CN109615878A - 一种应用于obu的避免无线信号拥堵的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于OBU的避免无线信号拥堵的方法及系统，包括：根据远车的位置、行驶方向来计算每个远车与本车的综合相关值；根据远车的综合相关值以及车速计算远车的相关车速；对远车的相关车速和综合相关值加权，计算总的远车特征车速；结合本车的车速及总的远车特征车速求取本车的特征车速；依据本车的特征车速计算本车数据的发射频率。本发明的优点如下：能够主动改变无线信号发射频率；在遇到拥堵时，主动降低发射频率，减少信号拥堵；拥堵路段尾部的车辆发射频率接近正常发射频率；畅通路段的车辆发射频率不受逆向拥堵路线影响。

Description

一种应用于OBU的避免无线信号拥堵的方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机技术、网联汽车技术领域，尤其是涉及一种应用于OBU的避免无线信号拥堵的方法及系统。

背景技术

随着网联汽车相关技术标准的成熟，可预期几年后道路是基本都是网联汽车。按照众多标准定义，网联汽车都被推荐依10HZ频率对自身数据进行广播。

OBU(即On board Unit的缩写)，直译就是车载单元的意思，就是采用DSRC(Dedicated Short Range Communication)技术，与RSU进行通讯的微波装置。在ETC系统中，OBU放在车上，路边架设路测单元(RSU-Road Side Unit)，相互之间通过微波进行通讯。车辆高速通过RSU的时候，OBU和RSU之间用微波通讯，就像我们的非接触卡一样，只不过距离更远--十几米，频率更高--5.8GHz，通过的时候，识别真假，获得车型，计算费率，扣除通行费。

在ETC系统中，OBU采用DSRC技术，建立与RSU之间微波通讯链路，在车辆行进途中，在不停车的情况下，实现车辆身份识别，电子扣费，实现不停车、免取卡，建立无人值守车辆通道。

交通检测是交通信息采集与处理的一个重要组成部分，是以机动车辆作为检测对象，实时检测交通车辆的运行状况，及时有效的采集道路交通信息(主要包括车速、车流、车型和道路占有率等)，为智能交通控制系统提供足够的信息以便进行最优控制。交通流检测信息是制定道路限速的依据，进行道路改善的依据，设置交通标志的依据，也可用于分析交通事故，促进智能交通系统的快速发展。

目前，广泛使用的交通检测装置大多以埋入式传感线圈检测为主。该方法利用电磁感应原理检测交通流，当车辆通过环形地埋线圈时，车辆自身的铁质材料切割磁感线，引起线圈回路电感量发生变化，检测出相应的车辆信息。该种感应线圈检测装置对于检测车辆信息是可行的，但是这些检测装置所采用的技术相对较为落后，且线圈的安装和维护花费较大，从而大大的限制了交通检测的可靠性和可扩展性。视频车辆检测系统的使用也比较普及，但视频具有检测稳定性不高、受天气干扰、价格高和图像处理计算量大等缺点。同样，GPS检测依然具有成本高，遮挡地带定位不准确等问题。因此车辆检测需要一种更加简单、便捷的实现方法来解决上述问题。

中国发明专利公开号CN103617733A提供一种基于车联网信标机制的高速公路交通检测方法与装置，包括车载广播单元、信标接收装置A、信标接收装置B、同步标定模块、RS485总线、数据处理模块、无线传输模块、远程监控系统和数据存储模块。该发明所设计的一种基于车联网信标机制的高速公路交通检测方法与装置通过在高速公路上建立虚拟检测区域，并在该虚拟检测区域内处理接收的信标消息完成对交通流的检测和道路实时交通状况的监控。

假设在一个十字路口或者拥堵路段，网联汽车的无线信号范围内可以达到上百甚至上千辆汽车。这种情况不仅使自身OBU做了大量没必要的计算还造成了无线信号的拥堵。

因为车辆广播的数据其实是重复的，可以省略的。我们可以通过一种方法降低频率来避免无限信号拥堵的现象。

发明内容

针对现有标准，车辆在拥堵场景下依标准推荐的10HZ固定频率发射自身数据造成的无线信号拥堵，本发明提出一种应用于OBU的避免无线信号拥堵的方法，此方法可以有效解决此场景下的无线信号拥堵。

具体的，本发明提供了一种应用于OBU的避免无线信号拥堵的方法，包括：

根据远车的位置、行驶方向来计算每个远车与本车的综合相关值；

根据远车的综合相关值以及车速计算远车的相关车速；

对远车的相关车速和综合相关值加权，计算总的远车特征车速；

结合本车的车速及总的远车特征车速求取本车的特征车速；

依据本车的特征车速计算本车数据的发射频率。

优选的，所述方法还包括：本车根据计算得到的发射频率发射本车数据。

优选的，所述根据远车的位置、行驶方向来计算每个远车与本车的综合相关值，包括：

(1)、依据本车的方位角b_h和远车的方位角b_r计算两车之间的方位角差值b_Δ，如以下公式01所示：

b_Δ＝b_h-b_r (01)

