一种面向车路网协同的车载机系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计算机科学与技术，尤其是涉及一种面向车路网协同的车载机系统。
【背景技术】
[0002] 车联网是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础，按照约定的通信协议和数 据交互标准，在车-x(x:车、路、行人及互联网等)之间，进行无线通讯和信息交换的大系统 网络，是能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络，是 物联网技术在交通系统领域的典型应用。
[0003]中国专利CN1956022公开了一种交通导航方法，应用于由交通信息中心、基站以及 多个移动终端组成的交通服务系统中，所述各移动终端分别连接至所述基站，并彼此互连 行成移动终端网络，所述基站与所述交通信息中心连接，以提供移动终端在交通服务区域 内的交通导航服务，该交通导航方法包括由所述基站向所述多个移动终端提供所述交通服 务区域内的道路路口实时交通状况信息服，以及由附近其他移动终端向所述多个移动终端 提供所述交通服务区域内其当前位置附近路段的实时交通状况信息服务，从而为使用者提 供高质量及多种类的交通导航服务。该专利主要提出了多个移动终端之间传输交通信息的 方式，但是基站的道路网络与移动终端的汽车网络之间缺少协同工作，且每个基站因需要 存储大量数据而具有较大的信息存储负担。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种面向车路网协 同的车载机系统，可与路口机、信息中心通信，实现了车路网协同工作，具有体积小、精度 高、快速查询等优点。
[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006] -种面向车路网协同的车载机系统，安装于车辆上，用于分别与信息中心和多个 路口机建立通信连接，每个路口机设于一交叉路口处，该系统包括中央处理器以及分别连 接中央处理器的摄像头模块、GPS模块、4G LTE模块和2.4G数传模块，所述中央处理器连接 车辆上的车辆适配器，所述4G LTE模块连接信息中心，所述2.4G数传模块连接路口机。
[0007] 摄像头模块实时采集当前车辆行驶前方的路面图像，GPS模块实时采集当前车辆 的位置，中央处理器接收摄像头模块发送的路面图像、GPS模块发送的位置和车辆适配器发 送的车辆信息、速度和方向，并根据接收到的路面图像和位置实时获取当前车辆行驶的车 道。
[0008] 中央处理器通过4G LTE模块与信息中心通信，中央处理器向信息中心发送当前车 辆的车辆信息、速度、方向、位置和车道，信息中心根据所有车辆的车辆信息、速度、方向、位 置和车道规划交通网络并向所有车辆的中央处理器发布交通状况信息。
[0009] 中央处理器通过2.4G数传模块持续与下个交叉路口处的当前路口机通信，中央处 理器向当前路口机发送当前车辆的车辆信息、速度、方向和车道，当前路口机根据当前车辆 的车辆信息、速度、方向和车道向当前车辆的中央处理器发送交叉路口的信号灯颜色和该 信号灯颜色的剩余时间，中央处理器根据交叉路口的信号灯颜色和该信号灯颜色的剩余时 间提前规划行驶路线。
[0010] 所述车辆信息包括车辆厂商、车辆品牌、车辆型号和生产年。
[0011] 每个路口机采用分布式存储方式各自存储有邻近地理场所的场所信息，所述场所 信息的内容包括场所编号、场所类型、场所名称、场所位置和附加信息。
[0012] 所述附加信息包括场所的收费价格和客户评价。
[0013] 所述中央处理器还根据用户命令向当前路口机发送用于查询目标场所的信息查 询请求，当前路口机接收到信息查询请求后，采用分布式邻近查询方法与邻近路口机相互 通信并根据场所信息获取信息查询结果，当前路口机将信息查询结果发回当前车辆的中央 处理器。
[0014] 所述信息查询请求的内容包括消息发送方和待查询的目标场所。
[0015] 所述信息查询结果的内容包括查询到的最邻近目标场所的地理位置、在达到该最 邻近目标场所的最短路径上所需经过的交叉路口总数以及依次经过的交叉路口编号。
[0016] 所述分布式邻近查询方法包括以下步骤：
