【技术实现步骤摘要】
一种基于车联网的信号交叉口车速引导系统与方法
本专利技术属于智能交通
，具体涉及一种基于车联网的信号交叉口车速引导系统与方法。
技术介绍
在城市道路驾驶环境中，由于驾驶员无法预知前方交叉口信号灯的实时变化，只能选择盲目驾驶，可能会导致车速控制不当，造成不必要的停车次数增加，这意味着更多的交通拥堵，大量的燃油浪费，甚至会引发交通事故。针对该问题，目前存在两种主要手段，一种是基于自适应车流量的交通信号灯控制技术来优化绿灯分配时间，另一种方式是车联网环境下的交叉路口车速引导技术(GLOSA，GreenLightOptimalSpeedAdvisory)。车联网环境是指采用先进的无线通信、传感器和互联网等技术实现车辆之间(V2V，VehicletoVehicle)、车辆与交通基础设施之间(V2I，VehicletoInfrastructure)动态信息实时交互，并在其基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理。V2I技术需要布设路侧设备，广泛应用于交通状态信息发布。基于车联网的交叉路口车速引导技术通过V2I使得交通信号灯控制机的相位与时序信息(SPaT，SignalPhaseandTiming)、道路行车安全限制、车速变化限制等信息与车辆共享，GLOSA结合车辆自身的位置及行驶状态信息，为驾驶员提供建议速度，引导驾驶员在绿灯时通过交叉路口。现有一种方法,利用智能手机GPS与惯性导航传感器INS融合生成路线图、拍摄视频来推断交通灯信号调度，并发布到网联车辆中。尽管这可以显著降低路口基础设施的成本，但它的缺点在于由于图像处理，传感器融合及传播延迟，识别的信号时间表...
【技术保护点】
1.一种基于车联网的信号交叉口车速引导系统，其特征在于，包括信号采集模块、无线传输模块、信号处理模块和多媒体视频/语音播报模块；所述信号采集模块用于在信号交叉口的引导路段内通过路侧单元RSU采集行驶路段的道路信息和信号控制机状态信息，还通过车载单元OBU采集车辆的行驶信息，所述引导路段为停车线前上游区域的300m‑500m内；所述无线传输模块利用短程通信技术DSRC将RSU和OBU连接，并把信号采集模块采集到的行驶路段的道路信息、信号控制机状态信息和车辆的行驶信息传输至信号处理模块中；所述信号处理模块设置在智能手机内，包括预处理模块和车速引导建议模块，所述车速引导模块包括导向车道建议模块和加速/制动建议模块；所述预处理模块用于将行驶路段的道路信息、信号控制机状态信息和车辆的行驶信息储存并预处理后，得到处理后的交通信息，根据储存的车辆的行驶信息和处理后的交通信息，判断车辆是否允许变道，若是，则进入导向车道建议模块，否则进入加速/制动建议模块；所述导向车道建议模块用于根据储存的车辆的行驶信息，判断车辆在交叉路口的行驶方向，规定目标车道，并建议车辆变换到目标车道，然后进入加速/制动建议模块；...
