基于智能道钉的高速公路交叉口车路协同系统和指引方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于智能道钉的高速公路交叉口车路协同系统和指引方法，包括V2X系统、NB‑IoT信息接发器、中央信息处理器、LED指引设备和集中控制系统；通过实现车辆终端与智能路侧设备间的实时通信，提高了高速公路路线规划的准确率和交叉口处的通行效率，提高了高速公路主线与匝道交叉口处的通行能力和监督管理水平，提高了达到车路协同的效果，减少了错误行驶和降低事故率；本发明专利技术增强了智能路侧设备的可靠性，有效地补充了互联网车辆与自动驾驶车辆的感知能力。

Highway Intersection Vehicle-Road Cooperative System and Guidance Method Based on Intelligent Nails

【技术实现步骤摘要】
基于智能道钉的高速公路交叉口车路协同系统和指引方法
本专利技术属于车辆终端与路侧设备的通信
，具体涉及一种基于智能道钉的高速公路交叉口车路协同系统和指引方法。
技术介绍
现行交叉口及高速公路匝道处指引方式基本为文字信息标牌或LED显示屏，此种信息传递方法效率有限，且过量的信息会降低有效信息的获取效率，易分散司机注意力从而引发交通事故；现阶段车载导航受限较多，在网络状况差的区域工作效率大大降低，并且存在路线错误等情况，影响驾驶员的判断，分散注意力，易引发安全事故；现阶段无人驾驶车辆尚不能进行完全意义上的上路行驶，主要原因在其对现实道路的感知能力尚未完备。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种基于智能道钉的高速公路交叉口车路协同系统和指引方法，用于实现车辆终端与智能路侧设备间的实时通信，提高高速公路路线规划的准确率，降低事故率。本专利技术为解决上述技术问题所采取的技术方案为：基于智能道钉的高速公路交叉口车路协同系统，包括V2X系统和智能道钉；V2X系统安装在车辆上，用于实现车载系统与车辆外系统的通信；智能道钉布设在高速公路主线与匝道的交叉口的设定范围内；智能道钉包括NB-IoT信息接发器和中央信息处理器；NB-IoT信息接发器的信号收发端分别与V2X系统的信号收发端、中央信息处理器的信号收发端连接，用于实现车载系统与中央信息处理器之间，以及中央信息处理器与中央信息处理器之间的通信；中央信息处理器用于接收NB-IoT信息接发器发送的数据、进行分析处理并向NB-IoT信息接发器发送指引信息。按上述方案，还包括集中控制系统；集中控制系统设置在交管中心，集中控制系统的信号收发端与NB-IoT信息接发器的信号收发端连接，用于接收NB-IoT信息接发器发送的信息，并在设定情况下代替中央信息处理器监管和控制智能道钉。进一步的，还包括LED指引设备；LED指引设备设置在智能道钉中，LED指引设备的信号接收端与中央信息处理器的信号发送端连接，用于接收中央信息处理器发送的指引信息，并按指引信息显示灯光，引导车辆按要求行进。基于智能道钉的高速公路交叉口车路协同指引方法，包括以下步骤：S1：车辆与高速公路交叉口的距离满足设定值时，NB-IoT信息接发器通过V2X系统采集车载系统的数据并将数据发送给中央信息处理器；S2：中央信息处理器根据收到的数据生成对应的指引信息并发送给NB-IoT信息接发器，NB-IoT信息接发器将指引信息反馈给V2X系统；S3：车辆根据V2X系统收到的指引信息行进，防止交通事故的发生。进一步的，在所述的步骤S1中，还包括以下步骤：车辆与高速公路交叉口的距离满足设定值时，NB-IoT信息接发器通过V2X系统采集车载系统的数据并将数据发送给集中控制系统。进一步的，在所述的步骤S2中，还包括以下步骤：在设定情况下，由集中控制系统代替中央信息处理器向NB-IoT信息接发器发送指引信息，用于统一监管和控制智能道钉。进一步的，在所述的步骤S2中，还包括以下步骤：中央信息处理器将指引信息发送给LED指引设备，LED指引设备根据收到的指引信息显示设定的颜色和闪烁频率的灯光，引导车辆按要求行进。进一步的，在所述的步骤S2中，还包括以下步骤：第一个与车辆的V2X系统通信的道钉通过内部的中央信息处理器生成闪烁频率信息并发送给内部的LED指引设备，并通过内部的NB-IoT信息接发器将闪烁频率信息发送给相邻道钉的NB-IoT信息接发器，相邻道钉的中央信息处理器根据收到的闪烁频率信息生成不同频率的闪烁频率信息并发送给内部的LED指引设备；依次类推直到高速公路交叉口处所有道钉的LED指引设备均收到闪烁频率信息。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术的一种基于智能道钉的高速公路交叉口车路协同系统和指引方法通过实现车辆终端与智能路侧设备间的实时通信，提高了高速公路路线规划的准确率，减少错误行驶和降低事故率。2.本专利技术提高了高速公路主线与匝道交叉口处的通行能力和监督管理水平，提高了交叉口处的通行效率，达到车路协同的效果。3.本专利技术增强了智能路侧设备的可靠性，有效地补充了互联网车辆与自动驾驶车辆的感知能力，提高了信息传输效率。附图说明图1是本专利技术实施例的功能框图。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作进一步详细的说明。参见图1，本专利技术的基于智能道钉的高速公路交叉口车路协同系统，包括V2X(vehicletoeverything，即车对外界的信息交换)系统、智能道钉和集中控制系统。V2X系统安装在车辆上，用于实现车载系统与车辆外系统的通信。智能道钉布设在距离高速公路主线与匝道的交叉口的300m范围内；智能道钉包括NB-IoT(NarrowBandInternetofThings，基于蜂窝的窄带物联网)信息接发器、中央信息处理器和LED指引设备；NB-IoT信息接发器的信号收发端分别与V2X系统的信号收发端、中央信息处理器的信号收发端连接，用于实现车载系统与中央信息处理器之间，以及中央信息处理器与中央信息处理器之间的通信；LED指引设备的信号接收端与中央信息处理器的信号发送端连接，用于接收中央信息处理器发送的指引信息，并按指引信息显示设定颜色和闪烁频率的灯光，引导车辆按要求行进；中央信息处理器用于接收NB-IoT信息接发器发送的数据、进行分析处理并向NB-IoT信息接发器和LED指引设备发送指引信息。集中控制系统设置在交管中心，集中控制系统的信号收发端与NB-IoT信息接发器的信号收发端连接，用于接收NB-IoT信息接发器发送的信息，并在特殊天气或发生交通事故等设定情况下代替中央信息处理器监管和控制智能道钉。基于智能道钉的高速公路交叉口车路协同指引方法，包括以下步骤：S1：车辆与高速公路交叉口的距离小于等于300m时，智能道钉的NB-IoT信息接发器通过V2X系统采集车载GPS系统中的车辆目的地以及车辆牌照等数据，并将数据发送给智能道钉的中央信息处理器和交管中心的集中控制系统，用于对高速公路交叉口的车流进行监控。S2：智能道钉的中央信息处理器根据收到的数据分别生成对应的路线指令和发光指令并分别发送给智能道钉的NB-IoT信息接发器和智能道钉的LED指引设备；在车辆即将驶入匝道时，智能道钉的NB-IoT信息接发器通过V2X系统将路线指令反馈给自动驾驶车载GPS系统，提示行驶路径即将改变。第一个与车辆的V2X系统通信的道钉通过内部的中央信息处理器生成闪烁频率信息并发送给内部的LED指引设备，并通过内部的NB-IoT信息接发器将闪烁频率信息发送给相邻道钉的NB-IoT信息接发器，相邻道钉的中央信息处理器根据收到的闪烁频率信息生成不同频率的闪烁频率信息并发送给内部的LED指引设备；依次类推直到高速公路交叉口处所有道钉的LED指引设备均收到闪烁频率信息。智能道钉的LED指引设备收到发光指令后显示与车辆的V2X系统收到的指引信息一致的灯光，利用灯光提示引导车辆驶入匝道。在需要进行交通管制的情况下(如特殊天气或发生交通事故)，由交管中心的集中控制系统代替智能道钉的中央信息处理器向智能道钉的NB-IoT信息接发器发送路线指令，用于统一监管和控制智能道钉以引导自动驾驶车辆；或集中控制系统依次通过智能道钉的NB-IoT信息接发器和智能道钉的中央信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于智能道钉的高速公路交叉口车路协同系统，其特征在于：包括V2X系统和智能道钉；V2X系统安装在车辆上，用于实现车载系统与车辆外系统的通信；智能道钉布设在高速公路主线与匝道的交叉口的设定范围内；智能道钉包括NB‑IoT信息接发器和中央信息处理器；NB‑IoT信息接发器的信号收发端分别与V2X系统的信号收发端、中央信息处理器的信号收发端连接，用于实现车载系统与中央信息处理器之间，以及中央信息处理器与中央信息处理器之间的通信；中央信息处理器用于接收NB‑IoT信息接发器发送的数据、进行分析处理并向NB‑IoT信息接发器发送指引信息。

