一种面向路口的智能化本地动态地图实现系统及实现方法技术方案

本发明专利技术涉及一种面向路口的智能化本地动态地图实现系统及实现方法，该系统包括设于车辆上的车辆端子系统和设于路口的路侧子系统，所述车辆端子系统包括车载工控机和都与车载工控机连接的第一车联网通讯模块、GPS模块和显示器，所述路侧子系统包括路侧工控机和与路侧工控机连接的第二车联网通讯模块，所述路侧工控机连接交通信号灯、多个摄像头和多个微波雷达，所述第一车联网通讯模块和第一车联网通讯模块通过基站通讯连接。与现有技术相比，本发明专利技术可以让驾驶员知道路口附近的交通状况，便于驾驶员尽早发现周边可能存在的危险，一定程度上可以降低事故发生率，此外，还可让驾驶员提前获知前方路况的拥堵信息，动态调整路线，减少交通拥堵。

【技术实现步骤摘要】
一种面向路口的智能化本地动态地图实现系统及实现方法
本专利技术涉及车联网中的智能交通
，尤其是涉及一种面向路口的智能化本地动态地图实现系统及实现方。
技术介绍
车联网是指通过多种无线通信技术，实现所有车辆的状态信息(包括属性信息和静、动态信息等)与道路交通环境信息(包括道路基础设施信息、交通路况、服务信息等)的信息共享，并根据不同的功能需求对所有车辆的运动状态进行有效的监管和综合服务。车联网可以实现车与车、车与路、车与人之间的信息交互。就像互联网把每个单台的电脑连接起来，车联网能够把独立的汽车连接在一起。目前，车联网通信技术有两个标准：DSRC和C-V2X，后者是中国所推崇的车联网技术。车联网的主要目的在于让行驶更加安全、更加便捷。目前来讲，车联网的应用领域是以车为主体展开的一系列车辆安全应用，多是基于车车之间的应用和车路之间的应用，在实际应用中，由于大多数车辆还没有安装车联网通信设备，很多安全应用是无法开展的，仅仅依靠车联网的设备来做安全应用，获取到的数据不够全面(仅获取到安装设备的车辆信息)，比如在一些危险地段，交叉路口或者弯道处，已有的智能驾驶技术还未对此类地段实现数据可视化，但是在这类路段上，往往是事故频发地且亟待解决。虽然交叉路口所有交通信号灯的管制，但是仍然存在很多问题。第一，在交通信号灯管制的交叉路口，有的驾驶员认为黄灯是转变成红灯的前奏，是合法快速通过交叉路口的信号，见到黄灯就拼命加油提速，往往还未行驶到路口停车线，黄灯又变成了红灯，这时又忙于紧急制动或手忙脚乱的减速停车，使后方车辆措手不及，而发生追尾事故；另外有一些驾驶员一看黄灯已经变成红灯，车辆已经临近路口停车线，就直接闯红灯，很有可能发生交通事故。第二，直行车辆放行时对面左转弯车辆、横向车道上的直行车辆及左转弯车辆，随时都有闯红灯的可能，如果不注意观察和避让，就有可能发生碰撞；有些行人、骑自行车的人，在红灯信号时照样通过，在车流中穿行，如若驾驶员看不到或者思想不集中都可能与其碰撞。第四，当左转弯绿灯亮时，允许左转弯车辆通行，但此时还有部分放行后的行人、自行车在人行横道斑马线上通行，横向道路上已超过停车线的直行车辆也正在通过，如果此时左转弯车辆不注意观察和避让，就有可能与他们发生碰撞；车辆在左转弯过程中，经常有后方车辆严重违章，突然从后侧强行快速超越，此时由于车辆正在转弯，后视镜的视角范围变小，形成了部分视线“盲区”。如果不注意观察其动态，就容易发生碰撞。综上，交叉路口是比较常见的事故多发地，多是由于视线盲区和路况不明导致。但是，交通部门对此类地点都设有摄像头和微波雷达等设备，但是这类设备都仅限于事故记录用途。因此，仅仅依靠智能车辆来实现智能驾驶是远远不够的，我们应充分利用道路已有设备，尽可能多的感知周围信息，实现对周围环境的智能化感知，并通过网络将感知结果以地图形式传递给车辆，这样不仅能极大地提高车辆整体的智能化水平，还能够有效提高检测精度，实现感知信息的充分共享。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种面向路口的智能化本地动态地图实现系统及实现方。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种面向路口的智能化本地动态地图实现系统，包括设于车辆上的车辆端子系统和设于路口的路侧子系统，所述车辆端子系统包括车载工控机和都与车载工控机连接的第一车联网通讯模块、GPS模块和显示器，所述路侧子系统包括路侧工控机和与路侧工控机连接的第二车联网通讯模块，所述路侧工控机连接交通信号灯、多个摄像头和多个微波雷达，所述第一车联网通讯模块和第一车联网通讯模块通过基站通讯连接。优选的，一个所述摄像头和一个所述微波雷达配合为一组，分别在路口与每条道路的连接处设置至少一组。一种上述面向路口的智能化本地动态地图实现系统的实现方法，包括以下步骤：S1、通过所述摄像头和微波雷达利用数据融合算法获取路口四周在设定范围内的行人和车辆的目标姿态数据，发送到所述路侧工控机；S2、所述路侧工控机将所述目标姿态数据所在的摄像头雷达坐标系转换到本路口的本地坐标系下；S3、所述路侧工控机将所有目标姿态数据映射到本路口的电子地图上，得到本路口的本地动态地图；S4、所述路侧工控机将所述本地动态地图通过第二车联网通讯模块发送到基站，基站将本地动态地图和对应路口的GPS坐标广播到所有通信范围内的车辆的第一车联网通讯模块；S5、车辆的车载工控机获取正在驶向的路口的本地动态地图，将车辆所在的GPS坐标转换到该路口的GPS坐标系中，再匹配到本地动态地图中后，由所述显示器显示。优选的，所述目标姿态数据包括行人和车辆的位置坐标、前进方向和前进速度。优选的，所述路口的本地坐标系是以路口中心为原点，以偏北方向为x轴正向，以偏南方向为y轴正向。优选的，所述步骤S2中将所述目标姿态数据所在的摄像头雷达坐标系转换到本路口的本地坐标系下具体为：其中，(x0,y0)为目标姿态数据在摄像头雷达坐标系下的坐标，(x1,y1)为目标姿态数据在本路口的本地坐标系下的坐标，β为摄像头雷达坐标系和本路口的本地坐标系之间的旋转角度，a和b分别为摄像头雷达坐标系与本路口的本地坐标系在x轴和y轴的偏移量。优选的，所述路口的GPS坐标系是以路口中心为原点，以正北方向为x轴正向，以正南方向为y轴正向。优选的，所述步骤S5中将车辆所在的GPS坐标转换到该路口的GPS坐标系中具体为：其中，(xgps,ygps)为车辆在该路口的GPS坐标系中的坐标，(latitude1,longitude1)为该路口的中心点的GPS坐标，(latitude2,lagitude2)为车辆的GPS坐标，R为地球半径。优选的，所述步骤S5中匹配到本地动态地图中的过程包括：将路口的GPS坐标系转换为路口的本地坐标系：其中，(xmap1,ymap1)为路口的本地坐标系中的坐标，(xgps1,ygps1)为路口的GPS坐标系中的坐标，δ为路口的GPS坐标系和本地坐标系之间的旋转角度。与现有技术相比，本专利技术实现了面向路口的智能化本地动态地图功能，通过C-V2X或DSRC等车联网技术将路口的本地地图数据发送至车辆，通过路口附近各目标的姿态数据，可以让驾驶员知道路口附近的交通状况，便于驾驶员尽早发现周边可能存在的危险，一定程度上可以降低事故发生率，此外，在该系统中由于驾驶员可以了解与路口相连的道路上的交通状况，可以根据其他道路的拥堵状况动态选择其它的行驶路线，可以减轻拥堵现象，具有可靠性高、覆盖面广、实时性强、成本较低、实用性高等优点。附图说明图1为本专利技术中的系统架构图；图2为本专利技术中的系统流程图；图3为本专利技术中的电子地图样式图；图4为本专利技术中摄像头雷达坐标系和路口的本地坐标系的示意图；图5为本专利技术中摄像头雷达坐标系和路口的本地坐标系转换原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。本申请提供一种面向路口的智能化本地动态地图实现系统及方法，为了减少交叉路口事故发生率，将交叉路口路况通过系统集成和数据融合技术以地图的形式呈献给驾驶员，以便驾驶员能很好地了解交叉路况，减少不必要的紧急制动及因视野盲区本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向路口的智能化本地动态地图实现系统，其特征在于，包括设于车辆上的车辆端子系统和设于路口的路侧子系统，所述车辆端子系统包括车载工控机和都与车载工控机连接的第一车联网通讯模块、GPS模块和显示器，所述路侧子系统包括路侧工控机和与路侧工控机连接的第二车联网通讯模块，所述路侧工控机连接交通信号灯、多个摄像头和多个微波雷达，所述第一车联网通讯模块和第一车联网通讯模块通过基站通讯连接。

