基于数字孪生的车路协同系统技术方案

技术编号：40844338 阅读：4 留言：0更新日期：2024-04-01 15:12

基于数字孪生的车路协同系统，其中，云控制平台接收路侧端设备的交通设施和周围交通参与车辆信息向车辆司机进行预警；云控制平台还用于协同边缘计算设备进行路侧交通设施和周围交通参与车辆信息的分析处理；云控制平台周期性的接收路侧通信设备RSU发送的路侧感知设备感知的数据；云控制平台根据路侧的实时感知数据筛选出位于当前车辆周边的交叉路口区域的周边车辆；若指定周边车辆和当前车辆的距离小于预设值，将指定周边车辆作为当前车辆的威胁车辆；云控制平台向车载端设备进行威胁车辆预警。本发明专利技术满足用户对车路协同高灵活性、高可靠性的要求，降低车辆行驶过程中的风险，安全性高。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能交通，具体涉及一种基于数字孪生的车路协同系统。

技术介绍

1、数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。

2、车路协同是汽车与交通行业发展的重要方向之一，利用无线通信、传感器检测、高精度地图定位、人工智能、计算机等众多技术来获取车辆和道路信息，在实现人、车、路充分协同的同时，从而达到主动提高道路交通安全、最优化利用系统资源、缓解交通拥挤的目标，形成安全、效率、环保的道路交通系统。

3、随着无线通信、人工智能技术的发展，传统的车路协同处理功能比较单一，车路数字化交通信息交互层次和协同层次低，单纯的依靠路侧边缘计算设备，不能满足用户对车路协同高灵活性、高可靠性的要求，车辆行驶过程中存在的风险较高，安全性差。如何提高车路协同的可靠性和安全性具有现实的应用意义。

技术实现思路

1、为此，本专利技术提供一种基于数字孪生的车路协同系统，解决传统技术中交通信息交互层次和协同层次低导致的风险较高，安全性差的问题。

2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于数字孪生的车路协同系统，包括车载端设备、路侧端设备和云控制平台；所述车载端设备包括车载obu单元，所述路侧端设备包括路侧感知设备、边缘计算设备和路侧通信设备rsu；</p>

3、所述车载端设备通过车载obu单元获取当前车辆位置、状态和驾驶信息；所述路侧端设备通过所述路侧感知设备获取路侧交通设施和周围交通参与车辆信息，所述边缘计算设备用于对路侧交通设施和周围交通参与车辆信息进行分析处理；所述路侧通信设备rsu用于将路侧交通设施和周围交通参与车辆信息进行广播；

4、所述云控制平台用于接收所述路侧端设备的交通设施和周围交通参与车辆信息向车辆司机进行预警；所述云控制平台还用于协同所述边缘计算设备进行路侧交通设施和周围交通参与车辆信息的分析处理；

5、所述云控制平台周期性的接收所述路侧通信设备rsu发送的所述路侧感知设备感知的数据；

6、所述云控制平台根据路侧的实时感知数据筛选出位于当前车辆周边的交叉路口区域的周边车辆；

7、若指定周边车辆和当前车辆的距离小于预设值，将指定周边车辆作为当前车辆的威胁车辆；

8、所述云控制平台向所述车载端设备进行威胁车辆预警。

9、作为基于数字孪生的车路协同系统优选方案，所述车载obu单元安装在车辆上用于v2x通信，所述车载obu单元通过pc5接收所述路侧通信设备rsu广播的数据。

10、作为基于数字孪生的车路协同系统优选方案，所述车载端设备还包括卫星定位模块、信号发射天线、信号接收天线、加速度传感器和陀螺仪；所述卫星定位模块用于获取车辆的位置、时间和速度信息，所述加速度传感器用于获取车辆的加速度信息，所述陀螺仪用于获取车辆的姿态信息。

11、作为基于数字孪生的车路协同系统优选方案，所述路侧感知设备对交通路口车辆环境感知，监测道路运行的车辆及车道线以外行驶的车辆、路边行人及周边静止物体信息；

12、所述边缘计算设备对车道线内行驶的车辆位置、速度和交通流信息进行分析统计。

13、作为基于数字孪生的车路协同系统优选方案，所述路侧感知设备通过毫米波雷达探测前方道路上违章停车、超速、违规并线、应急车道行驶事件；获取当前监视场景中车辆的位置并跟踪所有车辆行驶轨迹。

14、作为基于数字孪生的车路协同系统优选方案，所述路侧感知设备实时获悉路况信息，通过所述边缘计算设备判别交通道路拥堵、异常事件；

15、所述路侧感知设备通过高清摄像机对路口停靠区域的行人、非机动车闯入目标进行检测。

16、作为基于数字孪生的车路协同系统优选方案，所述云控制平台用于对路侧网联设备信息显示、信号灯信息显示、网联汽车个体信息进行展示。

17、作为基于数字孪生的车路协同系统优选方案，还包括手持终端，所述手持终端用于在线查看车辆信息，在线实时查看车辆实时位置；

18、所述手持终端还用于对所述路侧端设备进行监控管理、监控模型展示、显示设备总数和异常设备数量。

19、作为基于数字孪生的车路协同系统优选方案，所述手持终端集成有车路协同app、小程序或集成车路协同服务的导航app，通过车路协同app、小程序或集成车路协同服务的导航app进行红绿灯信号同步、绿波通行、路侧事件同步、弱势交通参与者预警服务。

