CN110830956A - 一种基于v2x的车辆外部环境探测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于V2X的车辆外部环境探测系统及方法。本发明涉及的一种基于V2X的车辆外部环境探测系统，其特征在于，包括：V2X车载单元、中控单元；所述V2X车载单元，用于接收车辆的外部环境信息及车身状态信息；所述中控单元，与所述V2X车载单元通信连接，用于显示V2X车载单元接收到的车辆的外部环境信息及车身状态信息。本发明不依赖于自然环境状态，并实现更丰富的应用场景。

Description

一种基于V2X的车辆外部环境探测系统及方法
技术领域
本发明涉及车辆通信技术领域，尤其涉及一种基于V2X的车辆外部环境探测系统及方法。
背景技术
随着社会的进步，汽车成为了人们出行必不可少的交通工具，车辆堵塞、交通事故等问题也日益显现。汽车数量的快速增长造成了公共交通效率低下、交通事故频发。因此，需要一种智能交通来环节交通压力，合理调配公共交通资源和道路资源。
现有技术中采用的是基于机器传感技术和控制技术来监测道路、行人及交通事故等道路环境状况。虽然其目前的监测方法可以监测到环境状况，但是车辆实现外部环境状况的探测与感知，都是利用车辆自带的摄像头，雷达和GPS等车载设备，结合车载系统进行计算和融合并展示在显示屏上。这种实现方案最大的问题是依赖于车辆配置的外部设备，并且受外界环境干扰非常大，不能实现稳定可靠的数据输出。
如公开号为CN108437983A的专利公开了一种基于预测安全的智能车辆避障系统，包括车载控制模块，可行驶区域预测模块，转向角控制模块，速度控制模块，车载GPS模块，车载测速模块，车道线识别模块，障碍车辆尾灯识别模块，雷达模块；可行驶区域预测模块接收道路信息、障碍车辆尾灯信息、障碍车辆的速度信息、障碍车辆行驶方向信息和障碍车辆位置信息，并通过上述信息预测出障碍车辆行驶意图，与道路信息相结合，计算得到一段时间的动态可行驶区域，并将所述一段时间的动态可行驶区域发送给车载控制模块；车载控制模块计算出在动态可行驶区域内行驶的转向角控制量和速度控制量，发送给转向角执行模块和速度控制模块。其采用的依然是雷达、车载测速等车载装置，会受外界环境干扰非常大，不能实现稳定可靠的数据输出。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种基于V2X的车辆外部环境探测系统及方法，不依赖于自然环境状态，并实现更丰富的应用场景。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于V2X的车辆外部环境探测系统，包括：V2X车载单元、中控单元；
所述V2X车载单元，用于接收车辆的外部环境信息及车身状态信息；
所述中控单元，与所述V2X车载单元通信连接，用于显示V2X车载单元接收到的车辆的外部环境信息及车身状态信息。
进一步的，还包括导航单元，用于获取当前车辆的位置信息及当前车辆所处的道路信息；所述导航单元与所述V2X车载单元通信连接，所述V2X车载单元接收到的车辆外部环境信息与所述导航单元获取到的当前车辆的位置信息及当前车辆所处的道路信息结合生成实时道路信息。
进一步的，所述中控单元还用于显示所述生成的实时道路信息。
进一步的，所述V2X车载单元接收到的车辆外部环境信息与所述中控单元通过Socket通信；所述V2X车载单元接收到的车身状态信息与所述中控单元通过CAN总线通信。
进一步的，所述V2X车载单元中车辆的外部环境信息包括道路环境信息以及其他车辆状态信息。
相应的，还提供一种基于V2X的车辆外部环境探测方法，包括步骤：
S1.实时接收V2X车载单元探测的车辆外部环境信息及车身状态信息；
S2.将所述接收到的车辆外部环境信息及车身状态信息通过中控单元显示。
进一步的，所述步骤S2之前还包括步骤：
接收导航单元获取的当前车辆的位置信息及当前车辆所处的道路信息；
将所述探测到的车辆外部环境信息与所述获取的当前车辆的位置信息及当前车辆所处的道路信息结合生成实时道路信息。
进一步的，所述步骤S2还包括显示所述生成的实时道路信息。
进一步的，所述V2X车载单元探测到的车辆外部环境信息与所述中控单元通过Socket通信；所述V2X车载单元探测到的车身状态信息与所述中控单元通过CAN总线通信。
进一步的，所述步骤S1中车辆的外部环境信息包括道路环境信息以及其他车辆状态信息。
与现有技术相比，本发明比传统的方案有更高的准确度，不依赖于自然环境状态，并实现更丰富的应用场景。
附图说明
图1是实施例一提供的一种基于V2X的车辆外部环境探测系统结构图；
图2是实施例二、四提供的V2X车载单元接收到的外部环境信息通过导航的模式显示在中控屏幕中的示意图；
