CN113947896A - 一种专用车道交通指示方法与系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种专用车道交通指示方法与系统。该系统包括：设置在专用车辆上，用于获取专用车辆在专用车道上的位置信息和速度信息的控制终端；设置在社会车辆上，用于获取社会车辆在当前道路的位置信息、速度信息，并显示当前道路的车道线信息、广播专用车道可使用情况的车载终端；与控制终端和车载终端连接的云端处理平台，所述云端处理平台根据获取的专用车辆的位置信息、速度信息和社会车辆的位置信息、速度信息，计算社会车辆和专用车辆的最小安全距离，判断当前状态下社会车辆在专用车道的通行权限。

Description

一种专用车道交通指示方法与系统
技术领域
本发明属于智能交通技术领域，具体涉及一种专用车道交通指示方法与系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
随着我国城市化进程的推进，城市人口与车辆数量不断增加，城市交通压力倍增，交通拥堵问题越来越严重。为了确保公交车、救护车、警车等城市专用车辆的交通顺畅，设置公交专用车道、高速应急车道等专用车道，保障专用车辆在高峰时段和突发状况时交通顺畅，能够有效地缓解交通拥堵问题、保障人们出行更加方便快捷、确保执行紧急公务的专用车辆的优先通过。但专用车道，是专门为专用车辆设置的独立路权车道，不允许其他车辆进入，这样变相地造成了交通资源浪费。如何提高专用车道利用率，让社会车辆既能走专用车道，又不影响专用车辆运行，成为智能交通领域里有待解决的问题。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种专用车道交通指示方法与系统，本发明通过对专用车道进行变色提示或进行语音播报，提示其他车道的社会车辆是否可以正常驶入专用道，提高专用车道利用率，缓解交通拥堵，提高出行效率。
根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：
第一个方面，本发明提供了一种专用车道交通指示方法。
一种专用车道交通指示方法，包括：
分别获取专用车辆在专用车道上的位置信息、速度信息和社会车辆在当前道路的位置信息、速度信息；
根据获取的专用车辆的位置信息、速度信息和社会车辆的位置信息、速度信息，计算社会车辆和专用车辆的最小安全距离，判断当前状态下社会车辆在专用车道的通行权限。
进一步的，根据判断当前状态下社会车辆在专用车道的通行权限，提示给预设范围的专用车道上行驶的社会车辆驶离专用车道或者提示其他车道的社会车辆驶入专用车道。
进一步的，所述专用车道的通行判断包括：社会车辆发出借道申请，根据获取的社会车辆的位置信息、速度信息，在预设范围内定位当前占用专用车道上的行驶的专用车辆；若当前专用车道上没有专用车辆或者只有一辆专用车辆，则同意社会车辆的借道使用请求；否则，定位出当前占用专用车道上离借道申请车辆最近的第一专用车辆、第二专用车辆，根据第一专用车辆的位置信息、速度信息和第二专用车辆的位置信息、速度信息，计算请求借道的社会车辆或者已在专用车道上行驶的社会车辆与第一专业车辆的最小安全距离S1、请求借道的社会车辆或者已在专用车道上行驶的社会车辆与第二专用车辆的最小安全距离S2以及当前位置下第一专用车辆与第二专用车辆的距离S3；
判断S3和S1+S2之间的距离关系，若S3>S1+S2，同意社会车辆的借道使用请求或者已经在专用道上行驶的社会车辆可正常行驶；否则，拒绝社会车辆的借道使用请求，同时提示在此专用车道行驶的社会车辆必须马上驶离专用车道。
进一步的，所述请求借道的社会车辆或者已在专用车道上行驶的社会车辆与第一专业车辆的最小安全距离S1的计算为：
Figure BDA0003272790800000031
其中，S(0)为安全容量，一般为3m，
Figure BDA0003272790800000032
为专用车辆行驶的加速度，aM为社会车辆行驶加速度，
Figure BDA0003272790800000033
为为t＝0时刻专用车辆的初速度，vM(0)为t＝0时刻社会车辆的初速度，t反应为变道的反应时间，一般为2-3秒。
