控制车道方向的方法、道路指挥及分段设备、车辆终端与流程

本发明涉及车联网技术，尤其涉及一种控制车道方向的方法、道路指挥及分段设备、车辆终端。

背景技术：

目前，自动驾驶技术的实现是在现有车辆上增加雷达、激光、摄像头等传感器，收集周边环境的信息，通过车载电脑，利用算法代替人工下达与车辆驾驶相关的驾驶指令，从而实现自动驾驶。

目前的自动驾驶技术存在如下缺点：车辆与道路之间没有进行信息交流，每一辆车辆的驾驶行为是基于自身的判断，具有不确定性与不稳定性，容易产生碰撞、频繁变道、慢行等影响道路通行效率及乘客安全的行为。此外，现有道路不能根据车流量灵活配置每个行进方向的车道数目。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种控制车道方向的方法、道路指挥及分段设备、车辆终端。

本发明实施例提供的控制车道方向的方法，应用于道路指挥设备，所述道路指挥设备能够与道路分段设备进行数据交互，所述方法包括：

监控各个道路分段设备的状态；

当监控到第一道路分段设备的状态满足第一条件时，向第二道路分段设备发送第一指示消息，所述第一指示消息用于指示所述第二道路分段设备将其控制的车道的方向由第二方向切换至第一方向；其中，所述第一道路分段设备控制的车道的方向为所述第一方向。

本发明实施例中，当监控到第一道路分段设备的状态满足第一条件时，所 述方法还包括：

确定出满足第二条件的第二道路分段设备，所述第二道路分段设备控制的车道的方向为所述第二方向。

本发明实施例中，所述方法还包括：

向所述第一道路分段设备发送第二指示消息，所述第二指示消息用于指示所述第一道路分段设备以下信息：所述第二道路分段设备控制的车道的方向由第二方向切换至第一方向。

本发明另一实施例提供了控制车道方向的方法，应用于第二道路分段设备，所述方法包括：

接收道路指挥设备发送的第一指示消息；

根据所述第一指示消息，将所述第二道路分段设备控制的车道的方向由第二方向切换至第一方向；其中，第一道路分段设备控制的车道的方向为所述第一方向；

当车辆终端由所述第一道路分段设备控制切换为由所述第二道路分段设备控制时，所述第二道路分段设备控制所述车辆终端朝所述第一方向行驶。

本发明实施例中，所述将所述第二道路分段设备控制的车道的方向由第二方向切换至第一方向，包括：

所述第二道路分段设备通过其控制的车道底部的多副天线发射出控制信号，所述控制信号携有车道的方向信息；

通过所述控制信号将所述第二道路分段设备控制的车道的方向由第二方向切换至第一方向。

本发明实施例中，所述方法还包括：

所述第二道路分段设备控制车辆终端经变道车道驶入方向为所述第二方向的车道。

本发明实施例中，所述方法还包括：

接收所述第一道路分段设备发送的第三指示消息；

当车辆终端由所述第一道路分段设备控制切换为由所述第二道路分段设备 控制时，将所述第三指示消息发送至所述车辆终端，所述第三指示消息用于指示所述车辆终端按照目标速度在所述第二道路分段设备控制的道路内行驶。

本发明另一实施例提供的车辆接入车联网的方法，应用于车辆终端，所述车辆终端能够与道路分段设备进行数据交互，所述方法包括：

接收所述道路分段设备的第三指示消息；

根据所述第三指示消息，确定目标速度；

控制所述车辆终端按照所述目标速度在所述道路分段设备控制的车道内行驶。

本发明实施例中，所述方法还包括：当车辆终端由第一道路分段设备控制切换为由第二道路分段设备控制时，根据所述第二道路分段设备的指示消息控制所述车辆终端朝第一方向行驶；其中，所述第二道路分段设备控制的车道的方向由第二方向切换至所述第一方向；所述第一道路分段设备控制的车道的方向为所述第一方向。

本发明实施例提供的道路指挥设备，所述道路指挥设备能够与道路分段设备进行数据交互，所述道路指挥设备包括：

监控单元，用于监控各个道路分段设备的状态；

指示单元，用于当监控到第一道路分段设备的状态满足第一条件时，向第二道路分段设备发送第一指示消息，所述第一指示消息用于指示所述第二道路分段设备将其控制的车道的方向由第二方向切换至第一方向；其中，所述第一道路分段设备控制的车道的方向为所述第一方向。

