CN110930699A - 一种控制车辆安全通过路口的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及交通安全技术领域，公开了一种控制车辆安全通过路口的方法及其系统。通过本发明创造，提供了一种基于物联网技术和自动驾驶技术控制车辆安全通过红绿灯路口的新车路协同方法及系统，即在感知车辆进入路口控制路段后，通过云端决策层与车辆的信息交互，先将车辆的驾驶控制权临时转移给云端决策层，然后由云端决策层根据实时上传的车身动态数据/和驾驶操作指令，向车辆反馈用于确保行驶安全的驾驶遥控指令，实现云端控制车辆安全通过路口的目的，进而可以避免在红绿灯路口出现超速行驶甚至闯红灯的现象，大大降低路口车祸事故发生的概率，利于保障人民的生命财产安全，便于实际应用和推广。

Description

一种控制车辆安全通过路口的方法及系统

技术领域

本发明属于交通安全技术领域，具体涉及一种控制车辆安全通过路口的方法及其系统。

背景技术

红绿灯路口是机动车发生车祸最多的地方，多数是因为驾驶员不能准确判断机动车能否在绿灯剩余时间内通过路口，往往好多司机在刚到路口时，发现变成了红灯，但是此时车速很高无法及时刹车，从而造成与过马路的行人或另一侧的车辆相撞，引发不可避免的生命财产损失。

自动驾驶技术是指通过计算机系统实现对车辆进行无人驾驶的技术，可使自动驾驶车辆能够作为出租车或公共交通工具使用，当乘客在使用自动驾驶车辆时，只需要输入目的地，自动驾驶车辆即可基于当前位置和目的地生成行驶路线，并按照生成的行驶路线行驶。但是在行驶过程中，为了确保行驶安全，需要依赖于高精度的激光测距技术、雷达扫描技术、卫星定位技术以及红外成像技术等，但是目前的这些技术限制了自动驾驶安全性的提高，存在行驶误判的可能。

车路协同技术是指采用先进的无线通信和新一代互联网等技术，全方位实施车车、车路动态实时信息交互，并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理，充分实现人车路的有效协同，保证交通安全，提高通行效率，从而形成安全、高效和环保的道路交通系统。由此有必要针对红绿灯路口易发生交通事故的问题，提供一种能够有效降低事故发生概率的新车路协同方法及系统。

发明内容

为了解决当前红绿灯路口易发生交通事故的问题，本发明目的在于提供一种能够有效降低事故发生概率的且控制车辆安全通过路口的方法及其系统。

本发明所采用的技术方案为：

一种控制车辆安全通过路口的方法，包括如下步骤：

S101.路口感知层在发现有车辆进入路口控制路段时，获取该车辆的车辆基本信息，并将所述车辆基本信息传送至云端决策层，其中，所述车辆基本信息包括车辆唯一标识；

S102.云端决策层在收到所述车辆基本信息后，将对应的车辆作为目标车辆，先以所述车辆唯一标识为数据库主键，创建目标车辆的动态数据台帐，然后向目标车辆的数据感知层和驾驶执行层分别发送遥控启动指令，启动遥控；

S103.在目标车辆侧，数据感知层在收到所述遥控启动指令后，将实时采集的车身动态数据传送至云端决策层，而驾驶执行层在收到所述遥控启动指令后，停止执行来自驾驶交互层的驾驶操作指令，其中，所述车身动态数据包括车速和定位位置；

S104.云端决策层在收到所述车身动态数据后，先将所述车身动态数据记录在目标车辆的动态数据台帐中，然后根据所述车身动态数据判断目标车辆是否已驶过路口停止线，若判定未驶过路口停止线，则执行步骤S105，否则结束遥控；

S105.云端决策层根据来自路口交通灯的当前指示信息和所述车身动态数据生成用于控制目标车辆安全通过路口的驾驶遥控指令，然后将所述驾驶遥控指令记录在目标车辆的动态数据台帐中，以及将所述驾驶遥控指令反馈给目标车辆的驾驶执行层，其中，所述当前指示信息包括当前指示颜色和当前指示剩余维持时间；

S106.在目标车辆侧，驾驶执行层在收到所述驾驶遥控指令后，执行该驾驶遥控指令，而数据感知层继续将实时采集的车身动态数据传送至云端决策层，然后返回执行步骤S104～S106。

