【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车路协同交通控制，具体涉及一种基于间歇事件触发的车路协同系统。
技术介绍
1、目前的自动驾驶研究主要分为单车智能与车路协同，其中单车智能对车辆本身的设备要求极高，导致使用成本高，使普通人难以负担，此外，单车智能对芯片等技术的要求极大，技术层面难以支撑。而车路协同则更符合我国智能交通发展趋势。
2、车路协同系统是建立在智能车载设备、智能交通设施和背景支持子系统之间的无线通讯技术基础上的交通管理系统。它的主要目标是让车辆与道路基础设施、行人和其它车辆进行实时通讯，提供驾驶安全、交通效率和环境友好性等方面的服务。车路协同顾名思义，使车辆与道路协同起来，通过传感器与信号接收与发射装置来进行车辆与道路间信息交互，从而满足车辆的驾驶要求。
3、但是，路侧设备的信息采集、背景支持子系统的运算，以及各子系统间的信号传输，都十分消耗资源，使成本难支撑，通信负担重。如何降低车路协同系统的成本，减轻通信负担，是本领域的重要课题之一。
4、专利号为cn202210432928.1现有文献提供了一种用于路口的车路协同交通控制系统及方法，其包括：三色交通灯、交通灯控制器、对外示距阵列和汽车；汽车具有行车电脑、高频视觉元件、车速监视模块、加速模块、制动模块和前车测距模块；交通灯控制器以光通讯的方式点亮三色交通灯中的红灯并对外传输减速光信号，减速光信号能够被高频视觉元件所获取，对应的行车电脑的接管处理层接收到减速光信号后启动，将实时车速不满足预设速度的汽车的车速调节至预定车速；预定车速通过高频视觉元件对对外示距
技术实现思路
1、为解决技术背景中提出的现有车路协同系统中路侧设备的信息采集、信息处理运算以及各子系统间的信号传输，都十分消耗资源，致使车路协同系统运行成本高、通信负担重的问题，为此，提出一种基于间歇事件触发的车路协同系统。
2、为实现上述目的，本专利技术提出如下方案：一种基于间歇事件触发的车路协同系统,包括路侧系统、背景支持子系统以及车辆子系统,其中路侧系统包括交通监测模块和信号接收设备,交通监测模块包括3d深感摄像头、摄像头、激光雷达、毫米波雷达和边缘计算设备，所述3d深感摄像头、摄像头、激光雷达、毫米波雷达在道路两侧或上方分布，对车辆进行采集并传输至计算终端，背景支持子系统负责收集和储存数据,并通过深度学习进行路径预测，当发现车辆变道或加减速时，通过5g网络向前后车发送警告并在车载屏幕上显示，为车辆与道路之间提供信息交互功能；车辆子系统则包括车载设备和车载传感器，所述间歇事件触发适用于路侧系统,当交通监测模块检测到夜间或恶劣天气等因素导致人流量减少时,则开始间歇时间触发,即不再连续触发进行道路检测和信号传输,其休息时间由优化算法得出。
3、进一步的，将事件触发条件设置为：当路侧系统检测出道路上车流量减少为一定数量时，则减缓收集数据的频率，当检测出该段道路上短时间内没有车辆行驶时，暂停摄像头以外的装置运行，并且暂停该路段上的路侧系统与背景支持子系统的数据交互。
4、进一步的，3d深感摄像头、摄像头、激光雷达、毫米波雷达均与边缘计算设备连接，边缘计算设备的计算结果发送到背景支持子系统进行储存与预测。
5、进一步的，背景支持子系统在进行路径预测时，根据天气情况、当前路况以及车辆行驶状态进行智能推算，并将推算结果推送给车载设备，车载设备接收来自背景支持子系统的驾驶指令后，生成驾驶辅助信息，从而实现自动驾驶或驾驶辅助功能。
6、进一步的，间歇事件触发控制具体操作步骤如下：
7、步骤一：背景支持子系统(2)获取道路数据，这通常包括道路的几何信息、道路类型、交叉口信息和其他相关属性，其中几何信息包括坐标点和线段信息，这些数据可以来自地理信息系统、地图提供商、交通管理机构等，通过道路数据生成3d立体模型，以交叉口为端点将模型分为独立的道路段，在独立的道路段中按k米将道路段分为小路段(道路段所剩长度不足k米则并入上一个小路段)，其中环形路单独算作一个小路段，并将小路段进行编号，编号形式采用ajbi的模式，其中j为独立道路段的编号，i为小路段的编号，其中小路段的编号顺序按当前路段车辆行驶顺序进行编号，若某道路段为双向车道则将其看作两个独立的道路段，每个小路段设置一组交通监测模块(4)，包括3d深感摄像头(401)、摄像头(402)、激光雷达(403)以及毫米波雷达(404)，每个设备配套一个边缘计算装置(405)，路侧系统(1)都采用间歇事件触发控制。
