CN111741447A - 车辆对车辆通信控制 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“车辆对车辆通信控制”。一种基础设施元件包括计算机，所述计算机包括处理器和存储器。所述存储器存储指令，所述指令可由所述处理器执行，使得所述计算机被编程为基于从物体检测传感器所接收的数据来对路段的交通状况进行分类，所述物体检测传感器具有包括所述路段的视野并且通信地连接到所述计算机。所述计算机被编程为将基于所述分类的交通状况而确定并指定以下中的一项或多项的车辆对车辆通信参数广播到包括所述路段的区域：(i)信道标识符；(ii)传输速率；(iii)传输功率；或(iv)消息大小。

Description

车辆对车辆通信控制
技术领域
本公开总体上涉及车辆通信系统。
背景技术
车辆可以经由一个或多个无线通信网络和/或协议(例如，车辆对车辆(V2V)或车辆对基础设施(V2X或V2I)通信)来广播有关车辆周围环境或区域的数据。经由V2V或V2X通信共享的数据可以包括有关基础设施状况(例如，有缺陷的桥梁)、交通速度、计划的车道变更、速度变更或另一车辆的其他机动性等数据。然而，V2V或V2X通信网络(例如，用于射频(RF)通信的可用带宽)可能由于多个车辆广播数据和/或每个车辆广播的信息量而变得拥塞。当例如利用通信网络的带宽时发生拥塞，以致数据的发送方(例如，车辆计算机)无法访问网络资源来广播数据，例如，带宽不足，无法传输提供数据所需的一个或多个数据包。这种拥塞可能会导致车辆由于拥塞而无法将关键信息传输给其他车辆。
发明内容
本文公开了一种基础设施元件，所述基础设施元件包括计算机，所述计算机包括处理器和存储器。所述存储器存储指令，所述指令可由所述处理器执行，使得所述计算机被编程为：基于从物体检测传感器所接收的数据来对路段的交通状况进行分类，所述物体检测传感器具有包括所述路段的视野并且通信地连接到所述计算机；以及将基于所述分类的交通状况而确定并指定以下中的一项或多项的车辆对车辆通信参数广播到包括所述路段的区域：(i)信道标识符；(ii)传输速率；(iii)传输功率；或(iv)消息大小。
所述指令还可以包括以下指令：检测所述路段内的一个或多个车辆；确定所述一个或多个检测到的车辆的密度和平均速度；以及基于所述密度和所述平均速度来将所述路段的所述交通状况分类为以下中的至少一项：正常速度密集交通、正常速度稀疏交通、低速稀疏交通和低速密集交通。
所述指令还可以包括基于对所述交通状况进行分类来确定所述通信参数的指令。
所述指令还可以包括广播所述物体检测传感器的所述视野内的所述道路的一部分的分段图的指令，所述分段图包括：(i)所述道路上的每个路段的位置；(ii)每个路段的交通状况；(iii)每个路段的通信信道；以及(iv)每个路段的通信参数。
所述指令还可以包括分别确定分别针对所述道路的第一方向和第二方向的第一信道和第二信道以及用于广播所述通信参数和分段图的第三信道的指令。
所述指令还可以包括确定针对穿过所述道路的第二道路的第四信道和第五信道的指令。
所述基础设施元件还可以包括车辆计算机，所述车辆计算机被编程为接收所述通信参数并基于从所述计算机所接收的所述通信参数和从车辆传感器所接收的数据来传输车辆对车辆数据。
本文还公开了一种系统，所述系统包括：用于基于从物体检测传感器所接收的数据来对路段的交通状况进行分类的装置，所述物体检测传感器具有包括所述路段的视野；以及用于将基于所述分类的交通状况而确定并指定以下中的一项或多项的车辆对车辆通信参数广播到包括至少所述路段的区域的装置：(i)信道标识符；(ii)传输速率；(iii)传输功率；或(iv)消息大小。
所述系统还可以包括用于在车辆中接收所述通信参数的装置以及用于基于从所述计算机所接收的所述通信参数和从车辆传感器所接收的数据来传输车辆对车辆数据的装置。
本文还公开了一种方法，所述方法包括：在基础设施计算机中，基于从物体检测传感器所接收的数据来对路段的交通状况进行分类，所述物体检测传感器具有包括所述路段的视野并且通信地连接到所述计算机；以及将基于所述分类的交通状况而确定并指定以下中的一项或多项的车辆对车辆通信参数广播到包括所述路段的区域：(i)信道标识符；(ii)传输速率；(iii)传输功率；或(iv)消息大小。
所述方法还可以包括：检测所述路段内的一个或多个车辆；确定所述一个或多个检测到的车辆的密度和平均速度；以及基于所述密度和所述平均速度来将所述路段的所述交通状况分类为以下中的至少一项：正常速度密集交通、正常速度稀疏交通、低速稀疏交通和低速密集交通。
所述方法还可以包括基于对所述交通状况进行分类来确定所述通信参数。
所述方法还可以包括广播所述物体检测传感器的所述视野内的所述道路的一部分的分段图，所述分段图包括：(i)所述道路上的每个路段的位置；(ii)每个路段的交通状况；(iii)每个路段的通信信道；以及(iv)每个路段的通信参数。
所述方法还可以包括确定分别针对所述道路的第一方向和第二方向的第一信道和第二信道以及用于广播所述通信参数和分段图的第三信道。
所述方法还可以包括确定针对穿过所述道路的第二道路的第四信道和第五信道。