本发明实施例中，所述指示单元，还用于向所述第一道路分段设备发送第二指示消息，所述第二指示消息用于指示所述第一道路分段设备以下信息：所述第二道路分段设备控制的车道的方向由第二方向切换至第一方向。

本发明实施例提供的道路分段设备，所述道路分段设备包括：

交互单元，用于接收道路指挥设备发送的第一指示消息；

控制单元，用于根据所述第一指示消息，将所述第二道路分段设备控制的车道的方向由第二方向切换至第一方向；其中，第一道路分段设备控制的车道 的方向为所述第一方向；当车辆终端由所述第一道路分段设备控制切换为由所述第二道路分段设备控制时，所述第二道路分段设备控制所述车辆终端朝所述第一方向行驶。

本发明实施例中，所述控制单元，还用于控制车辆终端经变道车道驶入方向为所述第二方向的车道。

本发明实施例中，所述交互单元，还用于接收所述第一道路分段设备发送的第三指示消息；当车辆终端由所述第一道路分段设备控制切换为由所述第二道路分段设备控制时，将所述第三指示消息发送至所述车辆终端，所述第三指示消息用于指示所述车辆终端按照目标速度在所述第二道路分段设备控制的道路内行驶。

本发明实施例提供的车辆终端，包括：

交互单元，用于接收所述道路分段设备的第三指示消息；

确定单元，用于根据所述第三指示消息，确定目标速度；

控制单元，用于控制所述车辆终端按照所述目标速度在所述道路分段设备控制的车道内行驶。

本发明实施例的技术方案中，道路指挥设备监控各个道路分段设备的状态；当监控到第一道路分段设备的状态满足第一条件时，向第二道路分段设备发送第一指示消息，所述第一指示消息用于指示所述第二道路分段设备将其控制的车道的方向由第二方向切换至第一方向；其中，所述第一道路分段设备控制的车道的方向为所述第一方向。当车辆终端由所述第一道路分段设备控制切换为由所述第二道路分段设备控制时，所述第二道路分段设备控制所述车辆终端朝所述第一方向行驶。

可见，从道路系统的角度指挥车辆终端行驶，通过车辆终端与道路设备(即道路分段设备、道路指挥设备)之间的交互，完成车辆终端在车联网中的切换，相对于目前的车辆终端仅根据自身的因素来进行自动驾驶，可明显提高自动驾驶的安全程度。

并且，道路行进方向可根据道路指挥中心指令灵活变化，可以灵活配置两 个行车方向的车道数量，从而提高城市的通勤效率。

附图说明

图1为本发明实施例一的控制车道方向的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例二的控制车道方向的方法的流程示意图；

图3为本发明实施例三的控制车道方向的方法的流程示意图；

图4为本发明实施例四的道路指挥设备的结构组成示意图；

图5为本发明实施例五的道路分段设备的结构组成示意图；

图6为本发明实施例六的车辆终端的结构组成示意图；

图7为本发明实施例的车辆终端的示意图一；

图8为本发明实施例的车辆终端的示意图二；

图9为本发明实施例的车辆终端的示意图三；

图10为本发明实施例的各设备间的接口示意图；

图11为本发明实施例的道路分段局的示意图；

图12为本发明实施例的变道前的场景示意图；

图13为本发明实施例的变道后的场景示意图；

图14为本发明实施例的车辆终端在物联网中进行切换的流程示意图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本发明实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本发明实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明实施例。

图1为本发明实施例一的控制车道方向的方法的流程示意图，本示例中的控制车道方向的方法应用于道路指挥设备，所述道路指挥设备能够与道路分段设备进行数据交互，如图1所示，所述控制车道方向的方法包括以下步骤：

步骤101：监控各个道路分段设备的状态。

本发明实施例中，当监控到第一道路分段设备的状态满足第一条件时，所 述方法还包括：确定出满足第二条件的第二道路分段设备，所述第二道路分段设备控制的车道的方向为所述第二方向。

