一种基于车联网的交通预警系统的制作方法

1.本发明涉及车端安全技术领域，尤其涉及一种基于车联网的交通预警系统。


背景技术：

2.城市道路网络中分布的红绿灯、警示标牌等路侧设施，在维护交通秩序方面扮演着重要角色，能够促进了交通秩序的良性循环，减少交通事故的发生概率。
3.但是现有的路侧设施容易受客观环境影响，导致驾驶员误闯红灯，例如一些大型货车、树枝等障碍物遮挡视线，或者红路灯安装位置比较隐蔽，导致驾驶员来不及反应，或者由于天气、遮挡、驾驶员视力等原因，导致驾驶员无法正确完整接收路侧设施的含义，存在交通安全风险。


技术实现要素：

4.本发明实施例提出一种基于车联网的交通预警系统，能够及时准确地向驾驶员提供交通预警信号，保障交通安全。
5.本发明实施例提供一种基于车联网的交通预警系统，所述系统包括用于控制交通信号灯的交通控制器，以及与所述交通控制器连接的路侧单元；
6.所述路侧单元用于与待预警的车端建立网络连接后，读取所述交通控制器的红绿灯的状态信息；根据所述状态信息在预设的预警响应表中查询对应的预警信号，发送所述预警信号给所述车端；
7.所述车端用于根据所述预警信号输出预警提示。
8.优选地，所述车端具体用于：
9.接收所述路侧单元以第一周期广播的信标信息，解析所述信标信息，获取所述信标信息中的站点识别码，根据是否预存有所述站点识别码，判定是否建立网络连接：
10.当判定与所述车端已建立网络连接时，反馈包含所述车端的车端识别码的接入完成信号给所述路侧单元；
11.当判定与所述车端未建立网络连接时，存储所述站点识别码，反馈包含所述车端的车端识别码的接入请求信号给所述路侧单元；
12.所述路侧单元具体用于：
13.接收到所述接入请求信号时，与所述车端建立网络连接。
14.作为上述方案的改进，所述路侧单元采用定向天线技术向预设的第一覆盖范围周期性广播信标信息；
15.所述车端采用定向天线技术接收预设的第二覆盖范围内的信标信号；
16.所述第一覆盖范围为以所述路侧单元安装方向为中心，预设的第一发散角及预设的第一距离的发射范围；
17.所述第二覆盖范围为以所述车端前进方向为中心，预设的第二发散角及预设的第二距离的发射范围。
18.作为一种优选方式，所述路侧单元在发送完预警信息之后持续监测红绿灯的状态信息，若状态信息中的当前状态由红灯状态或黄灯状态转换为绿灯状态，则向所述车端发送预警解除信息，同时断开与所述车端之间的网络连接；所述车端收到预警解除信息后，则解除本车端的告警提示，同时断开与路侧单元的网络连接。
19.优选地，所述状态信息包括当前状态和持续时间，当前状态为红灯状态、黄灯状态或绿灯状态；
20.当所述状态信息的当前状态为红灯状态时，发送给所述的预警信号包括红灯预警的预警状态以及对应的持续时间；
21.当所述状态信息的当前状态为黄灯状态时，发送给所述的预警信号包括黄灯预警的预警状态以及对应的持续时间；
22.当所述状态信息的当前状态为绿灯状态时，不发送给所述的预警信号。
23.作为一种优选方式，所述车端具体用于：
24.接收所述路侧单元反馈预警信号，并根据所述预警信号中的车端识别码判断所述预警信号的目标车端是否为本车；
25.当所述预警信号的目标车端为本车时，输出与所述预警信号对应的预警提示；
26.当所述预警信号的目标车端不为本车时，忽略接收的预警信号。
27.优选地，所述车端通过配置的预警设备输出与所述预警信号对应的预警提示；
28.所述预警设备包括显示设备、提示灯或语音播报器。
29.优选地，所述车端还用于：
30.接收到红灯预警的预警信号时，在所述预警信号的持续时间内周期性检测所述车端的车速，当检测到车辆并未减速至0时，反馈闯红灯信息给所述路侧单元；
31.所述路侧单元还用于：
