CN109658720B - 一种路口车辆通行的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种路口车辆通行的系统及方法。该系统包括车辆信息采集模块，车端通信模块，路侧通信模块，路侧信息处理模块，信息生成模块，显示模块。车端通信模块收集车辆信息并将车辆信息通过车端通信模块发送至路侧通信模块；路侧通信模块将接收到的车辆信息发送至路侧信息处理模块进行计算，信息生成模块对计算后的信息进行分析处理，并生成交通控制信息和针对各车辆通行引导信息，通过路侧通信模块发送至各车辆进行显示和引导。通过对车辆行驶进行有效诱导和管控，能够解决在没有部署交通管控信号的交叉路口，存在的安全隐患，和在高峰期容易造成的拥塞。

Description

一种路口车辆通行的系统及方法
技术领域
本发明涉及智能网联汽车和交通管控技术领域，尤其涉及一种路口车辆通行的系统及方法。
背景技术
现今社会，汽车已经成为人们日常出行必不可少的交通工具，同时伴随着科技的不断进步，尤其是通信技术与传感器技术的大力发展，汽车越来越智能化、网联化，智能网联汽车的普及成为一种必然趋势。然而，在现有的交通系统环境中，并非每个路口都有交通管控信号，在没有交通管控信号的路口缺失车流诱导和车辆管控手段；在具有交通管控信号的路口，通常只能按照设定的规则进行管控，不够实时客观，车辆被动遵守，虽然提出了很多信号优化方案，还是基于传统的交通体系在物理信号灯上做文章。在智能网联汽车不断普及、智慧路网在升级改造的背景下，路口交通管控信号可以虚拟化实现，从而可以跳出传统的交通管理思路和改进方法。因此，需要一种能够在无交通管控信号的路口，根据路口的实时情况，为车辆提供交通管控的方法。基于上述技术背景和应用需求，本发明提出一种路口车辆通行的系统及方法。
发明内容
为解决以上问题，本发明实施例提出了一种路口车辆通行的系统，包括如下模块：
车辆信息采集模块，用于收集车辆信息，并将所述车辆信息发送给车端通信模块；
车端通信模块，用于接收并转发所述车辆信息到路侧通信模块，并接收路侧通信模块发送的交通控制信息和车辆通行引导信息；
路侧通信模块，用于接收所述车端通信模块发送的车辆信息和发送交通控制信息和车辆通行引导信息至各车端通信模块；
路侧信息处理模块，用于分析路侧通信模块接收到的所述车辆信息，以判断路口情况；
信息生成模块，用于根据路侧信息处理模块判断出的所述路口情况，计算得到交通控制信息和各车辆通行引导信息，并将所述信息发送至路侧通信模块；
显示模块，用于显示车端通信模块接收到的交通控制信息和各车辆通行引导信息。
优选地，所述路侧信息处理模块用于根据收到的各所述车辆信息计算路口各方向的车辆数量和各车道的车辆数量，判断路口各方向各车道的各车辆的行驶意图，统计路口各行驶方向的车辆数量，并将统计出的数据结果发送至信息生成模块。
优选地，所述信息生成模块用于根据所述统计出的数据和与现在时间相对应的历史时间段的路口各行驶方向的历史数据结果进行信息计算，生成路口各行驶方向的交通控制信息和各车辆通行引导信息；根据路口的实时情况，计算交通控制信息和各车辆通行引导信息，实时更新已计算完成并且发送至各车辆的交通控制信息和各车辆通行引导信息。
优选地，所述车辆信息采集模块包括：位置信息采集单元和车身信息采集单元；
位置信息采集单元，用于实时获取车辆自身的位置信息；
车身信息采集单元，用于实时采集车况信息。
优选地，所述车端通信模块和路侧通信模块的通信方式包括：LTE-V和DSRC。
优选地，所述信息生成模块生成的交通控制信息和车辆通行引导信息在车辆使用自动驾驶模式时，被车载系统识别并执行。
一种路口车辆通行的方法，包括如下步骤：
收集车辆信息，并发送；
接收各车辆发送的所述车辆信息；
分析各所述车辆信息判断路口情况；
计算交通控制信息和各车辆通行引导信息；
发送交通控制信息和各车辆通行引导信息至各车辆；
接收交通控制信息和车辆通行引导信息并显示。
优选地，所述分析各所述车辆信息判断路口情况，包括：