第二个方面，本发明提供了一种专用车道交通指示系统。
一种专用车道交通指示系统，包括：
设置在专用车辆上，用于获取专用车辆在专用车道上的位置信息和速度信息的控制终端；
设置在社会车辆上，用于获取社会车辆在当前道路的位置信息、速度信息，并显示当前道路的车道线信息、广播专用车道可使用情况的车载终端；
与控制终端和车载终端连接的云端处理平台，所述云端处理平台根据获取的专用车辆的位置信息、速度信息和社会车辆的位置信息、速度信息，计算社会车辆和专用车辆的最小安全距离，判断当前状态下社会车辆在专用车道的通行权限。
进一步的，所述控制终端包括：相互连接的第一定位装置和第一车载通信模块；
所述第一定位装置与全球卫星导航连接，用于获取专用车辆的位置信息；
所述第一车载通信模块与云端处理平台连接，用于将专用车辆的位置信息和速度信息发送到云端处理平台。
进一步的，所述车载终端包括：相互连接的车载导航系统模块和第二车载通信模块；
所述车载导航系统模块包括：相互电性连接的第二定位装置和电子高精度地图模块，所述第二定位装置用于获取社会车辆的位置、并将位置信息通过车载通信模块发送至云端处理平台，所述电子高精度地图模块用于显示当前道路的车道线信息、并广播专用车道的可使用情况；
所述第二车载通信模块连接云端处理平台，用于发送借道使用申请、接收云端处理平台的处理信息。
进一步的，所述电子高精度地图模块包括显示器和广播装置，所述显示器用于在电子高精度地图上显示专用车道道路颜色；
所述广播装置用于语音提示给预设范围的专用车道上行驶的社会车辆驶离专用车道或者提示其他车道的社会车辆驶入专用车道。
进一步的，所述云端处理平台包括：相互连接的云端处理器和无线通信模块；
所述云端处理器用于根据获取的专用车辆的位置信息、速度信息和社会车辆的位置信息、速度信息，计算社会车辆和专用车辆的最小安全距离，判断当前状态下社会车辆在专用车道的通行权限；
所述无线通信模块用于接收社会车辆车载终端提交的借道使用申请，接收专用车辆的位置信息、速度信息和社会车辆的位置信息、速度信息，向社会车辆发送云端处理器处理的借道使用分析结果。
进一步的，所述无线通信模块分别与控制终端的第一车载通信模块、第二车载通信模块连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明利用车载卫星高精度定位装置获取专用车辆当前位置，通过车载通信模块，将专用车辆位置信息、速度信息上传到云端处理平台，云端处理平台利用车辆位置信息和速度信息进行最小安全距离的计算，分析并判定社会车辆在专用车道通行的可行性，最终将分析判定结果发送到社会车辆车载终端，并给予相应的提示。在专用车道行驶方向的预设范围内改变车载终端的虚拟高精度地图专用车道路颜色，驾驶员可以通过显示器观察道路颜色变化，同时虚拟高精度地图也会给出相应的语音提示，提示社会车辆及时驶入或者驶出专用车道。本发明的成功应用，将最大限度地利用道路交通资源，提高专用车道利用率，缓解城市交通拥堵，提高出行效率。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明的设计的专用车道交通指示方法的一种流程实现结构框图；
图2是本发明的设计的专用车道交通指示方法的测试道路结构示意图；
图3是本发明的设计的专用车道交通指示方法的系统框图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明中，术语如“相连”、“连接”等应做广义理解，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
实施例一
本实施例提供了一种专用车道交通指示方法。
一种专用车道交通指示方法，包括：
分别获取专用车辆在专用车道上的位置信息、速度信息和社会车辆在当前道路的位置信息、速度信息；
根据获取的专用车辆的位置信息、速度信息和社会车辆的位置信息、速度信息，计算社会车辆和专用车辆的最小安全距离，判断当前状态下社会车辆在专用车道的通行权限。
具体的，如图1所示；本实施的技术方案包括：
