通过交通信号灯路口的车速引导方法及系统与流程

本发明涉及交通导航技术领域，特别是涉及通过交通信号灯路口的车速引导方法及系统。

背景技术：

目前，驾驶员只能凭借当时的路况和以往的经验来判断是否能够通过路口的红绿灯。多数谨慎的驾驶员会选择在距离路口一段距离处减速慢行，从而根据当时的红绿灯信号做出反应，然而，这种做法在一定程度上会导致交通的拥堵。有些赶时间或喜欢铤而走险的驾驶员会在接近路口处加大油门闯信号灯，然而，这种做法极其容易造成交通事故。

现有的导航技术能够为驾驶员提供行驶路径，告知驾驶员前方多远处存在路口，却无法为驾驶员提供是否能通过该路口，或者，以何种速度能通过该路口的导航方案。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供通过交通信号灯路口的车速引导方法及系统，用于解决现有技术中无法判断是否能够通过前方路口的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种通过交通信号灯路口的车速引导方法，包括：当检测到前方路口的交通信号灯信息时，获取当前位置与所述前方路口的停止线间的距离；其中，所述交通信号灯信息包括：当前交通信号状态及其剩余时间；根据当前行驶车速和所述距离计算到达所述停止线的到达时间；判断所述当前交通信号状态的类型，所述类型包括：准许通行，和禁止通行；若所述类型为准许通行，则判断其剩余时间是否大于所述到达时间；若是，则提示保持所述当前行驶车速；若否，则计算到达所述停止线所需的加速时间；判断所述加速时间是否大于所述剩余时间；若是，则提示无需加速；若否，则提示加速行驶；若所述类型为禁止通行，则判断其剩余时间是否大于所述到达时间；若是，则提示无需加速；若否，则提示保持所述当前行驶车速。

可选的，在所述提示加速行驶之前，根据运动学公式计算所述加速行驶的速度值。

可选的，根据所述当前位置判断所述速度值是否大于所处路段的限速值；若否，则提示以不小于所述速度值且不大于所述限速值的速度加速行驶；若是，则提示无需加速。

可选的，当检测到前方路口的交通信号灯信息时，检测所述当前位置与所述停止线之间是否有障碍车辆，若无，则获取当前位置与所述前方路口的停止线间的距离；若有，则获取所述障碍车辆的车辆信息，据以与预存的车辆信息比对。若比对结果一致，则切换到防碰预警状态；若比对结果不一致，则获取当前位置与所述前方路口的停止线间的距离。

可选的，所述交通信号灯信息是所述交通信号灯在预设距离范围内通过广播形式发送的。

可选的，所述交通信号灯信息通过v2x或dsrc传输。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种通过交通信号灯路口的车速引导系统，包括：获取模块和处理模块。获取模块，用于当检测到前方路口的交通信号灯信息时，获取当前位置与所述前方路口的停止线间的距离；其中，所述交通信号灯信息包括：当前交通信号状态及其剩余时间。处理模块，用于：根据当前行驶车速和所述距离计算到达所述停止线的到达时间；判断所述当前交通信号状态的类型，所述类型包括：准许通行，和禁止通行；若所述类型为准许通行，则判断其剩余时间是否大于所述到达时间；若是，则提示保持所述当前行驶车速；若否，则计算到达所述停止线所需的加速时间；判断所述加速时间是否大于所述剩余时间；若是，则提示无需加速；若否，则提示加速行驶；若所述类型为禁止通行，则判断其剩余时间是否大于所述到达时间；若是，则提示无需加速；若否，则提示保持所述当前行驶车速。

可选的，所述处理模块还用于：在所述提示加速行驶之前，根据运动学公式计算所述加速行驶的速度值。

可选的，所述处理模块还用于：根据所述当前位置判断所述速度值是否大于所处路段的限速值；若否，则提示以不小于所述速度值且不大于所述限速值的速度加速行驶；若是，则提示无需加速。

