CN110211372A - 车路协同集成感知控制系统及方法 - Google Patents

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CN110211372A CN201910314743.9A CN201910314743A CN110211372A CN 110211372 A CN110211372 A CN 110211372A CN 201910314743 A CN201910314743 A CN 201910314743A CN 110211372 A CN110211372 A CN 110211372A
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周受钦
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Abstract

本发明提供一种车路协同集成感知控制系统及方法。包括路侧采集装置、处理装置、预警装置、交通控制装置与发布装置;路侧采集装置设置在路侧,路侧采集装置用于采集行驶信息,行驶信息包括道路气象信息、道路设施信息及道路交通信息的至少一种;处理装置电连接路侧采集装置,处理装置根据行驶信息确定异常路段的信息和疏导方案;预警装置电连接处理装置,以预警异常路段的信息;交通控制装置设置在路侧,交通控制装置电连接处理装置,处理装置根据疏导方案通过交通控制装置控制异常路段以及和异常路段相邻的路段的车流,以避免异常路段拥堵;发布装置电连接处理装置,以发布行驶信息。本发明可提升路网通行效率、减少拥堵及降低安全事故发生率。

Description

车路协同集成感知控制系统及方法
技术领域
本发明总地涉及智能路网车路协同领域,且更具体地涉及一种车路协同集成感知控制系统及方法。
背景技术
现今,随着车辆数量的增长,道路交通中的发生交通事故和交通拥堵现象的概率的不断增加,以至于交通效率的提升也受到了一定影响。为了减少道路交通中的发生交通事故和交通拥堵现象的概率,大量交通控制和交通诱导设施被施用于道路交通系统(路网)中。交通控制和交通诱导设施通过设置在浮动车(安装了车载GPS定位装置并行驶在城市主干道上的公交汽车和出租车)、部分交叉路口与路网的少量路段中的各种传感器获取路网的行驶信息,然后根据行驶信息控制路网的交通,以减少交通拥堵、降低交通安全事故发生的概率。但是,现有的交通控制和交通诱导设施获取的行驶信息为路网的局部区域的行驶信息,不能实时全面地反映整个路网的交通情况。因此,根据该行驶信息不能及时有效的感知和控制整个路网的交通。这样可能造成交通道路出现大量拥堵现象和安全事故现象。
因此,需要提供一种车路协同集成感知控制系统及方法,以至少部分地解决上面提到的问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为至少部分地解决上述技术问题,根据本发明提供了一种车路协同集成感知控制系统,包括:路侧采集装置,设置在路侧,路侧采集装置用于采集行驶信息,行驶信息包括道路气象信息、道路设施信息以及道路交通信息中的至少一种;处理装置,处理装置和路侧采集装置电连接,处理装置根据行驶信息确定异常路段的信息和疏导方案;预警装置,设置在路侧,预警装置和处理装置电连接,以预警异常路段的信息;交通控制装置,设置在路侧,交通控制装置和处理装置电连接,处理装置根据疏导方案通过交通控制装置控制异常路段以及和异常路段相邻的路段上的车流,以避免异常路段拥堵;发布装置,设置在路侧和/或车辆上,发布装置和处理装置电连接,以发布行驶信息。
根据本发明的车路协同集成感知控制系统,处理装置通过路侧采集装置实时监控路网的情况,及时有效的确定异常路段的信息和相应的疏导信息,并控制预警装置、交通控制装置与发布装置协同作用,及时有效的控制路网的交通情况,减少了交通道路出现大量拥堵的现象。
可选地,车路协同集成感知控制系统还包括设置在车辆上的车载采集装置,车载采集装置和处理装置电连接,车载采集装置包括用于获取车辆的基本参数的车辆信息采集装置、用于获取车辆周边信息的环境信息采集装置,以及用于获取车辆的位置信息的位置采集装置中的至少一个。