(1)社会车辆M的车载终端向云端发出借道使用申请，同时社会车辆M将自车获取到的当前位置信息、速度信息上传到云端。云端处理器收到社会车辆M的借道使用申请后，根据社会车辆M的位置信息，设定在车辆M为中心的直径为500米的范围内，在当前可占用专用道上定位离社会车辆M距离最近的行驶的专用车辆。若当前可占用专用道上没有专用车辆或者只有一辆专用车辆，则同意社会车辆的借道使用请求或者已经在专用道上行驶的社会车辆可正常行驶，转步骤(3)；否则，定位出当前可占用公交专用道上的专用车辆M1、专用车辆M2，云端处理器向专用车辆M1、专用车辆M2发送获取车辆当前位置信息、速度信息命令，专用车辆M1、专用车辆M2分别将自车获取到的当前位置信息、速度信息上传到云端。
(2)云端处理器进行借道申请分析，根据接收到的社会车辆M、专用车辆M1、专用车辆M2的车辆位置信息、速度信息，计算最小安全距离S1、S2以及当前位置下专用车辆M1、M2的距离S3，判断S3和S1+S2之间的距离关系。若S3>S1+S2，则转步骤(3)；否则，转步骤(4)。
(3)同意社会车辆的借道使用请求或者已经在专用道上行驶的社会车辆可正常行驶，电子高精地图定位的此专用道道路颜色变为绿色，广播装置播报“当前位置可借道，请尽快驶入！”。
(4)拒绝社会车辆的借道使用请求，同时提示在此专用车道行驶的社会车辆必须马上驶离专用车道，电子高精地图定位的专用道道路颜色变为红色，广播装置播报“当前位置不可借道，如正在专用道行驶，请尽快驶离！”。
本实施例中，专用车道交通指示方法的测试道路结构示意图如图2所示，其中车道A、车道B为社会车辆车道，车道C为公交专用车道，M1、M2为BRT公交车，M为社会车辆，序号01、03为控制终端，02为云端，04为车载终端，010、030为高精度定位(激光雷达)装置，020为云端处理器，040为车载终端显示器，041为广播装置。控制终端01、03可以包括车载高精度第一定位装置010、030和车载通信模块，高精度定位方法可以是利用卫星导航信号和IMU机载激光扫描的激光雷达定位，设置在所述公交车上，用于获取位置信息和速度信息。车载通信模块可以为3G无线通信模块、4G无线通信模块或5G无线通信模块。本公开中车载高精度第一定位装置和车载通信模块电性连接。
如图2所示，本公开所述的云端处理平台02包括云端处理器020和无线通信模块，所述云端处理器02用于接收社会车辆车载终端04发出的借道使用申请信息和所述公交车01、03和社会车辆04的车载高精度导航定位装置定位上传的车辆位置信息和速度信息，计算所述社会车辆M和所述公交车M1、M2的最小安全距离
Figure BDA0003272790800000091
Figure BDA0003272790800000092
其中，S(0)为安全容量，一般为3m，
Figure BDA0003272790800000093
aM为车辆行驶加速度，
Figure BDA0003272790800000094
vM(0)为t＝0时刻的初速度，t反应为变道的反应时间，一般为2-3秒。
所述BRT公交车M1、M2上都装有高精度定位，可将定位信息发送至云端处理器020，所述社会车辆道路的社会车辆M通过车载终端向云端发送借道使用申请，云端处理器响应请求，计算所述BRT公交车M1、M2的距离S3。
若S3>S1+S2，同意社会车辆的借道使用请求或者已经在公交专用道上行驶的社会车辆可正常行驶，云端处理器将处理结果通过无线通信模块传输至车载终端；
若S3≤S1+S2，拒绝社会车辆的借道使用请求，同时提示在所述公交专用车道行驶的社会车辆必须马上驶离专用车道。
云端处理平台上用于与所述公交车的控制终端、所述社会车辆上用于显示高精度地图的车载终端通信连接的无线通信模块可以是3G无线通信模块、4G无线通信模块或5G无线通信模块。
在本公开中，如图2所示，车载终端04包括电子高精地图的显示器040和广播装置041，用于接收云端处理器的响应信息并通过显示器和广播装置对社会车辆给出相应的提示信息。
若S3>S1+S2，同意社会车辆的借道使用请求或者已经在公交专用道上行驶的社会车辆可正常行驶，所述电子高精地图的公交专用道道路颜色变为绿色，广播装置041播报“当前位置可借道，请尽快驶入！”；