32.响应于所述车端发送的闯红灯信息，获取所述车端的车端识别码反馈给交管部门的指定设备，并反馈闯红灯信息给所述车端的对应的用户设备。
33.优选地，所述系统还包括管理云端；
34.所述管理云端用于登记路侧单元的第一相关信息和车端的第二相关信息；
35.所述第一相关信息包括路侧单元的设备编号、地理位置和站点识别码；
36.所述第二相关信息包括车端的车端型号、车牌号码、车主信息和车端识别码。
37.作为一种优选方式，所述交通控制器和所述路侧单元采用有线连接。
38.本发明提供的一种基于车联网的交通预警系统，所述系统包括用于控制交通信号灯的交通控制器，以及与所述交通控制器连接的路侧单元；所述路侧单元用于与待预警的车端建立网络连接后，读取所述交通控制器的状态信息；根据所述状态信息在预设的预警响应表中查询对应的预警信号，发送所述预警信号给所述车端；所述车端用于根据所述预警信号输出预警提示。通过路侧单元获取交通控制器的状态信息，反馈对应的预警信号给车端，以使车端输出预警提示给驾驶员，及时准确地向驾驶员提供交通预警信号，保障交通安全。
附图说明
39.图1是本发明实施例提供的一种基于车联网的交通预警系统的结构示意图；
40.图2是本发明另一实施例提供的一种基于车联网的交通预警系统的结构示意图。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.本发明实施例提供一种基于车联网的交通预警系统，参见图1，是本发明实施例提供的一种基于车联网的交通预警系统的结构示意图；所述系统包括用于控制交通信号灯的交通控制器，以及与交通控制器连接的路侧单元，在图1中路侧单元包括第一路侧单元rsu1和第二路侧单元rsu2，不同的路侧单元分布在路端的不同位置，用于对不同位置的车端进行预警，分布在不同位置的路侧单元交通控制器连接，获取不同的交通信号灯的状态信息，通过安装位置对应的车道，获取对应车道的交通信号灯的状态信息，用于实现不同车端的交通预警；
43.在图1中，第一路侧单元rsu1对第一车端a建立了网络连接，通过查询当前的红绿灯状态，确定是否需要向车端a发送预警信息；第二路侧单元rsu2对第二车端b和第三车端c建立了网络连接，通过查询当前的红绿灯状态，确定是否需要向车端b和车端c发送预警信息。
44.每一路侧单元进行交通预警的过程具体包括：
45.路侧单元通过与待预警的车端建立网络连接，读取与所述路侧单元连接的交通信号灯的交通控制器的状态信息，所述状态信息为交通信号灯的当前的状态信息，及当前交通信号灯的显示状态；
46.根据读取的状态信息在预设的预警响应表中匹配预警信号，所述预警响应表中包括不同的状态信息对应的预警信号，并将所述预警信号发送至车端；
47.所述车端用于根据所述预警信号输出预警提示给驾驶员，以提醒驾驶员安全驾驶。
48.通过路侧单元获取交通控制器的状态信息，反馈对应的预警信号给车端，以使车端输出预警提示给驾驶员，及时准确地向驾驶员提供交通预警信号，保障交通安全。
49.在本发明提供的又一实施例中，所述路侧单元和所述车端建立网路连接的过程具体包括：所述车端具体用于：
50.接收所述路侧单元以第一周期广播的信标信息，解析所述信标信息，获取所述信标信息中的站点识别码，根据是否预存有所述站点识别码，判定是否建立网络连接：
51.当判定与所述车端已建立网络连接时，反馈包含所述车端的车端识别码的接入完成信号给所述路侧单元；
52.当判定与所述车端未建立网络连接时，存储所述站点识别码，反馈包含所述车端的车端识别码的接入请求信号给所述路侧单元；
53.所述路侧单元具体用于：
54.接收到所述接入请求信号时，与所述车端建立网络连接。
55.在本实施例具体实施时，所述路侧单元以预设的第一时间间隔为周期性地广播信
标信息，所述信标信息包括路侧单元的站点识别码，不同的路侧单元通过不同的站点识别码区分；