所述方法还可以包括在车辆计算机中接收所述通信参数并基于从所述计算机所接收的所述通信参数和从车辆传感器所接收的数据来传输车辆对车辆消息。
还公开了一种计算装置，所述计算装置被编程为执行上述方法步骤中的任一个。
还公开了一种计算机程序产品，其包括计算机可读介质，所述计算机可读介质存储指令，所述指令可由计算机处理器执行，以执行上述方法步骤中的任一个。
附图说明
图1是示出示例性车辆的图。
图2是示出基础设施元件和在道路上行驶的车辆的图。
图3是用于控制车辆对车辆(V2V)通信的示例性过程的流程图。
图4是用于操作车辆对车辆通信的示例性过程的流程图。
具体实施方式
车辆(例如，自主车辆、无人机、机器人等)的导航可能取决于经由无线通信网络和/或协议(例如，车辆对车辆(V2V)或车辆对基础设施(V2X或V2I)通信)交换的信息。然而，当有限区域(例如，半径为1000米(m)的区域)内的多个车辆经由无线网络的通信信道广播信息时，无线网络可能会变得拥塞。在当前上下文中，当充分利用了信道带宽(例如，大于90％)时，发生“拥塞”。例如，通信信道带宽可以是6兆比特/秒(Mb/s)。如果某个区域内有250个车辆各自发送大小为2400位且传输速率为10Hz的消息，则所述消息会占用通信信道的整个(即，100％)带宽，因为2400位*10Hz*250＝6Mb/s。
通过控制一个或多个车辆广播的消息，可以检测和防止或减轻无线通信信道的拥塞。一种示例性系统包括基础设施元件，所述基础设施元件包括计算机，所述计算机包括处理器和存储器。传感器具有包括路段的视野并且通信地连接到计算机。处理器可以被编程为基于从传感器所接收的数据来对路段的交通状况进行分类并且将车辆对车辆通信参数广播到包括所述路段的区域。所述参数基于所分类的交通状况以及以下中的一项或多项来确定：(i)信道标识符；(ii)传输速率；(iii)传输功率；或(iv)消息大小或类型。在本文，“广播”是指在不指定接收方的情况下传输数据。
图1示出车辆100，所述车辆可以以多种方式被供以动力，例如，利用电动马达和/或内燃发动机。车辆100可以是陆地车辆，诸如轿车、卡车等。另外地或替代地，车辆100可以包括无人机、机器人等。另外地或替代地，车辆100可以包括自行车、摩托车等。车辆100可以包括计算机110、致动器120、传感器130和人机界面(HMI 140)。可以为车辆100指定参考点，诸如几何中心点150，例如，车辆100的相应纵向中心线与横向中心线相交的点。
计算机110包括诸如已知的处理器和存储器。存储器包括一种或多种形式的计算机可读介质，并且存储可由计算机110执行以用于执行各种操作(包括如本文所公开的操作)的指令。
计算机110可以以自主、半自主模式或非自主(或手动)模式操作相应的车辆100。出于本公开的目的，将自主模式定义为由计算机110控制车辆100的推进、制动和转向中的每一者的模式；在半自动模式中，计算机110控制车辆100的推进、制动和转向中的一者或两者；在非自主模式中，人类操作员控制车辆100的推进、制动和转向中的每一者。
计算机110可以包括编程以操作以下中的一者或多者：车辆100的制动、推进(例如，通过控制内燃发动机、电动马达、混合动力发动机等中的一者或多者来控制车辆的加速)、转向、气候控制、内部灯和/或外部灯等，以及确定计算机110(而非人类操作员)是否以及何时控制此类操作。另外，计算机110可以被编程为确定人类操作员是否以及何时控制此类操作。
计算机110可以包括多于一个处理器或者例如经由如下面进一步描述的车辆100通信总线通信地耦合到多于一个处理器，例如，包括在车辆中用于监视和/或控制各种车辆控制器的控制器等，所述各种车辆控制器例如动力传动系统控制器、制动控制器、转向控制器等。计算机110通常被布置用于在车辆通信网络上进行通信，所述车辆通信网络可以包括车辆中的总线(诸如控制器局域网(CAN)等)、和/或其他有线和/或无线机构。
经由车辆100网络，计算机110可以向车辆中的各种装置发送消息和/或从各种装置接收消息，所述各种装置例如致动器120、HMI 140等。另外地或替代地，在计算机110实际上包括多个装置的情况下，车辆100通信网络可以用于在本公开中表示为计算机110的装置之间的通信。此外，如下所述，各种控制器和/或传感器可以经由车辆通信网络向计算机110提供数据。
车辆100的致动器120经由可以根据如已知的适当控制信号来致动各种车辆子系统的电路、芯片或其他电子和/或机械部件来实现。可以使用致动器120来控制车辆100的制动、加速和转向。
传感器130可以包括诸如已知的向计算机110提供数据的多种装置。例如，传感器130可以包括光探测和测距(LIDAR)传感器130等，其设置在车辆100的顶部上、车辆100前挡风玻璃后面、车辆100周围等，提供车辆100周围的物体的相对位置、尺寸和形状。作为另一个示例，固定到车辆100的保险杠的一个或多个雷达传感器130可以提供用于提供物体、第二车辆100等相对于车辆100的位置的位置的数据。传感器130还可以替代地或另外包括摄像头传感器130(例如前视、侧视等)，其提供来自车辆100周围的区域的图像。
HMI 140可以在车辆100的操作期间从人类操作员接收输入。此外，HMI 140可以被配置为例如经由视觉和/或听觉输出向用户显示信息。因此，HMI 140可以位于车辆100的乘客舱中，并且可以包括用于用户输入的一个或多个机构。