若S3≤S1+S2，拒绝社会车辆的借道使用请求，同时提示在所述公交专用车道行驶的社会车辆必须马上驶离专用车道，所述电子高精地图的公交专用道道路颜色变为红色，广播装置041播报“当前位置不可借道，如正在公交专用道行驶，请尽快驶离！”。
进一步地，所述社会车辆M车载终端上的车载无线通信模块可以是3G无线通信模块、4G无线通信模块或5G无线通信模块。
基于上述方案，在不影响BRT公交车正常运行的情况下，社会车辆可驶入公交专用道，最大限度地利用道路交通资源，可提高公交专用车道利用率，能够缓解城市交通拥堵，提高出行效率。
实施例二
本实施例提供了一种专用车道交通指示系统。
一种专用车道交通指示系统，包括：
设置在专用车辆上，用于获取专用车辆在专用车道上的位置信息和速度信息的控制终端；
设置在社会车辆上，用于获取社会车辆在当前道路的位置信息、速度信息，并显示当前道路的车道线信息、广播专用车道可使用情况的车载终端；
与控制终端和车载终端连接的云端处理平台，所述云端处理平台根据获取的专用车辆的位置信息、速度信息和社会车辆的位置信息、速度信息，计算社会车辆和专用车辆的最小安全距离，判断当前状态下社会车辆在专用车道的通行权限。
具体的，如图3所示：本系统包括控制终端、云端处理平台以及车载终端。
控制终端设置在专用车辆上，包括车载高精度第一定位装置、车载无线通信模块；云端处理平台分别与控制终端和车载终端连接，被设置为接收社会车辆的借道使用申请消息，同时接收所述专用车辆和社会车辆发送的位置信息和速度信息，并对车辆驾驶数据进行处理分析，计算最小安全距离S1、S2，最终确定社会车辆在所述专用车道的行驶权限，并将行驶权限判定处理结果在车载终端的电子高精度地图显示器和广播装置上进行信号提示，社会车辆驾驶员可根据提示信息做出相应动作。
专用车辆的控制终端包括车载卫星高精度第一定位装置、车载通信模块。车载卫星高精度第一定位装置，通过与GPS、北斗等全球卫星导航方式结合，帮助专用车辆定位其高精度位置信息。控制终端的车载通信模块，将专用车辆的位置信息、速度信息发送到云端处理平台，实现与云端处理平台的数据传输。控制终端的车载卫星高精度定位装置与控制终端的车载通信模块连接，控制终端的车载通信模块与云端处理平台的无线通信模块连接。
车载终端包括车载导航系统模块、车载通信模块，车载导航系统模块包括车载卫星高精度第二定位装置、电子高精度地图模块。车载卫星高精度第二定位装置，用于获取社会车辆在当前道路的位置，并将当前的定位信息通过车载通信模块发送至云端处理平台。电子高精度地图模块，是信号提示装置，显示高精度地图，精确到厘米级，可以显示当前道路的车道线信息。所述车载卫星高精度定位装置与电子高精度地图模块电性连接。所述车载终端的车载通信模块用于发送借道使用申请、接收云端处理平台的处理信息。车载导航系统模块和车载终端的车载通信模块连接，车载终端的车载通讯模块与云端处理平台通信模块连接。
云端处理平台包括云端处理器、无线通信模块。云端处理器，根据获取到的专用车辆和社会车辆的车辆位置信息、速度信息，计算社会车辆和专用车辆的最小安全距离，判断当前状态下社会车辆在专用车道的可通行权限。设置在云端处理平台上的无线通信模块，用于接收社会车辆车载终端提交的借道使用申请，接收专用车辆和社会车辆的车辆位置信息、速度信息，向社会车辆发送借道使用分析结果。云端无线通信模块分别与控制终端的车载终端通信模块、社会车辆上车载终端的通信模块连接。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种专用车道交通指示方法，其特征在于，包括：
分别获取专用车辆在专用车道上的位置信息、速度信息和社会车辆在当前道路的位置信息、速度信息；
根据获取的专用车辆的位置信息、速度信息和社会车辆的位置信息、速度信息，计算社会车辆和专用车辆的最小安全距离，判断当前状态下社会车辆在专用车道的通行权限。
2.根据权利要求1所述的专用车道交通指示方法，其特征在于，根据判断当前状态下社会车辆在专用车道的通行权限，提示给预设范围的专用车道上行驶的社会车辆驶离专用车道或者提示其他车道的社会车辆驶入专用车道。
3.根据权利要求1所述的专用车道交通指示方法，其特征在于，所述专用车道的通行判断包括：