根据收到的各所述车辆信息计算路口各方向的车辆数量和各车道的车辆数量；
根据收到的各所述车辆信息判断路口各方向各车道的各车辆的行驶意图，并统计数据结果。
优选地，所述计算交通控制信息和各车辆通行引导信息，包括：根据统计出的数据结果，和与现在时间相对应的历史时间段的路口各行驶方向的历史数据结果进行信息计算，生成路口各行驶方向的交通控制信息和各车辆通行引导信息。
优选地，所述计算交通控制信息和各车辆通行引导信息，还包括：根据路口的实时情况，计算交通控制信息和各车辆通行引导信息，实时更新已计算完成并且发送至各车辆的控制信息和各车辆通行引导信息。
本发明实施例的优点在于：在没有部署交通管控信号的交叉路口，没有有效的车辆行驶诱导和管控手段，不仅存在安全隐患，而且在高峰期容易造成拥塞，本方法无需在无交通管控信号的路口安装信号灯，根据实时信息和历史数据，为每一辆车分别生成车辆通行引导信息，解决上述痛点。与传统的交通管控信号相比，更加精确，能够降低高峰期造成的交通拥堵；并且能够根据路口的实时情况更新交通控制信息和车辆通行引导信息，提高时间的利用率，有效疏通拥堵路段，弥补应用空白，更加科学，智能和高效。
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事实方案的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用同样的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明实施例的一种路口车辆通行的系统的结构示意图；
图2是本发明实施例的一种路口车辆通行的系统的效果示意图；
图3是本发明实施例的一种路口车辆通行的系统的车端通信模块和路侧通信模块的通信示意图；
图4是本发明实施例的一种路口车辆通行的方法的步骤示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开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公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
根据本发明的实施方式，提出一种路口车辆通行的系统，如图1所示，包括如下模块：
车辆信息采集模块，用于收集车辆信息，并将所述车辆信息发送给车端通信模块；
车端通信模块，用于接收并转发所述车辆信息到路侧通信模块，并接收路侧通信模块发送的交通控制信息和车辆通行引导信息；
路侧通信模块，用于接收所述车端通信模块发送的车辆信息和发送交通控制信息和车辆通行引导信息至各车端通信模块；
路侧信息处理模块，用于分析路侧通信模块接收到的所述车辆信息，以判断路口情况；
信息生成模块，用于根据路侧信息处理模块判断出的所述路口情况，计算得到交通控制信息和各车辆通行引导信息，并将所述交通控制信息和车辆通行引导信息发送至路侧通信模块；
显示模块，用于显示车端通信模块接收到的交通控制信息和各车辆通行引导信息。
所述车辆信息采集模块与车辆相连接，通过所述车辆信息采集模块直接采集车辆信息。
所述路侧信息处理模块用于对收到的车辆信息进行实时处理，根据收到的各所述车辆信息计算路口各方向的车辆数量和各车道的车辆数量，判断路口各方向各车道的各车辆的行驶意图，统计路口各行驶方向的车辆数量，并将统计出的数据结果发送至信息生成模块。
所述信息生成模块用于根据所述统计出的数据和与现在时间相对应的历史时间段的路口各行驶方向的历史数据结果进行信息计算，生成路口各行驶方向的交通控制信息和针对各车辆通行引导信息；根据路口的实时情况，计算交通控制信息和各车辆通行引导信息，实时更新已计算完成并且发送至各车辆的交通控制信息和各车辆通行引导信息。
如图2所示，所述交通控制信息包括生成交通信号灯当前灯的状态和剩余时间，所述针对各车辆的行驶状态和行驶意图生成的车辆通行引导信息，包括引导车速。