可选地,处理装置根据基本参数确定车辆的维护和保养信息,并通过发布装置发送至车辆的驾驶员。
可选地,处理装置分别无线连接至路侧采集装置、预警装置、交通控制装置与发布装置。
可选地,处理装置通过路侧采集装置监控中央分隔带开口处、交叉路口处与视距不良路段处的行驶信息,以及判定中央分隔带开口处、交叉路口处或视距不良路段处是否发生异常或将要发生异常。
可选地,车路协同集成感知控制系统还包括控制中心,控制中心和分别电连接路侧采集装置、处理装置、预警装置、交通控制装置,以及发布装置,以接收处理装置和路侧采集装置的信号,并控制预警装置、交通控制装置,以及发布装置工作。
可选地,控制中心包括用于存储行驶信息、异常路段的信息以及疏导方案的存储器。
可选地,处理装置通过云计算技术确定异常路段的信息以及疏导方案。
可选地,路侧采集装置包括地磁车辆检测器、超声波车辆检测器、红外车辆检测器、RFID车辆检测器、信标、视频车辆检测器、气象站、路面状态检测器中的至少一种。
可选地,交通控制装置包括交通信号灯,交通控制装置控制交通信号灯,以控制异常路段以及和异常路段相邻的路段上的车流。
本发明还提供了一种车路协同集成感知控制方法,方法包括:获取行驶信息,行驶信息包括道路气象信息、道路设施信息以及道路交通信息中的至少一种;根据行驶信息确定异常路段的信息和疏导方案;在路侧预警异常路段的信息;根据疏导方案通过交通控制装置控制异常路段以及和异常路段相邻的路段上的车流,以避免异常路段拥堵;在路侧和/或车辆上,发布行驶信息。
根据本发明的车路协同集成感知控制方法,实时监控路网的情况,及时有效的确定异常路段的信息和相应的疏导信息,并及时在路侧预警异常路段的信息,以及发布行驶信息,及时有效的控制路网的交通情况,减少了交通道路出现大量拥堵的现象。
可选地,方法还包括:获取车辆的基本参数、车辆周边信息与车辆的位置信息中的至少一种。
可选地,获取车辆的基本参数、车辆周边信息与车辆的位置信息中的至少一种之后,方法还包括:根据基本参数确定车辆的维护和保养信息,并发送至车辆的驾驶员。
可选地,获取行驶信息包括:获取中央分隔带开口处、交叉路口处与视距不良路段处的行驶信息;根据行驶信息确定异常路段的信息包括:判定中央分隔带开口处、交叉路口处或视距不良路段处是否发生异常或将要发生异常。
可选地,根据行驶信息确定异常路段的信息和疏导方案包括:通过云计算技术确定异常路段的信息以及疏导方案。
附图说明
为了使本发明的优点更容易理解,将通过参考在附图中示出的具体实施方式更详细地描述上文简要描述的本发明。可以理解这些附图只描绘了本发明的典型实施方式,因此不应认为是对其保护范围的限制,通过附图以附加的特性和细节描述和解释本发明。
图1为根据本发明的一个优选实施方式的车路协同集成感知控制系统示意图;以及
图2为本发明的一个优选实施方式的车路协同集成感知控制方法的流程示意图。
附图标记说明:
110: 路侧采集装置 111: 道路气象感知装置
112: 路面状况感知装置 113: 道路交通感知装置
120: 车载采集装置 121: 车辆信息采集装置
122: 环境信息采集装置 123: 位置采集装置
130: 处理装置 140: 预警装置
141: 第一预警装置 142: 第二预警装置
143: 第三预警装置 150: 交通控制装置
160: 发布装置 170: 控制中心
180: 通信装置
具体实施方式
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员来说显而易见的是,本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本发明实施方式发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本发明实施方式,将在下列的描述中提出详细的结构。显然,本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本发明还可以具有其他实施方式。
