基于车路协同的车载导航系统技术方案

一种基于车路协同的车载导航系统，由车载单元、路侧单元及将其连接的无线通信网络构成。车载单元及路侧单元由电源、定位装置、无线短程通信装置、嵌入式系统、触摸显示屏、存储单元构成。电源为整个系统供电；触摸显示屏显示车辆位置及地图信息；定位装置进行定位；无线短程通信装置与系统周围的车载单元和路侧单元进行网络互连；嵌入式系统分析自车信息及路况；存储单元存储地图及其他信息；车载单元实现车辆的导航和采集本车相关的信息；路侧单元提供当前交通信息以及道路信息的更新；车载单元与路侧单元之间是通过无线短程通信设备进行通信。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交通管理及车辆导航通信领域，特别涉及一种基于车路协同的车载导航系统。
技术介绍
近年来，随着汽车的普及和道路的建设，城际间的用车情况会非常普遍，由于道路的不熟悉使得驾车人员对导航的需求不断增加。汽车导航系统已经逐步成为汽车上的重要 目.ο目前的导航系统包括以下几种:车载DVD导航系统:一般是汽车出厂自带，内嵌于汽车中控台上，专车专用，对汽车内部装饰一体性好。缺点是价格偏高，地图更新困难，不具备便携性，导航性能单一，仅能显示自车的状态。便携式导航系统:外观和普通的MP4没有区别，弥补车载导航系统的缺点，配置摆放灵活，一般吸附在前挡风玻璃上，地图升级较方便。手机的导航功能就是从便携式导航系统演变出来的。也只能显示自车的行车状态。目前，公知的车载导航系统是由定位系统、触摸显示屏、主机组成。通过定位系统得到当前车辆的位置信息，然后与储存在主机的离线数据匹配，其中离线数据包括地图矢量数据的经玮度，地名等信息。然后通过一定的算法规划出导航路径，最后在触摸显示屏上显示当前位置的地图信息及当前车辆位置和规划后的导航路径。现有的导航系统只能单一显示自车的行驶信息，对于周围的车辆行驶信息和状态只能通过驾驶员的观察和判断，无形中增加了驾驶员的驾驶要求和难度，同时还不能有效的规避道路交通安全问题。同时在导航系统规划路径过程中不能考虑道路的车流量和道路维修等道路信息情况，如果按照规划路径驾驶容易进入到拥堵的道路或是封闭施工的道路。对于导航系统的地图更新也只能先通过电脑下载离线地图后，再拷贝到导航系统中，不能做到汽车在行驶过程中的地图实时更新，还受限于厂商对地图更新包发布的频率。
技术实现思路
为了克服现有车载导航系统不能显示自车周围车辆行驶信息或状态、在规划导航路径前不能考虑交通状况以及离线地图更新不便等不足，本专利技术的目的在于提供一种基于车路协同的车载导航系统，其能完成车辆导航以及安全警示。在导航过程中，系统不仅能显示自车状态以及相关的导航信息，同时还能显示自车周围车辆相关的信息或状态，尤其是一种能显示周围车辆行车状态与当前行驶道路周围交通状况的车载导航系统。同时还能与安全性相结合，提升汽车使用的安全性。为达到上述目的，本专利技术的技术方案为:一种基于车路协同的车载导航系统，由车载单元(OBU)、路侧单元(RSU)及将其连接的无线通信网络构成，车载单元及路侧单元由电源、定位装置、无线短程通信装置、嵌入式系统、触摸显示屏、存储单元构成；电源为整个系统供电，触摸显示屏显示车辆及地图信息，定位装置进行定位，无线短程通信装置与系统周围的车载单元和路侧单元进行网络互连，嵌入式系统分析自车信息及路况，存储单元存储地图及其他信息；无线通信网络由无线短程通信装置和统一的调度中心组成；车载单元实现车辆的导航和采集本车相关的信息；路侧单元提供当前交通信息以及道路信息的更新；车载单元与路侧单元之间是通过无线短程通信设备进行通信；所述无线短程通信设备之间进行动态的自组网，进入该网络空间范围内自动加入该网络，离开该范围自动退出该网络。1、路侧单元(RSU)每一条道路一定范围内设置一个路侧单元，该路侧单元负责建立当前道路的无线通信网络，供行驶进入当前道路的所有车辆加入，以便进行当前交通信息的收集和发布，统计当前道路的车流量和实现车载单元之间的信息共享。