图3是实施例三提供的一种基于V2X的车辆外部环境探测方法流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种基于V2X的车辆外部环境探测系统及方法。
实施例一
一种基于V2X的车辆外部环境探测系统，如图1所示，包括：V2X车载单元11、中控单元12；
所述V2X车载单元11，用于接收车辆的外部环境信息及车身状态信息；
所述中控单元12，与所述V2X车载单元11通信连接，用于显示V2X车载单元接收到的车辆的外部环境信息及车身状态信息。
V2X车载单元接收到的车辆外部环境信息与中控单元通过Socket通信；V2X车载单元接收到的车身状态信息与中控单元通过CAN总线通信。
其中，V2X（vehicle to everything）即车对外界的信息交换。V2X通信是车联网中实现环境感知、信息交互与协同控制的重要关键技术。其采用各种通信技术实现车与车(Vehicle-To-Vehicle，简称V2V)、车与路(Vehicle-To-Infrastructure，简称V2I)和车与人(Vehicle-To-Person，简称V2P)互连互通，并在信息网络平台上对信息进行提取、共享等有效利用，对车辆进行有效的管控和提供综合服务。从而获得实时路况、道路信息、行人信息等一系列交通信息，从而提高驾驶安全性、减少拥堵、提高交通效率、提供车载娱乐信息等。
CAN是控制器局域网络，属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，CAN总线用来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。CAN总线是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点的一种已形成国际标准的现场总线。
Socket是指网络上的两个程序进行通信时，各自通信连接中的一个端点。通信时，其中的一个网络应用程序将要传输的一段信息写入它所在主机的Socket中，该Socket通过网络接口卡的传输介质将这段信息发送给另一台主机的Socket中，使这段信息能传送到其他程序中。socket本质是编程接口(API)，对TCP/IP的封装，TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口，这就是Socket编程接口;HTTP是轿车，提供了封装或者显示数据的具体形式;Socket是发动机，提供了网络通信的能力。
在本实施例中，V2X车载单元接收车辆的外部环境信息。其中，车辆的外部环境包括车辆所处的道路环境信息、车辆道路的周围环境、其他车辆状态信息、行人。本实施例检测到的外部环境信息的范围为V2X可检测的最大范围。
V2X车载单元将接收车辆的外部环境信息通过Socket传输至中控单元，中控单元在其显示屏上显示接收到的外部环境。其中，中控单元的显示可以为在驾驶室内的中控显示屏上显示。
本实施例检测的其他车辆信息具体为：
通过V2X中的V2V实现车辆与车辆相连：V2V通信技术是一种不受限于固定式基站的通信技术，为移动中的车辆提供直接的端到端的无线通信。即通过V2V通信技术，车辆终端彼此可以直接交换无线信息，无需通过基站转发。利用它可以监测街上行驶的其他车辆的速度、位置等对其他驾驶员无法开放的“隐藏”数据，同时能够自动预测出在该车行车道路前方是否会发生可能的碰撞。
本实施例检测的道路环境信息、车辆道路的周围环境具体为：
通过V2X中的V2I实现车辆与基础设施相连接：I在此包含了交通信号灯、公交站、电线杆、大楼、立交桥、隧道、路障等交通设施设备。V2I通信功能采用车载智能交通运输系统的760MHz频段，可以在不影响车载传感器的情况下实现基础设施与车辆之间相互通信功能。
本实施例检测的行人具体为：
通过V2X中的V2P实现车辆与行人相连：比如通过行人使用的终端，如手机、平板、可穿戴设备等可以实现人与车辆的互联。
在本实施例中，在本实施例中，V2X车载单元不仅接收车辆的外部环境信息，还接收车身状态信息。其中，接收车身状态信息包括车辆的速度、灯的状态等等。
V2X车载单元将接收车辆的汽车本身的状态信息通过CAN总线传输至中控单元，中控单元在其显示屏上显示接收到的车身状态信息。其中，中控单元的显示可以是在仪表盘上显示。
本实施例不仅可以检测到车辆外部的环境信息，还可检测到车辆本身的状态信息，并将检测到的信息及时显示到中控显示屏上或仪表盘上；本实施例采用的V2X不受外部环境的影响，如天气状况：沙尘天气或者大雨、大雾下，V2X依然可以保持正常的工作。
实施例二
本实施例提供的一种基于V2X的车辆外部环境探测系统与实施例一的不同之处在于：
本实施例还包括导航单元，用于获取当前车辆的位置信息及当前车辆所处的道路信息；所述导航单元与所述V2X车载单元通信连接，所述V2X车载单元接收到的车辆外部环境信息与所述导航单元获取到的当前车辆的位置信息及当前车辆所处的道路信息结合生成实时道路信息。