优化的，在所述步骤S101中，所述路口感知层为RFID阅读器，所述RFID阅读器布置在所述路口控制路段的边界位置，并通过对目标车辆进行的VIN码识别方式，获取所述车辆基本信息，其中，所述车辆基本信息还包括有目标车辆的车架号和/或车辆品牌型号。

优化的，在所述步骤S103及所述步骤S106中，数据感知层周期性地实时采集和传送所述车身动态数据，其中，采集周期不超过1秒。

优化的，所述车身动态数据还包括轮速、车身加速度、前后红外成像信息、前后激光测距信息、环绕雷达监测信息、制动踏板转角信息和/或车辆运动趋势信息，其中，所述车辆运动趋势信息为内燃机车辆的节气开门度或电动机车的电机实时功率/电机转速。

优化的，在所述步骤S105中，若当前指示颜色为绿色，则云端决策层根据如下情况(A1)～(A3)中的任意一种生成对应的驾驶遥控指令：

(A1)若根据所述车身动态数据发现当前车速超过路段限制车速，则生成用于控制目标车辆减速的驾驶遥控指令；

(A2)若根据所述车身动态数据发现当前车速未超过路段限制车速且预估目标车辆在当前指示剩余维持时间内无法驶过路口停止线，则也生成用于控制目标车辆减速的驾驶遥控指令；

(A3)若根据所述车身动态数据发现当前车速未超过路段限制车速且预估目标车辆在当前指示剩余维持时间内能够驶过路口停止线，则生成用于控制目标车辆均速的驾驶遥控指令。

进一步优化的，在所述情况(A2)或(A3)中，若云端决策层还收到来自驾驶交互层的且实时传来的驾驶操作指令，并根据该驾驶操作指令判定驾驶员有冲线意图，则进一步根据所述车身动态数据预估目标车辆在适当加速后是否能够在当前指示剩余维持时间内驶过路口停止线，若能够驶过路口停止线，则生成用于控制目标车辆适当加速的驾驶遥控指令，否则生成用于控制目标车辆减速的驾驶遥控指令。

优化的，在所述步骤S105中，若当前指示颜色为红色，则云端决策层根据如下情况(B1)～(B3)中的任意一种生成对应的驾驶遥控指令：

(B1)若根据所述车身动态数据发现当前车速超过路段限制车速，则生成用于控制目标车辆减速的驾驶遥控指令；

(B2)若根据所述车身动态数据发现当前车速未超过路段限制车速且预估目标车辆在当前指示剩余维持时间内无法驶过路口停止线，则生成用于控制目标车辆匀速的驾驶遥控指令；

(B3)若根据所述车身动态数据发现当前车速未超过路段限制车速且预估目标车辆在当前指示剩余维持时间内能够驶过路口停止线，则生成用于控制目标车辆减速的驾驶遥控指令。

优化的，在所述步骤S105中，云端决策层还根据如下情况(C1)生成对应的驾驶遥控指令：

(C1)若云端决策层还收到来自驾驶交互层的且实时传来的驾驶操作指令，并根据该驾驶操作指令判定驾驶员有减速意图，则生成用于控制目标车辆减速的驾驶遥控指令。

优化的，在所述步骤S104中，按照如下步骤结束遥控：

S401.云端决策层向目标车辆的数据感知层和驾驶执行层分别发送遥控结束指令；

S402.在目标车辆侧，数据感知层在收到所述遥控结束指令后，停止将实时采集的车身动态数据传送至云端决策层，而驾驶执行层在收到所述遥控结束指令后，继续执行来自驾驶交互层的驾驶操作指令。

本发明所采用的另一种技术方案为：

一种实现如前所述控制车辆安全通过路口的方法的系统，包括路口感知层、云端决策层、路口交通灯以及安装在车辆上的数据感知层、驾驶执行层和驾驶交互层；

所述路口感知层，用于在发现有车辆进入路口控制路段时，获取该车辆的车辆基本信息，并将所述车辆基本信息传送至所述云端决策层，其中，所述车辆基本信息包括车辆唯一标识；

所述云端决策层，一方面用于在收到所述车辆基本信息后，将对应的车辆作为目标车辆，先以所述车辆唯一标识为数据库主键，创建目标车辆的动态数据台帐，然后向目标车辆的数据感知层和驾驶执行层分别发送遥控启动指令，启动遥控，另一方面用于在收到来自所述数据感知层的车身动态数据后，先将所述车身动态数据记录在目标车辆的动态数据台帐中，然后根据所述车身动态数据判断目标车辆是否已驶过路口停止线，若判定未驶过路口停止线，则根据来自所述路口交通灯的当前指示信息和所述车身动态数据生成用于控制目标车辆安全通过路口的驾驶遥控指令，最后将所述驾驶遥控指令记录在目标车辆的动态数据台帐中，以及将所述驾驶遥控指令反馈给目标车辆的驾驶执行层，否则结束遥控，其中，所述车身动态数据包括车速和定位位置，所述当前指示信息包括当前指示颜色和当前指示剩余维持时间；