【技术特征摘要】
1.一种基于车联网的信号交叉口车速引导系统，其特征在于，包括信号采集模块、无线传输模块、信号处理模块和多媒体视频/语音播报模块；所述信号采集模块用于在信号交叉口的引导路段内通过路侧单元RSU采集行驶路段的道路信息和信号控制机状态信息，还通过车载单元OBU采集车辆的行驶信息，所述引导路段为停车线前上游区域的300m-500m内；所述无线传输模块利用短程通信技术DSRC将RSU和OBU连接，并把信号采集模块采集到的行驶路段的道路信息、信号控制机状态信息和车辆的行驶信息传输至信号处理模块中；所述信号处理模块设置在智能手机内，包括预处理模块和车速引导建议模块，所述车速引导模块包括导向车道建议模块和加速/制动建议模块；所述预处理模块用于将行驶路段的道路信息、信号控制机状态信息和车辆的行驶信息储存并预处理后，得到处理后的交通信息，根据储存的车辆的行驶信息和处理后的交通信息，判断车辆是否允许变道，若是，则进入导向车道建议模块，否则进入加速/制动建议模块；所述导向车道建议模块用于根据储存的车辆的行驶信息，判断车辆在交叉路口的行驶方向，规定目标车道，并建议车辆变换到目标车道，然后进入加速/制动建议模块；所述加速/制动建议模块用于根据储存的行驶路段的道路信息、信号控制机状态信息和车辆的行驶信息和处理后的交通信息，建立参考移动模型，利用DC-GLOSA算法选择车辆此时的加速度，确定即时加速/制动策略；所述多媒体视频/语音播报模块根据加速/制动建议模块给出的即时加速/制动策略为驾驶员提供行车建议。2.如权利要求1所述的基于车联网的信号交叉口车速引导系统，其特征在于，所述信号采集模块包括如下子模块：模块1.1：当车辆驶入引导路段时，在引导路段内，RSU采集行驶路段的道路信息和信号控制机状态信息，所述行驶路段的道路信息包括交叉口I的位置信息Pi和行驶路段规定的车速区间Iv＝[vmin,vmax]，所述信号控制机状态信息包括交叉口处信号控制机的相位和时序信息SPaT，其中，vmin为车辆的最小速度，vmax为车辆的最大速度，所述引导路段为停车线前上游区域的300m-500m内。模块1.2：RSU将获取的交叉口I的位置信息Pi、交叉口处信号控制机的相位和时序信息SPaT、行驶路段规定的车速区间Iv＝[vmin,vmax]等信息通过DSRC共享给引导路段中的OBU,OBU通过GPS和INS融合采集车辆的行驶信息，所述车辆的行驶信息包括车辆的位置信息Pu、速度信息vcur、航向信息Route、平稳加速度控制区间Ia＝[amin,amax]和即将驶入的交叉口I，其中，amin为车辆的最小加速度且amin<0，amax为车辆的最大加速度。3.如权利要求1所述的基于车联网的信号交叉口车速引导系统，其特征在于，所述预处理模块包括如下子模块：模块2.1：将OBU采集到的行驶路段的道路信息、信号控制机状态信息和车辆的行驶信息通过蓝牙传输至信号处理模块中储存，并在智能手机中进行信息预处理，得到预处理后的交通信息，所述与处理后的交通信息包括车辆的上行距离D以及绿灯时间窗口GW＝[tstart,tend]，其中，所述tstart是绿灯窗口的开始时间，所述tend是绿灯窗口的结束时间；模块2.1：根据模块2.1中储存的车辆的行驶信息和模块2.1得到的处理后的交通信息，所述车辆的行驶信息包括信号交叉口位置Pi，所述处理后的交通信息包括上行距离D，以信号交叉口位置Pi为中心，规定禁止变道范围R，如果D>R，上行区域允许变换车道，则进入导向车道建议模块，如果D≤R，上行区域车辆禁止变换车道，则进入加速/制动建议模块，其中，R取值的范围为[20,200]m。4.如权利要求3所述的基于车联网的信号交叉口车速引导系统，其特征在于，模块2.1中所述的绿灯窗口时间GW＝[tstart,tend]的计算方法如下：当OBU采集到信号控制机状态信息的相位和时序信息SPaT时，利用式(1)、式(2)和式(3)计算tstart和tend，T＝TRed+TGreen+TAmber(1)式(1)中，T表示信号交叉口的红绿灯时间、TRed,TGreen,TAmber分别是红色，绿色和琥珀色灯光的持续时间，式(2)、式(3)中，Phase为当前时刻车道的信号灯状态，TPC为信号控制机状态信息的下一相位对应的时刻。5.如权利要求1所述的基于车联网的信号交叉口车速引导系统，其特征在于，所述导向车道建议模块包括如下子模块：模块3.1：根据储存的车辆的行驶信息，所述车辆的行驶信息包括OBU通过GPS和INS融合采集的车辆的位置信息Pu和航向信息Route，预判车辆将驶入的下一路段nextRoad；模块3.2：分析当前路段Road、nextRoad以及即将驶入的交叉路口之间的关系，判断车辆在进入路口后的行驶方向，所述行驶方向包括：左转、直行或右转；模块3.3：将模块3.2选择的行驶方向设定为驾驶员规定车辆的目标车道，提示驾驶员及时换至目标车道。6.如权利要求1所述的基于车联网的信号交叉口车速引导系统，其特征在于，所述加速/制动建议模块包括如下子模块：模块4.1：根据储存...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵祥模，史昕，承靖钧，连心雨，吴霞，纪艺，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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