本发明提供了一种车路协同集成感知控制系统。车路协同集成感知控制系统用于监视交通道路构成的路网(道路交通系统)上的道路的交通情况。例如堵车、修路、雨雪以及大雾等情况。并控制路网上的车流,以避免在道路出现长时间拥堵或拥堵。
如图1所示,车路协同集成感知控制系统包括信号采集装置。信号采集装置包括路侧采集装置110和车载采集装置120。路侧采集装置110设置在路侧。路侧采集装置110用于采集行驶信息。例如道路气象信息、道路设施信息(例如路面损坏、道路护栏损坏、路面积水、结冰或积雪等影响车辆在道路上行驶的道路设施的情况),以及道路交通信息(例如交通顺畅、交通拥堵、交通事故的发生等)。
路侧采集装置110包括用于采集道路气象信息的道路气象感知装置111,例如气象站。由此,可以实时检测路网上的气象情况。
路侧采集装置110包括用于采集道路设施信息的路面状况感知装置112,例如路面状态检测器,以及设置在路侧的摄像机等。由此,可以实时监控路网上的道路设施情况。
路侧采集装置110包括用于采集道路交通信息的道路交通感知装置113。道路交通感知装置113可以包括地磁车辆检测器、超声波车辆检测器、红外车辆检测器、RFID车辆检测器、信标(路侧设置有信标,信标向其所在的道路发送信标信息,车辆上装载有信标接受器,车辆接受路侧的信标发射的信标信号后,向信标反馈信标反馈信号。信标根据其接受到的信标反馈信号确定道路交通信息),以及视频车辆检测器中的至少一种。本实施方式中,路面状况感知装置112可以是地磁车辆检测器、超声波车辆检测器、红外车辆检测器、RFID车辆检测器、信标检测器,以及视频车辆检测器。由此,可以实时监控路网上的道路设施情况。
车载采集装置120设置在车辆上。车载采集装置120用于采集装备有车载采集装置120的车辆的车辆信息。车辆信息可以包括车辆的基本参数(例如车辆的行驶速度、发动机温度,行驶里程等)、车辆周边信息(车辆周边是否存在移动的人员等可能引起驾驶事故的事件),以及车辆位置信息。
具体地,车载采集装置120可以包括用于获取车辆的基本参数的车辆信息采集装置121、用于获取车辆周边信息的环境信息采集装置122(例如车载视频或雷达),以及用于确定车辆位置的位置采集装置123(例如GPS定位器)。由此,实施监控车辆的基本参数、车辆周边信息,以及车辆位置。
本实施方式中,车路协同集成感知控制系统还包括通信装置180、处理装置130、预警装置140、交通控制装置150、发布装置160与控制中心170。通信装置180分别无线连接信号采集装置、处理装置130、预警装置140、交通控制装置150、发布装置160与控制中心170。由此,信号采集装置、处理装置130、预警装置140、交通控制装置150、发布装置160与控制中心170和通信装置180传送信息。
优选地。通信装置180可以通过无线广域网、无线局域网、专用短程通信网络、自组织网络、传感器网络、3G网络与4G网络中的一种或多种无线连接至信号采集装置、处理装置130、预警装置140、交通控制装置150、发布装置160或控制中心170。其中,信号采集装置的路侧采集装置110可以通过上述多种网络中的至少两种无线连接至控制中心170和处理装置130。由此,能够保证路侧采集装置110和控制中心170之间的通信,以及保证路侧采集装置110和处理装置130之间的通信。
处理装置130可以是第一计算机。处理装置130通过通信装置180和信号采集装置通信。处理装置130可以用于处理信号采集装置的行驶信息和车辆信息。处理装置130根据行驶信息确定异常路段(已经拥堵的路段、将要拥堵的路段等)的信息,以及根据异常路段的信息和行驶信息,通过预先设置在处理装置130内的预设算法确定和异常路段的信息相应疏导方案(避免路网中异常路段拥堵或长时间拥堵)。
处理装置130可以通过云计算技术处理行驶信息,实现对路网的交通数据化在线监测,及时发现路网上的异常路段,并及时确定疏导方案。
本实施方式中,处理装置130可以根据车辆的基本信息,以及车辆的行驶情况(车辆的行驶路况,以及行驶环境等影响车辆的性能的情况),确定维护和保养车辆的保养信息。并通过后文的设置在车辆上的发布装置160定期向车辆的使用者提供维护和保养的建议。由此方便车辆的使用者维护车辆,减少车辆在行驶过程中出现事故的概率。