计算机110可以被编程为经由HMI 140接收目的地(例如，位置坐标)，并且确定从车辆100的当前位置到所接收的目的地的路线。计算机110可以被编程为从当前位置到所接收的目的地基于所确定的路线以自主模式操作车辆100。
计算机110可以被配置用于例如经由车辆对车辆(V2V)通信通过车辆对车辆无线通信接口160与其他车辆100通信。通信接口160可以包括用于发送(即，传输)和接收射频(RF)通信的元件，例如，芯片、天线、收发器等。V2V通信表示车辆100的计算机110可以与其他车辆100和/或基础设施元件205的计算机210(参见图2)通信所借助的一个或多个机制，并且可以是无线通信机制中的一个或多个，包括无线和有线通信机制以及任何期望的网络拓扑(或当利用多个通信机制时的多个拓扑)的任何期望的组合。示例性V2V通信协议包括提供数据通信服务的蜂窝、蓝牙、IEEE 802.11、专用短程通信(DSRC)和/或广域网(WAN)(包括互联网)。DSRC可能具有单向或双向短程到中程的无线通信信道。
在示例中，车辆100的计算机110可以基于V2V通信协议(例如，DSRC)来向其他车辆100广播消息。计算机110可以被编程为从车辆100的传感器130、其他计算机110、控制器等接收数据以生成V2V消息并经由通信接口160广播V2V消息。表1示出了可以包括在V2V消息中的示例性数据集。在一个示例中，V2V消息可以包括报头以及对应于为所述消息指定内容的标识符(SC1、SC2、SC3，在表1的示例中)的消息内容的任意组合，即所述标识符根据针对内容标识符所提供的描述或定义来传达含义。例如，包含标识符SC1的消息包括诸如当前车辆100的状态、位置等的数据内容。换句话说，在消息中包含标识符SC1、SC2、SC3指示所述消息中的数据内容与所包含的标识符SC1、SC2、SC3中的每一个相关联。
Figure BDA0002421247770000081
表1
车辆计算机110可以被编程为基于一个或多个通信参数C的集合来传输消息。表2示出了示例性通信参数C集。例如，计算机110可以被编程为基于存储在计算机110存储器中的数据来确定传输功率P、传输速率R、消息大小S和广播信道号Nb。另外地或替代地，如下面参考图2所讨论的，计算机110可以被编程为基于从远程计算机经由信道Nc所接收的数据来确定用于广播的信道号Nb。
Figure BDA0002421247770000082
Figure BDA0002421247770000091
表2
图2示出了系统200，所述系统包括多个车辆100和基础设施元件205，所述基础设施元件包括计算机210、无线通信接口220和传感器230。
计算机210(或基础设施计算机210)包括诸如已知的处理器和存储器。存储器包括一种或多种形式的计算机可读介质，并且存储可由计算机210执行以用于执行各种操作(包括如本文所公开的)的指令。计算机210可以被配置用于经由V2V通信(例如，DSRC网络)通过无线通信接口220与车辆100通信。通信接口220可以包括芯片、天线、收发器等。通信接口220可以具有通信覆盖区域(或区域225)。在当前上下文中，区域225是其中计算机210可以与另一计算机(例如，车辆100的计算机110)进行通信的区域。区域225的尺寸和/或形状通常基于通信接口220的通信技术、通信频率、通信功率等、以及区域225的环境因素、地形等。在一个示例中，区域225是以基础设施元件205的位置为中心，半径为1000米的圆。
基础设施传感器230可以包括一个或多个传感器，例如，摄像头、激光雷达(光成像探测和测距)、雷达等，所述一个或多个传感器提供数据，可以通过所述数据检测物体。计算机210可以被编程为从传感器230接收数据并使用图像处理和/或深度检测技术来检测道路240上的物体，诸如车辆100、建筑物、车道标记等。通常，通信覆盖区域225包括被传感器230的视野260覆盖的区域。应注意，接口220的通信范围可以包括比传感器230的视野260更大的区域。
计算机210可以被编程为相对于例如三维笛卡尔坐标系的轴来确定检测到的车辆100的位置坐标，例如，其中定义了水平X-Z平面以及竖直X-Y和Z-Y平面，所述平面和相应的轴彼此正交。坐标系的原点(即，所有三个轴的交点)可以位于例如GPS(全球定位系统)坐标系的参考位置。在一个示例中，计算机210可以相对于三维坐标系的水平轴识别地面上的陆地车辆100的二维(2D)位置坐标。在另一示例中，计算机210可以被编程为相对于三维坐标系的所有三个轴来识别飞行器100的3D位置坐标。
基础设施元件205被放置(通常永久性地固定)在区域225中的某个位置处，例如安装至各种不动的物体、杆等。因此，基于基础设施元件205上的传感器230的位置和取向(即，相对于三维坐标系)来指定视野260。视野260可以包括地面区域，例如，由道路240的路段250限定的区域。如图2所示，视野260可以包括道路240的具有车道245A、245B、245C、245D的区域，所述车道包括一个或多个段250。取决于传感器230的视野260的尺寸和路段250的尺寸，视野260可以包括多个路段250。道路240可以是双向的(如图2所示)或单向的。道路240可以在每个方向上具有一个或多个车道245A、245B、245C、245D，例如，在第一方向上的车道245A、245B和在与第一方向相反的第二方向上的车道245C、245D。尽管未示出，但视野260可以包括多个(例如，相交的)道路240。