(2)、根据b_Δ以及B_c计算方位角相关值r_b，如以下公式02所示，其中B_c为半相关时b_Δ的值：

(3)、根据远车与本车的距离d以及D_c计算距离相关值r_d，如以下公式03所示，其中D_c为半相关时d的值：

(4)、通过对r_b和r_d求平均值得到综合相关值r_ch，如以下公式04所示：

优选的，所述B_c和D_c为经验值。

优选的，所述距离d采用通用球面几何大圆距离公式计算得到。

优选的，所述每个远车的相关车速为车速和综合相关值的乘积。

优选的，所述对远车的相关车速和综合相关值加权，计算总的远车特征车速，包括：

根据所有的每个远车相关车速计算总的远车特征车速v_rch，如以下公式05所示，其中r_chi为第i个远车的综合相关值，v_ri为第i个远车的相关车速：

优选的，所述结合本车的车速及总的远车特征车速求取本车的特征车速v_ch，如以下公式06所示：

其中为v_h本车的车速，v_rch为总的远车特征车速。

优选的，所述依据本车的特征车速计算本车数据的发射频率，包括：

根据本车的特征车速v_ch以及V_c计算本车数据的发射频率，如以下公式07所示：

其中，V_c为发射频率为5时，本车的特征车速。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种应用于OBU的避免无线信号拥堵的系统，包括顺序连接的如下模块：

相关值计算模块，根据远车的位置、行驶方向来计算每个远车与本车的综合相关值；

相关车速计算模块，根据远车的相关值以及车速计算远车的相关车速；

远车特征车速计算模块，对远车的相关车速和相关值加权，并计算远车几何距离值，再计算总的远车特征车速；

本车特征车速计算模块，结合本车的车速及总的远车特征车速求取本车的特征车速；

本车发射频率计算模块，依据本车的特征车速计算本车数据的发射频率。

本发明的优点如下：能够主动改变无线信号发射频率；在遇到拥堵时，主动降低发射频率，减少信号拥堵；拥堵路段尾部的车辆发射频率接近正常发射频率；畅通路段的车辆发射频率不受逆向拥堵路线影响。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明应用于OBU的避免无线信号拥堵的方法原理示意图；

图2为本发明应用于OBU的避免无线信号拥堵的方法流程图；

图3为本发明应用于OBU的避免无线信号拥堵的系统结构图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1为本发明应用于OBU的避免无线信号拥堵的方法的原理示意图，如图1所示，本发明的车辆V01行驶过程中，对收到的其他远车(包括同方向的车V02和对向行驶的车V03)信息进行统计分析。以下，本车的定义为某OBU所在车辆，例如V01；远车的定义为除本车之外的其他车辆，包括同方向的车V02和对向行驶的车V03。

从一个比较常见的拥堵示意图(图1)可以看出，一个车辆是否处于拥堵状态有三个变量影响：本车车速以及周围远车的车速；本车行驶方向与远车的行驶方向；本车与远车之间的距离。

为解决现有技术存在的各种问题，本发明中，车载OBU在接收到周边远车OBU的信息后，结合各车车速、行驶方向、车辆位置计算特征车速，然后根据特征车速来调整OBU发送本车数据的频率。

具体的，如图2所示，本发明的方法包括如下步骤：

S1、根据远车的位置、行驶方向来计算每个远车与本车的综合相关值。

S2、根据远车的综合相关值以及车速计算远车的相关车速。

S3、对远车的相关车速和综合相关值加权，计算总的远车特征车速。

S4、结合本车的车速及总的远车特征车速求取本车的特征车速。

S5、依据本车的特征车速计算本车数据的发射频率。

最后，本车根据计算得到的发射频率发射本车数据。

如此，本发明能够主动改变无线信号发射频率；在遇到拥堵时，主动降低发射频率，减少信号拥堵；拥堵路段尾部的车辆发射频率接近正常发射频率；畅通路段的车辆发射频率不受逆向拥堵路线影响。

实施例1

根据本发明的一个优选实施例，提出一种应用于OBU的避免无线信号拥堵的方法，包括如下步骤：

步骤1、依据本车的方位角b_h和远车的方位角b_r计算两车之间的方位角差值b_Δ，如以下公式01所示：

b_Δ＝b_h-b_r (01)

步骤2、根据b_Δ以及B_c(半相关时b_Δ的值，经验值)计算方位角相关值r_b，如以下公式02所示：

步骤3、远车与本车的距离d(计算公式采用通用球面几何大圆距离公式)以及D_c(半相关时d的值，经验值)计算距离相关值r_d，如以下公式03所示：

步骤4、通过对r_b和r_d求平均值得到综合相关值r_ch，如以下公式04所示：

步骤5、每个远车的相关车速为车速v和综合相关值r_ch的乘积。根据所有的每个远车相关车速计算总的远车特征车速v_rch，如以下公式05所示：

其中r_chi为第i个远车的综合相关值，v_ri为第i个远车的相关车速。

步骤6、结合本车的车速及总的远车特征车速求取本车的特征车速v_ch，如以下公式06所示：

其中为v_h本车的车速。

步骤7、根据本车的特征车速v_ch以及V_c(为发射频率为5时，本车的特征车速，经验值)计算最终的本车数据的发射频率，如以下公式07所示：

最后，本车根据计算得到的发射频率发射本车数据。

如此，本发明能够主动改变无线信号发射频率；在遇到拥堵时，主动降低发射频率，减少信号拥堵；拥堵路段尾部的车辆发射频率接近正常发射频率；畅通路段的车辆发射频率不受逆向拥堵路线影响。

