CN113160553A - 一种基于无人驾驶方向的车路协同信息交流方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无人驾驶技术领域，其公开了一种基于无人驾驶方向的车路协同信息交流方法及其系统，解决了车路协同目前还没有具体方式的技术问题，S1、获取车载侧的车流量、车速、车距、车辆类型比例、车辆导航需求的信息；S2、获取道路侧的路面承载质量、路面安全防护、路面车道导航的数据和有效性信息；S3、在路面安全防护有效的情况下，允许道路通行；S4、车辆导航系统实时获取车速信息、车距信息；S5、依据路面承载质量参数大小严格控制大型、超重型车辆进入无人驾驶道路的数量；S6、分区；S7、保持原来的分区间距；S8、车辆之间的通讯采用无线电通信。根据以上技术方案，提出一种实现车路协同的方法及其系统，以达到为无人驾驶技术铺路的目的。

Description

一种基于无人驾驶方向的车路协同信息交流方法及其系统
技术领域
本发明涉及无人驾驶技术领域，更具体地说，它涉及一种基于无人驾驶方向的车路协同信息交流方法及其系统。
背景技术
随着以单车智能为主的自动驾驶进入理性期和国家新基建的大力投入，中国的车路协同开始进入热门期。
首先有两个基本概念需要理清一下，这就是车联网和车路协同。这两者之间既有相同之处也有不同之处，相同之处就是狭义的车联网就是车路协同，不同之处在于两者的关注点不同，车联网基本上是依托一个中心侧重于车辆本身的应用，例如导航、OTA、应用生态等内容，服务对象是车内乘员或者提供服务者，而车路协同是以路侧系统和车载系统为基础进行构建，通过无线通讯设备实现车、路信息交互和共享的智能交通系统，主要体现在协同交通环境中实现信号控制和数据的共享，服务对象是车辆、交通管理，在信号传输要求上将比车联网更严格，快速的介入，高可靠性等。
早在2011年科技部在863计划中就有一个主题项目叫智能车路协同关键技术研究，所以这个概念已经出现近十年了，只是最近几年才开始热起来。车路协同使得原本单车智能中的相互孤立的车企、通信设备企业以及智能硬件企业形成有机统一体。
车路协同可有效的提高城市交通效率，与此同时也有利于加快自动驾驶进程的发展。主要体现在三方面：
自动驾驶更安全：车载传感器感知系统视觉盲区和感知距离有限，车路协同与车载传感器结合可有效避免感知盲区(注意不是100％没有盲区)，尤其是在静止工况下，感知能力更优。
整车成本更低：智能化的提高有一个基本点就是前提保证安全，这对车载设备的需求升高，备份、冗余、功能安全等等对于整车来说就是赤裸裸的价格成本，而车路协同是由行业共同承担基础建设，整车可以降低部分设备的数量和性能指标，有效降低单车成本。道路运营效率更高：协同环境下，交通参与者可通过平台进行沟通，提升道路运营效率。
墨菲定律：任何事都没有表面看起来那么简单；所有的事都会比你预计的时间长。而车路协同却是从表面看起来就不那么简单，其发展需要在国家发展战略层面，具备国家政策支持。从2011年到如今，中国在2017到2020年三年中集中发布了多个车联网政策(狭义上车联网就是车路协同)，进一步完善车联网标准体系建设，同时推动车联网先导区试点应用。
政府主导的车联网先导区到市场驱动的大规模商业化应用，车路协同还有一段路，因此需要摸索一套智慧交通车路协同信息交流方法和管控系统。
发明内容
针对背景技术中提出的车路协同目前还没有具体方式的技术问题，本发明第一目的在于提出一种实现车路协同的方法，以达到为无人驾驶技术铺路的目的。
为实现上述第一目的，本发明提供了如下技术方案：
一种基于无人驾驶方向的车路协同信息交流方法，包括以下步骤：
S1、获取车载侧的车流量、车速、车距、车辆类型比例、车辆导航需求的信息，并通过物联网技术将各数据和信号汇总；
S2、获取道路侧的路面承载质量、路面安全防护、路面车道导航的数据和有效性信息，并通过物联网技术将各数据和信号汇总；
