCM信号源；

所述底层动力装置，包括，驱动电机，转向舵机，制动器。

3.根据权利要求1所述的基于智能交通的车队融合系统，其特征在于，

所述车况监测信息，包括车辆位置、速度、加速度；

所述车辆定位信息，为差分定位数据；

所述相关车辆，为参与车队融合的车辆。

4.根据权利要求1所述的基于智能交通的车队融合系统，其特征在于，所述决策控制装置，包括，信息输入模块、信息处理模块，以及信息通信模块，其中，

所述信息输入模块，其接受车况监测信息和车辆定位信息并将其传输给信息处理模块；

所述信息处理模块，其对车况监测信息和车辆定位信息进行分析和调制，并将调制后的信息传输给信息通信模块；

所述信息通信模块，其与各车载子系统进行信息交互。

5.一种基于智能交通的车队融合方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）收集目标车辆队列和融合车辆队列位置和速度信息，以及差分定位信息；目标车辆队列采取纵向控制为融合操作提供空间；

2）收集目标车辆队列和融合车辆队列位置和速度信息，以及差分定位信息；融合车辆队列对规划的轨迹进行跟踪；

3）收集目标车辆队列和融合车辆队列位置和速度信息，以及差分定位信息；检测当前车辆队列是否满足新队列要求。

6.根据权利要求5所述的基于智能交通的车队融合方法，其特征在于，所述步骤1），进一步细分为如下步骤：

决策控制装置通过超声波雷达检测目标车辆队列和融合车辆队列前后车间距离信息；

决策控制装置通过光电编码器检测目标车辆队列和融合车辆队列的车辆速度信息；

决策控制装置通过姿态传感器检测目标车辆队列和融合车辆队列的车辆加速度信息；

决策控制装置通过差分北斗/GPS检测目标车辆队列和融合车辆队列的车辆位置信息；

决策控制装置根据上述融合车辆队列位置和速度信息，确定融合点位置信息；

决策控制装置根据上述融合车辆队列位置和速度信息，通过融合队列总长度，确定采取纵向控制为目标车辆队列融合操作提供空间。

7.根据权利要求5所述的基于智能交通的车队融合方法，其特征在于，所述步骤2），进一步细分为如下步骤：

决策控制装置通过超声波雷达检测目标车辆队列和融合车辆队列前后车间距离信息；

决策控制装置通过光电编码器检测目标车辆队列和融合车辆队列车辆速度信息；

决策控制装置通过姿态传感器检测目标车辆队列和融合车辆队列车辆加速度信息；

决策控制装置通过差分北斗/GPS检测目标车辆队列和融合车辆队列车辆位置信息；

决策控制装置根据上述融合车辆队列位置和速度信息，规划车辆队列融合操作的轨迹；

决策控制装置根据上述融合车辆队列位置和速度信息，跟踪车辆队列融合操作的轨迹。

8.根据权利要求5所述的基于智能交通的车队融合方法，其特征在于，所述步骤3），进一步细分为如下步骤：

决策控制装置通过车况监测装置收集目标车辆队列和融合车辆队列位置和速度信息、通过车辆定位装置收集差分定位信息；

决策控制装置根据上述融合车辆队列位置和速度信息，通过超声波雷达检测融合后车辆队列间距是否满足最小安全距离要求；

决策控制装置根据上述融合车辆队列位置和速度信息，通过光电编码器检测融合后车辆队列速度是否满足安全速度要求；

决策控制装置根据上述融合车辆队列位置和速度信息，通过姿态传感器检测融合后车辆队列加速度是否满足安全加速度要求；

决策控制装置根据上述融合车辆队列位置和速度信息，通过差分北斗/GPS检测原融合车辆队列车间距是否满足最小定位误差要求。