CN111681438A - 一种交通灯车速引导系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种交通灯车速引导系统，涉及车联网应用技术领域；包括包括设置于各个路口的交通灯信号机和安装于车内的车载移动PAD，所述交通灯信号机与车载移动PAD均包括5G通信模块和中央处理模块，所述交通灯信号机还包括信号灯读秒模块，所述车载移动PAD还包括显示模块、操控模块、车辆转向信息读取模块，所述车载移动PAD还包括身份识别模块和车主习惯收集模块。本发明中，驾驶人员可以根据计算得出的引导速度操控车辆，以更加合理的速度从而安全流畅地通过路口，从而增加人员的驾乘体验度，增加了路口通行效率，减少交通事故的发生率，减少了油耗和碳排放，为阵列化自动驾驶提供了经验和基础。

Description

一种交通灯车速引导系统
技术领域
本发明涉及车联网应用技术领域，尤其涉及一种交通灯车速引导系统。
背景技术
随着当代汽车工业的发展，我国已经成为汽车保有量大国，而现在车辆几乎都装有车联网终端，车联网终端可以通过无线局域网接入至互联网，以通过互联网实现车载娱乐、车载导航以及车辆管理等功能。
而现在的车联网终端基本都是综合了车辆管理和娱乐系统，其无法根据实际交通通行情况而为驾驶员匹配相应的车速，现在城市早晚高峰期间交通拥挤以及道路通行效率低成为一种常态，并且随着车辆数量的增长，此类车路矛盾愈演愈烈，对于一些道路在某时段车流量小，且拥有较多交通灯的路口，驾驶人员会因为缺少信号灯指示和车速引导而错过绿灯无法一路畅行，影响了通行效率，增加了车辆油耗，降低了驾驶体验。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种交通灯车速引导系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种交通灯车速引导系统，包括设置于各个路口的交通灯信号机和安装于车内的车载移动PAD，所述交通灯信号机与车载移动PAD均包括5G通信模块和中央处理模块。
优选地：所述交通灯信号机还包括信号灯读秒模块。
优选地：所述车载移动PAD还包括显示模块、操控模块、车辆转向信息读取模块。
优选地：所述交通灯信号机的运行步骤如下：
A1：信号机开机后，初始化交通灯信号机系统、协议栈和网络通信，包括内部的安全认证机制，确保信号机能够安全稳定运行；
A2：系统内设置无限循环机制，不断的尝试对到达指定路口的车辆进行监测并通过5G通信模块对接，保证每个接近该路口且装配对应PAD系统的车辆都有机会与信号机对接；
A3：当交通信号机监测到安装对应系统的车辆到达指定距离内时，会对该车辆车载移动PAD的进行电子ID的查验，确认该车载移动PAD所附带的系统是与交通信号机相匹配，且符合指定安全机制，否则将会反馈可疑ID且不会再与此ID尝试建立连接；
A4：车辆身份查询合法后，尝试与车辆建立远程连接，只有当车载移动PAD端确认可以连接后，交通信号机才可以与其实现完整连接，否则将断开与车辆的连接；
A5：建立连接后，交通信号机将会收到车载移动PAD发送的转向灯信号，从而信号机会根据车辆的转向需求，发送对应的左转或直行交通灯信号；
A6：交通灯信号机将会一直更新发送对应的信号灯状态以及通过信号灯读秒模块读秒至车载移动PAD，供后者进行预报显示和车速引导运算；
A7：车辆只要未到达该信号灯所在路口，交通信号机将一直给车载移动PAD发送交通灯信号信息；
A8：直到车辆顺利通过路口，交通灯信号机判断出车辆位置，自动断开与车载移动PAD的连接；
A9：车辆顺利离开交通灯信号机所在路口，交通信号机对该车载移动PAD的服务周期结束，交通信号机将会对下一个经过路口的车辆进行监测和进行连接请求，循环往复。
优选地：所述车载移动PAD的运行步骤如下：
B1：车载移动PAD开机后，将初始化PAD上的信号灯预报程序的系统、协议栈和网络通信，包括其中网络安全协议和安全机制；
B2：系统内设置无线循环机制，PAD开机后将会一直监测是否有交通灯信号机请求与其建立连接，直到收到连接请求，车载移动PAD才会执行下一步程序；
