CN110337088A - 车辆编队通信系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆编队通信系统及方法，该通信系统包括：头车和至少一辆后车、至少一个路侧单元。所述头车获取车道信息，并将所述车道信息通过无线通信发送至与其距离最小的路侧单元，所述路侧单元将所述车道信息广播至自身无线网络所覆盖范围内的后车和/或其它路侧单元，从而通过至少一个路侧单元的信息中转，使得头车与至少一辆后车在存在干扰、车辆较多等情况下进行有效通信，提高了车辆编队行驶的安全性。

Description

车辆编队通信系统及方法
技术领域
本发明涉及车辆通信技术领域，特别涉及一种车辆编队通信系统及方法。
背景技术
所谓编队行驶，即通过车联网和自动驾驶技术，将两辆及以上的车连接起来，以极小的车距尾随行驶的编队自动行驶状态。排头车作为头车，跟随的车(后车)通过无线网络信号实时根据头车的变化而变化，整个车队就像是通过无线信号连接起来的火车。
目前车辆编队通信，一般通过无线技术，如专用短程(数十米的距离)通信技术(Dedicated Short Range Communications,DSRC)或车车/车路通信(Vehicle toEverything,V2X)等技术，实现车辆之间通信，但是DSRC或V2X通信所处频率较高，抗干扰、穿透性都比较差。当编队车辆较多时，车辆之间通信，都是逐步接力通信，如果两辆车相聚较远，则无法直接进行有效通信，且通信时间变长，影响编队行驶安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆编队通信系统及方法，从而克服现有的车辆编队通信技术可能带来的辆车之间无法进行有效通信而造成安全隐患的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种车辆编队通信系统，包括：头车和至少一辆后车、至少一个路侧单元；其中，
所述头车，用于获取车道信息，并将所述车道信息通过无线通信发送至与其距离最小的路侧单元；
所述路侧单元，用于将所述车道信息广播至自身无线网络所覆盖范围内的后车和/或其它路侧单元。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述通信系统中，所述头车和所述后车上都设有车载单元和整车控制器，所述整车控制器控制车辆行驶状态，所述车载单元与所述整车控制器通过CAN总线连接。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述通信系统中，所述车载单元与所述路侧单元通过无线通信连接；
所述头车上的车载单元，用于获取车道信息，并将所述车道信息发送至与头车距离最小的路侧单元；
所述路侧单元，用于将所述车道信息广播至自身无线网络所覆盖范围内的后车上的车载单元以及其它路侧单元。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述通信系统中，所述车载单元与所述路侧单元通过V2X技术进行通信。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述通信系统中，所述车载单元包括：通信模块和路侧选择模块；其中，
所述路侧选择模块，用于获取其检测到的各路侧单元的位置，计算并选择出其中与所述车载单元距离最小的路侧单元；
所述通信模块，用于在所述路侧选择模块选择出与所述车载单元距离最小的路侧单元之后，与所述距离最小的路侧单元进行无线通信。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述通信系统中，所述车道信息包括：车队状态、车道、速度、加速度、刹车、转向信息。
第二方面，本发明实施例提供了一种车辆编队通信方法，包括：
头车获取车道信息，并将所述车道信息通过无线通信发送至与其距离最小的路侧单元；
所述路侧单元将所述车道信息广播至自身无线网络所覆盖范围内的至少一辆后车和/或其它路侧单元。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述通信方法中，所述头车和后车上设有车载单元和整车控制器，所述整车控制器控制车辆行驶状态，所述车载单元与所述整车控制器通过CAN总线连接。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述通信方法中，所述车载单元与所述路侧单元通过V2X技术进行通信。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述通信方法中，所述车道信息包括：车队状态、车道、速度、加速度、刹车、转向信息。