20、作为基于数字孪生的车路协同系统优选方案，所述路侧感知设备通过所述边缘计算设备自动感知交通事故，并将生成的证据链视频通过所述云控制平台存储。

21、本专利技术具有如下优点：设有车载端设备、路侧端设备和云控制平台；所述车载端设备包括车载obu单元，所述路侧端设备包括路侧感知设备、边缘计算设备和路侧通信设备rsu；所述车载端设备通过车载obu单元获取当前车辆位置、状态和驾驶信息；所述路侧端设备通过所述路侧感知设备获取路侧交通设施和周围交通参与车辆信息，所述边缘计算设备用于对路侧交通设施和周围交通参与车辆信息进行分析处理；所述路侧通信设备rsu用于将路侧交通设施和周围交通参与车辆信息进行广播；所述云控制平台用于接收所述路侧端设备的交通设施和周围交通参与车辆信息向车辆司机进行预警；所述云控制平台还用于协同所述边缘计算设备进行路侧交通设施和周围交通参与车辆信息的分析处理；所述云控制平台周期性的接收所述路侧通信设备rsu发送的所述路侧感知设备感知的数据；所述云控制平台根据路侧的实时感知数据筛选出位于当前车辆周边的交叉路口区域的周边车辆；若指定周边车辆和当前车辆的距离小于预设值，将指定周边车辆作为当前车辆的威胁车辆；所述云控制平台向所述车载端设备进行威胁车辆预警。本专利技术车路数字化交通信息交互层次和协同层次高，依靠路侧边缘计算设备和云控制平台协同，满足用户对车路协同高灵活性、高可靠性的要求，降低车辆行驶过程中的风险，安全性高。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于数字孪生的车路协同系统，其特征在于，包括车载端设备（1）、路侧端设备（2）和云控制平台（3）；所述车载端设备（1）包括车载OBU单元（4），所述路侧端设备（2）包括路侧感知设备（5）、边缘计算设备（6）和路侧通信设备RSU（7）；

2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的车路协同系统，其特征在于，所述车载OBU单元（4）安装在车辆上用于V2X通信，所述车载OBU单元（4）通过PC5接收所述路侧通信设备RSU（7）广播的数据。

3.根据权利要求2所述的基于数字孪生的车路协同系统，其特征在于，所述车载端设备（1）还包括卫星定位模块、信号发射天线、信号接收天线、加速度传感器和陀螺仪；所述卫星定位模块用于获取车辆的位置、时间和速度信息，所述加速度传感器用于获取车辆的加速度信息，所述陀螺仪用于获取车辆的姿态信息。

4.根据权利要求1所述的基于数字孪生的车路协同系统，其特征在于，所述路侧感知设备（5）对交通路口车辆环境感知，监测道路运行的车辆及车道线以外行驶的车辆、路边行人及周边静止物体信息；

5.根据权利要求4所述的基于数字孪生的车路协

6.根据权利要求5所述的基于数字孪生的车路协同系统，其特征在于，所述路侧感知设备（5）实时获悉路况信息，通过所述边缘计算设备（6）判别交通道路拥堵、异常事件；

7.根据权利要求1所述的基于数字孪生的车路协同系统，其特征在于，所述云控制平台（3）用于对路侧网联设备信息显示、信号灯信息显示、网联汽车个体信息进行展示。

8.根据权利要求1所述的基于数字孪生的车路协同系统，其特征在于，还包括手持终端（8），所述手持终端（8）用于在线查看车辆信息，在线实时查看车辆实时位置；

9.根据权利要求8所述的基于数字孪生的车路协同系统，其特征在于，所述手持终端（8）集成有车路协同APP、小程序或集成车路协同服务的导航APP，通过车路协同APP、小程序或集成车路协同服务的导航APP进行红绿灯信号同步、绿波通行、路侧事件同步、弱势交通参与者预警服务。

10.根据权利要求1所述的基于数字孪生的车路协同系统，其特征在于，所述路侧感知设备（5）通过所述边缘计算设备（6）自动感知交通事故，并将生成的证据链视频通过所述云控制平台（3）存储。

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【技术特征摘要】

1.基于数字孪生的车路协同系统，其特征在于，包括车载端设备（1）、路侧端设备（2）和云控制平台（3）；所述车载端设备（1）包括车载obu单元（4），所述路侧端设备（2）包括路侧感知设备（5）、边缘计算设备（6）和路侧通信设备rsu（7）；

2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的车路协同系统，其特征在于，所述车载obu单元（4）安装在车辆上用于v2x通信，所述车载obu单元（4）通过pc5接收所述路侧通信设备rsu（7）广播的数据。

5.根据权利要求4所述的基于数字孪生的车路协同系统，其特征在于，所述路侧感知设备（5）通过毫米波雷达探测前方道路上违章停车...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟浩然，李振方，刘颖，刘爱珠，高东，
申请(专利权)人：山东高速城乡发展集团有限公司，
类型：发明
国别省市：

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