所述路口交通灯，用于将所述当前指示信息实时传送至所述云端决策层；

所述数据感知层，用于在收到所述遥控启动指令后，将实时采集的所述车身动态数据传送至所述云端决策层；

所述驾驶执行层，用于在收到所述遥控启动指令后，停止执行来自所述驾驶交互层的驾驶操作指令，并执行来自所述云端决策层的驾驶遥控指令；

所述驾驶交互层，用于在驾驶员操作下生成所述驾驶操作指令。

本发明的有益效果为：

(1)本发明创造提供了一种基于物联网技术和自动驾驶技术控制车辆安全通过红绿灯路口的新车路协同方法及系统，即在感知车辆进入路口控制路段后，通过云端决策层与车辆的信息交互，先将车辆的驾驶控制权临时转移给云端决策层，然后由云端决策层根据实时上传的车身动态数据/和驾驶操作指令，向车辆反馈用于确保行驶安全的驾驶遥控指令，实现云端控制车辆安全通过路口的目的，进而可以避免在红绿灯路口出现超速行驶甚至闯红灯的现象，大大降低路口车祸事故发生的概率，利于保障人民的生命财产安全，便于实际应用和推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的控制车辆安全通过红绿灯路口的示例图。

图2是本发明提供的控制车辆安全通过路口的方法流程示意图。

图3是本发明提供的控制车辆安全通过路口的系统结构示意图。

上述附图中：1-RFID阅读器；2-路口控制路段；3-路口交通灯；4-云端服务器；5-车辆；6-路口停止线。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。

应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元，但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。

应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

应当理解，在本文中若将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。相対地，在本文中若将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时，表示不存在中间单元。另外，应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词(例如，“在……之间”对“直接在……之间”,“相邻”对“直接相邻”等等)。

应当理解，本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并不意在限制本发明的示例实施例。若本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解，若术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”在本文中被使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

应当理解，还应当注意到在一些备选实施例中，所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如,取决于所涉及的功能/动作,实际上可以实质上并发地执行,或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。

应当理解，在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而,本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实例中，可以不以不必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。

实施例一

如图1～2所示，本实施例提供的所述控制车辆安全通过路口的方法，可以但不限于包括如下步骤S101～S106。

S101.路口感知层在发现有车辆进入路口控制路段时，获取该车辆的车辆基本信息，并将所述车辆基本信息传送至云端决策层，其中，所述车辆基本信息包括车辆唯一标识。

在所述步骤S101中，所述路口感知层可具体为RFID阅读器，所述RFID阅读器布置在所述路口控制路段的边界位置，并通过对目标车辆进行的VIN码识别方式，获取所述车辆基本信息，其中，所述车辆基本信息还可以但不限于包括有目标车辆的车架号和/或车辆品牌型号等基本信息。所述RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)阅读器为基于射频识别技术的现有产品，可以通过现有的VIN(Vehicle Identification Number，车辆识别码，是由17位字符组成，所以俗称十七位码，它包含了车辆的生产厂家、年代、车型、车身型式及代码、发动机代码及组装地点等信息)码识别方式，获取目标车辆的基本信息。所述路口控制路段为红绿灯路口的其中一个支路车道，如图1所示，对于呈十字形的红绿灯路口而言，可具有4个路口控制路段，每个路口控制路段的长度可优选介于50～150米之间(在图1中，举例为100米)。所述云端决策层为控制车辆安全通过路口的核心，其可具体为带数据库功能(数据库的类型举例为MySQL)的云端服务器，其与路口感知层和路口交通灯的通信方式可以为有线通信方式，也可以为无线通信方式。

S102.云端决策层在收到所述车辆基本信息后，将对应的车辆作为目标车辆，先以所述车辆唯一标识为数据库主键，创建目标车辆的动态数据台帐，然后向目标车辆的数据感知层和驾驶执行层分别发送遥控启动指令，启动遥控。