这里，第一条件是指：道路分段设备所控制的车道遇到车道内障碍、容量受限、事故等影响通行效率的事件。

本发明实施例中，第一道路分段设备所控制的车道的方向为第一方向，第二道路分段设备所控制的车道的方向为第二方向，其中，第一方向与第二方向相反。

第二条件是指：道路分段设备所控制的车道容量足够。

步骤102：当监控到第一道路分段设备的状态满足第一条件时，向第二道路分段设备发送第一指示消息，所述第一指示消息用于指示所述第二道路分段设备将其控制的车道的方向由第二方向切换至第一方向；其中，所述第一道路分段设备控制的车道的方向为所述第一方向。

本发明实施例中，所述方法还包括：向所述第一道路分段设备发送第二指示消息，所述第二指示消息用于指示所述第一道路分段设备以下信息：所述第二道路分段设备控制的车道的方向由第二方向切换至第一方向。这样，第一道路分段设备就可以得知第二道路分段设备控制的车道的方向发生了切换。

本发明实施例中，道路指挥设备还具有如下功能：对车辆终端进入自动驾驶道路进行鉴权。检查车辆终端的自检结果及校正结果是否满足自动驾驶的条件。

参照图10，道路指挥中心(即道路指挥设备)与相邻的道路指挥中心(即道路指挥设备)通过接口c进行数据交互，以调整不同道路分段局的容量与行驶平均速度。

本发明实施例中，通过道路指挥设备对整条道路内的道路分段设备进行参数重新设定，从而改变车辆终端行进的方向。

图2为本发明实施例二的控制车道方向的方法的流程示意图，本示例中的控制车道方向的方法应用于第二道路分段设备，如图2所示，所述控制车道方向的方法包括以下步骤：

步骤201：接收道路指挥设备发送的第一指示消息。

这里，第一指示消息用于指示第二道路分段设备控制的车道的方向由第二方向切换至第一方向。

步骤202：根据所述第一指示消息，将所述第二道路分段设备控制的车道的方向由第二方向切换至第一方向；其中，第一道路分段设备控制的车道的方向为所述第一方向。

本发明实施例中，所述将所述第二道路分段设备控制的车道的方向由第二方向切换至第一方向，包括：所述第二道路分段设备通过其控制的车道底部的多副天线发射出控制信号，所述控制信号携有车道的方向信息；通过所述控制信号将所述第二道路分段设备控制的车道的方向由第二方向切换至第一方向。

本发明实施例中，所述方法还包括：所述第二道路分段设备控制车辆终端经变道车道驶入方向为所述第二方向的车道。

步骤203：当车辆终端由所述第一道路分段设备控制切换为由所述第二道路分段设备控制时，所述第二道路分段设备控制所述车辆终端朝所述第一方向行驶。

本发明实施例中，所述方法还包括：接收所述第一道路分段设备发送的第三指示消息；当车辆终端由所述第一道路分段设备控制切换为由所述第二道路分段设备控制时，将所述第三指示消息发送至所述车辆终端，所述第三指示消息用于指示所述车辆终端按照目标速度在所述第二道路分段设备控制的道路内行驶。

本发明实施例中，道路分段设备还具有如下功能：

参照图11，每个道路分段局(即道路分段设备)均控制一段车道内的车辆终端，能够与一段车道内的车辆终端进行数据交互。

参照图7至图9、图11，车道两侧车道线的地下埋藏有天线，天线通过馈线连接至道路分局设备，道路分局设备放置在路边。这里，一段车道内对应的天线与该段车道对应的道路分局设备相连接。从而实现了道路分段设备与车辆终端之间的数据交互。

参照图10，道路分段局(即道路分段设备)与道路指挥中心(即道路指挥设备)通过光纤相连，通过接口b进行数据交互。道路分段局通过埋在道路底下的天线与车辆终端通过接口a进行数据交互。

参照图10，道路分段局(即道路分段设备)与相邻的道路分段局(即道路分段设备)通过光纤相连，通过接口bb进行数据交互。

此外，道路分段设备还配置了激光测距仪以及标准化的校正程序，用于控制车辆终端在进入自动驾驶道路前的校正工作。

图3为本发明实施例三的车辆接入车联网的方法的流程示意图，本示例中的车辆接入车联网的方法应用于车辆终端，所述车辆终端能够与道路分段设备进行数据交互，如图3所示，所述车辆接入车联网的方法包括以下步骤：

