CN209471568U - 基于v2i的规避交叉口困境区的车载驾驶行为提醒系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的基于V2I的规避交叉口困境区的车载驾驶行为提醒系统，包括路侧装置和车载装置，其中，路侧装置包括路侧数据采集模块和路侧LTE‑V通信设备；车载装置包括车载数据采集模块、车载LTE‑V通信模块和车载处理器模块；本实用新型结合车辆自身的速度、加减速度等参数，对车辆驾驶员在有交通信号灯处的交叉口的停走决策提供建议；避免驾驶员在交叉口困境区抉择困难；同时在提高安全保障的前提下避免不必要的停车，提高交叉口处交通效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及交通安全技术领域，具体涉及基于V2I的规避交叉口困境区的车载驾驶行为提醒系统
背景技术
V2I(Vehicle-to-Infrastructure)，是车联网中的概念,指汽车与道路基础设施之间的通讯,这些基础设施包括道路、路灯、交通灯、电子路障等。
在交叉路口处，经常会出现闯红灯的现象。交叉路口也是交通事故的高发区。当车辆驶入装有交通信号灯的交叉路口时，若在交通信号灯的信号转换期，驾驶员会有一个二元决策过程，要么选择减速停车，要么选择在保证安全的前提下通过交叉口。如果车辆距离交叉口处停车线的距离小于车辆通过减速停车所能驶过的最小安全停车距离。并且大于车辆能够加速通行的最大安全通行距离，即最小安全停车距离大于最大安全通行距离时。它们之间的这一区间称为“困境区间”，车辆将陷入既不能安全停车，又不能安全通行的困境，容易引发追尾等交通事故。如果车辆距交叉口停车线的距离大于车辆能够减速停车的最小安全停车距离，且小于能够加速通行的最大安全通行距离时，这一区间称为“犹豫区间”，驾驶员会陷入是选择停车等待还是选择加速通行的困境状态，交叉口的“两难区间”和“犹豫区间”统称为交叉口困境区，是信号交叉口绿灯转换期间交通事故的高发区。
发明内容
本实用新型的目的在于提供基于V2I的规避交叉口困境区的车载驾驶行为提醒系统，解决了上述技术问题。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
本实用新型提供的基于V2I的规避交叉口困境区的车载驾驶行为提醒系统，包括路侧装置和车载装置，其中，路侧装置包括路侧数据采集模块和路侧LTE-V通信设备，路侧数据采集模块用于采集道路交叉口的道路基础设施信息，并把采集到的数据信息传输到路侧LTE-V通信设备；路侧LTE-V通信设备用于将接收到的数据信息传输到车载装置；
车载装置包括车载数据采集模块、车载LTE-V通信模块和车载处理器模块，其中，车载处理器模块分别与车载数据采集模块和车载LTE-V通信模块连接，车载数据采集模块用于采集车辆的行驶状态信息数据，并把采集到的数据传输到车载处理器模块；车载LTE-V通信模块用于接收路侧LTE-V通信设备传输的数据信息，并把接收到的数据信息传输到车载处理器模块；车载处理器模块用于将接收到的数据进行整合进而确定驾驶员的行为决策。
优选地，路侧数据采集模块包括交通信号灯配时模块、信号灯数据采集模块、限速数据模块、交叉口定位模块和交叉口数据融合模块，其中，交叉口数据融合模块分别与交通信号灯配时模块、信号灯数据采集模块、限速数据模块和交叉口定位模块电连接；
交通信号灯配时模块用于采集交通信号灯的配时信息，并传输给交叉口数据融合模块；
信号灯数据采集模块用于实时采集交通信号灯的状态信息，并将采集的信息输送给交叉口数据融合模块；
限速数据模块用于采集交叉口的限速信息，并传输给交叉口数据融合模块；
交叉口定位模块用于采集交叉口处停止线以及驶出线之间的位置信息，并传输给交叉口数据融合模块；
交叉口数据融合模块用于将接收到的信息进行整合，并把整合后的数据传输到路侧LTE-V通信设备。
优选地，车载数据采集模块包括差分GPS模块、IMU模块、车辆检测模块、车速传感器、加速度传感器模块和车载信息融合模块，其中，车载信息融合模块分别与差分GPS模块、IMU模块、车辆检测模块、车速传感器和加速度传感器模块电连接；