在所述步骤S102中，所述车辆唯一标识可具体举例为目标车辆的车架号。通过创建目标车辆的动态数据台帐，可将后续控制过程中所产生的遥控启动指令、车身动态数据、驾驶操作指令、当前指示信息、驾驶遥控指令和遥控结束指令等相关数据放在以该车辆唯一标识为数据库主键的数据库目录下，以便进行控制管理和历史回溯。在创建所述动态数据台帐后，需要建立云端决策层与目标车辆的无线通信连接才能进行信息交互，例如发送所述遥控启动指令。可具体以红绿灯路口的中心为基准建立一个无线网络覆盖(可以但不限于采用现有的IOT物联网技术等)，并沿路口控制路段方向进行一定距离(此距离需要大于路口控制路段的长度，例如200米，以便确保目标车辆能够高通信质量地接入无线网络)的延伸和扫描，形成一个覆盖所有路口控制路段的无线控制区域，进而使目标车辆在进入路口控制路段后，可以自动关联所述云端决策层。

S103.在目标车辆侧，数据感知层在收到所述遥控启动指令后，将实时采集的车身动态数据传送至云端决策层，而驾驶执行层在收到所述遥控启动指令后，停止执行来自驾驶交互层的驾驶操作指令，其中，所述车身动态数据包括车速和定位位置。

在所述步骤S103中，所述数据感知层和所述驾驶执行层可具体存在于带有无线通信模块(用于关联所述云端决策层)和ECU单元(Electronic Control Unit，电子控制单元，又称“行车电脑”或“车载电脑”等)的车辆电控系统中。所述数据感知层可以但不限于包括有车速传感器(用于采集车速)和高精度卫星定位模块(用于采集定位位置)以及轮速传感器(用于采集轮速)、加速度传感器(用于采集加速度)、前后红外成像设备(用于采集前后红外成像信息)、前后激光测距装置(用于采集前后激光测距信息)、环绕雷达监测设备(用于采集环绕雷达监测信息，以便根据该环绕雷达监测信息监控车辆四周的障碍物)、制动踏板转角传感器(用于采集制动踏板转角信息)和/或电子节气门传感器(用于采集内燃机车辆的节气开门度)等，由此所述车身动态数据还可以但不限于包括轮速、车身加速度、前后红外成像信息、前后激光测距信息、环绕雷达监测信息、制动踏板转角信息和/或车辆运动趋势信息等，其中，所述车辆运动趋势信息为内燃机车辆的节气开门度或电动机车的电机实时功率/电机转速。所述驾驶执行层用于在不受云端控制时执行所述驾驶操作指令，以及在受云端控制时执行来自所述云端决策层的驾驶遥控指令，其可以具体但不限于包括受控于所述ECU单元的发动机电子节气门、空燃比控制阀、电控制动单元和/或牵引力控制单元等。所述驾驶交互层用于在驾驶员操作下生成所述驾驶操作指令，其可以具体但不限于包括方向盘、刹车控制装置、油门控制装置或车档调节装置等，因此所述驾驶操作指令可以但不限于包括急加速指令、匀加速指令、匀速指令、匀减速指令和/或急减速指令等。

由此通过前述控制方式，可使所述云端决策层能够间接地接管对目标车辆在路口控制路段中的动态控制权利，即此时所述云端决策层的控制权高于驾驶员，以内燃机车辆为例，当车辆ECU单元被所述云端感知层锁定控制后，车辆的电子节气门和电控制动单元(如全电控液力制动器)等将全部转成云端控制模式，此时驾驶员在驾驶交互层的操作只是反映驾驶员的驾驶意图，只可作为云端决策控制的辅助参考信息，但不直接对车辆进行控制。为了使驾驶员及时感知车辆已被云端控制，可在收到所述遥控启动指令后，向所述驾驶交互层(此时还包括位于驾驶室的语音喇叭)发送语音提示消息。此外，在所述步骤S103中，为了使所述云端决策层能够持续不断地根据所述车身动态数据来控制目标车辆，可使所述数据感知层周期性地实时采集和传送所述车身动态数据，其中，采集周期不超过1秒，例如采集周期设置为0.5秒，可以确保能够及时生成和反馈驾驶遥控指令。

S104.云端决策层在收到所述车身动态数据后，先将所述车身动态数据记录在目标车辆的动态数据台帐中，然后根据所述车身动态数据判断目标车辆是否已驶过路口停止线，若判定未驶过路口停止线，则执行步骤S105，否则结束遥控。

在所述步骤S104中，如图1所示，所述路口停止线为所述路口控制路段的终点，一旦车辆驶过路口停止线，即默认该车辆已通过路口。此外，在判断时，可具体基于所述车身动态数据中的定位位置来判定目标车辆是否已驶过路口停止线。