处理装置130还可以根据车辆周边信息以及车辆的位置信息,判定车辆的下一步动作,并通过设置在车辆上的发布装置提醒车辆的使用者(驾驶员),以减少驾驶事故发生的概率。例如,行驶过程中的车辆的前方有人群,牲畜群等可以引起驾驶事故的事件,则处理装置130判定车辆应该减速慢行,进而提醒驾驶员减速慢行。
预警装置140设置在路侧。预警装置140可以是显示屏或广播设备。预警装置140通过通信装置180和处理装置130通信。预警装置140用于在路侧预警异常路段的信息。由此,能够提醒路网上的车辆的驾驶员及时了解异常路段的信息,以及时应对,避免驶入异常路段,进而避免在异常路段出现长时间拥堵或拥堵,提高驾驶人在道路上驾驶车辆的安全性,有效避免异常或危险情况的发生,提升路网通行效率、减少拥堵及降低安全事故发生的概率。
交通控制装置150设置在路侧。交通控制装置150可以是交通指示灯。交通控制装置150通过通信装置180和处理装置130通信。处理装置130可以控制交通控制装置150的工作,进而控制路网中的车流方向。由此,能够控制路网上的车辆避开异常路段,改善路网的交通情况,提高路网的车流量。
发布装置160设置在路侧,例如设置在路侧的显示屏或广播设备。发布装置160也可以设置在车辆上,例如设置在车上的显示屏或广播设备。发布装置160通过通信装置180和处理装置130通信。处理装置130可以控制发布装置160的工作,进而通过发布装置160发布异常路段的信息和行驶信息。控制中心170可以是第二计算机。第二计算机包括多个显示屏。控制中心170通过通信装置180分别和信号采集装置、处理装置130、预警装置140、交通控制装置150与发布装置160通信。控制中心170可以通过信号采集装置获取并显示行驶信息和车辆信息。控制中心170还可以通过处理装置130获取并显示异常路段的信息以及疏导方案。控制中心170还可以向预警装置140、交通控制装置150与发布装置160发送控制命令,以控制预警装置140、交通控制装置150与发布装置160的工作。
第二计算机还包括存储器和日记模块。存储器连接日志模块,且存储器用于存储第二计算机产生的所有数据(例如显示屏显示的行驶信息和车辆信息,以及第二计算机向交通控制装置150、预警装置140与发出装置发送的控制指令)进行分类储存,并通过日志模块生产可调阅的日志。
优选地,预警装置140包括设置在中央分隔带开口处及其附近的第一预警装置141、设置在交叉路口处及其附近的第二预警装置142,以及设置在视距不良路段处及其附近的第三预警装置143。路侧采集装置110、发布装置160与交通控制装置150设置在中央分隔带开口处、交叉路口处与视距不良路段。处理装置130和控制中心170通过路侧采集装置110实时监控中央分隔带开口处、交叉路口处与视距不良路段处的行驶信息。处理装置130确定道路的中央分隔带开口处、交叉路口处与视距不良路段处是否发生异常或将要发生异常。并通过第一预警装置141预警中央分隔带开口处的异常路段的信息、通过第二预警装置142预警交叉路口处的异常路段的信息,以及通过第三预警装置143预警视距不良路段处的异常路段的信息。由此,减少处理装置130的计算量,并且减少中央分隔带开口处、交叉路口处与视距不良路段处的道路驾驶盲区给驾驶人驾驶车辆带来的潜在危险,安全性高,提高了驾驶人在道路上驾驶车辆时主动发现异常和潜在危险的可能性。
本实施方式中,信号采集装置获取行驶信息和车辆信息后。信号采集装置将行驶信息和车辆信息发送至处理装置130和控制中心170。处理装置130对行驶信息处理,以确定异常路段的信息和疏导方案。处理装置130根据异常路段的信息,通过控制预警装置140预警异常路段的信息。处理装置130根据异常路段的信息和疏导方案控制发布装置160工作,以发布异常路段的信息和疏导方案。处理装置130根据疏导方案控制交通控制装置150工作,以控制路网的在异常路段和与异常路段相邻的路段的车流方向,以避免在异常路段出现长时间拥堵或拥堵。交通控制装置150将异常路段的信息和疏导方案发送至控制中心170,控制中心170实时显示行驶信息、车辆信息、异常路段的信息与疏导方案。如果需要,控制中心170还可以直接控制预警装置140、交通控制装置150与发布装置160的工作。本实施方式中,处理装置130通过路侧采集装置110实时监控路网的情况,及时有效的确定异常路段的信息和相应的疏导信息,并控制预警装置140、交通控制装置150与发布装置160协同作用,及时有效的控制路网的交通情况,减少了交通道路出现大量拥堵的现象。