与现有技术相比，本发明提供的车辆编队通信系统及方法中，该通信系统包括：头车和至少一辆后车、至少一个路侧单元。所述头车获取车道信息，并将所述车道信息通过无线通信发送至与其距离最小的路侧单元，所述路侧单元将所述车道信息广播至自身无线网络所覆盖范围内的后车和/或其它路侧单元，从而通过至少一个路侧单元的信息中转，使得头车与至少一辆后车在存在干扰、车辆较多等情况下进行有效通信，提高了车辆编队行驶的安全性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的车载单元的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的场景示意图；
图3是本发明实施例二提供的场景示意图；
图4是本发明实施例提供的车辆编队通信方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
本发明实施例提供的车辆编队通信系统，包括：头车和至少一辆后车、至少一个路侧单元。
其中，头车，用于获取车道信息，并将车道信息通过无线通信发送至与其距离最小的路侧单元；
路侧单元，用于将车道信息广播至自身无线网络所覆盖范围内的后车和/或其它路侧单元。
具体的，一个车辆编队中，排头车作为头车，跟随的车作为后车，要保持车队的队列有序，后车需要实时根据头车的变化而变化，本实施例中通过路侧单元将头车的变化信息传递到后车，当后车较少或车辆编队较短时时，只需要一个路侧单元进行信息中转，可以理解，此时一个路侧单元的无线网络覆盖范围可以包括整个车队；而当后车数量较多或车辆编队较长时，则需要多个路侧单元进行信息中转，可以理解，此时一个路侧单元的无线网络覆盖范围已不足以覆盖整个车队，需要当前路侧单元相邻的另一个路侧单元将消息进行中转，已使整个车队可以得到至少一个路侧单元的无线网络覆盖。
本实施例中，由于路侧单元所处位置相对较高，头车和后车得以通过路侧单元可靠地进行信息中转，从而避免了障碍物(例如树木、山体)遮挡造成的影响；而当车辆编队较长时，与现有的接力方式相比，本方案可以通过路侧单元的中转，将消息快速、准确、可靠地传送到编队的各个车辆，从而避免因消息滞后带来的安全隐患。
一种可选方式，头车和后车上都设有车载单元和整车控制器，所述整车控制器控制车辆行驶状态，所述车载单元与所述整车控制器通过CAN总线连接。
进一步地，所述车载单元与路侧单元通过无线通信连接，头车上的车载单元，用于获取车道信息，并将车道信息发送至与头车距离最小的路侧单元，路侧单元则用于将所述车道信息广播至自身无线网络所覆盖范围内的后车上的车载单元以及其它路侧单元。
进一步地，如图1所示，所述车载单元包括：通信模块110和路侧选择模块120；其中，
所述路侧选择模块120，用于获取其检测到的各路侧单元的位置，计算并选择出其中与所述车载单元距离最小的路侧单元；
所述通信模块110，用于在所述路侧选择模块120选择出与所述车载单元距离最小的路侧单元之后，与所述距离最小的路侧单元进行无线通信。
一种可选方式，所述车道信息可以包括：车队状态、车道、速度、加速度、刹车、转向信息。
具体的，车辆编队中每辆车里都设有一个车载单元(On board Unit，OBU)，编队车辆通过OBU，使用V2X(Vehicle to Everything，即车对外界的信息交换)进行编队通信，路侧单元(Road Side Unit，RSU)同样支持V2X通信。路侧选择模块120可以通过接收到的信号强度来判断各路侧单元的位置，也可以通过路侧单元发送的信号中得到路侧单元的位置，从而确定距离最小的路侧单元。
下面以两个具体的实施例对本发明提供的上述车辆编队通信系统进行详细说明。
实施例一
本实施例中，如图2所示，车辆1、2、3、4、5、6、7、8组成编队行驶，路侧有茂密的树木或其它障碍物遮挡，车1为头车，其余为后车。现有技术中的编队车辆通信，是1车发给2车，2车再发给3车，以此类推。当1车想直接发送消息给8车时，由于距离或者干扰的影响，一般情况下是无法完成的，只能通过上述接力方式通信，如图中虚线201所示。本实施例中，路侧装有V2X的RSU，如图2中A和B所示，RSU A的覆盖范围是车辆1、2、3、4，RSU B的覆盖范围是车辆5、6、7、8。
本发明提供的车辆编队通信系统可以采用以下步骤流程：
步骤S201、车1获取车道信息，例如车队状态、车道、速度、加速度、刹车、转向等信息，并将该车道信息通过OBU，使用V2X无线通信发送至与其距离最小的RSU A。
当车1想和车4通信时，上述系统进行以下步骤S202。
步骤S202、RSU A将上述车道信息广播至其自身无线网络所覆盖范围内的车4，相反方向，车4也可以将相关信息发送到车1。
当车1想和车8通信时，上述系统进行以下步骤S203。