在所述步骤S104中，可以但不限于按照如下步骤S401～S402结束遥控：S401.云端决策层向目标车辆的数据感知层和驾驶执行层分别发送遥控结束指令；S402.在目标车辆侧，数据感知层在收到所述遥控结束指令后，停止将实时采集的车身动态数据传送至云端决策层，而驾驶执行层在收到所述遥控结束指令后，继续执行来自驾驶交互层的驾驶操作指令。即通过前述步骤S401～S402，可以将目标车辆的加/减速等控制权交还给驾驶员。为了给驾驶员给予一定的准备时间，可在收到所述遥控结束指令后，先向所述驾驶交互层发送语音提示消息，然后在延迟一定时间(例如2秒)后才停止数据上传和执行驾驶操作指令。

S105.云端决策层根据来自路口交通灯的当前指示信息和所述车身动态数据生成用于控制目标车辆安全通过路口的驾驶遥控指令，然后将所述驾驶遥控指令记录在目标车辆的动态数据台帐中，以及将所述驾驶遥控指令反馈给目标车辆的驾驶执行层，其中，所述当前指示信息包括当前指示颜色和当前指示剩余维持时间。

在所述步骤S105中，所述云端决策层可以具体采用嵌入式工控软件(如C++,MSVisual Studio,或在测控系统中表现优异的Labview)，并基于车辆工程学中的底盘控制技术，将理论的公式或原理编写入该嵌入式工控软件中，然后由软件根据数据库中实时更新的车身动态数据进行同步数学运算，输出基于现有自动加速技术的且用于控制目标车辆安全通过路口的具体驾驶指令。所述驾驶遥控指令必须是在满足路段限制车速和根据诸如轮速、车身加速度、前后红外成像信息、前后激光测距信息、环绕雷达监测信息、制动踏板转角信息和/或车辆运动趋势信息等信息所确定的安全行驶条件下生成的，以便确保遥控行驶的安全性。此外，所述当前指示信息也可周期性地由所述路口交通灯实时上传，其中，上传周期不超过0.5秒，例如上传周期设置为0.1秒。所述驾驶遥控指令的具体反馈方式可为：将所述驾驶遥控指令从数据库中提出，然后编译为无线网络通信适用的代码或数字信号，再然后将目标车辆的车辆唯一标识(例如VIN码)作为指令的后缀，最后加密传送给目标车辆。

在所述步骤S105中，优化的，若当前指示颜色为绿色，则云端决策层根据如下情况(A1)～(A3)中的任意一种生成对应的驾驶遥控指令：(A1)若根据所述车身动态数据发现当前车速超过路段限制车速，则生成用于控制目标车辆减速的驾驶遥控指令；(A2)若根据所述车身动态数据发现当前车速未超过路段限制车速且预估目标车辆在当前指示剩余维持时间内无法驶过路口停止线，则也生成用于控制目标车辆减速的驾驶遥控指令；(A3)若根据所述车身动态数据发现当前车速未超过路段限制车速且预估目标车辆在当前指示剩余维持时间内能够驶过路口停止线，则生成用于控制目标车辆均速的驾驶遥控指令。由于所述车身动态数据包含有车速和定位位置，可以基于常规方式判断发现当前车速是否超过路段限制车速和预估目标车辆在当前指示剩余维持时间内是否可以驶过路口停止线。通过前述情况(A1)的减速控制，可以确保目标车辆不会超速；通过前述情况(A2)的减速控制，可以确保目标车辆不会出现闯红灯的风险；通过前述情况(A3)的匀速控制，可以确保目标车辆能够安全驶过路口停止线。

进一步优化的，考虑驾驶员在驾驶交互层的操作也可作为云端决策控制的辅助参考信息，由此在所述情况(A2)或(A3)中，若云端决策层还收到来自驾驶交互层的且实时传来的驾驶操作指令，并根据该驾驶操作指令判定驾驶员有冲线意图，则进一步根据所述车身动态数据预估目标车辆在适当加速后是否能够在当前指示剩余维持时间内驶过路口停止线，若能够驶过路口停止线，则生成用于控制目标车辆适当加速的驾驶遥控指令，否则生成用于控制目标车辆减速的驾驶遥控指令。所述驾驶操作指令与所述车身动态数据是同步上传的，前述根据驾驶操作指令判断驾驶员是否有冲线意图的方式为现有常规方式，例如当所述驾驶操作指令为急加速指令或匀加速指令，即判定驾驶员有冲线意图。只有满足安全通过路口条件的驾驶操作指令才能影响生成所述驾驶遥控指令，以便兼顾驾驶员的操作体验，尤其是在路口控制路段上停车后，又可根据驾驶员的冲线意图启动车辆前行。