【技术特征摘要】
1.基于智能道钉的高速公路交叉口车路协同系统，其特征在于：包括V2X系统和智能道钉；V2X系统安装在车辆上，用于实现车载系统与车辆外系统的通信；智能道钉布设在高速公路主线与匝道的交叉口的设定范围内；智能道钉包括NB-IoT信息接发器和中央信息处理器；NB-IoT信息接发器的信号收发端分别与V2X系统的信号收发端、中央信息处理器的信号收发端连接，用于实现车载系统与中央信息处理器之间，以及中央信息处理器与中央信息处理器之间的通信；中央信息处理器用于接收NB-IoT信息接发器发送的数据、进行分析处理并向NB-IoT信息接发器发送指引信息。2.根据权利要求1所述的基于智能道钉的高速公路交叉口车路协同系统，其特征在于：还包括集中控制系统；集中控制系统设置在交管中心，集中控制系统的信号收发端与NB-IoT信息接发器的信号收发端连接，用于接收NB-IoT信息接发器发送的信息，并在设定情况下代替中央信息处理器监管和控制智能道钉。3.根据权利要求2所述的基于智能道钉的高速公路交叉口车路协同系统，其特征在于：还包括LED指引设备；LED指引设备设置在智能道钉中，LED指引设备的信号接收端与中央信息处理器的信号发送端连接，用于接收中央信息处理器发送的指引信息，并按指引信息显示设定的颜色和闪烁频率的灯光，引导车辆按要求行进。4.基于权利要求1～权利要求3所述的基于智能道钉的高速公路交叉口车路协同系统的指引方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：车辆与高速公路交叉口的距离满足设定值时，NB-IoT信息接发器通过V2...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵欣，马珂崴，王嘉鑫，苏天翼，邵晨阳，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42