差分GPS模块和IMU模块用于采集车辆行驶过程中位置信息，并传输到车载信息融合模块；
车辆检测模块用于检测当前所行驶车道上直到交叉口驶出线位置处，该车辆前方是否有车辆行驶；其中，若前方有车辆时，则检测前方车辆距该车辆之间的距离以及前方车辆的车速，并传输到车载信息融合模块；
车速传感器用于采集当前行驶车辆的实时速度信息，并传输给车载信息融合模块；
加速度传感器用于采集当前行驶车辆的实时加/减速度数据，并实时传输给车载信息融合模块；
车载信息融合模块用于对接收到的信息进行融合处理，并传输到车载处理器。
优选地，车载处理器模块包括高精地图模块、数据整合模块和决策模块，其中，决策模块分别与高精地图模块和数据整合模块连接，同时，数据整合模块和高精地图模块连接；
数据整合模块用于接收路侧数据采集模块和车载数据采集模块传输到的数据信息，并对接收到的数据信息进行整合，并传输到决策模块；
高精地图模块用于采集数据整合模块数据信息中的当前车辆实时位置信息以及交叉口处的整体位置信息，同时在地图中进行实时定位，并将位置信息传输到决策模块；
决策模块用于将接收到的信息进行处理，确定交叉口的困境区域，同时，根据确定的交叉口困境区域确定驾驶员的行为决策。
优选地，路侧LTE-V通信设备和车载LTE-V通信模块之间通过LTE-V通讯协议无线连接。
优选地，车载装置还包括预警模块和语音播报装置，其中，预警模块和车载处理器模块连接，语音播报模块和预警模块连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供的基于V2I的规避交叉口困境区的车载驾驶行为提醒系统，通过分析车辆在绿灯转换期所处于的位置，结合车辆自身的速度、加减速度等参数，对车辆驾驶员在有交通信号灯处的交叉口的停走决策提供建议，避免驾驶员在交叉口困境区抉择困难；同时在提高安全保障的前提下避免不必要的停车，提高交叉口处交通效率。
附图说明
图1是本实用新型的框架流程图。
图2是本实用新型车载处理器的内部主要模块运作图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型进一步详细说明。
如图1和图2所示，本实用新型提供的基于V2I的规避交叉口困境区的车载驾驶行为提醒系统，具体包括：路侧装置和车载装置；其中，
所述路侧装置包括交通信号灯配时模块、信号灯数据采集模块、限速数据模块、交叉口定位模块、交叉口数据融合模块以及路侧LTE-V通信设备；
所述车载装置包括差分GPS模块、IMU模块、车辆检测模块、车速传感器、加速度传感器模块、车载信息融合模块、车载LTE-V通信模块、车载处理器模块、预警模块和语音播报装置。车载处理器模块包括高精地图模块、数据整合模块、决策模块。
所述差分GPS模块、IMU模块、车辆检测模块、车速传感器、加速度传感器模块分别与车载信息融合模块的输入端电连接；
所述车载LTE-V通信模块的输出端与车载处理器输入端电连接，所述车载处理器的输出端与预警模块的输入端电连接，所述预警模块的输出端与语音播报装置的输入端电连接。
所述交通信号灯配时模块、信号灯数据采集模块、限速数据模块、交叉口定位模块分别与交叉口数据融合模块的输入端电连接。
所述交叉口数据融合模块的输出端与路侧LTE-V通信设备的输入端电连接。
所述路侧LTE-V通信设备和车载LTE-V通信模块通过LTE-V通讯协议无线连接。
所述车载装置安装在车辆上。所述路侧装置安装在交通信号灯支撑装置的顶部位置。
差分GPS模块和IMU模块的功用是在车辆行驶过程中实现对车辆的准确定位。
车辆检测模块的主要作用是检测当前所行驶车道上直到交叉口驶出线位置处的车辆前方是否有车辆行驶；若前方有车辆，则估计前方车辆距当前车辆的距离以及前方车辆的车速，并检测本车的车辆长度。
车速传感器的作用是将行驶车辆的实时速度信息传输给车载信息融合模块。
加速度传感器的主要作用是将车辆的实时加/减速度数据实时传输给车载信息融合模块。
车载信息融合模块的主要作用是将差分GPS模块、IMU模块、车辆检测模块、车速传感器、加速度传感器模块输送来的数据信息进行融合处理，然后输送给车载处理器中的数据整合模块。