8、步骤二：用路侧系统捕捉车辆信息，车辆信息包括行车速度、加速度、空间位置等，在第i段小路段上，将车辆按行车方向与空间位置进行编号，定义路侧系统捕捉的车辆信息为di1，定义车载系统采集的当前车辆信息为di2，定义当前路段的车辆数量为si。
9、步骤三：将di1与di2上传到背景支持子系统，通过深度学习将数据投影到建立平面坐标系xoy，定义车辆的t1时刻的位置为x1，y1，偏航角为ψ1，t2时刻车辆位置为x2，y2，偏航角为ψ2，定义车辆转弯半径表示为r，正值代表左转，负值代表右转，定义车辆旋转中心点表示为x0，y0，如果向左行驶，旋转中心点落在车身左侧；如果向右行驶，旋转中心点落在车身右侧。设车辆在δt内的速度为v，正值代表向前行驶，负值代表向后行驶，车辆在短时间内可以看作是匀速运动，进而推算出车辆轨迹，若不同车辆轨迹有重合趋势，则对该车辆发送警报信息。
10、步骤四：定义小路段的最大承载车数为b，定义事件触发参数c＝si/b，若c≤0.3，也就是当前路段车辆数量小于等于最大承载车辆数量的百分之三十时，则路侧系统由连续触发改为间歇事件触发，间歇事件触发间隔为δ，定义第i段初始时刻为ti，ti相邻下一段时刻为ti+1，ti+1的算法为：
11、
12、通信信道的间歇事件触发算法同上。
13、进一步的，若某小路段存在红绿灯，则在红绿灯处安装边缘计算设备，若某路段的某方向事件触发参数c≤0.2，则减少两侧红灯持续时间，增加两侧绿灯持续时间。
14、本专利技术包括路侧系统、车辆子系统与背景支持子系统，所述车辆子系统包括车载设备与车载传感器,所述路侧系统包括交通监测模块与信号接收装置，所述交通监测模块包括3d深感镜头、摄像头、激光雷达、毫米波雷达与边缘计算装置，且交通监测模块采用间歇事件触发控制,所述背景支持子系统与交通监测模块之间采用间歇事件触发通信,当前路段车辆数量小于等于最大承载车辆数量的百分之三十时，交通监测模块与通信传输则采用间歇事件触发,可以极大减少设备上的能耗，减轻通信负担。与现有技术相比，本专利技术的优势在于：给出了一套合理的车路协同系统，其子系统间通过5g无线网络连接的形式进行连接，该系统设置了事件触发条件，若当前路段的车辆数目本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于间歇事件触发的车路协同系统,其特征在于：所述系统包括路侧系统(1)、背景支持子系统(2)以及车辆子系统(3),其中路侧系统(1)包括交通监测模块(4)和信号接收设备(5),交通监测模块(4)包括3D深感摄像头(401)、摄像头(402)、激光雷达(403)、毫米波雷达(404)和边缘计算设备(405)，所述3D深感摄像头(401)、摄像头(402)、激光雷达(403)、毫米波雷达(404)在道路两侧或上方分布，对车辆进行采集并传输至计算终端，背景支持子系统(2)也负责收集和储存数据,并通过深度学习模块进行路径预测，当发现车辆变道或加减速时通过5G网络向前后车发送警告并在车载屏幕上显示，为车辆与道路之间提供信息交互功能；车辆子系统(3)则包括车载设备(6)和车载传感器(7)，所述间歇事件触发适用于路侧系统(1),当交通监测模块(4)检测到夜间或恶劣天气因素导致人流量减少时,则开始间歇事件触发，即不再连续不断地进行道路检测和信号传输，其休息时间由优化算法确定。
2.根据权利要求1所述的间歇事件触发控制，其特征在于：将事件触发条件设置为：当路侧系统(1)检测出道
3.根据权利要求1或2所述的车路协同系统，其特征在于：其中3D深感摄像头(401)、摄像头(402)、激光雷达(403)、毫米波雷达(404)均与边缘计算设备(405)连接，边缘计算设备(405)的计算结果发送到背景支持子系统进行储存与预测。