基础设施元件205的计算机210可以被编程为基于从物体检测传感器230所接收的数据来对道路240的路段250的交通状况进行分类，所述物体检测传感器具有包括道路240的路段250的视野260。计算机210可以被编程为将基于所分类的交通状况而确定并指定以下中的一项或多项的车辆对车辆通信参数C集广播到包括道路240的路段250的区域225：(i)信道标识符Nb；(ii)传输速率R；(iii)传输功率P；或(iv)消息大小S。
在当前上下文中，道路240的路段250是传感器230的视野260内的道路240的车道245A、245B、245C、245D中的一个或多个的一部分。在一个示例中，如图2所示，每个路段250都包括车道245A、245B、245C、245D的在某个方向上具有长度d(例如，50米)的一部分。另外地或替代地，路段250可以具有不同的长度d和/或宽度(即，路段250中包括的相邻车道245A、245B、245C、245D的数量)。基于道路240的弯曲度，路段250可以具有矩形形状或弯曲形状。可以例如基于从远程计算机所接收的地图数据、路段250的起点255的位置坐标和/或路段250的长度d，通过车道245A、245B、245C、245D的位置来识别路段250。因此，可以相对于上述三维笛卡尔坐标系，基于车道245A、245B、245C、245D的边缘、起点255和的长度d来确定路段250的周长。在当前上下文中，起点255是路段250的基于车辆100运动的指定方向而确定的点。路段250的起点255是车辆100在进入相应的路段250后首先驶过的点。在一个示例中，起点255的位置坐标可以是在车道245A、245B、245C、245D的中间横向定位的点的位置坐标。此处应注意，为了提高可读性，在图2中仅对起点255中的一些进行了编号。
在当前情况下，路段250的“交通状况”是包括车辆100的平均速度和密度(例如，路段密度ρ和路段250中的车辆100的平均速度v)的数据集。在当前上下文中，“分类”是指确定路段250的分类Q。分类Q可以是分类组中的一个，诸如正常速度密集交通、低速密集交通等，和/或可以被指定为一定范围内的数字(例如，百分比)。计算机210可以通过确定分类Q来对交通状况进行分类。表3示出了用于基于密度ρ和平均速度v来确定交通状况分类Q的示例性规则集。在当前上下文中，路段密度ρ被指定为每个指定距离的车辆100的数量，例如，120veh/km。因此，可以通过将位于路段250的周长内的车辆100的数量除以路段250的长度(即，距离d)来确定密度ρ。另外地或替代地，路段250的密度ρ可以以每秒的车辆数来指定，例如，每秒进入路段250的车辆100的数量。
Figure BDA0002421247770000111
Figure BDA0002421247770000121
表3
计算机210可以被编程为检测车辆100并且基于路段250中的检测到的车辆100的数量来确定路段250的密度ρ。计算机210可以基于车辆100的所确定的位置坐标是否在路段250的位置坐标内(即，是否在限定路段250的边界内)来确定路段250中的车辆100的数量。计算机210可以基于路段250中的识别出的车辆100的数量和路段250的长度d来确定路段250的密度ρ。当车辆100的位置在地面上的投影(即，无人机100的x坐标、y坐标)同样在路段250的边界内时，具有3D位置坐标的车辆100(例如，无人机)在路段250内。
在一个示例中，计算机210可以根据表(例如，以下文表3的形式)被编程为通过基于相应路段250的平均速度v和密度ρ确定交通状况分类Q(例如，正常速度密集交通、正常速度稀疏交通、低速稀疏交通和低速密集交通)来对路段250的交通状况进行分类。另外地或替代地，分类Q的范围可以被指定为例如1(无拥塞)至10(交通阻塞不动)。
在一个示例中，计算机210可以被编程为基于公式(1)来确定路段250平均速度v。因此，计算机210可以检测路段250内的k个车辆100。计算机210可以确定车辆100中的每一个的速度vi，并且基于车辆100的数量k和车辆100中的每一个的速度vi来确定平均速度v。
Figure BDA0002421247770000122
如上面所讨论的，计算机210可以被编程为确定路段250的通信参数C(例如，表2)并广播路段250的所确定的通信参数。
在一个示例中，计算机210可以被编程为基于路段250的所确定的交通状况分类Q来确定路段250的通信参数C。查找表等(例如，如下文表4所示)可以指定示例性通信参数C，以对应于相应的数量词Q，如表3所指定。例如，在确定分类Q为“低速密集交通”后，计算机210可以被编程为确定1Msg/sec的传输速率R、4dBm的传输功率和消息大小S，所述消息大小至多包括当前车辆状态SC1和当前车辆状态SC2。