所述专用车道的通行判断包括：社会车辆发出借道申请，根据获取的社会车辆的位置信息、速度信息，在预设范围内定位当前占用专用车道上的行驶的专用车辆；若当前专用车道上没有专用车辆或者只有一辆专用车辆，则同意社会车辆的借道使用请求；否则，定位出当前占用专用车道上离借道申请车辆最近的第一专用车辆、第二专用车辆，根据第一专用车辆的位置信息、速度信息和第二专用车辆的位置信息、速度信息，计算请求借道的社会车辆或者已在专用车道上行驶的社会车辆与第一专业车辆的最小安全距离S1、请求借道的社会车辆或者已在专用车道上行驶的社会车辆与第二专用车辆的最小安全距离S2以及当前位置下第一专用车辆与第二专用车辆的距离S3；
判断S3和S1+S2之间的距离关系，若S3>S1+S2，同意社会车辆的借道使用请求或者已经在专用道上行驶的社会车辆可正常行驶；否则，拒绝社会车辆的借道使用请求，同时提示在此专用车道行驶的社会车辆必须马上驶离专用车道。
4.根据权利要求1所述的专用车道交通指示方法，其特征在于，所述请求借道的社会车辆或者已在专用车道上行驶的社会车辆与第一专业车辆的最小安全距离S1的计算为：
Figure FDA0003272790790000021
其中，S(0)为安全容量，一般为3m，
Figure FDA0003272790790000022
为专用车辆行驶的加速度，aM为社会车辆行驶加速度，
Figure FDA0003272790790000023
为为t＝0时刻专用车辆的初速度，vM(0)为t＝0时刻社会车辆的初速度，t反应为变道的反应时间。
5.一种专用车道交通指示系统，其特征在于，包括：
设置在专用车辆上，用于获取专用车辆在专用车道上的位置信息和速度信息的控制终端；
设置在社会车辆上，用于获取社会车辆在当前道路的位置信息、速度信息，并显示当前道路的车道线信息、广播专用车道可使用情况的车载终端；
与控制终端和车载终端连接的云端处理平台，所述云端处理平台根据获取的专用车辆的位置信息、速度信息和社会车辆的位置信息、速度信息，计算社会车辆和专用车辆的最小安全距离，判断当前状态下社会车辆在专用车道的通行权限。
6.根据权利要求5所述的专用车道交通指示系统，其特征在于，所述控制终端包括：相互连接的第一定位装置和第一车载通信模块；
所述第一定位装置与全球卫星导航连接，用于获取专用车辆的位置信息；
所述第一车载通信模块与云端处理平台连接，用于将专用车辆的位置信息和速度信息发送到云端处理平台。
7.根据权利要求5所述的专用车道交通指示系统，其特征在于，所述车载终端包括：相互连接的车载导航系统模块和第二车载通信模块；
所述车载导航系统模块包括：相互电性连接的第二定位装置和电子高精度地图模块，所述第二定位装置用于获取社会车辆的位置、并将位置信息通过车载通信模块发送至云端处理平台，所述电子高精度地图模块用于显示当前道路的车道线信息、并广播专用车道的使用情况；
所述第二车载通信模块连接云端处理平台，用于发送借道使用申请、接收云端处理平台的处理信息。
8.根据权利要求7所述的专用车道交通指示系统，其特征在于，所述电子高精度地图模块包括显示器和广播装置，所述显示器用于在电子高精度地图上显示专用车道道路颜色；
所述广播装置用于语音提示给预设范围的专用车道上行驶的社会车辆驶离专用车道或者提示其他车道的社会车辆驶入专用车道。
9.根据权利要求5所述的专用车道交通指示系统，其特征在于，所述云端处理平台包括：相互连接的云端处理器和无线通信模块；
所述云端处理器用于根据获取的专用车辆的位置信息、速度信息和社会车辆的位置信息、速度信息，计算社会车辆和专用车辆的最小安全距离，判断当前状态下社会车辆在专用车道的通行权限；
所述无线通信模块用于接收社会车辆车载终端提交的借道使用申请，接收专用车辆的位置信息、速度信息和社会车辆的位置信息、速度信息，向社会车辆发送云端处理器处理的借道使用分析结果。
10.根据权利要求9所述的专用车道交通指示系统，其特征在于，所述无线通信模块分别与控制终端的第一车载通信模块、第二车载通信模块连接。
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