S3、在路面安全防护有效的情况下，允许道路通行，并通过道路承载质量控制进入道路的车流量，在路面车道导航的配合下，并辅助于车辆导航系统，实现车辆自动驾驶；
S4、车辆导航系统实时获取车速信息、车距信息，并通过算法控制车距和车速，车距包括前后车距和左右车距；
S5、依据路面承载质量参数大小严格控制大型、超重型车辆进入无人驾驶道路的数量，防止大型车辆集中损伤无人驾驶路面；
S6、无人驾驶的车辆需要减速、拐弯、掉头、变道时，对应车道分区内的无人驾驶车辆同时减速，该车道内的车辆分区为：第一分区、第二分区...第N分区，第一分区、第二分区...第N分区之间的间隔距离为有效防止减速碰撞区域；
S7、间隔距离因减速缩小之后，第一分区车辆加速保持原来的分区间距；
S8、车辆之间的通讯采用无线电通信。
通过上述技术方案，利用以上信息检测和交流方法，可以初步完成无人驾驶的要求。
本发明进一步设置为：车载侧和道路侧通过物联网技术汇聚的各个信号和数据，通过设置智能交通系统进行汇总。
本发明进一步设置为：所述第一分区、第二分区...第N分区的车辆数量、车辆类型和区域程度均不同或者相同。
本发明进一步设置为：所述所述第一分区、第二分区...第N分区是指在无人驾驶路段对无人驾驶车辆的规划区分。
本发明第二目的在于提出一种实现车路协同的系统，以达到为无人驾驶技术铺路的目的。
一种基于无人驾驶方向的车路协同信息交流的系统，包括：车载系统、路侧系统和通过无线通讯设备实现车、路信息交互和共享的智能交通系统，所述车载系统和所述路侧系统分别将车载信息和路侧信息汇总至所述智能交通系统中；
所述车载系统包括：车流量检测系统、车速检测系统、车距检测系统、车辆类型比例检测系统、车辆导航系统和第一物联网系统；
所述路侧系统包括：路面车辆行驶质量检测系统、城轨列车运行安全防护系统、路面车道导航系统和第二物联网系统；
所述智能交通系统包括：城市动态交通信息服务系统、环形交叉口时空优化设计与信号控制系统、城市交通健康分析与智能诊断系统、智能交通控制中心系统。
通过上述技术方案，本发明利用车载系统、路侧系统和通过无线通讯设备实现车、路信息交互和共享的智能交通系统，以达到辅助实现自动驾驶技术的目的。
本发明进一步设置为：所述车流量检测系统用于检测车流数量，所述车速检测系统用于检测车辆实时行驶速度，所述车距检测系统用于检测车辆密集度，所述车辆类型比例检测系统用于检测车辆的小型客户、中型货车和大型货车的类型比例，所述车辆导航系统用于对汽车进行导航，所述第一物联网系统将所述车流量检测系统、车速检测系统、车距检测系统、车辆类型比例检测系统、车辆导航系统检测的信息汇总和信号连接于所述路侧系统、所述智能交通系统。
通过上述技术方案，从车流量、车速、车距、车辆类型比例、车辆导航等多个维度，对车载情况进行检测。
本发明进一步设置为：所述路面车辆行驶质量检测系统用于检测单位长度的道路上车辆的总质量和质量变化情况，所述城轨列车运行安全防护系统用于实时监测道路上安全防护系统的有效性，所述路面车道导航系统基于GPS技术为道路上的车辆提供导航技术，所述第二物联网系统将所述路面车辆行驶质量检测系统、城轨列车运行安全防护系统、路面车道导航系统检测的信息汇总和信号连接于所述车载系统、所述智能交通系统。
通过上述技术方案，从路面车辆行驶质量、城轨列车运行安全防护、路面车道导航等多个维度，对路侧情况进行检测。
本发明进一步设置为：所述城市动态交通信息服务系统用于接收所述交通信号灯或其它交通信号的信息，所述环形交叉口时空优化设计与信号控制系统用于检测和接收环形交叉口的交通信息，所述城市交通健康分析与智能诊断系统用于汇总交通信息并评价，所述智能交通控制中心系统用于汇总交通信息、第一物联网信息和第二物联网信息。
通过上述技术方案，智能交通控制中心系统可以汇总交通信息、第一物联网信息和第二物联网信息。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