[0017] 1)当前路口机接收到信息查询请求后，查询自身存储的场所信息，判断是否存在 符合目标场所要求的邻近地理场所，若是，执行步骤2)，若否，执行步骤3);
[0018] 2)当前路口机从符合目标场所要求的邻近地理场所中选取距离当前车辆最近的 邻近地理场所作为最邻近目标场所，生成对应最邻近目标场所的信息查询结果并发回；
[0019] 3)当前路口机与邻近路口机相互通信，利用邻近路口机的场所信息获取信息查询 结果并发回。
[0020] 所述步骤3)具体为：
[0021] 31)当前路口机根据信息查询请求生成用于查询目标场所的最邻近查询消息，并 将最邻近查询消息转发给邻近路口机；
[0022] 32)邻近路口机接收到最邻近查询消息后，查询自身存储的场所信息，判断是否存 在符合目标场所要求的邻近地理场所，若是，执行步骤34)，若否，执行步骤33);
[0023] 33)邻近路口机将最邻近查询消息转发给与自身对应的其余邻近路口机，跳转步 骤 32);
[0024] 34)邻近路口机从符合目标场所要求的邻近地理场所中选取距离当前车辆最近的 邻近地理场所作为最邻近目标场所，生成对应最邻近目标场所的回应查询消息，回应查询 消息沿最邻近查询消息发送的原路径发回到当前路口机，执行步骤35);
[0025] 35)当前路口机根据回应查询消息生成信息查询结果并发回。
[0026] 每个路口机内存储有传播延时表，所述传播延时表中设定与自身路口机对应的邻 近路口机通信的延时，所述最邻近查询消息和回应查询消息按设定的延时进行发送。
[0027]与现有技术相比，本发明
[0028] 1)本发明利用车辆的车辆适配器等，获取车辆的各项信息，通过2.4G数传模块持 续与下个交叉路口处的当前路口机通信，使得当前车辆可在到达交叉路口之前获取交叉路 口信号灯信息，提前规划行驶路线，实现车路网协同工作。
[0029] 2)本发明利用车辆的车辆适配器等，获取车辆的各项信息，通过4G LTE(4G LTE是 TD-LTE和FDD-LTE等LTE网络制式的统称)模块与信息中心通信，可实现交通网络的规划，还 可以实现发布交通状况信息的功能。
[0030] 3)本发明将原来大规模的城市交通地理信息分散存储到城市中成千上万的路口 机上，对于每一个路口机而言，只需存储与之相关的少量交通地理信息，相较于大规模交地 理信息数据而，不需要采用复杂的数据结构，一般的关系型数据库就足以胜任了，该就地存 储的分布式存储方式可大大降低数据库复杂度，信息查找更加高效。
[0031] 4)本发明还针对用户查询需求提出了分布式最邻近查询方法，帮助驾驶员快速准 确地搜索到附近场所信息，充分运用车辆与路口机之间相互通信、路口机与路口机之间相 互快速通信的优势，大大提高道路的智能化程度。
[0032] 5)本发明中还设计了传播延时表，最邻近查询消息按传播延时表中设定的延时发 送给邻近路口机，该基于传播延时表的分布式最短路径查询方式，使得最邻近目标场所的 查询结果一定会最先返回到当前路口机，提高查询效率。
[0033] 6)本发明装置体积小，不占用车内空间，实用性强。
[0034] 7)本发明采用摄像头模块与GPS模块配合的方式，由路面图像和位置实时获取当 前车辆行驶的车道，实现了车道级精准定位。
【附图说明】
[0035]图1为本发明系统的结构框图；
[0036] 图2为分布式最邻近查询方法的流程图；
[0037] 图3为邻近路口机之间传输最邻近查询消息来获取回应查询消息的流程图；
[0038] 图4为当前车辆与当前路口机之间进行分布式最邻近查询的流程图；
[0039] 图5为当前车辆、当前路口机以及邻近路口机之间进行分布式最邻近查询的流程 图。
[0040] 图中：1、中央处理器，2、摄像头模块，3、GPS模块，4、4G LTE模块，5、2.4G数传模块， 6、车辆适配器。
【具体实施方式】
[0041] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案 为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于 下述的实施例。
[0042] 如图1所示，一种面向车路网协同的车载机系统，安装于车辆上，用于分别与信息 中心和多个路口机建立通信连接，每个路口机设于一交叉路口处，该系统包括中央处理器1 以及分别连接中央处理器1的摄像头模块2、GPS模块3、4G LTE模块4和2.4G数