Figure BDA0002421247770000131
表4
在又一示例中，与基于表(诸如表3至表4)确定传输速率R和功率P相反，计算机210可以基于公式(2)至公式(3)被编程为基于所确定的密度ρ来确定路段250的传输速率R和功率P。如表2所示，功率P可以以dBm为单位指定，其可能相当于10毫瓦(mW)。因此，关于公式(3)，功率P的值为0(零)指示0dBm的低功率电平下的广播，例如广播到车辆100周围的非常有限的区域。Vmax表示例如基于地图数据所确定的相应路段250的速度极限。
Figure BDA0002421247770000132
Figure BDA0002421247770000133
关于公式(2)，q表示重量参数(例如，以km/车辆为单位，例如，0.05km/车辆)，并且ο为无单位限制的偏移参数(例如，1)。在本文，ρth是密度阈值(例如，150车辆数/km)。在一个示例中，为了实现传输速率R小于最大阈值Rmax(例如，20 msg/sec)，可以基于公式(4)和不等式(5)来确定参数r和o。参数q表示重量(例如，以公里/车辆为单位)，其可以指示车辆之间的期望平均空间(道路长度)。参数ο是恒定的偏移量。
r＝Rmax (4)
o≥1-qρ (5)
如上面所讨论的，车辆100的计算机110可以被编程为经由V2V无线网络广播V2V数据(例如，消息)。计算机110可以被编程为：接收由基础设施元件205广播的路段250的通信参数C，诸如传输速率R、功率P和/或消息大小S；以及在确定车辆100在相应路段250中后，传输V2V消息，所述V2V消息符合所接收的通信参数C的规定并且包含来自车辆100的传感器130的数据。
车辆100计算机110可以被编程为致动通信接口160以根据传输速率R和功率P来传输V2V消息。计算机110可以被编程为基于所接收的通信参数C来确定V2V消息的数据内容。例如，在接收到通信参数C(其包含消息内容标识符SC1和SC2)后，计算机110可以被编程为从所广播的V2V消息中排除计划的车辆状态SC3。换句话说，计算机110可以被编程为调整消息大小S以使其符合所接收的通信参数C。
车辆100的计算机110可以被编程为基于从基础设施元件205所接收的数据和车辆100位置数据(例如，从车辆100的位置传感器130诸如GPS(通用定位传感器)所接收的位置坐标)来确定车辆100是否在路段250内。基础设施元件205的计算机210可以被编程为广播分段图，所述分段图指定路段250的位置和每个所映射的路段250的通信参数C。基础设施元件205的计算机210可以被编程为广播传感器230的视野260内的道路240的一部分的分段图。所述分段图可以包括：(i)道路240上的每个路段250的位置；(ii)每个路段的交通状况；(iii)每个路段250的通信信道Nb；以及(iv)每个路段的通信参数C。
表5示出了视野260内的m个路段的示例性分段图。表5的每一行都可以包括对应于视野260中的一个路段250的信息。例如，分段图可以包括路段250的起点255的位置坐标和路段250的长度d。路段250可以具有相同的长度d或不同的长度d1,…,dm。分段图可以包括每个路段250的交通状况，例如，密度ρ1…ρm、平均速度v1…vm、和/或分类Q1…Qm。每一行都可以包括由C1…Cm表示的一个或多个通信参数的集合。通信参数Ci的集合可以包括传输速率Ti、功率Pi、消息大小Si、广播信道号Nbi中的至少一个。
Figure BDA0002421247770000151
表5
关于表4至表5，消息大小Si可以指定允许由位于具有相应标识符idi的路段250上的车辆100广播的消息内容。例如，如果Si＝{SC1，SC2}，则位于具有标识符id1的路段250内的车辆100的计算机110至多可以广播由标识符SC1和SC2标识的消息内容(即，无未来的状态数据，诸如车道变更数据)。
关于表5，分段图可以包括针对每个路段250的广播信道，例如，针对具有相应标识符idi的路段250的信道Nbi。因此，车辆100的计算机110可以被编程为在确定车辆100处于具有标识符idi的相应路段250中后，在信道Nbi上广播V2V消息的数据。
如上面所讨论的，基础设施元件205的计算机210可以确定针对每个路段250的广播信道号Nbi。在一个示例中，计算机210可以被编程为在给定方向上针对车道245A、245B、245C、245D上的路段250确定相同的广播信道号。例如，参考图2，计算机210可以被编程为沿着视野260内的车道245A针对路段250中的每一个确定相同的广播信道号Nbi。在相反方向的车道245A、245B、245C、245D上行驶的车辆100所广播的V2V数据可能彼此无关。因此，在一个示例中，计算机210可以被编程为确定分别针对道路240的第一方向和第二方向的第一信道和第二信道Nbi以及用于广播通信参数Ci和分段图的第三控制信道Nc。车辆100的计算机110可以被编程为经由控制信道Nc接收分段图并基于所接收的分段图和车辆100的位置(即，基于确定车辆100是否位于地图的路段250中以及位于哪个路段250中)来广播V2V消息。