实施例2

如图3所示，根据本发明的一个优选实施例，提出一种应用于OBU的避免无线信号拥堵的系统，包括：

相关值计算模块11，根据远车的位置、行驶方向来计算每个远车与本车的综合相关值。

相关车速计算模块12，根据远车的综合相关值以及车速计算远车的相关车速。

远车特征车速计算模块13，对远车的相关车速和综合相关值加权，计算总的远车特征车速。

本车特征车速计算模块14，结合本车的车速及总的远车特征车速求取本车的特征车速。

本车发射频率计算模块15，依据本车的特征车速计算本车数据的发射频率。

最后，本车根据计算得到的发射频率发射本车数据。

如此，本发明能够主动改变无线信号发射频率；在遇到拥堵时，主动降低发射频率，减少信号拥堵；拥堵路段尾部的车辆发射频率接近正常发射频率；畅通路段的车辆发射频率不受逆向拥堵路线影响。

需要说明的是：

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

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虚拟机的创建装置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。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种应用于OBU的避免无线信号拥堵的方法，其特征在于，包括：

根据远车的位置、行驶方向来计算每个远车与本车的综合相关值；

根据远车的综合相关值以及车速计算远车的相关车速；

对远车的相关车速和综合相关值加权，计算总的远车特征车速；

结合本车的车速及总的远车特征车速求取本车的特征车速；

依据本车的特征车速计算本车数据的发射频率。

2.根据权利要求1所述的应用于OBU的避免无线信号拥堵的方法，其特征在于：

所述方法还包括：本车根据计算得到的发射频率发射本车数据。

3.根据权利要求1所述的应用于OBU的避免无线信号拥堵的方法，其特征在于：

所述根据远车的位置、行驶方向来计算每个远车与本车的综合相关值，包括：

(1)、依据本车的方位角b_h和远车的方位角b_r计算两车之间的方位角差值b_Δ，如以下公式01所示：

b_Δ＝b_h-b_r (01)

(2)、根据b_Δ以及B_c计算方位角相关值r_b，如以下公式02所示，其中B_c为半相关时b_Δ的值：

(3)、根据远车与本车的距离d以及D_c计算距离相关值r_d，如以下公式03所示，其中D_c为半相关时d的值：

(4)、通过对r_b和r_d求平均值得到综合相关值r_ch，如以下公式04所示：

4.根据权利要求3所述的应用于OBU的避免无线信号拥堵的方法，其特征在于：

所述B_c和D_c为经验值。

5.根据权利要求3所述的应用于OBU的避免无线信号拥堵的方法，其特征在于：

所述距离d采用通用球面几何大圆距离公式计算得到。

6.根据权利要求1所述的应用于OBU的避免无线信号拥堵的方法，其特征在于：

所述每个远车的相关车速为车速和综合相关值的乘积。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的应用于OBU的避免无线信号拥堵的方法，其特征在于：

所述对远车的相关车速和综合相关值加权，计算总的远车特征车速，包括：

根据所有的每个远车相关车速计算总的远车特征车速v_rch，如以下公式05所示，其中r_chi为第i个远车的综合相关值，v_ri为第i个远车的相关车速：

8.根据权利要求1所述的应用于OBU的避免无线信号拥堵的方法，其特征在于：

所述结合本车的车速及总的远车特征车速求取本车的特征车速v_ch，如以下公式06所示：

其中为v_h本车的车速，v_rch为总的远车特征车速。

9.根据权利要求1所述的应用于OBU的避免无线信号拥堵的方法，其特征在于：

所述依据本车的特征车速计算本车数据的发射频率，包括：

根据本车的特征车速v_ch以及V_c计算本车数据的发射频率，如以下公式07所示：

其中，V_c为发射频率为5时，本车的特征车速。

10.一种应用于OBU的避免无线信号拥堵的系统，其特征在于，包括顺序连接的如下模块：

相关值计算模块，根据远车的位置、行驶方向来计算每个远车与本车的综合相关值；

相关车速计算模块，根据远车的相关值以及车速计算远车的相关车速；

远车特征车速计算模块，对远车的相关车速和相关值加权，并计算远车几何距离值，再计算总的远车特征车速；

本车特征车速计算模块，结合本车的车速及总的远车特征车速求取本车的特征车速；

本车发射频率计算模块，依据本车的特征车速计算本车数据的发射频率。