(1)利用车载系统、路侧系统和通过无线通讯设备实现车、路信息交互和共享的智能交通系统，以达到辅助实现自动驾驶技术的目的。；
(2)检测多维度的车载系统、路侧系统数据，提高无人驾驶的安全性；
(3)利用物联网技术，可实现便捷信息沟通。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
一种基于无人驾驶方向的车路协同信息交流方法，包括以下步骤：
S1、获取车载侧的车流量、车速、车距、车辆类型比例、车辆导航需求的信息，并通过物联网技术将各数据和信号汇总；
S2、获取道路侧的路面承载质量、路面安全防护、路面车道导航的数据和有效性信息，并通过物联网技术将各数据和信号汇总；
S3、在路面安全防护有效的情况下，允许道路通行，并通过道路承载质量控制进入道路的车流量，在路面车道导航的配合下，并辅助于车辆导航系统，实现车辆自动驾驶；
S4、车辆导航系统实时获取车速信息、车距信息，并通过算法控制车距和车速，车距包括前后车距和左右车距；
S5、依据路面承载质量参数大小严格控制大型、超重型车辆进入无人驾驶道路的数量，防止大型车辆集中损伤无人驾驶路面；
S6、无人驾驶的车辆需要减速、拐弯、掉头、变道时，对应车道分区内的无人驾驶车辆同时减速，该车道内的车辆分区为：第一分区、第二分区...第N分区，第一分区、第二分区...第N分区之间的间隔距离为有效防止减速碰撞区域；
S7、间隔距离因减速缩小之后，第一分区车辆加速保持原来的分区间距；
S8、车辆之间的通讯采用无线电通信。
车载侧和道路侧通过物联网技术汇聚的各个信号和数据，通过设置智能交通系统进行汇总。
第一分区、第二分区...第N分区的车辆数量、车辆类型和区域程度均不同或者相同。
第一分区、第二分区...第N分区是指在无人驾驶路段对无人驾驶车辆的规划区分。
基于以上方法，一种基于无人驾驶方向的车路协同信息交流的系统，包括：车载系统、路侧系统和通过无线通讯设备实现车、路信息交互和共享的智能交通系统，车载系统和路侧系统分别将车载信息和路侧信息汇总至智能交通系统中；
车载系统包括：车流量检测系统、车速检测系统、车距检测系统、车辆类型比例检测系统、车辆导航系统和第一物联网系统；
路侧系统包括：路面车辆行驶质量检测系统、城轨列车运行安全防护系统、路面车道导航系统和第二物联网系统；
智能交通系统包括：城市动态交通信息服务系统、环形交叉口时空优化设计与信号控制系统、城市交通健康分析与智能诊断系统、智能交通控制中心系统。
车流量检测系统用于检测车流数量，车速检测系统用于检测车辆实时行驶速度，车距检测系统用于检测车辆密集度，车辆类型比例检测系统用于检测车辆的小型客户、中型货车和大型货车的类型比例，车辆导航系统用于对汽车进行导航，第一物联网系统将车流量检测系统、车速检测系统、车距检测系统、车辆类型比例检测系统、车辆导航系统检测的信息汇总和信号连接于路侧系统、智能交通系统。
路面车辆行驶质量检测系统用于检测单位长度的道路上车辆的总质量和质量变化情况，城轨列车运行安全防护系统用于实时监测道路上安全防护系统的有效性，路面车道导航系统基于GPS技术为道路上的车辆提供导航技术，第二物联网系统将路面车辆行驶质量检测系统、城轨列车运行安全防护系统、路面车道导航系统检测的信息汇总和信号连接于车载系统、智能交通系统。
城市动态交通信息服务系统用于接收交通信号灯或其它交通信号的信息，环形交叉口时空优化设计与信号控制系统用于检测和接收环形交叉口的交通信息，城市交通健康分析与智能诊断系统用于汇总交通信息并评价，智能交通控制中心系统用于汇总交通信息、第一物联网信息和第二物联网信息。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于无人驾驶方向的车路协同信息交流方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取车载侧的车流量、车速、车距、车辆类型比例、车辆导航需求的信息，并通过物联网技术将各数据和信号汇总；