交通信号灯配时模块的作用是将交通信号灯的配时信息传输给交叉口数据融合模块。
信号灯数据采集模块的作用是实时采集交通信号灯的状态信息并将采集的信息输送给交叉口数据融合模块。
限速数据模块的作用是将交叉口的限速信息传输给交叉口数据融合模块。
交叉口定位模块的主要作用是将交叉口处停止线以及驶出线的位置信息传输给交叉口数据融合模块；其中，交叉口停止线和驶出线之间的区域即为交叉口宽度。
交叉口数据融合模块的作用是将交通信号灯配时模块、信号灯数据采集模块、限速数据模块、交叉口定位模块传送来的数据信息根据多数据库整合方案进行整合并形成数据包，然后将整合后的数据包传送给路侧LTE-V通信设备。
路侧LTE-V通信设备的主要作用是将交叉口数据融合模块整合的数据包通过无线数据传送的方式传输给交叉口附近300m范围内车辆中的车载LTE-V通信模块。
车载LTE-V通信模块的主要作用是接收路侧LTE-V通信设备传输的数据并将数据传送给车载处理器中的数据整合模块。
车载处理器中的数据整合模块接收车载LTE-V通信模块和车载信息融合模块传送来的车辆状态及前方情况数据和交叉口数据信息并将它们进行数据整合。
车载处理器中的高精地图模块的主要作用是从经数据整合模块整合过的数据中提取出车辆实时位置信息以及交叉口处的整体位置信息；并在地图中进行精确定位。
车载处理器中的决策模块接收数据整合模块整合的数据以及高精地图模块定位的位置信息，进而确定交叉口困境区域并进行驾驶行为决策。并在日常驾驶中记录并提取驾驶员的舒适加/减速度。
决策模块评估车辆是否会陷入交叉口困境区，具体地：在车辆陷入交叉口困境区之前由车载处理器作出驾驶行为决策建议：
一、若车辆前方无其他车辆阻碍其通过交叉路口，则会出现以下几种情况：
1.在困境区域之前，若保持当前车速或在当前车速的基础上进行加速，加速后的最高车速低于交叉口限速10％时，可以在交叉口红灯亮起之前通过交叉口，则车载处理器会将决策结果信息传输给预警模块。预警模块接收决策信息并通过语音播报装置提醒驾驶员，若前方路口限速40km/s，语音播报装置将会提醒驾驶员“前方路口限速40km/s，请加速至36km/s左右，可顺利通过”。
2.若加速到低于交叉口限速10％的车速时不能顺利通过交叉路口，则车载处理器会将决策结果信息传输给预警模块。预警模块接收决策信息并通过语音播报装置提醒驾驶员“前方交叉路口，请减速停车等待”。
3.若当前车速高于交叉口限制车速时，则车载处理器会将决策结果信息传输给预警模块。预警模块接收决策信息并通过语音播报装置提醒驾驶员。会有两种情况。
(1)若减速到最高车速低于交叉口限速10％左右时，可以在交叉口红灯亮起之前通过交叉口。假如交叉口限速40km/s，语音播报装置将会提醒驾驶员“前方路口限速40km/s，您已超速，请减速至36km/s左右，可顺利通过”。
(2)若最高车速低于交叉口限速10％左右时，在交叉口红灯亮起之前不能通过交叉口。假如交叉口限速40km/s，语音播报装置将会提醒驾驶员“前方路口限速40km/s，您已超速，前方路口请减速停车”。
二、行驶车辆前方在接近交叉口时有车辆阻碍其加速行驶。在保证安全行车距离的前提下：
1.若车辆保持当前车速或以低于当前车速10％的速度行驶仍能顺利通过交叉路口时，车载处理器会将决策结果信息传输给预警模块。预警模块接收决策信息并通过语音播报装置提醒驾驶员“前方交叉路口可顺利通过，请注意前方车辆”。
2.若车辆以低于当前车速10％的速度行驶不能顺利通过交叉路口时，车载处理器会将决策结果信息传输给预警模块。预警模块接收决策信息并通过语音播报装置提醒驾驶员“前方交叉路口请减速停车，请注意前方车辆”。
实施例
交通信号灯配时模块与交通信号灯控制机连接，用于实时获取信号灯配时方案。
信号灯数据采集模块为接入信号灯控制机中的一个信号采集板，优选的，信号采集板选用R9-ADC-32CH50板。
交叉口定位模块采用支持北斗定位系统或GPS定位系统的u-blox模块。
Claims (5)
