本发明专利技术公开了车辆行至交叉路口恰逢绿灯的速度预测装置及方法，涉及通信领域。依据让更多的车辆匀速行驶于公路上，避免在交叉路口遭遇红灯这一思想，针对车辆行至交叉路口遇到红灯或绿灯进行了详细剖析，提出了车辆行至交叉路口恰逢相应绿灯速度预测所需装置和必要信息获取与处理方法。通过用户端或控制中心内置地图和定位基站估算车辆到达交叉路口的路程，控制中心提供交通灯各相位配时和当前时间在交通灯本周期的位置，依据这两部分信息计算出预测速度。该发明专利技术实施后，能够给车辆提供若干预测速度，若车辆以该速度行驶，到达交叉路口恰逢相应绿灯，达到了为驾驶人员提供便利的同时疏缓了交通拥堵的双赢效果。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 一、
本专利技术涉及通信领域，具体涉及车辆行驶速度预测装置及方法 二、
技术介绍
随着我国经济的快速稳步发展和人们生活质量的逐年提升，大量汽车涌入城市已 经成为公路交通的一大难点。解决交通拥堵最为有效的手段就是科学高效的管理，关键在 于车辆的精准化管治，交通控制中心实时探测车辆位置、行驶速度和行驶方向可以为实时 优化交通提供重要的数据支撑，提出一种方案既能够增强车辆用户自身的便利性又能够使 其乐意实时分享车辆位置就显得尤其重要。实时预测车辆行驶速度，使其到达交叉路口恰 逢相应绿灯，给用户提供便利的同时也为交通控制中心提供了车流量实时数据，达到了双 赢的效果。现有预测车辆行驶速度的方法很少，尤其是车辆行至交叉路口恰逢相应绿灯的速 度预测装置及方法。笔者于2013年7月在《计算机测量与控制》期刊上发表了一篇学术论 文《行驶车辆智能速度控制系统设计》，简要介绍了车辆行至交叉路口恰逢相应绿灯的速度 预测原理，为了克服沿路布控无线传感器实施性差的难题，进一步提高车辆行驶速度预测 的实时性和准确性，推动该技术方便人们乘车出行，给人们驾驶或乘坐汽车带来愉悦的心 情，切实疏缓交通压力，提出了。 三、
技术实现思路
主要包括两个部分，速度预测 装置和相配套的信息处理流程。速度预测装置如图1所示，包括用户端、定位基站、通信基站、控制中心、交通灯显 示终端和连接线。用户端内置地图，通过无线射频分别同定位基站、通信基站连接，完成同 二者的信息交互；通信基站与控制中心连接，给用户端与控制中心之间的信息交换搭建了 桥梁；控制中心与交通灯显示终端连接，实时控制交通灯的相位。通过该套装置获得和计算两部分信息，其一是行驶车辆到达交叉路口的路程L，其 二是交叉路口交通灯各相位配时和当前时间在交通灯本周期的位置。这两部分信息的获得 无先后顺序，其方法如下：①用户端的位置通过定位基站确定，交叉路口的位置可以通过两种方式获取，其 一是由用户端内置地图获取，其二是控制中心通过其内置地图获取。用曲线拟合求微积分 或者多条直线段逼近的方法估算出车辆到交叉路口的路程L。②控制中心给出交叉路口交通灯各相位配时和当前时间在交通灯本周期的位置。 获得这两部分信息之后，由交通灯各相位配时计算出交通灯的周期T，再根据当前 时间在交通灯本周期的位置求出车辆到达交叉路口所需的不足一个交通灯周期的时间余 数，该时间余数加上交通灯周期的若干倍作为车辆到达交叉路口所需的时间，路程L除以 该时间就得出车辆到达交叉路口恰逢相应绿灯的预测速度。 预测速度的计算可以分散在用户端，也可以集中在控制中心，还可以引入第三方 地图运营商，由地图运营商集中计算。 车辆行至交叉路口恰逢绿灯的另一种速度预测装置如图9所示，预测速度显示终 端与控制中心相连接，控制中心与交通灯显示终端相连接。预测速度显示终端安置于公路 旁，距离交叉路口有一定路程，长度为L'，控制中心内置有该路程。控制中心根据交通灯各 相位配时计算出交通灯的周期Τ'，再根据当前时间在交通灯本周期的位置求出车辆到达 交叉路口所需的不足一个交通灯周期的时间余数，该时间余数加上交通灯周期的若干倍作 为车辆到达交叉路口所需的时间，路程L'除以该时间就得出车辆到达交叉路口恰逢相应 绿灯的预测速度，预测速度求出后再发送给预测速度显示终端予以显示。因为时间是连续 消逝的，所以预测速度也是动态变化的，驾驶人员根据实时看到的显示终端上的预测速度 进行驾驶，到达交叉路口也能够恰逢相应绿灯。 行驶车辆使用本套装置及方法后，到达交叉路口恰逢相应绿灯，给乘车人员和驾 驶人员带来愉悦的感受，提高了驾驶人员的积极性和注意力，增强了趣味性，降低了疲劳感 和急躁感；能够有效减少驾驶人员遇红灯后焦急等待而可能出现的抢道现象，降低了交叉 路口车祸发生的概率；极大降低了大批车辆出行等待绿灯的概率，促使人们更加合理的规 划出行时间，提高了效率，同时疏缓了交通压力。 