本实施方式的车路协同集成感知控制系统通过对行驶信息和车辆信息的综合感知,可以实现实时监控路网的情况,并根据路网的实时情况疏导车流方向,优化路网资源的利用率、提高道路交通的安全性、缓解交通拥堵现象;同时通过完善的预警装置140,提高了驾驶人在道路上驾驶车辆时发现异常和潜在危险的能力,有效避免异常或危险情况的发生,减少道路驾驶盲区给驾驶车辆的驾驶人带来的潜在危险,安全性高。
本发明还提供了一种车路协同集成感知控制方法。如图2所示,车路协同集成感知控制方法包括:
步骤S101、获取行驶信息,行驶信息包括道路气象信息、道路设施信息以及道路交通信息中的至少一种。
步骤S102、根据行驶信息确定异常路段的信息和疏导方案。
步骤S103、在路侧预警异常路段的信息。
步骤S104、根据疏导方案通过交通控制装置控制异常路段以及和异常路段相邻的路段上的车流,以避免异常路段拥堵。
步骤S105、在路侧和/或车辆上,发布行驶信息。
根据本发明的车路协同集成感知控制方法,实时监控路网的情况,及时有效的确定异常路段的信息和相应的疏导信息,并及时在路侧预警异常路段的信息,以及发布行驶信息,及时有效的控制路网的交通情况,减少了交通道路出现大量拥堵的现象。
优选地,车路协同集成感知控制方法还包括:获取车辆的基本参数、车辆周边信息与车辆的位置信息中的至少一种。
优选地,在获取车辆的基本参数、车辆周边信息与车辆的位置信息中的至少一种之后,车路协同集成感知控制方法还包括:根据基本参数确定车辆的维护和保养信息,并发送至车辆的驾驶员。
优选地,步骤S101包括:获取中央分隔带开口处、交叉路口处与视距不良路段处的行驶信息;步骤S102包括:判定中央分隔带开口处、交叉路口处或视距不良路段处是否发生异常或将要发生异常。
优选地,步骤S102还包括:通过云计算技术确定异常路段的信息以及疏导方案。
除非另有定义,本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的,不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部件”等术语既可以表示单个的零件,也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件,也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式,除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施方式进行了说明,但应当理解的是,上述实施方式只是用于举例和说明的目的,而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是,根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改,这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (15)

1.一种车路协同集成感知控制系统,其特征在于,包括:
路侧采集装置,设置在路侧,所述路侧采集装置用于采集行驶信息,所述行驶信息包括道路气象信息、道路设施信息以及道路交通信息中的至少一种;
处理装置,所述处理装置和所述路侧采集装置电连接,所述处理装置根据所述行驶信息确定异常路段的信息和疏导方案;
预警装置,设置在所述路侧,所述预警装置和所述处理装置电连接,以预警所述异常路段的信息;
交通控制装置,设置在所述路侧,所述交通控制装置和所述处理装置电连接,所述处理装置根据所述疏导方案通过所述交通控制装置控制所述异常路段以及和所述异常路段相邻的路段上的车流,以避免所述异常路段拥堵;