1.基于V2I的规避交叉口困境区的车载驾驶行为提醒系统，其特征在于，包括路侧装置和车载装置，其中，路侧装置包括路侧数据采集模块和路侧LTE-V通信设备，路侧数据采集模块用于采集道路交叉口的道路基础设施信息，并把采集到的数据信息传输到路侧LTE-V通信设备；路侧LTE-V通信设备用于将接收到的数据信息传输到车载装置；
车载装置包括车载数据采集模块、车载LTE-V通信模块和车载处理器模块，其中，车载处理器模块分别与车载数据采集模块和车载LTE-V通信模块连接，车载数据采集模块用于采集车辆的行驶状态信息数据，并把采集到的数据传输到车载处理器模块；车载LTE-V通信模块用于接收路侧LTE-V通信设备传输的数据信息，并把接收到的数据信息传输到车载处理器模块；车载处理器模块用于将接收到的数据进行整合进而确定驾驶员的行为决策；
车载处理器模块包括高精地图模块、数据整合模块和决策模块，其中，决策模块分别与高精地图模块和数据整合模块连接，同时，数据整合模块和高精地图模块连接；
数据整合模块用于接收路侧数据采集模块和车载数据采集模块传输到的数据信息，并对接收到的数据信息进行整合，并传输到决策模块；
高精地图模块用于采集数据整合模块数据信息中的当前车辆实时位置信息以及交叉口处的整体位置信息，同时在地图中进行实时定位，并将位置信息传输到决策模块；
决策模块用于将接收到的信息进行处理，确定交叉口的困境区域，同时，根据确定的交叉口困境区域确定驾驶员的行为决策。
2.根据权利要求1所述的基于V2I的规避交叉口困境区的车载驾驶行为提醒系统，其特征在于，路侧数据采集模块包括交通信号灯配时模块、信号灯数据采集模块、限速数据模块、交叉口定位模块和交叉口数据融合模块，其中，交叉口数据融合模块分别与交通信号灯配时模块、信号灯数据采集模块、限速数据模块和交叉口定位模块电连接；
交通信号灯配时模块用于采集交通信号灯的配时信息，并传输给交叉口数据融合模块；
信号灯数据采集模块用于实时采集交通信号灯的状态信息，并将采集的信息输送给交叉口数据融合模块；
限速数据模块用于采集交叉口的限速信息，并传输给交叉口数据融合模块；
交叉口定位模块用于采集交叉口处停止线以及驶出线之间的位置信息，并传输给交叉口数据融合模块；
交叉口数据融合模块用于将接收到的信息进行整合，并把整合后的数据传输到路侧LTE-V通信设备。
3.根据权利要求1所述的基于V2I的规避交叉口困境区的车载驾驶行为提醒系统，其特征在于，车载数据采集模块包括差分GPS模块、IMU模块、车辆检测模块、车速传感器、加速度传感器模块和车载信息融合模块，其中，车载信息融合模块分别与差分GPS模块、IMU模块、车辆检测模块、车速传感器和加速度传感器模块电连接；
差分GPS模块和IMU模块用于采集车辆行驶过程中位置信息，并传输到车载信息融合模块；
车辆检测模块用于检测当前所行驶车道上直到交叉口驶出线位置处，该车辆前方是否有车辆行驶；其中，若前方有车辆时，则检测前方车辆距该车辆之间的距离以及前方车辆的车速，并传输到车载信息融合模块；
车速传感器用于采集当前行驶车辆的实时速度信息，并传输给车载信息融合模块；
加速度传感器用于采集当前行驶车辆的实时加/减速度数据，并实时传输给车载信息融合模块；
车载信息融合模块用于对接收到的信息进行融合处理，并传输到车载处理器。
4.根据权利要求1所述的基于V2I的规避交叉口困境区的车载驾驶行为提醒系统，其特征在于，路侧LTE-V通信设备和车载LTE-V通信模块之间通过LTE-V通讯协议无线连接。
5.根据权利要求1所述的基于V2I的规避交叉口困境区的车载驾驶行为提醒系统，其特征在于，车载装置还包括预警模块和语音播报装置，其中，预警模块和车载处理器模块连接，语音播报模块和预警模块连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN112164234A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-01-01 | 长沙理工大学 | 一种在车路协同条件下的车辆闯红灯预测方法 |
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