计算机210可以被编程为确定针对不同道路240和/或车道245A、245B、245C、245D的不同广播信道号。在一个示例中，计算机210可以确定针对车道245A、245B的第一广播信道号Nbi、针对车道245C、245D的第二广播信道号Nbi、针对穿过道路240的第二道路240的第四和第五信道。
图3是用于控制车辆对车辆(V2V)通信的示例性过程300的流程图。例如，基础设施元件205的计算机210可以被编程为执行过程300的一个或多个框。
过程300开始于框310，其中计算机210例如从摄像头传感器230、激光雷达传感器230等接收传感器230数据。
接下来，在框320中，计算机210确定道路240的路段250。在一个示例中，基础设施元件205和传感器230的视野260可以是不动的。路段250的位置(例如，每个路段250的边界的位置坐标)、路段250的长度d等可以存储在计算机210的存储器中。另外地或替代地，计算机210可以被编程为基于从摄像头传感器230所接收的图像数据以及所存储的关于位置坐标和传感器230的视野260的方向的信息来确定路段250的数据。
接下来，在框330中，计算机210检测视野260中的车辆100。计算机210可以被编程为基于从传感器230所接收的物体数据来检测车辆100。计算机210可以被编程为确定在视野260中是否检测到车辆100，并且如果检测到车辆100，则确定检测到的车辆100的位置坐标、速度等。如上面所讨论的，计算机210可以被编程为基于基础设施元件205的存储位置和传感器230的视野260来确定车辆100的位置。因此，计算机210可以被编程为确定针对路段250中的每一个检测到的车辆100的数量以及每个车辆100的相应速度。计算机210还可以被编程为基于检测到的车辆100来针对每个路段250确定车辆100的密度ρ和平均速度v，如上面所讨论的。
接下来，在框340中，计算机210确定每个路段250的通信参数，例如，具有标识符idi的路段250的通信参数Ci。在一个示例中，计算机210可以被编程为例如基于表3来确定路段250的交通状况分类Qi，并且基于所确定的分类Qi(例如，基于表4)来确定通信参数Ci。在另一示例中，计算机210可以例如根据公式(2)至公式(3)被编程为基于每个路段250的所确定的密度ρ和/或平均速度v来确定通信参数Ci。
接下来，在框350中，计算机210广播包括通信参数Ci的分段图。在一个示例中，计算机210可以被编程为经由控制信道Nc来广播分段图(例如，包括诸如表5所示的数据)。
在框350之后，过程300结束，或替代地返回至框310，尽管图3中未示出。
图4是用于V2V辆通信的示例性过程400的流程图。例如，车辆100计算机110可以被编程为执行过程400的框。
过程400在判定框410中开始，其中计算机110确定是否接收到分段图。在一个示例中，计算机110可以被编程为确定是否例如经由无线通信控制信道Nc接收到包括通信参数Ci的分段图。在一个示例中，控制信道号Nc可以被存储在计算机110的存储器中。如果计算机110确定接收到分段图，则过程400前进到框430；否则，过程400前进到框420。
在框420中，计算机110例如基于存储在计算机110存储器中的数据来确定通信参数C。在一个示例中，计算机110存储器可以存储指定的传输速率R、功率P和/或消息大小S。例如，所存储的信息可以基于先前接收到的分段图。
在框430中，计算机110接收车辆100的位置数据。例如，计算机110可以被编程为相对于GPS坐标系，基于从车辆100的GPS传感器130所接收的位置坐标数据来确定车辆100的位置。
接下来，在判定框440中，计算机110确定车辆100是否在路段250内。计算机110可以被编程为基于相应路段250的位置数据(例如，起点255的位置坐标、路段250的长度d等)以及车辆100的位置数据(例如，GPS位置坐标)来确定车辆100是否在路段250内。如果计算机110确定车辆100在例如具有标识符idi的路段250内，则过程400前进到框450；否则，过程400前进到框460。
在框450中，计算机110基于所确定的路段250来确定车辆100的通信参数。计算机110可以被编程为基于车辆100被确定为定位在其中的路段250的所确定的标识符idi来确定通信参数Ci。
接下来，在框460中，计算机110接收车辆100数据。计算机110可以被编程为从车辆100的传感器130、车辆100中的其他计算机、存储在计算机110中的数据等接收车辆100数据。车辆100数据可以包括与诸如车辆100的当前状态SC1、当前操作状态SC2和/或未来的(或计划的)状态SC3等消息内容相对应的数据。
接下来，在框470中，计算机110基于所确定的通信参数Ci和所接收的车辆100数据来广播V2V数据。计算机110可以基于所接收的消息大小Si来识别消息内容。例如，如果Si包括SC1和SC2，则计算机110可以从广播的V2V消息中省略任何未来的状态数据，诸如计划的车道变更数据。计算机110可以致动车辆100无线通信接口160以基于所接收的传输速率Ri和功率Pi来广播V2V数据。
在框470后，过程400结束，或者替代地返回到判定框410，尽管图4中未示出。
除非另有说明或上下文另有要求，否则修饰名词的冠词“一个”应当被理解为是指一个或多个。短语“基于”包含部分地或完全地基于。