可选的，所述处理模块还用于：当检测到前方路口的交通信号灯信息时，检测所述当前位置与所述停止线之间是否有障碍车辆，若无，则通过所述获取模块获取当前位置与所述前方路口的停止线间的距离；若有，则通过所述获取模块获取所述障碍车辆的车辆信息，与预存的车辆信息比对。若比对结果一致，则切换到防碰预警状态；若比对结果不一致，则通过所述获取模块获取当前位置与所述前方路口的停止线间的距离。

可选的，所述交通信号灯信息是所述交通信号灯在预设距离范围内通过广播形式发送的。

可选的，所述交通信号灯信息通过v2x或dsrc传输。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种车载终端，包括任一所述的通过交通信号灯路口的车速引导系统。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供种交通信号灯，包括：通信单元，用于在预设距离范围内通过广播形式发送交通信号灯信息，所述交通信号灯信息包括：当前交通信号状态及其剩余时间。

如上所述，本发明的通过交通信号灯路口的车速引导方法及系统，可以为驾驶员提供行车前方路口的交通信号灯状态，提供是否能通过该路口，或者，以何种速度能通过该路口的导航方案。本发明在提升用户体验的同时，能有效缓解交通的拥堵，减少事故的发生。

附图说明

图1显示为本发明一实施例的通过交通信号灯路口的车速引导方法流程图。

图2显示为本发明一优选实施例的通过交通信号灯路口的车速引导方法流程图。

图3显示为本发明一实施例的通过交通信号灯路口的车速引导系统模块图。

图4显示为本发明一实施例的车载终端结构示意图。

图5显示为本发明一实施例的交通信号灯结构示意图。

元件标号说明

1通过交通信号灯路口的车速引导系统

11获取模块

12处理模块

2车载终端

21第一通信单元

22处理单元

3交通信号灯

31第二通信单元

s1～s12，步骤

s101～s103

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1，本发明提供一种通过交通信号灯路口的车速引导方法，包括如下步骤：

步骤s1：检测前方路口的交通信号灯信息，若检测到，则获取当前位置与所述前方路口的停止线间的距离d0。需要说明的是，为了节能环保还可以预设一距离阈值，例如，当车辆到达距离前方路口1公里、0.5公里等位置时开始检测该路口的交通信号灯信息。其中，前方路口、当前位置、停止线的位置确定可以通过gps导航实现。当在相应位置处都设置有传感设备时，也可以通过采集各传感设备的相关数据实现。优选的，所述当前位置以车辆的车头为准，以供精确地获得车辆到达停止线的距离。所述交通信号灯信息至少包括：当前交通信号状态及其剩余时间t0，可以通过网络从后台服务器中获得，还可以通过v2x(vehicletox，“车对外界”的无线信息交换技术)或dsrc(dedicatedshortrangecommunications，专用短程通信技术)等从交通信号灯处直接获得，该交通信号灯需要能够在一定距离范围内以单播、广播或组播等形式发送交通信号灯信息。另外，停止线位置信息，甚至诸如传媒信息等也可以包括在交通信号灯信息中与当前交通信号状态及其剩余时间一并发送给接收车辆。

步骤s2：获取当前行驶车速v0，根据所述距离d0和所述当前行驶车速v0的比值计算到达所述停止线的到达时间t1＝d0/v0。

步骤s3：判断所述当前交通信号状态的类型，所述类型包括：准许通行，和禁止通行。其中，为了严格遵守交通规则，提高安全系数，准许通行设置为全部绿灯状态，禁止通行设置为全部红灯状态。此外，若为了充分提高通过前方路口的通过率，准许通行设置为包括全部绿灯状态以及部分黄灯状态，如1/2的黄灯状态或1/3的黄灯状态等。若判断结果为准许通行，则执行步骤s4；若判断结果为禁止通行，则执行步骤s10。