在所述步骤S105中，优化的，若当前指示颜色为红色，则云端决策层根据如下情况(B1)～(B3)中的任意一种生成对应的驾驶遥控指令：(B1)若根据所述车身动态数据发现当前车速超过路段限制车速，则生成用于控制目标车辆减速的驾驶遥控指令；(B2)若根据所述车身动态数据发现当前车速未超过路段限制车速且预估目标车辆在当前指示剩余维持时间内无法驶过路口停止线，则生成用于控制目标车辆匀速的驾驶遥控指令；(B3)若根据所述车身动态数据发现当前车速未超过路段限制车速且预估目标车辆在当前指示剩余维持时间内能够驶过路口停止线，则生成用于控制目标车辆减速的驾驶遥控指令。通过前述情况(B1)的减速控制，可以确保目标车辆不会超速；通过前述情况(B2)的匀速控制和前述情况(B3)的减速控制，可以确保目标车辆在到达路口停止线前的行驶安全。此时拒绝响应驾驶员的任何加速意图。

在所述步骤S105中，优化的，云端决策层还根据如下情况(C1)生成对应的驾驶遥控指令：(C1)若云端决策层还收到来自驾驶交互层的且实时传来的驾驶操作指令，并根据该驾驶操作指令判定驾驶员有减速意图，则生成用于控制目标车辆减速的驾驶遥控指令。所述驾驶操作指令与所述车身动态数据是同步上传的，通过前述情况(C1)的减速控制，可以允许响应驾驶员的减速意图，以便兼顾驾驶员的操作体验，例如在路口控制路段上临时停车。

S106.在目标车辆侧，驾驶执行层在收到所述驾驶遥控指令后，执行该驾驶遥控指令，而数据感知层继续将实时采集的车身动态数据传送至云端决策层，然后返回执行步骤S104～S106。

由于目标车辆还在路口控制路段上行驶而未通过路口(即未驶过路口停止线)，因此需要持续性地上传所述车身动态数据，以及持续性地根据新上传的车身动态数据/和驾驶操作指令生成新的驾驶遥控指令，直到目标车辆通过路口，结束遥控。

综上，采用本实施例所提供的控制车辆安全通过路口的方法，具有如下技术效果：

(1)本实施例提供了一种基于物联网技术和自动驾驶技术控制车辆安全通过红绿灯路口的新车路协同方法，即在感知车辆进入路口控制路段后，通过云端决策层与车辆的信息交互，先将车辆的驾驶控制权临时转移给云端决策层，然后由云端决策层根据实时上传的车身动态数据/和驾驶操作指令，向车辆反馈用于确保行驶安全的驾驶遥控指令，实现云端控制车辆安全通过路口的目的，进而可以避免在红绿灯路口出现超速行驶甚至闯红灯的现象，大大降低路口车祸事故发生的概率，利于保障人民的生命财产安全，便于实际应用和推广。

实施例二

如图3所示，本实施例在实施例一的基础上，还提供了一种实现如实施例一所述控制车辆安全通过路口的方法的系统，包括路口感知层、云端决策层、路口交通灯以及安装在车辆上的数据感知层、驾驶执行层和驾驶交互层；所述路口感知层，用于在发现有车辆进入路口控制路段时，获取该车辆的车辆基本信息，并将所述车辆基本信息传送至所述云端决策层，其中，所述车辆基本信息包括车辆唯一标识；所述云端决策层，一方面用于在收到所述车辆基本信息后，将对应的车辆作为目标车辆，先以所述车辆唯一标识为数据库主键，创建目标车辆的动态数据台帐，然后向目标车辆的数据感知层和驾驶执行层分别发送遥控启动指令，启动遥控，另一方面用于在收到来自所述数据感知层的车身动态数据后，先将所述车身动态数据记录在目标车辆的动态数据台帐中，然后根据所述车身动态数据判断目标车辆是否已驶过路口停止线，若判定未驶过路口停止线，则根据来自所述路口交通灯的当前指示信息和所述车身动态数据生成用于控制目标车辆安全通过路口的驾驶遥控指令，最后将所述驾驶遥控指令记录在目标车辆的动态数据台帐中，以及将所述驾驶遥控指令反馈给目标车辆的驾驶执行层，否则结束遥控，其中，所述车身动态数据包括车速和定位位置，所述当前指示信息包括当前指示颜色和当前指示剩余维持时间；所述路口交通灯，用于将所述当前指示信息实时传送至所述云端决策层；所述数据感知层，用于在收到所述遥控启动指令后，将实时采集的所述车身动态数据传送至所述云端决策层；所述驾驶执行层，用于在收到所述遥控启动指令后，停止执行来自所述驾驶交互层的驾驶操作指令，并执行来自所述云端决策层的驾驶遥控指令；所述驾驶交互层，用于在驾驶员操作下生成所述驾驶操作指令。