如本文讨论的计算装置通常各自包括可由诸如上面识别的那些的一个或多个计算装置执行的并且用于执行上述过程的框或步骤的指令。计算机可执行指令可以由使用各种编程语言和/或技术创建的计算机程序来编译或解译，所述编程语言和/或技术单独地或组合地包括但不限于JavaTM、C、C++、Visual Basic、Java Script、Perl、HTML等。一般来说，处理器(例如，微处理器)例如从存储器、计算机可读介质等接收指令，并且执行这些指令，从而执行一个或多个过程，包括本文所述的过程中的一个或多个。可以使用多种计算机可读介质来存储和传输此类指令和其他数据。计算装置中的文件通常是存储在计算机可读介质(诸如存储介质、随机存取存储器等)上的数据的集合。
计算机可读介质包括参与提供可以由计算机读取的数据(例如，指令)的任何介质。此类介质可以采用许多形式，其包括但不限于非易失性介质、易失性介质等。非易失性介质包括例如光盘或磁盘和其他持久存储器。易失性介质包括动态随机存取存储器(DRAM)，所述动态随机存取存储器通常构成主存储器。计算机可读介质的常见形式包括例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其他磁介质、CD-ROM、DVD、任何其他光学介质、穿孔卡、纸带、任何其他具有孔图案的物理介质、RAM、PROM、EPROM、快闪、EEPROM、任何其他存储器芯片或盒式磁带、或计算机可以读取的任何其他介质。
关于本文所描述的介质、过程、系统、方法等，应当理解，尽管已经将此类过程等的步骤描述为按照某个有序序列发生，但是此类过程可以通过以不同于本文描述的顺序的顺序执行所描述的步骤来实践。还应当理解，可以同时地执行某些步骤、可以添加其他步骤，或者可以省略本文所述的某些步骤。换句话说，本文对系统和/或过程的描述是为了示出某些实施例的目的而提供，而决不应当被解释为限制所公开的主题。
因此，应当理解，包括以上描述和附图以及以下权利要求的本公开意图是说明性的而非限制性的。在阅读了以上描述之后，除了所提供的示例之外的许多实施例和应用对于本领域技术人员而言将是明显的。本发明的范围不应当参考以上描述来确定，而应当参考所附的和/或基于此包括在非临时专利申请中的权利要求连同此类权利要求所赋予权利的等效物的全部范围来确定。可以设想并预期未来的发展将在本文讨论的技术中发生，并且所公开的系统和方法将结合到此类未来实施例中。总而言之，应当理解，所公开的主题能够进行修改和变化。
根据本发明，提供了一种基础设施元件，所述基础设施元件具有计算机，所述计算机包括处理器和存储器，所述存储器存储指令，所述指令可由所述处理器执行，使得所述计算机被编程为：基于从物体检测传感器所接收的数据来对路段的交通状况进行分类，所述物体检测传感器具有包括所述路段的视野并且通信地连接到所述计算机；以及将基于所述分类的交通状况而确定并指定以下中的一项或多项的车辆对车辆通信参数广播到包括所述路段的区域：(i)信道标识符；(ii)传输速率；(iii)传输功率；或(iv)消息大小。
根据一个实施例，所述指令还包括以下指令：检测所述路段内的一个或多个车辆；确定所述一个或多个检测到的车辆的密度和平均速度；以及基于所述密度和所述平均速度来将所述路段的所述交通状况分类为以下中的至少一项：正常速度密集交通、正常速度稀疏交通、低速稀疏交通和低速密集交通。
根据一个实施例，所述指令还包括基于对所述交通状况进行分类来确定所述通信参数的指令。
根据一个实施例，所述指令还包括广播所述物体检测传感器的所述视野内的所述道路的一部分的分段图的指令，所述分段图包括：(i)所述道路上的每个路段的位置；(ii)每个路段的交通状况；(iii)每个路段的通信信道；以及(iv)每个路段的通信参数。
根据一个实施例，所述指令还包括确定分别针对所述道路的第一方向和第二方向的第一信道和第二信道以及用于广播所述通信参数和分段图的第三信道的指令。
根据一个实施例，所述指令还包括确定针对穿过所述道路的第二道路的第四信道和第五信道的指令。
根据一个实施例，本发明的特征还在于车辆计算机，所述车辆计算机被编程为接收所述通信参数并基于从所述计算机所接收的所述通信参数和从车辆传感器所接收的数据来传输车辆对车辆数据。
根据本发明，提供了一种系统，所述系统具有：用于基于从物体检测传感器所接收的数据来对路段的交通状况进行分类的装置，所述物体检测传感器具有包括所述路段的视野；以及用于将基于所述分类的交通状况而确定并指定以下中的一项或多项的车辆对车辆通信参数广播到包括至少所述路段的区域的装置：(i)信道标识符；(ii)传输速率；(iii)传输功率；或(iv)消息大小。
根据一个实施例，本发明的特征还在于用于在车辆中接收所述通信参数的装置以及用于基于从所述计算机所接收的所述通信参数和从车辆传感器所接收的数据来传输车辆对车辆数据的装置。
根据本发明，提供了一种方法，所述方法具有：在基础设施计算机中，基于从物体检测传感器所接收的数据来对路段的交通状况进行分类，所述物体检测传感器具有包括所述路段的视野并且通信地连接到所述计算机；以及将基于所述分类的交通状况而确定并指定以下中的一项或多项的车辆对车辆通信参数广播到包括所述路段的区域：(i)信道标识符；(ii)传输速率；(iii)传输功率；或(iv)消息大小。
