一种基于车间通信和定位技术的车辆路口等待时间提醒系统及方法与流程

本发明涉及交通控制系统，具体涉及一种基于车间通信和定位技术的车辆路口等待时间提醒系统。

背景技术：

近些年来，我国城市交通拥堵问题不断加剧，已经从高峰时段向非高峰时段、从城市中心城区向非中心地段、从一线城市向二线城市蔓延。一些十字路口的红绿灯控制问题已经成为需要解决的一项问题，若保持几十秒的预定时间放行定不能够满足车流通行导致拥堵，而且一些东西向和南北向车流不均的交叉口，都应当根据车辆数目采取一些智能放行的控制方法提高通行效率。另一方面，智能手机普及后，等待红灯放行时司机玩手机导致不能及时起步使后方跟车拥堵的现象已经称为一种社会现象，究其原因，是司机不能及时获知所需等待时间，并影响后方跟随行驶的汽车，进一步有可能会影响后车司机的驾驶行为。

由上可见，传统的红绿灯控制方法在放行效率和司机跟车效率上都能力有限。目前可以检索到的专利的有通过加装摄像头获取红绿灯的信息，然后发给等待车辆，并不能很好的控制路口的流量放行，另有通过获取交通红绿灯状态的方法给予驾驶员车速提醒等。以上均不直观有效，未提及通过车间通信技术实现车辆数目的监控从而调整红绿灯并且给与车主显示和声音提示。随着控制方法和数据传输技术的不断发展，在原有基础上，提出了一种基于车间通信和定位技术的车辆路口等待时间提醒系统，提高路口放行高效率和提醒司机起步等待时间，能够更好的缓解交通拥堵。

技术实现要素：

本发明针对现有的红绿灯控制系统的不足之处，提出了一种基于车间通信和定位技术的车辆路口等待时间提醒系统，能够根据规定范围内的车辆数目控制红绿灯放行，并能够给予等待的驾驶员车辆时间的提醒。能够有效提高路口放行高效率和提醒司机起步等待时间，减少路口的通行延误时间，更好地缓解交通拥堵。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

一种基于车间通信和定位技术的车辆路口等待时间提醒系统，其特征在于，包括

红绿灯:由信号控制系统控制，信号控制系统通过有线或无线通信技术向路侧装置传输数据；

路侧装置：设置在每个路口右转弯路基处，包括数据传输单元、信息处理单元、判断输出单元，数据传输单元通过车间通信获知道路上的车辆位置数据，信息处理单元得到车间通信和定位位置信息分析路口交通状况得出车辆数目，通行判断单元进行判断后给红绿灯和车辆传递命令

车载装置：安置在乘用车上，包括车间通信单元、车载电脑、车载定位单元，车间通信单元通过车间通信传递信号数据，车载电脑负责解析相应信号命令，控制显示屏输出等待时间及语音模块进行语音提醒。

一种基于车间通信和定位技术的车辆路口等待时间提醒方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，乘用车上车载定位单元定时或循环地向路侧装置发送车辆的定位信息；

步骤2，路侧装置不间断地接收红绿灯信息和车辆的定位位置信息，并根据所接收的车辆定位位置信息计算出规定道路范围a内的车辆数目m；

步骤3，路侧装置判断红灯等待时间t是否大于规定秒数t，并判断规定道路范围a内的车辆数目m是否大于规定数目m；

步骤4，路侧装置将判断后的对应命令数据发送给红绿灯以及车载装置；

步骤5，红绿灯与车载装置根据相应数据执行命令。

在上述的一种基于车间通信和定位技术的车辆路口等待时间提醒系统的步骤，所述步骤2、3中，判断的具体方法是：

定义城市道路单车道宽d米，城市道路为双向2n条车道，单向n条车道，其中左转或直行共n1条车道，右转n2条车道，故单向车道宽度为dn米，非右转车道宽度为dn1米。

定义左转和直行车辆同时放行而右转无需依据红绿灯指令。

定义红绿灯的等待时间周期为2t秒，时长大于t秒即是等待时间过长。

定义车辆与路侧装置最大通信距离为d3米，乘用车车辆平均长度为l1米。

规定a区域为(-dn<x<-dn2，-d3<y<0)，则区域a内车辆数目最大值max＝n1*d3/l1辆，定义a区域内车辆数目达到最大值的80％即放行，故设定m＝max*80％。路侧装置的信息处理单元逐一读取路口车辆的定位位置信息并且得到规定区域a(-dn<x<-dn2，-d3<y<0)内的实际车辆数量m。然后判断输出单元首先判断红绿灯是否为红灯状态，若成立则进入下一步；然后判断实际等待秒数t是否大于t，若成立则进入下一步；接着判断判断m是否达到规定车辆数目最大值m，若m大于等于m，若条件成立则进行下一步即通过数据传输单元给红绿灯和a区域内的车辆发送相应命令。