四、【附图说明】 图1车辆行驶速度预测装置结构 图2车辆行驶速度预测优选装置示例 图3车辆行驶速度预测优选路程示例 图4车辆行驶速度预测优选交通灯相位配时示例 图5车辆行驶速度预测优选用户端与控制中心信息交换示例 图6车辆行驶速度预测优选当前时间在本周期的位置示例 图7车辆行驶速度预测优选信息获取与处理流程示例 图8车辆行驶速度预测优选交通灯相位控制示例 图9车辆行驶速度预测与显示装置结构 图10车辆行驶速度预测与显示装置优选 五、 实施例 下面给出车辆行驶速度预测优选装置及方法实施例，结合附图及流程对专利技术进一 步描述依据，但本专利技术的保护范围并不仅限于此。 车辆行驶速度预测优选装置如图2所示，用户端为智能手机，定位基站为GPS定位 卫星，通信基站和通信服务器由通信运营商提供，地图更新服务由地图运营商提供，因特网 分别连接着通信运营商服务器、控制中心和地图运营商。交通灯分三层管理，分别为控制中 心、区域控制和终端设备。 假设下一个交叉路口为常见的十字路口，如图3所示，某辆小型汽车需要穿过该 十字路口继续向前行驶，驾驶员希望以大约vstd的速度驾驶车辆，在相应绿灯亮起σ时间 时到达路口，本路段限制该型号汽车最大行驶速度为，最小行驶速度为ν_。该十字路口 交通灯各相位配时及时序如图4所示。前缀"EW"代表东西方向支路交通灯相位，即车辆所 在支路，前缀"SN"代表南北方向支路交通灯相位。后缀"g"代表绿灯，"y"代表黄灯，"r" 代表红灯。设在交通灯一个完整周期内东西支路绿灯时间为CEW，南北支路绿灯时间为CSN， 各支路黄灯时间均为C，则该交通灯的周期长度T为：T=Cew+Csn+2C(1) 时间段〇满足：σ<CEW (2) 若以车牌号作为车辆自身标识，通过以下步骤可以估算出车辆到达十字路口恰逢 相应绿灯的速度。 1估算车辆到十字路口的路程L 智能手机的GPS定位终端通过与定位卫星的通信计算出车辆所在的位置，由内置 的地图软件查找到十字路口的位置，采用多线段加修正误差的逼近方式在地图上估算车辆 到达十字路口的路程L。 2车辆向控制中心申请交通灯各相位配时 如图5所示，用户端智能手机经过通信基站、通信服务器和因特网，向控制中心发 送申请字段Q= {车牌号，驶离路口名称，支路名称，驶向路口名称，校验码}。控制中心收 到申请字段Q确认无误后返回应答字段QA={车牌号，交通灯周期，交通灯各相位配时，当 前时间在交通灯本周期的位置，基准时间，校验码}。 3用户端校对基准时间 智能手机在收到控制中心返回应答字段QA后进行基准时间校对，使智能手机与 控制中心基准时间一致，比如统一为北京时间。4估算车辆到达十字路口所需的交通灯周期数 智能手机根据交通灯各相位配时计算出交通灯周期长度T，与字段QA内置的交通 灯周期相比较，以确认交通灯各相位配时准确无误。设智能手机收到的字段QA中交通灯各 相位配时与图4相同，则车辆到达十字路口所需的交通灯周期数m为：(3) 其中At为车辆车辆以期望速度vstd行驶至十字路口所需的时间，括号l_x」表示不 超过数值X的最大整数。5智能手机向控制中心申请车辆通过十字路口时的绿灯周期 设当前时间在交通灯本周期的位置如图6所示，Tn为当前交通灯周期，T_为需要 申请的本文档来自技高网...
【技术保护点】
车辆行至交叉路口恰逢绿灯的速度预测装置及方法，其特征在于包括以下步骤：(1)用户端通过无线射频分别同定位基站、通信基站连接，通信基站与控制中心连接，控制中心与交通灯显示终端连接，用户端或控制中心内置有地图；(2)通过装置(1)获得两部分信息，无先后顺序：①通过定位基站确定用户端的位置，通过用户端内置地图或控制中心内置地图获取交叉路口的位置，由用户端和交叉路口的位置估算出车辆到交叉路口的路程；②控制中心提供交叉路口交通灯各相位配时和当前时间在交通灯本周期的位置；(3)由交通灯各相位配时求出交通灯的周期，根据当前时间在交通灯本周期的位置，求出车辆到达交叉路口遇到绿灯所需要的不足一个交通灯周期的时间余数，该时间余数加上交通灯周期的若干倍作为车辆到达交叉路口所需要的时间，车辆到交叉路口的路程除以该时间就得出车辆到达交叉路口恰逢相应绿灯的预测速度。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：韩学良，
申请(专利权)人：韩学良，
类型：发明
国别省市：北京;11
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