【技术特征摘要】
1.一种面向路口的智能化本地动态地图实现系统，其特征在于，包括设于车辆上的车辆端子系统和设于路口的路侧子系统，所述车辆端子系统包括车载工控机和都与车载工控机连接的第一车联网通讯模块、GPS模块和显示器，所述路侧子系统包括路侧工控机和与路侧工控机连接的第二车联网通讯模块，所述路侧工控机连接交通信号灯、多个摄像头和多个微波雷达，所述第一车联网通讯模块和第一车联网通讯模块通过基站通讯连接。2.根据权利要求1所述的一种面向路口的智能化本地动态地图实现系统，其特征在于，一个所述摄像头和一个所述微波雷达配合为一组，分别在路口与每条道路的连接处设置至少一组。3.一种权利要求1～2任一所述面向路口的智能化本地动态地图实现系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过所述摄像头和微波雷达利用数据融合算法获取路口四周在设定范围内的行人和车辆的目标姿态数据，发送到所述路侧工控机；S2、所述路侧工控机将所述目标姿态数据所在的摄像头雷达坐标系转换到本路口的本地坐标系下；S3、所述路侧工控机将所有目标姿态数据映射到本路口的电子地图上，得到本路口的本地动态地图；S4、所述路侧工控机将所述本地动态地图通过第二车联网通讯模块发送到基站，基站将本地动态地图和对应路口的GPS坐标广播到所有通信范围内的车辆的第一车联网通讯模块；S5、车辆的车载工控机获取正在驶向的路口的本地动态地图，将车辆所在的GPS坐标转换到该路口的GPS坐标系中，再匹配到本地动态地图中后，由所述显示器显示。4.根据权利要求3所述的一种面向路口的智能化本地动态地图实现系统的实现方法，其特征在于，所述目标姿态数据包括行人和车辆的位置坐标、前进方向和前进速度。5.根据权利要求3所述的一种面向路口...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，刘富强，王新红，周宇，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31