步骤301：接收所述道路分段设备的第三指示消息。

步骤302：根据所述第三指示消息，确定目标速度。

步骤303：控制所述车辆终端按照所述目标速度在所述道路分段设备控制的车道内行驶。

本发明实施例中，车辆终端还具有如下功能：

参照图7至图9，通过六副天线接收的信号强度，计算出车辆终端在车道内的位置以及速度。然后，根据道路分段局发出的第一指示消息，发出合适的驾驶指令，将车辆终端的行驶状态调整到道路分段设备需要的状态。

参照图7至图9，车辆终端的前部装备了车载阵列雷达，可以探测到车辆终端的前端的障碍物，计算出车辆终端碰撞的概率，从而自主发出减速或停车的指令。使用车载雷达探测车辆终端所在的道路前方有障碍，且道路分段设备没有下达第一指示消息(即指挥指令)时，车辆终端可以自主减速或停车。

本发明实施例中，车辆终端可以进行自检，检查自身的发动机、胎压、水温、机油油压油温、燃料余量、车载电子设备各项功能指标是否正常，是否有告警。具体地，车辆终端在发动机、胎压、水温、机油管道、油箱、车载电子设备内设置传感器及告警模块，如果以上部位功能或状态出现异常将会发出告警。

本发明实施例中，车辆终端可以在道路分段设备的指示下完成校正与切换的过程。

本发明实施例中，当车辆终端由第一道路分段设备控制切换为由第二道路分段设备控制时，根据所述第二道路分段设备的指示消息控制所述车辆终端朝第一方向行驶；其中，所述第二道路分段设备控制的车道的方向由第二方向切换至所述第一方向；所述第一道路分段设备控制的车道的方向为所述第一方向。

图4为本发明实施例四的道路指挥设备的结构组成示意图，所述道路指挥设备能够与道路分段设备进行数据交互，如图4所示，所述道路指挥设备包括：

监控单元41，用于监控各个道路分段设备的状态；

指示单元42，用于当监控到第一道路分段设备的状态满足第一条件时，向第二道路分段设备发送第一指示消息，所述第一指示消息用于指示所述第二道路分段设备将其控制的车道的方向由第二方向切换至第一方向；其中，所述第一道路分段设备控制的车道的方向为所述第一方向。

所述道路指挥设备还包括：确定单元43，用于确定出满足第二条件的第二道路分段设备，所述第二道路分段设备控制的车道的方向为所述第二方向。

所述指示单元42，还用于向所述第一道路分段设备发送第二指示消息，所述第二指示消息用于指示所述第一道路分段设备以下信息：所述第二道路分段设备控制的车道的方向由第二方向切换至第一方向。

本领域技术人员应当理解，图4所示的道路指挥设备中的各单元的实现功能可参照前述控制车道方向的方法的相关描述而理解。图4所示的道路指挥设备中的各单元的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。

图5为本发明实施例五的道路分段设备的结构组成示意图，如图5所示，所述道路分段设备包括：

交互单元51，用于接收道路指挥设备发送的第一指示消息；

控制单元52，用于根据所述第一指示消息，将所述第二道路分段设备控制的车道的方向由第二方向切换至第一方向；其中，第一道路分段设备控制的车 道的方向为所述第一方向；当车辆终端由所述第一道路分段设备控制切换为由所述第二道路分段设备控制时，所述第二道路分段设备控制所述车辆终端朝所述第一方向行驶。

所述控制单元52，还用于所述第二道路分段设备通过其控制的车道底部的多副天线发射出控制信号，所述控制信号携有车道的方向信息；通过所述控制信号将所述第二道路分段设备控制的车道的方向由第二方向切换至第一方向。

所述控制单元52，还用于控制车辆终端经变道车道驶入方向为所述第二方向的车道。

所述交互单元51，还用于接收所述第一道路分段设备发送的第三指示消息；当车辆终端由所述第一道路分段设备控制切换为由所述第二道路分段设备控制时，将所述第三指示消息发送至所述车辆终端，所述第三指示消息用于指示所述车辆终端按照目标速度在所述第二道路分段设备控制的道路内行驶。

本领域技术人员应当理解，图5所示的道路分段设备中的各单元的实现功能可参照前述控制车道方向的方法的相关描述而理解。图5所示的道路分段设备中的各单元的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。

图6为本发明实施例六的车辆终端的结构组成示意图，如图6所示，所述车辆终端包括：

交互单元61，用于接收所述道路分段设备的第三指示消息；

确定单元62，用于根据所述第三指示消息，确定目标速度；

控制单元63，用于控制所述车辆终端按照所述目标速度在所述道路分段设备控制的车道内行驶。

本领域技术人员应当理解，图6所示的车辆终端中的各单元的实现功能可参照前述控制车道方向的方法的相关描述而理解。图6所示的车辆终端中的各单元的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。