前述系统的技术细节及技术效果，可参照实施例一直接推导得到，于此不再赘述。

以上所描述的多个实施例仅仅是示意性的，若涉及到作为分离部件说明的单元，其可以是或者也可以不是物理上分开的；若涉及到作为单元显示的部件，其可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

最后应说明的是，本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种控制车辆安全通过路口的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S101.路口感知层在发现有车辆进入路口控制路段时，获取该车辆的车辆基本信息，并将所述车辆基本信息传送至云端决策层，其中，所述车辆基本信息包括车辆唯一标识；

S102.云端决策层在收到所述车辆基本信息后，将对应的车辆作为目标车辆，先以所述车辆唯一标识为数据库主键，创建目标车辆的动态数据台帐，然后向目标车辆的数据感知层和驾驶执行层分别发送遥控启动指令，启动遥控；

S103.在目标车辆侧，数据感知层在收到所述遥控启动指令后，将实时采集的车身动态数据传送至云端决策层，而驾驶执行层在收到所述遥控启动指令后，停止执行来自驾驶交互层的驾驶操作指令，其中，所述车身动态数据包括车速和定位位置；

S104.云端决策层在收到所述车身动态数据后，先将所述车身动态数据记录在目标车辆的动态数据台帐中，然后根据所述车身动态数据判断目标车辆是否已驶过路口停止线，若判定未驶过路口停止线，则执行步骤S105，否则结束遥控；

S105.云端决策层根据来自路口交通灯的当前指示信息和所述车身动态数据生成用于控制目标车辆安全通过路口的驾驶遥控指令，然后将所述驾驶遥控指令记录在目标车辆的动态数据台帐中，以及将所述驾驶遥控指令反馈给目标车辆的驾驶执行层，其中，所述当前指示信息包括当前指示颜色和当前指示剩余维持时间；

S106.在目标车辆侧，驾驶执行层在收到所述驾驶遥控指令后，执行该驾驶遥控指令，而数据感知层继续将实时采集的车身动态数据传送至云端决策层，然后返回执行步骤S104～S106。

2.如权利要求1所述的一种控制车辆安全通过路口的方法，其特征在于，在所述步骤S101中，所述路口感知层为RFID阅读器，所述RFID阅读器布置在所述路口控制路段的边界位置，并通过对目标车辆进行的VIN码识别方式，获取所述车辆基本信息，其中，所述车辆基本信息还包括有目标车辆的车架号和/或车辆品牌型号。

3.如权利要求1所述的一种控制车辆安全通过路口的方法，其特征在于，在所述步骤S103及所述步骤S106中，数据感知层周期性地实时采集和传送所述车身动态数据，其中，采集周期不超过1秒。

4.如权利要求1所述的一种控制车辆安全通过路口的方法，其特征在于，所述车身动态数据还包括轮速、车身加速度、前后红外成像信息、前后激光测距信息、环绕雷达监测信息、制动踏板转角信息和/或车辆运动趋势信息，其中，所述车辆运动趋势信息为内燃机车辆的节气开门度或电动机车的电机实时功率/电机转速。

5.如权利要求1所述的一种控制车辆安全通过路口的方法，其特征在于，在所述步骤S105中，若当前指示颜色为绿色，则云端决策层根据如下情况(A1)～(A3)中的任意一种生成对应的驾驶遥控指令：

(A1)若根据所述车身动态数据发现当前车速超过路段限制车速，则生成用于控制目标车辆减速的驾驶遥控指令；

(A2)若根据所述车身动态数据发现当前车速未超过路段限制车速且预估目标车辆在当前指示剩余维持时间内无法驶过路口停止线，则也生成用于控制目标车辆减速的驾驶遥控指令；