4.根据权利要求3所述的车路协同系统，其特征在于：其中背景支持子系统(2)在进行路径预测时会依照当前路况和天气情况以及车辆的行驶状态进行智能计算，并发送给车载设备(6)，车载设备(6)通过接收来自背景支持子系统的驾驶指示并生成驾驶辅助信息，可以实现自动驾驶或者驾驶辅助。
5.根据权利要求4所述的一种基于间歇事件触发的车路协同系统,休息时间由优化算法得出的具体实现过程如下：
6.根据权利要求5所述的一种基于间歇事件触发的车路协同系统，其特征在于：若某小路段存在红绿灯，则在红绿灯处安装边缘计算设备(405)，若某路段的某方向事件触发参数C≤0.2，则减少两侧红灯持续时间，增加两侧绿灯持续时间。
7.根据权利要求6所述的一种基于间歇事件触发的车路协同系统，其特征在于：所述深度学习模块包括车辆路径预测模块、行人路径预测模块、数据记忆模块、路段堵塞获取模块和红绿灯识别模块；所述深度学习模块通过对识别和图像系统传输数据的学习，从而对车辆变道或加减速、周围车辆的运动路径、行人的运动路径进行预测，同时接入外部数据对行程中的堵塞路段进行获取，通过图像系统的识别内容对红路灯的情况进行获取，并且对路段中坑洼和障碍物的区域进行记忆，在下次行驶的时候自动规避，所述深度学习模块与所述数据传输模块之间通信连接，所述深度学习模块将识别后的数据通过数据传输模块进行传输，便于驾驶人员进行观看。
8.根据权利要求1所述的一种基于间歇事件触发的车路协同系统，其特征在于：休息时间由下式得出：
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储可由计算机设备执行的计算机程序，当所述程序在计算机设备上运行时，使得所述计算机设备执行权利要求1～8任一权利要求所述一种基于间歇事件触发的车路协同系统的算法步骤。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求所述过程。
...【技术特征摘要】
1.一种基于间歇事件触发的车路协同系统,其特征在于：所述系统包括路侧系统(1)、背景支持子系统(2)以及车辆子系统(3),其中路侧系统(1)包括交通监测模块(4)和信号接收设备(5),交通监测模块(4)包括3d深感摄像头(401)、摄像头(402)、激光雷达(403)、毫米波雷达(404)和边缘计算设备(405)，所述3d深感摄像头(401)、摄像头(402)、激光雷达(403)、毫米波雷达(404)在道路两侧或上方分布，对车辆进行采集并传输至计算终端，背景支持子系统(2)也负责收集和储存数据,并通过深度学习模块进行路径预测，当发现车辆变道或加减速时通过5g网络向前后车发送警告并在车载屏幕上显示，为车辆与道路之间提供信息交互功能；车辆子系统(3)则包括车载设备(6)和车载传感器(7)，所述间歇事件触发适用于路侧系统(1),当交通监测模块(4)检测到夜间或恶劣天气因素导致人流量减少时,则开始间歇事件触发，即不再连续不断地进行道路检测和信号传输，其休息时间由优化算法确定。
2.根据权利要求1所述的间歇事件触发控制，其特征在于：将事件触发条件设置为：当路侧系统(1)检测出道路上车流量减少为一定数量时，则减少收集数据的频率，当检测出该段道路上短时间内不会有车辆行驶时，暂停摄像头(402)以外的装置运行，并且暂停该段路段上的路侧系统(1)与背景支持子系统(2)的数据交互。
3.根据权利要求1或2所述的车路协同系统，其特征在于：其中3d深感摄像头(401)、摄像头(402)、激光雷达(403)、毫米波雷达(404)均与边缘计算设备(405)连接，边缘计算设备(405)的计算结果发送到背景支持子系统进行储存与预测。
4.根据权利要求3所述的车路协同系统，其特征在于：其中背景支持子系统(2)在进行路径预测时会依照当前路况和天气情况以及车辆...
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