所述信息生成模块能够根据早高峰、晚高峰、平峰分类，对交通控制信息分时间段进行调整。还能够针对道路的特殊性，对交通控制信息进行更改，例如某路口的某一行驶方向的车流量总是超过此路口的其他方向，则针对此方向，根据车流量信息进行计算，对此路口此方的通行控制信号时间进行合理延长，并对此路口的交通控制信息进行相应更新。根据更新后的交通控制信息和实时统计出的各方向车流量，对各车辆通行引导信息进行更改，并实时更新，将更新后的交通控制信息和针对各车辆的车辆通行引导信息发送至各车辆。
通过对路口车辆进行实时统计，计算路口各方向的车辆数量，如果在某一段时间内，某一方向的车流量持续多于其他方向的车流量，则根据对车流量的统计结果数据，计算针对此方向的适合的控制信号时间，对此方向的交通控制信号时间进行延长，并根据此时间变更，更新交通控制信息和车辆通行引导信息，并对此交通控制信息和车辆通行引导信息及其时间所对应的时间段进行保存。如果此时间段此方向的车流量增多的情况持续出现多日，或者根据一定时间和/或日期规律出现，如节假日等情况，则对此时间段的交通控制信息进行更新和保存。根据更新后的交通控制信息和实时统计出的各方向车流量，对各车辆通行引导信息进行更改，并实时更新，将更新后的交通控制信息和针对各车辆的车辆通行引导信息发送至各车辆。
所述车辆信息采集模块包括：位置信息采集单元和车身信息采集单元；
位置信息采集单元，用于实时获取车辆自身的位置信息；
车身信息采集单元，用于实时采集车况信息。
如图3所示，为本发明实施例的车端通信模块和路侧通信模块的通信示意图，所述车端通信模块和路侧通信模块配合LTE-V和DSRC通信天线进行消息的收发。所述路侧通信模块的通信方式包括：LTE-V和DSRC。各车辆根据自身情况，通过LTE-V或者DSRC技术，与路侧通信模块(路侧设备)进行通信，实现包括上传的车辆位置信息和车身信息以及下发交通控制信息与车辆通行引导信息。
所述位置信息采集单元配合GNSS天线，实时接收GPS/BDS等系统的卫星信号。由于车辆的运动特性，通信实时性要求较高，位置信息采集单元的数据输出频率需要大于等于10Hz。输出的数据格式能够支持解析出经纬度、高程、速度和航向信息。
各车辆的显示模块接收所述交通控制信息和针对各车辆的车辆通行引导信息，并显示所对应的信号灯状态、倒计时信息以及引导车速等信息，各车辆遵循提示的控制信号即可有序高效的通过相应的路口。所述显示模块还能够通过声音和/或语音，对所述交通控制信息和车辆通行引导信息进行提示和播报。
所述交通控制信息和车辆通行引导信息不仅能够进行显示和声音提示，将交通控制信息和车辆通行引导信息结果提示给驾驶员，此交通控制信息和车辆通行引导信息还能够被车辆的自动驾驶系统识别。在车辆处于自动驾驶状态时，此交通控制信息和车辆通行引导信息能够被用于在自动驾驶控制层生成控制命令。各车辆的自动驾驶系统根据收到的交通控制信息和车辆通行引导信息生成控制命令，并根据生成的控制命令进行自动驾驶。
如图4所示，根据本申请的实施方式，还提出一种路口车辆通行的方法，包括如下步骤：
收集车辆信息，实时获取车辆自身的位置信息，并通过CAN总线实时获取车辆的速度、左转向、右转向、刹车、警示和紧急制动等信息，并发送；
接收各车辆发送的所述车辆信息；
分析各所述车辆信息，并进行实时处理，判断路口情况；
针对各所述车辆的行驶状态和行驶意图，计算交通控制信息和针对各车辆通行引导信息；
发送交通控制信息和各车辆通行引导信息至各车辆；
接收交通控制信息和车辆通行引导信息并显示，将交通控制信息和车辆通行引导信息结果提示给驾驶员。
所述分析各所述车辆信息判断路口情况，包括：
根据收到的各所述车辆信息，实时计算路口各方向的车辆数量和各车道的车辆数量；
根据收到的各所述车辆信息，实时判断路口各方向各车道的各车辆的行驶意图，并统计数据结果。
所述计算交通控制信息和各车辆通行引导信息，包括：对统计出的数据结果，和与现在时间相对应的历史时间段的路口各行驶方向的历史数据结果进行综合计算和处理，计算出交通状况，并根据计算出的交通状况，生成路口各行驶方向的交通控制信息和针对各车辆的行驶状态和行驶意图生成的车辆通行引导信息。