(A3)若根据所述车身动态数据发现当前车速未超过路段限制车速且预估目标车辆在当前指示剩余维持时间内能够驶过路口停止线，则生成用于控制目标车辆均速的驾驶遥控指令。

6.如权利要求5所述的一种控制车辆安全通过路口的方法，其特征在于，在所述情况(A2)或(A3)中，若云端决策层还收到来自驾驶交互层的且实时传来的驾驶操作指令，并根据该驾驶操作指令判定驾驶员有冲线意图，则进一步根据所述车身动态数据预估目标车辆在适当加速后是否能够在当前指示剩余维持时间内驶过路口停止线，若能够驶过路口停止线，则生成用于控制目标车辆适当加速的驾驶遥控指令，否则生成用于控制目标车辆减速的驾驶遥控指令。

7.如权利要求1所述的一种控制车辆安全通过路口的方法，其特征在于，在所述步骤S105中，若当前指示颜色为红色，则云端决策层根据如下情况(B1)～(B3)中的任意一种生成对应的驾驶遥控指令：

(B1)若根据所述车身动态数据发现当前车速超过路段限制车速，则生成用于控制目标车辆减速的驾驶遥控指令；

(B2)若根据所述车身动态数据发现当前车速未超过路段限制车速且预估目标车辆在当前指示剩余维持时间内无法驶过路口停止线，则生成用于控制目标车辆匀速的驾驶遥控指令；

(B3)若根据所述车身动态数据发现当前车速未超过路段限制车速且预估目标车辆在当前指示剩余维持时间内能够驶过路口停止线，则生成用于控制目标车辆减速的驾驶遥控指令。

8.如权利要求1所述的一种控制车辆安全通过路口的方法，其特征在于，在所述步骤S105中，云端决策层还根据如下情况(C1)生成对应的驾驶遥控指令：

(C1)若云端决策层还收到来自驾驶交互层的且实时传来的驾驶操作指令，并根据该驾驶操作指令判定驾驶员有减速意图，则生成用于控制目标车辆减速的驾驶遥控指令。

9.如权利要求1所述的一种控制车辆安全通过路口的方法，其特征在于，在所述步骤S104中，按照如下步骤结束遥控：

S401.云端决策层向目标车辆的数据感知层和驾驶执行层分别发送遥控结束指令；

S402.在目标车辆侧，数据感知层在收到所述遥控结束指令后，停止将实时采集的车身动态数据传送至云端决策层，而驾驶执行层在收到所述遥控结束指令后，继续执行来自驾驶交互层的驾驶操作指令。

10.一种实现如权利要求1～9任意一项所述控制车辆安全通过路口的方法的系统，其特征在于，包括路口感知层、云端决策层、路口交通灯以及安装在车辆上的数据感知层、驾驶执行层和驾驶交互层；

所述路口感知层，用于在发现有车辆进入路口控制路段时，获取该车辆的车辆基本信息，并将所述车辆基本信息传送至所述云端决策层，其中，所述车辆基本信息包括车辆唯一标识；

所述云端决策层，一方面用于在收到所述车辆基本信息后，将对应的车辆作为目标车辆，先以所述车辆唯一标识为数据库主键，创建目标车辆的动态数据台帐，然后向目标车辆的数据感知层和驾驶执行层分别发送遥控启动指令，启动遥控，另一方面用于在收到来自所述数据感知层的车身动态数据后，先将所述车身动态数据记录在目标车辆的动态数据台帐中，然后根据所述车身动态数据判断目标车辆是否已驶过路口停止线，若判定未驶过路口停止线，则根据来自所述路口交通灯的当前指示信息和所述车身动态数据生成用于控制目标车辆安全通过路口的驾驶遥控指令，最后将所述驾驶遥控指令记录在目标车辆的动态数据台帐中，以及将所述驾驶遥控指令反馈给目标车辆的驾驶执行层，否则结束遥控，其中，所述车身动态数据包括车速和定位位置，所述当前指示信息包括当前指示颜色和当前指示剩余维持时间；

所述路口交通灯，用于将所述当前指示信息实时传送至所述云端决策层；

所述数据感知层，用于在收到所述遥控启动指令后，将实时采集的所述车身动态数据传送至所述云端决策层；

所述驾驶执行层，用于在收到所述遥控启动指令后，停止执行来自所述驾驶交互层的驾驶操作指令，并执行来自所述云端决策层的驾驶遥控指令；

所述驾驶交互层，用于在驾驶员操作下生成所述驾驶操作指令。

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