B3：驾驶人员可以提前通过操控模块进行系统设置默认开启连接请求或者默认关闭连接请求，使得驾驶人可以按自己需要来进行选择系统开启或关闭，避免打扰，从而保障隐私；
B4：驾驶人员同意车载移动PAD和交通灯信号机建立连接后，程序的内置安全机制将会对信号机进行安全检测，如果信号机身份ID非法化，将会反馈给后台进行处理，并封禁该信号机且不再与其建立连接；
B5：车载移动PAD和交通灯信号机成功完成连接后，车载移动PAD可通过车辆转向信息读取模块，将从汽车CAN总线提取到汽车的转向灯状态信息发送给交通灯信号机；
B6：在指定路段内，交通信号机不断给车辆发送交通灯信号状态以及读秒，车载移动PAD在接收到信息后将对接收到的信息进行图形化显示，并根据算法计算出引导车速并通过显示模块显示，供驾驶人员参考；
B7：当车辆驶离指定路口，该路口的交通灯信号机将不再发送信息给车辆，车载移动PAD与该交通灯信号机的连接周期结束，直至收到下一个路口信号机发送连接请求，循环往复。
优选地：所述B6中，当车辆到达指定路段距离S时，交通信号机与车载移动PAD成功完成对接，且当前信号灯为绿灯时候，该路段的限速为V0，当前车速为V，信号灯的绿灯秒数为tg，当前的绿灯秒数为t0，绿灯剩余秒数为(tg-t0)，则理论建议速度为S/(t-t0)，如果S/(tg-t0)>V0，则系统显示实际建议速度为V0。
优选地：所述B6中，当车辆到达指定路段距离S时，交通信号机与车载移动PAD成功完成对接，且当前信号灯为红灯时，该路段的限速为V0，当前车速为V，假设信号灯红灯秒数为tr，当前的红灯秒数为t1，红灯剩余秒数为(tr-t1)，当车辆以最大限速V0前进，如果S/V0<(tr-t1),则表明在车辆最大速度时，红灯还未切换，无法顺利通过路口，系统则建议作匀减速运动，直到车辆安全抵达停止线，此时系统建议加速度为-V/(tr-t1)。如果S/V0>(tr-t1)，则车辆行驶过程中信号灯产生切换，顺利通过路口，此时系统建议速度为V0。
优选地：所述B6中，当车辆到达指定路段距离S时，交通信号机与车载移动PAD成功完成对接，且当前信号灯为下一个绿灯前的黄灯时，该路段的限速为V0，当前车速为V，且假设信号灯的绿灯秒数为tg，那么此时的系统建议车速为S/tg至V0，可以顺利通过路口。
优选地：所述B6中，当车辆到达指定路段距离S时，交通信号机与车载移动PAD成功完成对接，且当前信号灯为下一个红灯前的黄灯时，该路段的限速为V0，当前车速为V，假设信号灯红灯秒数为tr，则只需要保证车辆在下一个黄灯前抵达停止线，则建议加速度为-V/tr。
优选地：所述车载移动PAD还包括身份识别模块和车主习惯收集模块，所述车主习惯收集模块可以收集车主平时对于系统的使用习惯，选择开机初始状态时5G通信模块的启闭状态，所述身份识别模块可以通过指定账号密码判断驾驶者是否为车主，系统启动后，身份识别模块提醒驾驶者输入账号密码进行车主习惯和内置参数的修改，若驾驶者不是车主，则可以选择游客进入，游客进入后，车主习惯收集模块不会对使用习惯进行收集，并且也无权限对系统内的所有数据进行查验和更改。
本发明的有益效果为：
1.本发明中，驾驶人员可以根据计算得出的引导速度操控车辆，以更加合理的速度从而安全流畅地通过路口，从而增加人员的驾乘体验度，增加了路口通行效率，减少交通事故的发生率，减少了油耗和碳排放，为阵列化自动驾驶提供了经验和基础。
2.本发明通过设置有身份识别模块，身份识别模块可根据特定的账号密码识别驾驶员是否为车主，若不是车主驾驶时，仅提供引导服务，对于系统内的其他信息均无权限，保护了系统的安全性和车主的隐私。
3.本发明通过设置有车主习惯收集模块，当车主登录时，可根据车主平时对系统的使用情况来控制开机初始状态的5G通信模块的启闭状态，从而避免了每次通过路口均需操作连接与否的命令，增加车主的体验感。
附图说明
图1为本发明提出的一种交通灯车速引导系统中的交通灯信号机运行流程图；
图2为本发明提出的一种交通灯车速引导系统中的车载移动PAD运行流程图；
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