所述交通控制信息包括生成交通信号灯当前灯的状态和剩余时间；所述针对各车辆的行驶状态和行驶意图生成的车辆通行引导信息，包括引导车速。
所述计算交通控制信息和各车辆通行引导信息，还包括：根据路口的实时情况，计算交通控制信息和各车辆通行引导信息，实时更新已计算完成并且发送至各车辆的交通控制信息和各车辆通行引导信息。
所述方法能够根据早高峰、晚高峰、平峰分类，对交通控制信息分时间段进行调整。还能够针对道路的特殊性，对交通控制信息进行更改，例如某路口的某一行驶方向的车流量总是超过此路口的其他方向，则针对此方向，根据车流量信息进行计算，对此路口此方的通行控制信号时间进行合理延长，并对此路口的交通控制信息进行相应更新。根据更新后的交通控制信息和实时统计出的各方向车流量，对各车辆通行引导信息进行更改，并实时更新，将更新后的交通控制信息和针对各车辆的车辆通行引导信息发送至各车辆。
通过对路口车辆进行实时统计，计算路口各方向的车辆数量，如果在某一段时间内，某一方向的车流量持续多于其他方向的车流量，则根据对车流量的统计结果数据，计算针对此方向的适合的控制信号时间，对此方向的交通控制信号时间进行延长，并根据此时间变更，更新交通控制信息和车辆通行引导信息，并对此交通控制信息和车辆通行引导信息及其时间所对应的时间段进行保存。如果此时间段此方向的车流量增多的情况持续出现多日，或者根据一定时间和/或日期规律出现，如节假日等情况，则对此时间段的交通控制信息进行更新和保存。根据更新后的交通控制信息和实时统计出的各方向车流量，对各车辆通行引导信息进行更改，并实时更新，将更新后的交通控制信息和车辆通行引导信息发送至各车辆。
所述车端和路侧的通信方式包括：LTE-V和DSRC。各车辆根据自身情况，通过LTE-V或者DSRC技术，与路侧设备进行通信，实现车端信息的上传和交通控制信息与车辆通行引导信息等管控信号的下发。
所述实时获取车辆自身的位置信息还包括，配合GNSS天线，实时接收GPS/BDS等系统的卫星信号。由于车辆的运动特性，通信实时性要求较高，位置信息获取的数据的输出频率需要大于等于10Hz。输出的数据格式能够支持解析出经纬度、高程、速度和航向信息。
各车辆接收所述交通控制信息和针对各车辆的车辆通行引导信息，并显示所与各车辆对应的信号灯状态、倒计时信息以及引导车速等信息，各车辆遵循提示的控制信号即可有序高效的通过相应的路口。
各车辆接收到的所述交通控制信息和车辆通行引导信息不仅能够进行显示和声音提示，将方案结果提示给驾驶员，此交通控制信息和车辆通行引导信息还能够被车辆的自动驾驶系统识别。在车辆处于自动驾驶状态时，此交通控制信息和车辆通行引导信息能够被用于在自动驾驶控制层生成控制命令。各车辆的自动驾驶系统根据收到的交通控制信息和车辆通行引导信息生成控制命令，并根据生成的控制命令进行自动驾驶。
本发明实施例提出的一种路口车辆通行的系统，首先通过车辆信息采集模块采集车辆的位置和运动信息，通过车端通信模块将采集到的车辆信息发送给路侧通信模块，并将收到的车辆信息发送路侧信息处理模块进行统计，信息生成模块对统计结果进行运算处理，针对每辆参与车辆给出交通控制信息和车辆通行引导信息(交通管控结果)，并将方案发送至各车端通信模块，显示模块将收到的交通控制信息和车辆通行引导信息(交通管控结果)提示给驾驶员。通过上述各模块共同作用，实现路口处的交通控制信息和车辆通行引导信息的生成。
本发明实施例提出的一种路口车辆通行的系统及方法，通过实时获取路口处的各车辆信息，生成交通控制信息和车辆通行引导信息，有效对车辆行驶进行诱导和管控，能够解决在没有部署交通管控信号的交叉路口，存在的安全隐患，和在高峰期容易造成的拥塞。目前部署交通管控信号设施的路口，管控信号和手段基本固化，虽然能实现基本的交通管控，但是不能根据路况实时地实现交通诱导，本发明实施例能够弥补应用空白，不仅可以取代路口物理交通管控设施，而且更加科学，更智能和高效。
以上所述，仅为本发明实施例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 (4)