本发明提供的上述的基于车间通信和定位技术的红绿灯控制及车辆等待时间提醒系统，其用途是能够根据规定范围内的车辆数目控制红绿灯的放行，并能够给予等待的驾驶员车辆时间的提醒。能够有效提高路口放行高效率和提醒司机起步等待时间，减少路口的通行延误时间，更好地缓解交通拥堵。

本发明与现有技术相比具有以下特点：1，现有的红绿灯控制系统为定时更变。本发明通过路侧装置接收到的车辆位置信息信息处理单元判断是否达到规定数值予以通行，能够有效提高路口通行效率，部分缓解城市交通拥堵。且车间通信技术识别已经较为成熟，被运用到较多领域，应用于红绿灯控制系统中将有助于缓解交通拥堵；2，本发明能够通过车间通信技术使车辆知晓等待时间，并以显示屏和语音的方式提醒未能集中注意力的车主，起到减少路口通行延误时间的作用，可提高路口通行效率。

附图说明：

图1是本发明的系统组成图。

图2是路侧装置的组成示意图。

图3是车载装置的组成示意图。

图4是路侧装置信号处理单元的坐标系示意图。

图5是路侧装置判断输出单元的流程示意图。

具体实施方式

本发明利用了车间通信技术检测路口车辆位置信息，通过信息处理单元分析车辆数目，经过判断单元判断后给红绿灯系统和车辆下达相应命令，红灯持续秒数及车辆数目达到规定数值时命令红绿灯5秒(5秒为结合驾驶员反应及起步延迟做出的设定)，可根据不同路况进行重新设定后更变为绿灯并通知车辆所需等待时间。本发明包括红绿灯、路侧装置和车载装置，红绿灯内含信号控制系统，并通过有线或无线技术向路侧装置传输数据；路侧装置包括数据传输单元、信息处理单元和判断单元，信息处理单元通过车间通信技术采集道路上的车辆的数据，判断单元判断红灯等待秒数t是否达到规定秒数t、范围内非右转车辆数目m是否达到规定数值m，然后给红绿灯与车辆下达相应命令，数据传输单元将相应的命令分别传输给红绿灯和车辆；车载装置包括车间通信单元、车载电脑、定位单元，得到指令后控制显示屏及语音模块，车主可通过显示屏和语音提醒得知起步时间。

因此，本系统一方面利用车间通信技术可以调整红绿灯，有效提高路口通行效率，减少拥堵情况，另一方面为车辆提供红灯时所需的等待时间，以帮助车主及时驾驶车辆通过交叉路口。，图中，1为红绿灯，2为路侧装置，3为车载装置

具体原理如下：

如图2所示，为路侧装置的组成图，其中数据传输单元采用车间通信技术，能够利用车间通信单元传递信息。路侧装置的信号处理单元分析车辆位置信息及车辆数目，然后以路侧装置位置为坐标系原点，逐一读取各车辆的定位位置信息，以坐标点的形式显示在坐标系当中,例如a(x1，y1)。

如图3所示，为车载装置的组成图，定位单元和车间通信单元不间断地将车辆位置信息发送给路侧装置，同时车间通信单元接收路侧装置传递的命令，控制显示屏及语音模块，车主可通过车载显示屏和语音提醒得知起步时间为5秒。

如图4所示，为信号处理单元分析路口车辆信息的具体示意图，以具体道路为例，假设城市交叉路口分流车道每车道为2.5米，一般的城市道路为双向八车道，单向四车道，其中左转一条车道，直行两条车道，右转一条车道，且右转无需依据红绿灯指令。故从路沿路侧装置处到马路中间黄线处距离10米，非右转车道7.5米。一般情况下,乘用车车辆长度为3.6-5米，公交车长度10米左右，假设平均乘用车长度为6米，车辆与路侧装置通信距离为30米以上，故结合实际情况，规定a区域为(-10<x<-7.5，-30<y<0)，且区域a内车辆数目最大值max为3*5＝15辆，设定a区域内车辆数目达到80％即放行，故设定规定值m＝15*80％＝12。信息处理单元逐一读取车辆的定位位置信息并且得到规定区域a(-10<x<-7.5，-30<y<0)的车辆数量m。

如图5所示，是路侧装置的判断输出单元，具体为例，假设红绿灯的等待时间周期为60秒，设定大于30秒即等待时间过长，则t＝30。首先判断红绿灯是否为红灯状态，若成立则进入下一步；然后判断实际等待秒数t是否大于t＝30，若成立则进入下一步；接着判断判断m是否达到规定车辆数目m＝12，若m大于等于m，若条件成立则进行下一步即通过数据传输单元给红绿灯命令，5秒后变更为绿灯，并且给a区域内的车辆发送命令，使车辆显示屏和语音输出所需等待秒数5秒。若有任意一项不成立，即判定通行能力足够，仅向驾驶员车辆发送实际等待时间t。

红绿灯系统的有线或无线数据传输单元接收路侧单元传达的相应命令，红绿灯控制单元变更红绿灯5秒后为绿灯，给予车辆前进的视觉信号。