参照图12和图13，图12为变道前的场景示意图，图13为变道后的场景 示意图，如图所示，在车道行进方向改变前，图中向左、向右各有两条车道，分别为车道左1、车道左2、车道右1、车道右2。道路指挥中心(即道路指挥设备)可以根据需要，将其中某条车道的方向进行改变。例如，需将车道右2的方向改为向左，由于控制车道右2的道路分段局(即道路分段设备)为道路分段局a，因此，道路分段局a控制其对应路段中的天线发送携有车道方向的信号，道路分段局a在天线发送的信号中设置改变方向信息；并安排变道车道将车道右2的车辆变道到车道右1，就可以成立一条新的车道：车道左3，再让车道左2的车辆终端变道到车道左3。

图14为本发明实施例的车辆终端在物联网中进行切换的流程示意图，本流程中，道路分段局即为道路分段设备，道路指挥中心即为道路指挥设备；如图14所示，所述流程包括：

1、已建立控制链路。已建立速度控制链路。即车辆终端与原来的道路分段局a之间已经存在正常的速度控制链路，车辆终端可以在调度周期内接收道路分段局a的速度指示，上报自身的速度状态与前后车距离。

2、触发车道方向变换。道路指挥中心会实时监控道路分段局的状态，如果发现道路分段局c遇到车道内障碍，容量受限，事故等影响通行效率的事件，且反方向道路容量足够时，则将触发车道方向变换流程。触发后，道路指挥中心将向需要安排车道变换方向的道路分段局a下发“车道右2切换方向资源准备命令”，消息中带有道路分段局id，方向变化车道的车道id，方向变换开始位置，方向变换结束位置，方向变换开始时间，方向变换结束时间。

3、下发车道右2变换方向资源准备命令。道路分段局a接收到道路指挥中心下发的“车道右2变换方向资源准备命令”后，将开始准备车道右2变换方向所需的资源，包括在方向变换路段两头安排一定的空间，保护两个方向行驶的车辆终端不会距离过近。另外还将安排在方向变换的路段内行驶的车辆终端进行变道，对即将进入方向变换路段的后续车辆终端进行变道，避免进入方向变换路段。

4、上报车道右2方向变换准备完毕确认。当道路分段局a将需要变换方 向的车道右2内的车辆终端转移完毕，并对即将进入方向变换路段的后续车辆终端安排变道后，将车道右2的行进方向进行变换，上报“车道右2方向变换准备完毕确认”。后续等待指示从道路分段局c变道前来的车辆终端。

5、下发新增车道命令。道路指挥中心接收到道路分段局a上报的“车道右2方向变换准备完毕确认”消息后，向道路分段局c下发新增车道命令。消息中带有新增车道的id，车道所在的道路分段局id，方向变化车道的车道id，方向变换开始位置，方向变换结束位置，方向变换开始时间，方向变换结束时间。

6、上报新增车道确认。道路分段局c在接收到道路指挥中心下发的新增车道命令后，将核实新增车道的信息是否可用。若核实无误，可以使用，将上报新增车道确认，并将安排车辆终端向车道左3进行变道。

7、安排车辆终端从车道左2进入变道车道。上报新增车道确认后，道路分段局c将安排车辆终端从车道2进入变道车道，具体流程包括：触发变道，准备变道资源，测量与判决变道车道是否满足行驶要求，在变道车道上建立速度指示链路，停止在车道左2上接收速度指示。

8、变道期间内道路分段局c将向道路分段局a转发速度指示，这样在车辆终端从变道车道进入车道左3时，道路分段局c和道路分段局a可以共同向车辆终端下发速度指示，防止变道失败。

9、安排车辆终端从变道车道进入左3车道。车辆终端在变道车道内行驶到与车道左3重叠时，路分段局c将安排车辆终端从变道车道进入车道左3。测量与判决车道左3是否满足行驶要求，在车道左3上建立速度指示链路，停止在变道车道上接收速度指示。至此，道路方向变换结束，后续向左行驶的车辆终端将可以在设定的路段内与时间内在车道左3内行驶。

本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和智能设备，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方 式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个第二处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。