1.一种路口车辆通行的系统，其特征在于，包括如下模块：
车辆信息采集模块，用于收集车辆信息，并将所述车辆信息发送给车端通信模块，其中，所述收集车辆信息包括实时获取车辆自身的位置信息，并通过CAN总线实时获取车辆的速度、左转向、右转向、刹车、警示和紧急制动信息；
车端通信模块，用于接收并转发所述车辆信息到路侧通信模块，并接收路侧通信模块发送的交通控制信息和车辆通行引导信息，其中，所述交通控制信息包括生成交通灯当前灯的状态和剩余时间，所述车辆通行引导信息包括引导车速；
路侧通信模块，用于接收所述车端通信模块发送的车辆信息和发送交通控制信息和车辆通行引导信息至各车端通信模块；
路侧信息处理模块，用于分析路侧通信模块接收到的所述车辆信息，以判断路口情况，用于根据收到的各所述车辆信息计算路口各方向的车辆数量和各车道的车辆数量，判断路口各方向各车道的各车辆的行驶意图，统计路口各行驶方向的车辆数量，并将统计出的数据结果发送至信息生成模块；
信息生成模块用于根据所述统计出的数据结果和与现在时间相对应的历史时间段的路口各行驶方向的历史数据结果进行信息计算，计算出交通状况，并根据计算出的交通状况，生成路口各行驶方向的交通控制信息和针对各车辆的行驶状态和行驶意图生成的车辆通行引导信息，并将所述交通控制信息和各车辆通行引导信息发送至路侧通信模块；
信息生成模块还用于根据路口的实时情况，实时更新已计算完成并且发送至各车辆的交通控制信息和各车辆通行引导信息；所述信息生成模块生成的交通控制信息和车辆通行引导信息在车辆使用自动驾驶模式时，被车载系统识别并执行；
显示模块，用于显示车端通信模块接收到的交通控制信息和各车辆通行引导信息，并显示与各车辆对应的信号灯状态、倒计时信息以及引导车速信息；
其中，所述信息生成模块根据早高峰、晚高峰、平峰分类，对交通控制信息分时间段进行调整，针对道路的特殊性，对交通控制信息进行更改。
2.如权利要求1所述的一种路口车辆通行的系统，其特征在于，所述车辆信息采集模块包括：位置信息采集单元和车身信息采集单元；
位置信息采集单元，用于实时获取车辆自身的位置信息；
车身信息采集单元，用于实时采集车况信息。
3.如权利要求1所述的一种路口车辆通行的系统，其特征在于，所述车端通信模块和路侧通信模块的通信方式包括：LTE-V和DSRC。
4.一种路口车辆通行的方法，其特征在于，包括如下步骤：
收集车辆信息，获取车辆自身的位置信息，并通过CAN总线实时获取车辆的速度、左转向、右转向、刹车、警示和紧急制动信息，并发送至路侧通信模块；
所述路侧通信模块接收各车辆发送的所述车辆信息；
分析各所述车辆信息，判断路口情况，其中，所述分析各所述车辆信息，判断路口情况，包括：根据收到的各所述车辆信息计算路口各方向的车辆数量和各车道的车辆数量；根据收到的各所述车辆信息判断路口各方向各车道的各车辆的行驶意图，并统计数据结果；
计算交通控制信息和各车辆通行引导信息，根据路口的实时情况，实时更新已计算完成并且发送至各车辆的交通控制信息和各车辆通行引导信息,其中，还包括根据早高峰、晚高峰、平峰分类，对交通控制信息分时间段进行调整，针对道路的特殊性，对交通控制信息进行更改；
发送交通控制信息和各车辆通行引导信息至车辆，其中，所述交通控制信息包括生成交通灯当前灯的状态和剩余时间，所述车辆通行引导信息包括引导车速；
接收所述交通控制信息和针对车辆的车辆通行引导信息，并显示与车辆对应的信号灯状态、倒计时信息以及引导车速信息；
在车辆使用自动驾驶模式时，交通控制信息和车辆通行引导信息被车载系统识别并执行；
其中，所述计算交通控制信息和各车辆通行引导信息，包括：根据统计出的数据结果，和与现在时间相对应的历史时间段的路口各行驶方向的历史数据结果进行信息计算，计算出交通状况，并根据计算出的交通状况，生成路口各行驶方向的交通控制信息和针对各车辆的行驶状态和行驶意图生成的车辆通行引导信息。
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