CN114664088B - 一种网联、高级网联参考信标系统 - Google Patents

一种网联、高级网联参考信标系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种网联参考信标系统，包括：网联参考信标网络和路侧通信系统；所述网联参考信标网络包括若干个网联参考信标。本发明还公开了一种高级网联参考信标系统，包括：沿道路安装的网联参考信标网络、中央运行单元和路侧通信系统。

Description

一种网联、高级网联参考信标系统
技术领域
本发明涉及自动驾驶技术领域，特别是涉及一种网联、高级网联参考信标系统。
背景技术
物联网、人工智能等信息技术为新型交通系统的发展提供了机遇。例如，车路协同自动驾驶(CAVH)系统为缓解交通拥堵、提高交通安全、减少交通污染提供了重要的技术支持。例如，美国专利中涉及车路协同自动驾驶系统与方法，该专利以引用的方式结合在本专利中。
智能路侧系统为车路协同自动驾驶(CAVH)系统提供协同感知、协同预测、协同决策和协同车辆控制等功能。而现有的智能路侧系统通常包括高度智能的基础设施组件。例如，美国专利中涉及智能道路设施系统(IRIS)与方法，及移动式智能道路设施系统，例如美国专利No.10,692,365和美国专利App.Pub.No.2020/0168081(均称其为“智能道路设施系统(IRIS)：系统与方法”)，及美国专利App.No.63/155,545(称为“移动式智能道路设施系统”)，上述专利以引用的方式结合在本专利中。
在下雪和大雨等极端天气条件下，车辆的传感设备(例如雷达、摄像头和/或全球定位系统(GPS))可能无法正常工作。具体而言，当路面被雪或雨覆盖时，传感设备可能无法检测到一条或多条车道。同时当道路和道路标记被遮挡时，传感设备可能无法检测到一条或多条行车道。此外，在夜间驾驶、交通繁忙、道路有抛洒物等期间，传感设备可能无法检测到一条或多条车道。在上述情况下，道路和道路标记无法通过车路协同自动驾驶(CAVH)传感器或智能网联自动驾驶车辆(CAV)传感器进行光学检测时，如何为这些自动驾驶系统(例如，车路协同自动驾驶(CAVH)系统)提供成本效益高、部署简易的智能路侧设施技术至关重要。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种网联参考信标系统，包括：网联参考信标网络和路侧通信系统；所述网联参考信标网络包括若干个网联参考信标。
优选的，包括：用于存储网联参考信标标识符和网联参考信标位置信息的数据存储组件，以及用于向车辆发送网联参考信标标识符和网联参考信标位置信息的通信模块。
优选的，所述网联参考信标，还包括用于处理网联参考信标标识符和网联参考信标位置信息的数据处理单元。
优选的，所述网联参考信标网络包括沿道路以1米到50米的间隔安装的多个网联参考信标；安装在接近所述交叉口或环岛的道路的每个转角的多个网联参考信标；安装在所述合流路段、所述分流路段和/或所述交织道段的起点、终点和中点处的多个网联参考信标；安装在入口匝道路段、出口匝道路段和/或立交道路段的起点、终点和中点处的多个网联参考信标；安装在道路或路侧设施、道路高架设施、路面或人行道或空中设施上的多个网联参考信标；安装在城际高速公路、城市快速路、主干道、次干道、支路、街道和/或乡村道路上的多个网联参考信标。
优选的，所述路侧设施包括杆、交通标志、交叉口交通信号灯、环岛、反射装置、路障、隔离带、电源和/或无线信号塔；所述道路高架设施包括门架；所述空中设施包括无人机或气球。
优选的，所述网联参考信标网络中的网联参考信标提供本地位置参考和/或物体参考，以支持车辆识别道路和驾驶环境中物体的地点和位置；并支持车辆检测和识别道路和驾驶环境中的物体。
优选的，在道路上和车辆的驾驶环境中的所述物体包括车辆、自行车、行人、动物、障碍物、建筑、事故、标志、标记和/或交通信号灯。
优选的，所述网联参考信标支持路侧智能单元系统、智能路侧工具箱系统和/或智能道路设施系统。
一种高级网联参考信标系统，包括：沿道路安装的网联参考信标网络、中央运行单元和路侧通信系统；所述中央运行单元使用或者不使用高精地图。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明致力于提供一种价格低廉且易于部署的网联参考信标系统，该系统使用网联参考信标作为参考点以实时确定和/或识别任意自动化等级的智能网联自动驾驶车辆(CAV)位置，适用于正常和异常驾驶场景、适用于各种天气条件，并可服务于所有道路。