导航是引导某一设备，从指定航线的一点运动到另一点的方法。
在本实施例中，导航单元可以为百度地图、高德地图等。导航单元包括一SDK接口，用于与V2X车载单元连接。
在本实施例中，将生成的实时道路信息在中控单元中显示。如图2所示为将V2X车载单元接收到的应用场景（即外部环境信息）通过导航的模式显示在中控屏幕中，实现V2X车载单元与中控单元的交互。
V2X车载单元接收到的应用场景包括交通信号违规警告、弯道速度警告、左转辅助、主路车辆过多、车距过小车辆(从辅路)驶入警告、接近紧急车辆警告、行人过街警告、闯红灯警告、减速带警告、前行撞车警告、变道辅助/盲点警告、交叉口行驶辅助等。
本实施例将V2X与导航结合，使用户不仅可以得知行驶的路线，还可以及时了解到当前行驶路线的场景，提高了用户的行驶舒适度和安全性。
实施例三
一种基于V2X的车辆外部环境探测方法，如图3所示，包括步骤：
S11.实时接收V2X车载单元探测的车辆外部环境信息及车身状态信息；
S12.将所述接收到的车辆外部环境信息及车身状态信息通过中控单元显示。
在本实施例中，V2X车载单元与中控单元通信连接。
V2X车载单探测到的车辆外部环境信息与中控单元通过Socket通信；V2X车载单元探测到的车身状态信息与中控单元通过CAN总线通信。
其中，V2X（vehicle to everything）即车对外界的信息交换。V2X通信是车联网中实现环境感知、信息交互与协同控制的重要关键技术。其采用各种通信技术实现车与车(Vehicle-To-Vehicle，简称V2V)、车与路(Vehicle-To-Infrastructure，简称V2I)和车与人(Vehicle-To-Person，简称V2P)互连互通，并在信息网络平台上对信息进行提取、共享等有效利用，对车辆进行有效的管控和提供综合服务。从而获得实时路况、道路信息、行人信息等一系列交通信息，从而提高驾驶安全性、减少拥堵、提高交通效率、提供车载娱乐信息等。
CAN是控制器局域网络，属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，CAN总线用来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。CAN总线是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点的一种已形成国际标准的现场总线。
Socket是指网络上的两个程序进行通信时，各自通信连接中的一个端点。通信时，其中的一个网络应用程序将要传输的一段信息写入它所在主机的Socket中，该Socket通过网络接口卡的传输介质将这段信息发送给另一台主机的Socket中，使这段信息能传送到其他程序中。socket本质是编程接口(API)，对TCP/IP的封装，TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口，这就是Socket编程接口;HTTP是轿车，提供了封装或者显示数据的具体形式;Socket是发动机，提供了网络通信的能力。
在本实施例中，V2X车载单元探测车辆的外部环境信息。其中，车辆的外部环境包括车辆所处的道路环境信息、车辆道路的周围环境、其他车辆状态信息、行人。本实施例检测到的外部环境信息的范围为V2X可探测的最大范围。
V2X车载单元将探测车辆的外部环境信息通过Socket传输至中控单元，中控单元在其显示屏上显示接收到的外部环境。其中，中控单元的显示可以为在驾驶室内的中控显示屏上显示。
本实施例检测的其他车辆信息具体为：
通过V2X中的V2V实现车辆与车辆相连：V2V通信技术是一种不受限于固定式基站的通信技术，为移动中的车辆提供直接的端到端的无线通信。即通过V2V通信技术，车辆终端彼此可以直接交换无线信息，无需通过基站转发。利用它可以监测街上行驶的其他车辆的速度、位置等对其他驾驶员无法开放的“隐藏”数据，同时能够自动预测出在该车行车道路前方是否会发生可能的碰撞。
本实施例检测的道路环境信息、车辆道路的周围环境具体为：
通过V2X中的V2I实现车辆与基础设施相连接：I在此包含了交通信号灯、公交站、电线杆、大楼、立交桥、隧道、路障等交通设施设备。V2I通信功能采用车载智能交通运输系统的760MHz频段，可以在不影响车载传感器的情况下实现基础设施与车辆之间相互通信功能。
本实施例检测的行人具体为：
通过V2X中的V2P实现车辆与行人相连：比如通过行人使用的终端，如手机、平板、可穿戴设备等可以实现人与车辆的互联。
在本实施例中，在本实施例中，V2X车载单元不仅探测车辆的外部环境信息，还探测车身状态信息。其中，车身状态信息包括车辆的速度、灯的状态等等。