S2、获取道路侧的路面承载质量、路面安全防护、路面车道导航的数据和有效性信息，并通过物联网技术将各数据和信号汇总；
S3、在路面安全防护有效的情况下，允许道路通行，并通过道路承载质量控制进入道路的车流量，在路面车道导航的配合下，并辅助于车辆导航系统，实现车辆自动驾驶；
S4、车辆导航系统实时获取车速信息、车距信息，并通过算法控制车距和车速，车距包括前后车距和左右车距；
S5、依据路面承载质量参数大小严格控制大型、超重型车辆进入无人驾驶道路的数量，防止大型车辆集中损伤无人驾驶路面；
S6、无人驾驶的车辆需要减速、拐弯、掉头、变道时，对应车道分区内的无人驾驶车辆同时减速，该车道内的车辆分区为：第一分区、第二分区...第N分区，第一分区、第二分区...第N分区之间的间隔距离为有效防止减速碰撞区域；
S7、间隔距离因减速缩小之后，第一分区车辆加速保持原来的分区间距；
S8、车辆之间的通讯采用无线电通信。
2.根据权利要求1所述的一种基于无人驾驶方向的车路协同信息交流方法，其特征在于：车载侧和道路侧通过物联网技术汇聚的各个信号和数据，通过设置智能交通系统进行汇总。
3.根据权利要求1所述的一种基于无人驾驶方向的车路协同信息交流方法，其特征在于：所述第一分区、第二分区...第N分区的车辆数量、车辆类型和区域程度均不同或者相同。
4.根据权利要求1所述的一种基于无人驾驶方向的车路协同信息交流方法，其特征在于：所述所述第一分区、第二分区...第N分区是指在无人驾驶路段对无人驾驶车辆的规划区分。
5.基于以上方法，提出一种基于无人驾驶方向的车路协同信息交流的系统，其特征在于：包括：车载系统、路侧系统和通过无线通讯设备实现车、路信息交互和共享的智能交通系统，所述车载系统和所述路侧系统分别将车载信息和路侧信息汇总至所述智能交通系统中；
所述车载系统包括：车流量检测系统、车速检测系统、车距检测系统、车辆类型比例检测系统、车辆导航系统和第一物联网系统；
所述路侧系统包括：路面车辆行驶质量检测系统、城轨列车运行安全防护系统、路面车道导航系统和第二物联网系统；
所述智能交通系统包括：城市动态交通信息服务系统、环形交叉口时空优化设计与信号控制系统、城市交通健康分析与智能诊断系统、智能交通控制中心系统。
6.根据权利要求5所述的一种基于无人驾驶方向的车路协同信息交流的系统，其特征在于：所述车流量检测系统用于检测车流数量，所述车速检测系统用于检测车辆实时行驶速度，所述车距检测系统用于检测车辆密集度，所述车辆类型比例检测系统用于检测车辆的小型客户、中型货车和大型货车的类型比例，所述车辆导航系统用于对汽车进行导航，所述第一物联网系统将所述车流量检测系统、车速检测系统、车距检测系统、车辆类型比例检测系统、车辆导航系统检测的信息汇总和信号连接于所述路侧系统、所述智能交通系统。
7.根据权利要求5所述的一种基于无人驾驶方向的车路协同信息交流的系统，其特征在于：所述路面车辆行驶质量检测系统用于检测单位长度的道路上车辆的总质量和质量变化情况，所述城轨列车运行安全防护系统用于实时监测道路上安全防护系统的有效性，所述路面车道导航系统基于GPS技术为道路上的车辆提供导航技术，所述第二物联网系统将所述路面车辆行驶质量检测系统、城轨列车运行安全防护系统、路面车道导航系统检测的信息汇总和信号连接于所述车载系统、所述智能交通系统。
8.根据权利要求5所述的一种基于无人驾驶方向的车路协同信息交流的系统，其特征在于：所述城市动态交通信息服务系统用于接收所述交通信号灯或其它交通信号的信息，所述环形交叉口时空优化设计与信号控制系统用于检测和接收环形交叉口的交通信息，所述城市交通健康分析与智能诊断系统用于汇总交通信息并评价，所述智能交通控制中心系统用于汇总交通信息、第一物联网信息和第二物联网信息。
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