一种交通灯车速引导系统，包括设置于各个路口的交通灯信号机和安装于车内的车载移动PAD，所述交通灯信号机与车载移动PAD均包括5G通信模块和中央处理模块。
所述交通灯信号机还包括信号灯读秒模块。
所述车载移动PAD还包括显示模块、操控模块、车辆转向信息读取模块。
所述交通灯信号机的运行步骤如下：
A1：信号机开机后，初始化交通灯信号机系统、协议栈和网络通信，包括内部的安全认证机制，确保信号机能够安全稳定运行；
A2：系统内设置无限循环机制，不断的尝试对到达指定路口的车辆进行监测并通过5G通信模块对接，保证每个接近该路口且装配对应PAD系统的车辆都有机会与信号机对接；
A3：当交通信号机监测到安装对应系统的车辆到达指定距离内时，会对该车辆车载移动PAD的进行电子ID的查验，确认该车载移动PAD所附带的系统是与交通信号机相匹配，且符合指定安全机制，否则将会反馈可疑ID且不会再与此ID尝试建立连接；
A4：车辆身份查询合法后，尝试与车辆建立远程连接，只有当车载移动PAD端确认可以连接后，交通信号机才可以与其实现完整连接，否则将断开与车辆的连接；
A5：建立连接后，交通信号机将会收到车载移动PAD发送的转向灯信号，从而信号机会根据车辆的转向需求，发送对应的左转或直行交通灯信号；
A6：交通灯信号机将会一直更新发送对应的信号灯状态以及通过信号灯读秒模块读秒至车载移动PAD，供后者进行预报显示和车速引导运算；
A7：车辆只要未到达该信号灯所在路口，交通信号机将一直给车载移动PAD发送交通灯信号信息；
A8：直到车辆顺利通过路口，交通灯信号机判断出车辆位置，自动断开与车载移动PAD的连接；
A9：车辆顺利离开交通灯信号机所在路口，交通信号机对该车载移动PAD的服务周期结束，交通信号机将会对下一个经过路口的车辆进行监测和进行连接请求，循环往复。
所述车载移动PAD的运行步骤如下：
B1：车载移动PAD开机后，将初始化PAD上的信号灯预报程序的系统、协议栈和网络通信，包括其中网络安全协议和安全机制；
B2：系统内设置无线循环机制，PAD开机后将会一直监测是否有交通灯信号机请求与其建立连接，直到收到连接请求，车载移动PAD才会执行下一步程序；
B3：驾驶人员可以提前通过操控模块进行系统设置默认开启连接请求或者默认关闭连接请求，使得驾驶人可以按自己需要来进行选择系统开启或关闭，避免打扰，从而保障隐私；
B4：驾驶人员同意车载移动PAD和交通灯信号机建立连接后，程序的内置安全机制将会对信号机进行安全检测，如果信号机身份ID非法化，将会反馈给后台进行处理，并封禁该信号机且不再与其建立连接；
B5：车载移动PAD和交通灯信号机成功完成连接后，车载移动PAD可通过车辆转向信息读取模块，将从汽车CAN总线提取到汽车的转向灯状态信息发送给交通灯信号机；
B6：在指定路段内，交通信号机不断给车辆发送交通灯信号状态以及读秒，车载移动PAD在接收到信息后将对接收到的信息进行图形化显示，并根据算法计算出引导车速并通过显示模块显示，供驾驶人员参考；
B7：当车辆驶离指定路口，该路口的交通灯信号机将不再发送信息给车辆，车载移动PAD与该交通灯信号机的连接周期结束，直至收到下一个路口信号机发送连接请求，循环往复。
所述B6中，当车辆到达指定路段距离S时，交通信号机与车载移动PAD成功完成对接，且当前信号灯为绿灯时候，该路段的限速为V0，当前车速为V，信号灯的绿灯秒数为tg，当前的绿灯秒数为t0，绿灯剩余秒数为(tg-t0)，则理论建议速度为S/(t-t0)，如果S/(tg-t0)>V0，则系统显示实际建议速度为V0。
所述B6中，当车辆到达指定路段距离S时，交通信号机与车载移动PAD成功完成对接，且当前信号灯为红灯时，该路段的限速为V0，当前车速为V，假设信号灯红灯秒数为tr，当前的红灯秒数为t1，红灯剩余秒数为(tr-t1)，当车辆以最大限速V0前进，如果S/V0<(tr-t1),则表明在车辆最大速度时，红灯还未切换，无法顺利通过路口，系统则建议作匀减速运动，直到车辆安全抵达停止线，此时系统建议加速度为-V/(tr-t1)。如果S/V0>(tr-t1)，则车辆行驶过程中信号灯产生切换，顺利通过路口，此时系统建议速度为V0。