发布装置,设置在所述路侧和/或车辆上,所述发布装置和所述处理装置电连接,以发布所述行驶信息。
2.根据权利要求1所述的车路协同集成感知控制系统,其特征在于,所述车路协同集成感知控制系统还包括设置在所述车辆上的车载采集装置,所述车载采集装置和所述处理装置电连接,所述车载采集装置包括用于获取所述车辆的基本参数的车辆信息采集装置、用于获取所述车辆周边信息的环境信息采集装置,以及用于获取所述车辆的位置信息的位置采集装置中的至少一个。
3.根据权利要求2所述的车路协同集成感知控制系统,其特征在于,所述处理装置根据所述基本参数确定所述车辆的维护和保养信息,并通过所述发布装置发送至所述车辆的驾驶员。
4.根据权利要求1所述的车路协同集成感知控制系统,其特征在于,所述处理装置分别无线连接至所述路侧采集装置、所述预警装置、所述交通控制装置与所述发布装置。
5.根据权利要求1所述的车路协同集成感知控制系统,其特征在于,所述处理装置通过所述路侧采集装置监控中央分隔带开口处、交叉路口处与视距不良路段处的所述行驶信息,以及判定所述中央分隔带开口处、所述交叉路口处或所述视距不良路段处是否发生异常或将要发生异常。
6.根据权利要求1所述的车路协同集成感知控制系统,其特征在于,所述车路协同集成感知控制系统还包括控制中心,所述控制中心和分别电连接所述路侧采集装置、所述处理装置、所述预警装置、所述交通控制装置,以及所述发布装置,以接收所述处理装置和所述路侧采集装置的信号,并控制所述预警装置、所述交通控制装置,以及所述发布装置工作。
7.根据权利要求6所述的车路协同集成感知控制系统,其特征在于,所述控制中心包括用于存储所述行驶信息、所述异常路段的信息以及所述疏导方案的存储器。
8.根据权利要求1所述的车路协同集成感知控制系统,其特征在于,所述处理装置通过云计算技术确定所述异常路段的信息以及所述疏导方案。
9.根据权利要求1所述的车路协同集成感知控制系统,其特征在于,所述路侧采集装置包括地磁车辆检测器、超声波车辆检测器、红外车辆检测器、RFID车辆检测器、信标、视频车辆检测器、气象站、路面状态检测器中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的车路协同集成感知控制系统,其特征在于,所述交通控制装置包括交通信号灯,所述交通控制装置控制所述交通信号灯,以控制所述异常路段以及和所述异常路段相邻的路段上的所述车流。
11.一种车路协同集成感知控制方法,其特征在于,所述方法包括:
获取行驶信息,所述行驶信息包括道路气象信息、道路设施信息以及道路交通信息中的至少一种;
根据所述行驶信息确定异常路段的信息和疏导方案;
在路侧预警所述异常路段的信息;
根据所述疏导方案通过所述交通控制装置控制所述异常路段以及和所述异常路段相邻的路段上的车流,以避免所述异常路段拥堵;
在所述路侧和/或车辆上,发布所述行驶信息。
12.根据权利要求11所述的车路协同集成感知控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取所述车辆的基本参数、所述车辆周边信息与所述车辆的位置信息中的至少一种。
13.根据权利要求12所述的车路协同集成感知控制方法,其特征在于,所述获取所述车辆的基本参数、所述车辆周边信息与所述车辆的位置信息中的至少一种之后,所述方法还包括:
根据所述基本参数确定所述车辆的维护和保养信息,并发送至所述车辆的驾驶员。
14.根据权利要求11所述的车路协同集成感知控制方法,其特征在于,所述获取行驶信息包括:
获取中央分隔带开口处、交叉路口处与视距不良路段处的所述行驶信息;
所述根据所述行驶信息确定异常路段的信息包括:
判定所述中央分隔带开口处、所述交叉路口处或所述视距不良路段处是否发生异常或将要发生异常。
15.根据权利要求11所述的车路协同集成感知控制方法,其特征在于,所述根据所述行驶信息确定异常路段的信息和疏导方案包括:
通过云计算技术确定所述异常路段的信息以及所述疏导方案。
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