步骤s4：判断准许通行状态的剩余时间t0是否大于所述到达时间t1＝d0/v0。若是，则执行步骤s5；若否，则执行步骤s6。

步骤s5：提示保持所述当前行驶车速，也就是说，按照当前的速度完全可以顺利通过前方路口，无需加速。

步骤s6：计算到达所述停止线所需的加速时间t2，也就是说，按照当前的速度不能顺利通过前方路口，需要加速。其中，加速时间t2的取值如公式(1)所示：

其中，a为加速度常数值，可以取自车辆通常情况下从启动到加速至所述当前行驶速度的加速度值，即

步骤s7：判断所述加速时间t2的最大值是否大于所述剩余时间t0，若是，则执行步骤s8；若否，则执行步骤s9。该步骤的目的在于判断按照通常加速度a的值，在剩余时间内是否可以将速度提升至能够通过前方路口的速度值。

步骤s8：提示无需加速。也就是说，按照通常加速度a的值，在剩余时间t0内无法将速度提升至能够通过前方路口的速度值，即无法通过该路口，可以继续以当前的速度行驶，也可以减速慢行，车辆将在停止线处因交通信号灯的禁止通行状态而停止。

步骤s9：提示加速行驶。也就是说，按照通常加速度a的值，可以在剩余时间t0内通过提升速度来通过前方路口。

在一实施例中，提示加速行驶之前，根据运动学公式(2)～(5)计算所述加速行驶的速度值v：

v＝v0+at2(2)

d2＝v(t0-t2)(4)

d0＝d1+d2(5)

其中，d1是加速行驶的距离，d2是以提升后的速度匀速行驶的距离，由上述公式可计算得出建议加速行驶的速度值v为：

可见，有公式(6)得出的速度值为最小的加速行驶速度值，以任一大于该速度值加速行驶都可以通过前方路口。为了避免超速行驶，在一实施例中，根据所述当前位置获取所处路段的限速值，并判断所述速度值是否大于所处路段的限速值。若否，则提示以不小于所述速度值且不大于所述限速值的速度加速行驶；若是，则提示无需加速。

步骤s10：判断其剩余时间t0’是否大于所述到达时间t1＝d0/v0。若是，则执行步骤s11；若否，则执行步骤s12。

步骤s11：提示无需加速，即无法通过前方路口，车辆将在停止线处因交通信号灯的禁止通行状态而停止。

步骤s12：提示保持所述当前行驶车速，即按照当前的速度完全可以顺利通过前方路口，无需加速。

需要说明的是，以上各个步骤中的“提示”方式皆可以通过语音播报、自定义警示音、界面显示或者直接控制车辆速度等多种方法实现。

请参阅图2，在一实施例中，为避免发生追尾事故，在步骤s101中，当检测到前方路口的交通信号灯信息时，先检测所述当前位置与所述停止线之间是否有障碍车辆，障碍车辆包括与自身之间可能发生的各种危险情况的周边车辆，危险情况如：阻挡前行、或与自身可能发生碰撞、追尾事故等。若无障碍车辆，则执行步骤s1，并完成后续步骤。若有障碍车辆，则执行步骤s102，即可以通过v2v等车间通信设备获取所述障碍车辆的车辆信息，据以与预存的车辆信息比对。其中，车辆信息可以包括：车速、与自身的距离等的一种或多种，对应的，预存的车辆信息优选为自定义存储的车速区间、距离区间等的一种或多种。此时，当障碍车辆的车速在自定义存储的车速区间范围内，和/或与自身的距离在自定义存储的距离区间范围内，则认为比对结果一致，执行步骤s103：进入防碰预警状态来提醒驾驶员注意安全，例如，可以提示减速、刹车等；反之，说明障碍车辆对自身不存在安全威胁，则执行步骤s1，并完成后续步骤。

请参阅图3，与方法是实例原理相似的是，本发明提供通过交通信号灯路口的车速引导系统1，包括：获取模块11和处理模块12。由于前述方法实施例中的技术特征也能应用于系统实施例，因而不再重复赘述。