每个路侧单元都接入有线或者无线网络中，通过有线或无线网络与其他路侧单元共享各自的信息，同时也接收控制调度中心发送的控制调度信息。这些信息包括交通状况和道路的最新地图信息等。2.车载单元(OBU)在驾驶员需要导航时，首先在车载单元设置导航路径，然后进行相关路径交通信息接收和处理，如通过路侧单元获取出发地与目的地之间的道路交通状况，然后给出最优行驶路径并显示。车载单元每当进入新的道路时都会利用当前道路路侧单元发布的信息更新当前道路的选择。除了导航功能，车载单元还可以采集自车的位置，速度以及行驶状态等信息。其中行驶状态包括是否处于制动状态、是否需要转向或变换车道、通过路口时的行驶方向等。同时通过短程通信网络获取一定范围内的其他车辆的信息，并且在地图上同时显示自车位置和周围车辆的位置。车载单元通过计算周围车辆与自车的距离，在显示界面上根据自车与他车的距离情况利用不同颜色等显示出与他车车辆的位置，供驾驶员提前判断周围车辆的动态，避免车辆处于不安全的行驶状态。进一步的，为了保障信息交换的精度以及车路协同导航系统的可靠性，处于该网络的的设备互相交换信息的频率需要有一定的要求(如不低于5赫兹)，定位设备的数据更新率也需要有一定的要求(如不低于5赫兹)。相对于现有技术，本专利技术的有益效果为:本专利技术可以在实现车辆导航的同时，方便掌握周围车辆的行驶状态和道路的交通信息，并能根据道路的交通信息优化导航路径。不仅保证了导航基本功能的实现，同时还提高了行车的安全性。进一步可以与车辆主动安全性控制(如制动、转向等)相结合，提升车辆的安全性。【附图说明】图1为本专利技术的原理流程图；图2为导航软件界面图；图3为车载单元结构框图；图4为路测单元结构框图；图5为本专利技术的导航系统物理框架图。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术技术方案做进一步详细描述:如图1所示，系统开机后，首先进行初始化，之后读取自车的动态数据和地图数据，包括自车的定位数据、速度、转向和制动信息等，还有车车与车路之间的无线通信数据。接下来，如果读取的无线通信数据是从路侧单元获取到，便根据所收到的数据，分别更新导航系统中的地图文件和修正车辆的定位数据。若无线通信数据是来自周围车辆所携带的车载单元，则需要解析出相应的车辆动态数据，如速度，定位数据、转向数据和制动数据等，并在导航界面上显示。之后选择是否需要导航，若需要则设置出发点和目的，设置完成后，车载单元将设置的导航信息发送给路侧单元，路侧单元通过读取出发地与目的地的交通状况，规划最优路径，再反馈给车载单元进行导航。若不需要导航则只显示地图的相关信息和车辆动态数据。导航软件界面如图2所示，在自车状态区域中显示自车的速度及航向角，速度通过数字直接显示，方便驾驶员了解。在当前路口信息区域内，显示当前即将通过的路口的交通灯状态，同时还提供道路的交通流量信息，便于驾驶员选择行驶的道路。临近车辆状态区域内显示的是与自车距离最近的车辆的信息当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于车路协同的车载导航系统，由车载单元、路侧单元及将其连接的无线通信网络构成。其特征在于，车载单元及路侧单元由电源、定位装置、无线短程通信装置、嵌入式系统、触摸显示屏、存储单元构成。电源为整个系统供电；触摸显示屏显示车辆位置及地图信息；定位装置进行定位；无线短程通信装置与系统周围的车载单元和路侧单元进行网络互连；嵌入式系统分析自车信息及路况；存储单元存储地图及其他信息。车载单元实现车辆的导航和采集本车相关的信息；路侧单元提供当前交通信息以及道路信息的更新；车载单元与路侧单元之间是通过无线短程通信设备进行通信；所述无线短程通信设备之间进行动态的自组网，进入该网络空间范围内自动加入该网络，离开该范围自动退出该网络。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐延海，吕欣，张众华，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：四川;51