本发明能够在正常和异常驾驶场景下为智能网联自动驾驶车辆提供、补充和/或增强自动驾驶功能。同时本发明所述系统经济高效，为自动驾驶提供了一种价格低廉且易于部署的技术；网联参考信标系统支持由SAE定义的自动化级别为1、2、3、4和/或5的智能网联自动驾驶车辆在所有类型的道路和所有类型的天气条件下的操作。联参考信标系统提供了一种经济高效的解决方案，可以快速有效地支持所有道路上的自动驾驶服务。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的网联参考信标系统结构图；
图2为本发明实施例的网联参考信标第一种结构图；
图3为本发明实施例的网联参考信标第二种结构图；
图4为本发明实施例的高级网联参考信标系统结构图。
图5为本发明实施例的网联参考信标系统中各组成部分的示意图。
图6为本发明实施例的沿主干道、信号交叉口及各种仪器上的网联参考信标典型布局示例图。
图7为本发明实施例的沿着干线、有停车标志的交叉口以及各种仪器上的网联参考信标的典型布局示例图。
图8为本发明实施例的高速公路和各种仪器上的网联参考信标的一种典型布局示例图。
图9为本发明实施例的高速公路和各种仪器上的网联参考信标的另一种典型布局示例图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
如图1所示，本发明提供一种网联参考信标(CRM)系统，包括以下物理子组件：沿道路安装的网联参考信标(CRM)网络和路侧通信系统。
其中，如图2所示，网联参考信标(CRM)包括：数据存储组件，存储网联参考信标(CRM)标识符(例如，识别网联参考信标(CRM))和网联参考信标(CRM)位置信息(例如，提供描述网联参考信标(CRM)位置的数据)；通信模块，用于向车辆发送网联参考信标(CRM)标识符和网联参考信标(CRM)位置信息，以及供电单元，用于转换和调节网联参考信标系统的内部组件的功率。
或者，如图3所示，网联参考信标(CRM)包括：数据存储组件，用于存储网联参考信标(CRM)标识符和网联参考信标(CRM)位置信息；数据处理单元，用于处理网联参考信标(CRM)位置信息；通信模块，用于向车辆发送网联参考信标(CRM)位置信息，以及供电单元，用于转换和调节网联参考信标系统的内部组件的功率。
如图6-9所示，网联参考信标(CRM)网络沿道路安装。在一些实施例中，网联参考信标(CRM)网络包括以大约1米至50米的间隔布设(例如，1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5、14.0、14.5、15.0、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19.0、19.5、20.0、20.5、21.0、21.5、22.0、22.5、23.0、23.5、24.0、24.5、25.0、25.5、26.0、26.5、27.0、27.5、28.0、28.5、29.0、29.5、30.0、30.5、31.0、31.5、32.0、32.5、33.0、33.5、34.0、34.5、35.0、35.5、36.0、36.5、37.0、37.5、38.0、38.5、39.0、39.5、40.0、40.5、41.0、41.5、42.0、42.5、43.0、43.5、44.0、44.5、45.0、45.5、46.0、46.5、47.0、47.5、48.0、48.5、49.0、49.5或50.0米)。
网联参考信标(CRM)网络包括多个网联参考信标(CRM)，它们沿着弯道更密集地布设(例如，从大约1到20米(例如，1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5、14.0、14.5、15.0、15.5、16.0、16.5、17.0、17.5、18.0、18.5、19.0、19.5或20.0米)，沿着直线道路(例如，1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5、14.0、14.5、15.0、15.5、16.0、16.5、17.0、17.5、18.0、18.5、19.0、19.5、20.0、20.5、21.0、21.5、22.0、22.5、23.0、23.5、24.0、24.5、25.0、25.5、26.0、26.5、27.0、27.5、28.0、28.5、29.0、29.5、30.0、30.5、31.0、31.5、32.0、32.5、33.0、33.5、34.0、34.5、35.0、35.5、36.0、36.5、37.0、37.5、38.0、38.5、39.0、39.5、40.0、40.5、41.0、41.5、42.0、42.5、43.0、43.5、44.0、44.5、45.0、45.5、46.0、46.5、47.0、47.5、48.0、48.5、49.0、49.5或50.0米)。
对于交叉口或环岛，网联参考信标(CRM)网络包括安装在接近交叉口或环岛的道路转角处的网联参考信标(CRM)。