步骤S203、RSU A将上述车道信息广播至其自身无线网络所覆盖范围内的RSU B，RSU B再将车道信息广播至其自身无线网络所覆盖范围内的车8，相反方向，车8也可以将相关信息发送到车1。
本实施例中，路侧装有RSU A和B，头车通过RSU A和B实现中继，可同各后车进行有效通信，避免了大树或其它障碍物的影响，提高了编队车辆行驶的安全性。
实施例二
本实施例中，如图3所示，编队车辆1、2、3行驶在弯道，车1为头车，其余为后车，路侧有大树或其它障碍物，现有技术中，如果此时车1想和车2或者车3通信，此时由于大树或其它障碍物的影响，已经无法正常通信。本实施例中，路侧装有V2X的RSU，如图3中C所示，RSU C的无线网络可以覆盖车辆1、2、3
本发明提供的车辆编队通信系统可以采用以下步骤流程：
步骤S301、车1获取车道信息，例如车队状态、车道、速度、加速度、刹车、转向等信息，并将该车道信息通过OBU，使用V2X无线通信发送至与其距离最小的RSU C。
步骤S302、RSU C将上述车道信息广播至其自身无线网络所覆盖范围内的车2或者车3，相反方向，车2或者车3也可以将相关信息发送到车1。
本实施例中，路侧装有RSU C，车1通过RSU C实现中继，可同车2或者车3进行有效通信，避免了大树或其它障碍物的影响，提高了编队车辆行驶的安全性。
如图4所示，本发明实施例还提供了一种车辆编队通信方法，包括以下步骤：
步骤S401、头车获取车道信息，并将所述车道信息通过无线通信发送至与其距离最小的路侧单元；
步骤S402、所述路侧单元将所述车道信息广播至自身无线网络所覆盖范围内的至少一辆后车和/或其它路侧单元。
进一步的，所述头车和后车上设有车载单元和整车控制器，所述整车控制器控制车辆行驶状态，所述车载单元与所述整车控制器通过CAN总线连接。
进一步的，所述车载单元与所述路侧单元通过V2X技术进行通信。
进一步的，所述车道信息包括：车队状态、车道、速度、加速度、刹车、转向信息。
以上系统一侧执行的实施例中的相关阐述均适用于本方法实施例，此处不再赘述。
本实施例中，由于路侧单元所处位置相对较高，头车和后车得以通过路侧单元可靠地进行信息中转，从而避免了障碍物(例如树木、山体)遮挡造成的影响；而当车辆编队较长时，与现有的接力方式相比，本方案可以通过路侧单元的中转，将消息快速、准确、可靠地传送到编队的各个车辆，从而避免因消息滞后带来的安全隐患。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种车辆编队通信系统，其特征在于，包括：头车和至少一辆后车、至少一个路侧单元；其中，
所述头车，用于获取车道信息，并将所述车道信息通过无线通信发送至与其距离最小的路侧单元；
所述路侧单元，用于将所述车道信息广播至自身无线网络所覆盖范围内的后车和/或其它路侧单元。
2.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述头车和所述后车上都设有车载单元和整车控制器，所述整车控制器控制车辆行驶状态，所述车载单元与所述整车控制器通过CAN总线连接。
3.根据权利要求2所述的通信系统，其特征在于，所述车载单元与所述路侧单元通过无线通信连接；
所述头车上的车载单元，用于获取车道信息，并将所述车道信息发送至与头车距离最小的路侧单元；
所述路侧单元，用于将所述车道信息广播至自身无线网络所覆盖范围内的后车上的车载单元以及其它路侧单元。
4.根据权利要求3所述的通信系统，其特征在于，所述车载单元与所述路侧单元通过V2X技术进行通信。
5.根据权利要求4所述的通信系统，其特征在于，所述车载单元包括：通信模块和路侧选择模块；其中，
所述路侧选择模块，用于获取其检测到的各路侧单元的位置，计算并选择出其中与所述车载单元距离最小的路侧单元；
所述通信模块，用于在所述路侧选择模块选择出与所述车载单元距离最小的路侧单元之后，与所述距离最小的路侧单元进行无线通信。
6.根据权利要求1-5任一项所述的通信系统，其特征在于，所述车道信息包括：车队状态、车道、速度、加速度、刹车、转向信息。
7.一种车辆编队通信方法，其特征在于，包括：
头车获取车道信息，并将所述车道信息通过无线通信发送至与其距离最小的路侧单元；
所述路侧单元将所述车道信息广播至自身无线网络所覆盖范围内的至少一辆后车和/或其它路侧单元。
8.根据权利要求7所述的通信方法，其特征在于，所述头车和后车上设有车载单元和整车控制器，所述整车控制器控制车辆行驶状态，所述车载单元与所述整车控制器通过CAN总线连接。
9.根据权利要求8所述的通信方法，其特征在于，所述车载单元与所述路侧单元通过V2X技术进行通信。
10.根据权利要求7-9任一项所述的通信方法，其特征在于，所述车道信息包括：车队状态、车道、速度、加速度、刹车、转向信息。
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