获取模块11用于在检测到前方路口的交通信号灯信息时，获取当前位置与所述前方路口的停止线间的距离。其中，所述交通信号灯信息包括：当前交通信号状态及其剩余时间。优选的，所述交通信号灯信息是所述交通信号灯在预设距离范围内通过广播形式发送的。另一优选的，所述交通信号灯信息通过v2x或dsrc传输。

处理模块12根据当前行驶车速和所述距离计算到达所述停止线的到达时间。判断所述当前交通信号状态的类型，所述类型包括：准许通行，和禁止通行。

若所述类型为准许通行，则判断其剩余时间是否大于所述到达时间。若是，则提示保持所述当前行驶车速；若否，则计算到达所述停止线所需的加速时间，并进一步判断所述加速时间是否大于所述剩余时间。若是，则提示无需加速；若否，则提示加速行驶。

若所述类型为禁止通行，则判断其剩余时间是否大于所述到达时间。若是，则提示无需加速；若否，则提示保持所述当前行驶车速。

在一实施例中，处理模块12还用于：在所述提示加速行驶之前，根据运动学公式计算所述加速行驶的速度值。

在一实施例中，处理模块12还用于：根据所述当前位置判断所述速度值是否大于所处路段的限速值。若否，则提示以不小于所述速度值且不大于所述限速值的速度加速行驶；若是，则提示无需加速。

在一实施例中，处理模块12还用于：当检测到前方路口的交通信号灯信息时，检测所述当前位置与所述停止线之间是否有障碍车辆。若无，则通过获取模块11获取当前位置与所述前方路口的停止线间的距离，再通过处理模块12继续执行后续步骤s1-s12等。若有，则通过获取模块11获取所述障碍车辆的车辆信息，以供处理模块12将之与预存的车辆信息比对。若比对结果一致，进入防碰预警状态来提醒驾驶员注意安全，例如，可以提示减速、刹车等；反之，处理模块12继续执行后续步骤s1-s12等。

请参阅图4，与上述实施例原理相似的是，本发明提供一种车载终端2，包括任一所述的通过交通信号灯路口的车速引导系统1。其中，车载终端2包括第一通信单元21和与之相连的处理单元22。通信单元21可以包括gprs模块、wifi模块，优选为v2x模块或dsrc模块。处理单元22可以包括mcu、soc等硬件芯片。

第一通信模块11用于获取当前位置与所述前方路口的停止线间的距离。其中，所述交通信号灯信息包括：当前交通信号状态及其剩余时间。优选的，所述交通信号灯信息是所述交通信号灯在预设距离范围内通过广播形式发送的。另一优选的，所述交通信号灯信息通过v2x或dsrc传输。处理单元22根据当前行驶车速和所述距离计算到达所述停止线的到达时间。判断所述当前交通信号状态的类型，所述类型包括：准许通行，和禁止通行。若所述类型为准许通行，则判断其剩余时间是否大于所述到达时间。若是，则提示保持所述当前行驶车速；若否，则计算到达所述停止线所需的加速时间，并进一步判断所述加速时间是否大于所述剩余时间。若是，则提示无需加速；若否，则提示加速行驶。若所述类型为禁止通行，则判断其剩余时间是否大于所述到达时间。若是，则提示无需加速；若否，则提示保持所述当前行驶车速。

请参阅图5，与上述实施例原理相似的是，本发明提供一种交通信号灯3，包括：第二通信单元31。第二通信单元31可以包括gprs模块、wifi模块，优选为v2x模块或dsrc模块。该交通信号灯3在预设距离范围内通过单播、广播或组播等形式发送交通信号灯信息，以供外部设备接收。所述交通信号灯信息至少包括：当前交通信号状态及其剩余时间。

综上所述，本发明有助于车辆以合适的车速通过路口，具有节省用户时间，缓解交通拥堵，保证交通安全等诸多有益效果，克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。