对于入口匝道、出口匝道和立交道路，网联参考信标(CRM)网络分别包括安装在每个入口匝道、出口匝道和立交道路的起点、终点和中点的网联参考信标(CRM)。
对于合流、分流和交织路段，网联参考信标(CRM)网络分别包括安装在合流、分流和交织路段的每一个的起点、终点和中点的网联参考信标(CRM)。
对于其他类型的道路段(例如，如道路通行能力手册中所概括的)，网联参考信标(CRM)网络包括安装在这些道路段的起点、终点和中点处的网联参考信标(CRM)。
网联参考信标(CRM)安装在各种类型的道路和设施(例如基础设施)上，例如，路侧设施(例如，杆、交通标志、交叉口交通控制器、环岛、反射装置、防护栅、路障、中央隔离带、电源和/或无线信号塔)；道路高架设施(例如，门架)；路面或人行道；空中设施(如无人机、气球)。
网联参考信标(CRM)安装在结构化或非结构化道路(例如，城际高速公路、城市快速路、主干道、次干道、支路、街道和乡村道路)上。
网联参考信标(CRM)的网络(例如，所述网络的网联参考信标(CRM))为本地位置参考和物体参考，以提供和/或支持检测和识别车辆的道路上和驾驶环境中的物体的位置，并对道路和车辆行驶环境中车辆前方的物体进行检测和识别。
网联参考信标(CRM)网络为本地位置参考和物体参考，以支持检测和识别车辆的道路上和驾驶环境中的物体。道路上和车辆驾驶环境中的示例性物体是影响车辆驾驶的各种物体(例如，其他车辆、自行车、行人、动物、障碍物、建筑、事故、标志、标记和/或交通控制设备)。
网联参考信标(CRM)支持路侧单元系统(RSU，也称为路侧智能单元(RIU))或智能路侧工具箱(IRT)系统。网联参考信标(CRM)支持智能道路设施系统(IRIS)。智能道路设施系统(IRIS)包括多个网联参考信标(CRM)。
如图4-5所示，本发明提供了一种高级网联参考信标系统(A-CRM系统)，包括：(1)沿道路安装的网联参考信标(CRM)网络；(2)中央运行单元(COU)和(3)路侧通信系统。
其中，高级网联参考信标(A-CRM)系统能够使用高精地图，也能够不使用高精地图(例如，提供可选装高精地图的高级网联参考信标(A-CRM)系统)。具体地，中央运行单元(COU)使用高精地图和实施例提供中央运行单元(COU)不使用高精地图(例如，提供可选装高精地图的中央运行单元(COU))。因此，高级网联参考信标(A-CRM)系统包括使用高精地图的中央运行单元(COU)。高级网联参考信标(A-CRM)系统包括不使用高精地图的中央运行单元(COU)(例如，在一些实施例中，高级网联参考信标(A-CRM)系统包括可选装高精地图的中央运行单元(COU))。
本实施例中介绍了一种网联参考信标(CRM)系统和相关方法(例如，管理方法)，其服务于自动驾驶系统(ADS)(例如，连接车路协同自动驾驶(CAVH)系统)，即利用网联参考信标系统、通信系统和/或中央运行单元来控制车辆和/或管理交通的方法。
网联参考系信标系统(CRM系统)包括网联参考信标(CRM)及通信系统，高级网联参考信标系统(A-CRM系统)包括网联参考信标(CRM)、通信系统、及中央运行单元(COU)。
网联参考信标(CRM)系统，包括：(1)基础网联参考信标(CRM)系统；(2)高级网联参考信标系统(A-CRM系统)；通过上述两种系统对在正常和异常驾驶场景下为智能网联自动驾驶车辆提供、补充和/或增强自动驾驶功能。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种网联参考信标系统，其特征在于，包括：网联参考信标网络和路侧通信系统；所述网联参考信标网络包括若干个网联参考信标；
所述网联参考信标，包括：用于存储网联参考信标标识符和网联参考信标位置信息的数据存储组件，以及用于向车辆发送网联参考信标标识符和网联参考信标位置信息的通信模块；
所述网联参考信标，还包括用于处理网联参考信标标识符和网联参考信标位置信息的数据处理单元；
所述网联参考信标网络包括沿道路以1米到50米的间隔安装的多个网联参考信标；安装在接近交叉口或环岛的道路的每个转角的多个网联参考信标；安装在合流路段、分流路段和/或交织路段的起点、终点和中点处的多个网联参考信标；安装在入口匝道路段、出口匝道路段和/或立交道路段的起点、终点和中点处的多个网联参考信标；安装在道路或路侧设施、道路高架设施、路面或人行道或空中设施上的多个网联参考信标；安装在城际高速公路、城市快速路、主干道、次干道、支路、街道和/或乡村道路上的多个网联参考信标；
所述网联参考信标网络中的网联参考信标提供本地位置参考和/或物体参考，以支持车辆识别道路和驾驶环境中物体的地点和位置；并支持车辆检测和识别道路和驾驶环境中的物体；