V2X车载单元将探测车辆的汽车本身的状态信息通过CAN总线传输至中控单元，中控单元在其显示屏上显示探测到的车身状态信息。其中，中控单元的显示可以是在仪表盘上显示。
本实施例不仅可以探测到车辆外部的环境信息，还可探测到车辆本身的状态信息，并将探测到的信息及时显示到中控显示屏上或仪表盘上；本实施例采用的V2X不受外部环境的影响，如天气状况：沙尘天气或者大雨、大雾下，V2X依然可以保持正常的工作。
实施例四
本实施例提供的一种基于V2X的车辆外部环境探测方法与实施例三的不同之处在于：
S11.实时接收V2X车载单元探测的车辆外部环境信息及车身状态信息；
S12.将所述接收到的车辆外部环境信息及车身状态信息通过中控单元显示。
在步骤S12之前还包括步骤：
接收导航单元获取的当前车辆的位置信息及当前车辆所处的道路信息；
将所述探测到的车辆外部环境信息与所述获取的当前车辆的位置信息及当前车辆所处的道路信息结合生成实时道路信息。
导航是引导某一设备，从指定航线的一点运动到另一点的方法。
在本实施例中，导航单元可以为百度地图、高德地图等。导航单元包括一SDK接口，用于与V2X车载单元连接。
在本实施例中，步骤S12还包括：显示所述生成的实时道路信息。
显示实时道路信息是在中控单元中显示的。如图2所示为将V2X车载单元接收到的应用场景（即外部环境信息）通过导航的模式显示在中控屏幕中，实现V2X车载单元与中控单元的交互。
V2X车载单元接收到的应用场景包括交通信号违规警告、弯道速度警告、左转辅助、主路车辆过多、车距过小车辆(从辅路)驶入警告、接近紧急车辆警告、行人过街警告、闯红灯警告、减速带警告、前行撞车警告、变道辅助/盲点警告、交叉口行驶辅助等。
本实施例将V2X与导航结合，使用户不仅可以得知行驶的路线，还可以及时了解到当前行驶路线的场景，提高了用户的行驶舒适度和安全性。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例， 而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种基于V2X的车辆外部环境探测系统，其特征在于，包括：V2X车载单元、中控单元；
所述V2X车载单元，用于接收车辆的外部环境信息及车身状态信息；
所述中控单元，与所述V2X车载单元通信连接，用于显示V2X车载单元接收到的车辆的外部环境信息及车身状态信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于V2X的车辆外部环境探测系统，其特征在于，还包括导航单元，用于获取当前车辆的位置信息及当前车辆所处的道路信息；所述导航单元与所述V2X车载单元通信连接，所述V2X车载单元接收到的车辆外部环境信息与所述导航单元获取到的当前车辆的位置信息及当前车辆所处的道路信息结合生成实时道路信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于V2X的车辆外部环境探测系统，其特征在于，所述中控单元还用于显示所述生成的实时道路信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于V2X的车辆外部环境探测系统，其特征在于，所述V2X车载单元接收到的车辆外部环境信息与所述中控单元通过Socket通信；所述V2X车载单元接收到的车身状态信息与所述中控单元通过CAN总线通信。
5.根据权利要求4所述的一种基于V2X的车辆外部环境探测系统，其特征在于，所述V2X车载单元中车辆的外部环境信息包括道路环境信息以及其他车辆状态信息。
6.一种基于V2X的车辆外部环境探测方法，其特征在于，包括步骤：
S1.实时接收V2X车载单元探测的车辆外部环境信息及车身状态信息；
S2.将所述接收到的车辆外部环境信息及车身状态信息通过中控单元显示。
7.根据权利要求6所述的一种基于V2X的车辆外部环境探测方法，其特征在于，所述步骤S2之前还包括步骤：
接收导航单元获取的当前车辆的位置信息及当前车辆所处的道路信息；
将所述探测到的车辆外部环境信息与所述获取的当前车辆的位置信息及当前车辆所处的道路信息结合生成实时道路信息。
8.根据权利要求7所述的一种基于V2X的车辆外部环境探测方法，其特征在于，所述步骤S2还包括显示所述生成的实时道路信息。
9.根据权利要求6所述的一种基于V2X的车辆外部环境探测方法，其特征在于，所述V2X车载单元探测到的车辆外部环境信息与所述中控单元通过Socket通信；所述V2X车载单元探测到的车身状态信息与所述中控单元通过CAN总线通信。
10.根据权利要求9所述的一种基于V2X的车辆外部环境探测方法，其特征在于，所述步骤S1中车辆的外部环境信息包括道路环境信息以及其他车辆状态信息。
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