根据一个实施例，本发明的特征还在于：检测所述路段内的一个或多个车辆；确定所述一个或多个检测到的车辆的密度和平均速度；以及基于所述密度和所述平均速度来将所述路段的所述交通状况分类为以下中的至少一项：正常速度密集交通、正常速度稀疏交通、低速稀疏交通和低速密集交通。
根据一个实施例，本发明的特征还在于基于对所述交通状况进行分类来确定所述通信参数。
根据一个实施例，本发明的特征还在于广播所述物体检测传感器的所述视野内的所述道路的一部分的分段图，所述分段图包括：(i)所述道路上的每个路段的位置；(ii)每个路段的交通状况；(iii)每个路段的通信信道；以及(iv)每个路段的通信参数。
根据一个实施例，本发明的特征还在于确定分别针对所述道路的第一方向和第二方向的第一信道和第二信道以及用于广播所述通信参数和分段图的第三信道。
根据一个实施例，本发明的特征还在于确定针对穿过所述道路的第二道路的第四信道和第五信道。
根据一个实施例，本发明的特征还在于在车辆计算机中接收所述通信参数并基于从所述计算机所接收的所述通信参数和从车辆传感器所接收的数据来传输车辆对车辆消息。

Claims (15)

1.一种方法，其包括：
在基础设施计算机中，基于从物体检测传感器所接收的数据来对路段的交通状况进行分类，所述物体检测传感器具有包括所述路段的视野并且通信地连接到所述计算机；以及
将基于所述分类的交通状况而确定并指定以下中的一项或多项的车辆对车辆通信参数广播到包括所述路段的区域：(i)信道标识符；(ii)传输速率；(iii)传输功率；或(iv)消息大小。
2.如权利要求1所述的方法，其还包括：
检测所述路段内的一个或多个车辆；
确定所述一个或多个检测到的车辆的密度和平均速度；以及
基于所述密度和所述平均速度来将所述路段的所述交通状况分类为以下中的至少一项：正常速度密集交通、正常速度稀疏交通、低速稀疏交通和低速密集交通。
3.如权利要求2所述的方法，其还包括基于对所述交通状况进行分类来确定所述通信参数。
4.如权利要求1所述的方法，其还包括广播所述物体检测传感器的所述视野内的道路的一部分的分段图，所述分段图包括：(i)所述道路上的每个路段的位置；(ii)每个路段的交通状况；(iii)每个路段的通信信道；以及(iv)每个路段的通信参数。
5.如权利要求1所述的方法，其还包括确定分别针对道路的第一方向和第二方向的第一信道和第二信道以及用于广播所述通信参数和分段图的第三信道。
6.如权利要求5所述的方法，其还包括确定针对穿过所述道路的第二道路的第四信道和第五信道。
7.如权利要求1所述的方法，其还包括在车辆计算机中接收所述通信参数并基于从所述计算机所接收的所述通信参数和从车辆传感器所接收的数据来传输车辆对车辆消息。
8.一种计算装置，其被编程为执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。
9.一种计算机程序产品，其包括计算机可读介质，所述计算机可读介质存储可由计算机处理器执行以执行如权利要求1至6中任一项所述的方法的指令。
10.一种系统，其包括：
用于基于从物体检测传感器所接收的数据来对路段的交通状况进行分类的装置，所述物体检测传感器具有包括所述路段的视野；以及
用于将基于所述分类的交通状况而确定并指定以下中的一项或多项的车辆对车辆通信参数广播到包括至少所述路段的区域的装置：(i)信道标识符；(ii)传输速率；(iii)传输功率；或(iv)消息大小。
11.如权利要求10所述的系统，其还包括用于在车辆中接收所述通信参数的装置以及用于基于从所述计算机所接收的所述通信参数和从车辆传感器所接收的数据来传输车辆对车辆数据的装置。
12.一种基础设施元件，其包括计算机，所述计算机包括处理器和存储器，所述存储器存储可由所述处理器执行的指令，使得所述计算机被编程为：
基于从物体检测传感器所接收的数据来对路段的交通状况进行分类，所述物体检测传感器具有包括所述路段的视野并且通信地连接到所述计算机；以及
将基于所述分类的交通状况而确定并指定以下中的一项或多项的车辆对车辆通信参数广播到包括所述路段的区域：(i)信道标识符；(ii)传输速率；(iii)传输功率；或(iv)消息大小。
13.如权利要求12所述的基础设施元件，其中所述指令还包括以下指令：
检测所述路段内的一个或多个车辆；
确定所述一个或多个检测到的车辆的密度和平均速度；以及
基于所述密度和所述平均速度来将所述路段的所述交通状况分类为以下中的至少一项：正常速度密集交通、正常速度稀疏交通、低速稀疏交通和低速密集交通。
14.如权利要求13所述的基础设施元件，其中所述指令还包括基于对所述交通状况进行分类来确定所述通信参数的指令。
15.如权利要求12所述的基础设施元件，其中所述指令还包括广播所述物体检测传感器的所述视野内的道路的一部分的分段图的指令，所述分段图包括：(i)所述道路上的每个路段的位置；(ii)每个路段的交通状况；(iii)每个路段的通信信道；以及(iv)每个路段的通信参数。
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