所述B6中，当车辆到达指定路段距离S时，交通信号机与车载移动PAD成功完成对接，且当前信号灯为下一个绿灯前的黄灯时，该路段的限速为V0，当前车速为V，且假设信号灯的绿灯秒数为tg，那么此时的系统建议车速为S/tg至V0，可以顺利通过路口。
所述B6中，当车辆到达指定路段距离S时，交通信号机与车载移动PAD成功完成对接，且当前信号灯为下一个红灯前的黄灯时，该路段的限速为V0，当前车速为V，假设信号灯红灯秒数为tr，则只需要保证车辆在下一个黄灯前抵达停止线，则建议加速度为-V/tr。
所述车载移动PAD还包括身份识别模块和车主习惯收集模块，所述车主习惯收集模块可以收集车主平时对于系统的使用习惯，选择开机初始状态时5G通信模块的启闭状态，所述身份识别模块可以通过指定账号密码判断驾驶者是否为车主，系统启动后，身份识别模块提醒驾驶者输入账号密码进行车主习惯和内置参数的修改，若驾驶者不是车主，则可以选择游客进入，游客进入后，车主习惯收集模块不会对使用习惯进行收集，并且也无权限对系统内的所有数据进行查验和更改。
本实施例中，通过交通灯信号机采集到当前交通灯的状态以及剩余变灯秒数，在指定距离内交通灯信号机可以通过5G无线通信与车载移动PAD进行连接，经过装载安全协议和电子签名的交通灯信号机不断监测请求连接经过的车辆，车载移动PAD接收到连接请求并通过身份验证实现对接，将接收信号灯的状态和读秒后显示在显示模块上，PAD会根据收到的信号灯状态和读秒进行算法处理，结合高精度GPS测算出车辆与路口的距离，从而计算出最适合的通行速度作为引导车速，当车辆离开该路口后，两设备之间自动断开连接，该运行周期结束，直到下一个路口重复以上步骤；驾驶人员可以根据计算得出的引导速度操控车辆，以更加合理的速度从而安全流畅地通过路口，从而增加人员的驾乘体验度，增加了路口通行效率，减少交通事故的发生率，减少了油耗和碳排放，为阵列化自动驾驶提供了经验和基础。
以上所述，仅为本发明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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种交通灯车速引导系统，包括设置于各个路口的交通灯信号机和安装于车内的车载移动PAD，其特征在于，所述交通灯信号机与车载移动PAD均包括5G通信模块和中央处理模块。
2.根据权利要求1所述的一种交通灯车速引导系统，其特征在于，所述交通灯信号机还包括信号灯读秒模块。
3.根据权利要求1所述的一种交通灯车速引导系统，其特征在于，所述车载移动PAD还包括显示模块、操控模块、车辆转向信息读取模块。
4.根据权利要求1所述的一种交通灯车速引导系统，其特征在于，所述交通灯信号机的运行步骤如下：
A1：信号机开机后，初始化交通灯信号机系统、协议栈和网络通信，包括内部的安全认证机制，确保信号机能够安全稳定运行；
A2：系统内设置无限循环机制，不断的尝试对到达指定路口的车辆进行监测并通过5G通信模块对接，保证每个接近该路口且装配对应PAD系统的车辆都有机会与信号机对接；
A3：当交通信号机监测到安装对应系统的车辆到达指定距离内时，会对该车辆车载移动PAD的进行电子ID的查验，确认该车载移动PAD所附带的系统是与交通信号机相匹配，且符合指定安全机制，否则将会反馈可疑ID且不会再与此ID尝试建立连接；
A4：车辆身份查询合法后，尝试与车辆建立远程连接，只有当车载移动PAD端确认可以连接后，交通信号机才可以与其实现完整连接，否则将断开与车辆的连接；
A5：建立连接后，交通信号机将会收到车载移动PAD发送的转向灯信号，从而信号机会根据车辆的转向需求，发送对应的左转或直行交通灯信号；
A6：交通灯信号机将会一直更新发送对应的信号灯状态以及通过信号灯读秒模块读秒至车载移动PAD，供后者进行预报显示和车速引导运算；
A7：车辆只要未到达该信号灯所在路口，交通信号机将一直给车载移动PAD发送交通灯信号信息；
A8：直到车辆顺利通过路口，交通灯信号机判断出车辆位置，自动断开与车载移动PAD的连接；