所述路侧设施包括杆、交通标志、交叉口交通信号灯、环岛、反射装置、路障、隔离带、电源和/或无线信号塔；所述道路高架设施包括门架；所述空中设施包括无人机或气球；
在道路上和车辆的驾驶环境中的所述物体包括车辆、自行车、行人、动物、障碍物、建筑、事故、标志、标记和/或交通信号灯；
在正常和异常驾驶场景下为智能网联自动驾驶车辆提供、补充和/或增强自动驾驶功能；
网联参考信标系统支持由SAE定义的自动化级别为1、2、3、4和/或5的智能网联自动驾驶车辆在所有类型的道路和所有类型的天气条件下的操作；
网联参考信标CRM网络包括以1米至50米的间隔布设的具体方法：1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5、14.0、14.5、15.0、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19.0、19.5、20.0、20.5、21.0、21.5、22.0、22.5、23.0、23.5、24.0、24.5、25.0、25.5、26.0、26.5、27.0、27.5、28.0、28.5、29.0、29.5、30.0、30.5、31.0、31.5、32.0、32.5、33.0、33.5、34.0、34.5、35.0、35.5、36.0、36.5、37.0、37.5、38.0、38.5、39.0、39.5、40.0、40.5、41.0、41.5、42.0、42.5、43.0、43.5、44.0、44.5、45.0、45.5、46.0、46.5、47.0、47.5、48.0、48.5、49.0、49.5或50.0米；
网联参考信标CRM网络包括多个网联参考信标CRM，沿着弯道更密集地布设以及沿着直线道路布设的具体方法：沿着弯道更密集地布设，从1到20米：1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5、14.0、14.5、15.0、15.5、16.0、16.5、17.0、17.5、18.0、18.5、19.0、19.5或20.0米，沿着直线道路：1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5、14.0、14.5、15.0、15.5、16.0、16.5、17.0、17.5、18.0、18.5、19.0、19.5、20.0、20.5、21.0、21.5、22.0、22.5、23.0、23.5、24.0、24.5、25.0、25.5、26.0、26.5、27.0、27.5、28.0、28.5、29.0、29.5、30.0、30.5、31.0、31.5、32.0、32.5、33.0、33.5、34.0、34.5、35.0、35.5、36.0、36.5、37.0、37.5、38.0、38.5、39.0、39.5、40.0、40.5、41.0、41.5、42.0、42.5、43.0、43.5、44.0、44.5、45.0、45.5、46.0、46.5、47.0、47.5、48.0、48.5、49.0、49.5或50.0米；
高级网联参考信标A-CRM系统使用高精地图；
网联参考信标CRM的网络为本地位置参考和物体参考，以提供和/或支持检测和识别车辆的道路上和驾驶环境中的物体的位置，并对道路和车辆行驶环境中车辆前方的物体进行检测和识别；
网联参考信标CRM网络为本地位置参考和物体参考，以支持检测和识别车辆的道路上和驾驶环境中的物体；道路上和车辆驾驶环境中的物体是影响车辆驾驶的各种物体，包括：其他车辆、自行车、行人、动物、障碍物、建筑、事故、标志、标记和/或交通控制设备；
高级网联参考信标A-CRM系统，包括：沿道路安装的网联参考信标网络、中央运行单元COU和路侧通信系统；所述中央运行单元使用或者不使用高精地图；
高级网联参考信标A-CRM系统能够使用高精地图，也能够不使用高精地图；具体地，中央运行单元COU使用高精地图和中央运行单元COU不使用高精地图；因此，高级网联参考信标A-CRM系统包括使用高精地图的中央运行单元COU；高级网联参考信标A-CRM系统包括不使用高精地图的中央运行单元COU；高级网联参考信标A-CRM系统包括可选装高精地图的中央运行单元COU；
网联参考系信标系统CRM系统包括网联参考信标CRM及通信系统；
网联参考信标CRM系统，包括：基础网联参考信标CRM系统；高级网联参考信标系统A-CRM系统；通过两种系统对在正常和异常驾驶场景下为智能网联自动驾驶车辆提供、补充和/或增强自动驾驶功能。
2.根据权利要求1所述的网联参考信标系统，其特征在于，所述网联参考信标支持路侧智能单元系统、智能路侧工具箱系统和/或智能道路设施系统。
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