A9：车辆顺利离开交通灯信号机所在路口，交通信号机对该车载移动PAD的服务周期结束，交通信号机将会对下一个经过路口的车辆进行监测和进行连接请求，循环往复。
5.根据权利要求1所述的一种交通灯车速引导系统，其特征在于，所述车载移动PAD的运行步骤如下：
B1：车载移动PAD开机后，将初始化PAD上的信号灯预报程序的系统、协议栈和网络通信，包括其中网络安全协议和安全机制；
B2：系统内设置无线循环机制，PAD开机后将会一直监测是否有交通灯信号机请求与其建立连接，直到收到连接请求，车载移动PAD才会执行下一步程序；
B3：驾驶人员可以提前通过操控模块进行系统设置默认开启连接请求或者默认关闭连接请求，使得驾驶人可以按自己需要来进行选择系统开启或关闭，避免打扰，从而保障隐私；
B4：驾驶人员同意车载移动PAD和交通灯信号机建立连接后，程序的内置安全机制将会对信号机进行安全检测，如果信号机身份ID非法化，将会反馈给后台进行处理，并封禁该信号机且不再与其建立连接；
B5：车载移动PAD和交通灯信号机成功完成连接后，车载移动PAD可通过车辆转向信息读取模块，将从汽车CAN总线提取到汽车的转向灯状态信息发送给交通灯信号机；
B6：在指定路段内，交通信号机不断给车辆发送交通灯信号状态以及读秒，车载移动PAD在接收到信息后将对接收到的信息进行图形化显示，并根据算法计算出引导车速并通过显示模块显示，供驾驶人员参考；
B7：当车辆驶离指定路口，该路口的交通灯信号机将不再发送信息给车辆，车载移动PAD与该交通灯信号机的连接周期结束，直至收到下一个路口信号机发送连接请求，循环往复。
6.根据权利要求5所述的一种交通灯车速引导系统，其特征在于，所述B6中，当车辆到达指定路段距离S时，交通信号机与车载移动PAD成功完成对接，且当前信号灯为绿灯时候，该路段的限速为V0，当前车速为V，信号灯的绿灯秒数为tg，当前的绿灯秒数为t0，绿灯剩余秒数为(tg-t0)，则理论建议速度为S/(t-t0)，如果S/(tg-t0)>V0，则系统显示实际建议速度为V0。
7.根据权利要求5所述的一种交通灯车速引导系统，其特征在于，所述B6中，当车辆到达指定路段距离S时，交通信号机与车载移动PAD成功完成对接，且当前信号灯为红灯时，该路段的限速为V0，当前车速为V，假设信号灯红灯秒数为tr，当前的红灯秒数为t1，红灯剩余秒数为(tr-t1)，当车辆以最大限速V0前进，如果S/V0<(tr-t1),则表明在车辆最大速度时，红灯还未切换，无法顺利通过路口，系统则建议作匀减速运动，直到车辆安全抵达停止线，此时系统建议加速度为-V/(tr-t1)。如果S/V0>(tr-t1)，则车辆行驶过程中信号灯产生切换，顺利通过路口，此时系统建议速度为V0。
8.根据权利要求5所述的一种交通灯车速引导系统，其特征在于，所述B6中，当车辆到达指定路段距离S时，交通信号机与车载移动PAD成功完成对接，且当前信号灯为下一个绿灯前的黄灯时，该路段的限速为V0，当前车速为V，且假设信号灯的绿灯秒数为tg，那么此时的系统建议车速为S/tg至V0，可以顺利通过路口。
9.根据权利要求5所述的一种交通灯车速引导系统，其特征在于，所述B6中，当车辆到达指定路段距离S时，交通信号机与车载移动PAD成功完成对接，且当前信号灯为下一个红灯前的黄灯时，该路段的限速为V0，当前车速为V，假设信号灯红灯秒数为tr，则只需要保证车辆在下一个黄灯前抵达停止线，则建议加速度为-V/tr。
10.根据权利要求1所述的一种交通灯车速引导系统，其特征在于，所述车载移动PAD还包括身份识别模块和车主习惯收集模块，所述车主习惯收集模块可以收集车主平时对于系统的使用习惯，选择开机初始状态时5G通信模块的启闭状态，所述身份识别模块可以通过指定账号密码判断驾驶者是否为车主，系统启动后，身份识别模块提醒驾驶者输入账号密码进行车主习惯和内置参数的修改，若驾驶者不是车主，则可以选择游客进入，游客进入后，车主习惯收集模块不会对使用习惯进行收集，并且也无权限对系统内的所有数据进行查验和更改。
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