56.所述车端接收所述路侧单元发送的信标信息，解析所述信标信息，确认站点识别码，车端根据站点识别码确定车端是否与所述路侧单元网络连接；
57.具体为，当所述路侧单元未与所述车端建立网络连接时，所述车端为存储所述路侧单元的站点识别码；当路侧单元与车端建立网络连接后，车端暂存路侧单元的站点识别码；
58.车内是否存储站点识别码确定是否与所述路侧单元建立网络连接；
59.当判定与所述车端已建立网络连接时，反馈包含所述车端的车端识别码的接入完成信号给所述路侧单元；
60.当判定与所述车端未建立网络连接时，存储所述站点识别码，反馈包含所述车端的车端识别码的接入请求信号给所述路侧单元；
61.所述路侧单元接收到所述接入请求信号时，与所述车端建立网络连接。
62.路侧单元通过广播信标信息，与车端建立网络连接，确保在车端移动过程中保证与路侧单元迅速的建立网络连接，便于后续快速响应，反馈预警信号。
63.在本发明提供的又一实施例中，所述路侧单元采用定向天线技术向预设的第一覆盖范围周期性广播信标信息；
64.所述车端采用定向天线技术接收预设的第二覆盖范围内的信标信号；
65.所述第一覆盖范围为以所述路侧单元安装方向为中心，预设的第一发散角及预设的第一距离的发射范围；
66.所述第二覆盖范围为以所述车端前进方向为中心，预设的第二发散角及预设的第二距离的发射范围。
67.在本实施例具体实施时，参见图2，是本发明另一实施例提供的一种基于车联网的交通预警系统的结构示意图；在具体实施时，所述系统包括四个路侧单元，第一路侧单元rsu1、第二路侧单元rsu2、第三路侧单元rsu3和第四路侧单元rsu4；这四个设备部署于同一站点，所以发布的信标信息包含的站点识别码是一样的；四个路侧单元安装在十字路口的不同位置，分别连接不同的交通信号灯的交通控制器，获取不同的车道上的交通信号灯的状态信息，分别对不同行驶方向的车端进行预警；
68.如图2所示，第一路侧单元rsu1采用定向天线技术，安装方向为正南方，向以正南方为中心，以预设第一发散角定向广播信标信息，通过控制功率控制发射距离为第一距离，保证只有车端行驶到预设覆盖范围才能接收到信标信号；第二路侧单元rsu2采用定向天线技术，安装方向为正西方，向以正西方为中心，以预设第一发散角定向广播信标信息，通过控制功率控制发射距离为第一距离，保证只有车端行驶到预设覆盖范围才能接收到信标信号；第三路侧单元rsu3采用定向天线技术，安装方向为正北方，向以正北方为中心，以预设第一发散角定向广播信标信息，通过控制功率控制发射距离为第一距离，保证只有车端行驶到预设覆盖范围才能接收到信标信号；第四路侧单元rsu4采用定向天线技术，安装方向为正东方，向以正东方为中心，以预设第一发散角定向广播信标信息，通过控制功率控制发射距离为第一距离，保证只有车端行驶到预设覆盖范围才能接收到信标信号；
69.车端也仅能接收预设的覆盖范围内的信标信号，与对应的路侧单元进行连接，第
一车端a采用定向天线技术，行驶方向为正西方，仅能接收以正西方为中心，以预设第一发散角内的信标信息，即第一车端a在经过路口前能接收第四路侧单元rsu4广播的信标信号，在图2中，第一车端a已经过路口，与第四路侧单元rsu4的网络连接断开；第二车端b采用定向天线技术，行驶方向为正西方，仅能接收以正西方为中心，以预设第一发散角内的信标信息，即第二车端b仅能接收第四路侧单元rsu4广播的信标信号；第三车端c采用定向天线技术，行驶方向为正东方，仅能接收以正东方为中心，以预设第一发散角内的信标信息，即第三车端c在经过路口前仅能接收第二路侧单元rsu2广播的信标信号，在图2中，第三车端c已经过路口，与第2路侧单元rsu2的网络连接断开；第四车端d采用定向天线技术，行驶方向为正东方，仅能接收以正东方为中心，以预设第一发散角内的信标信息，即第四车端d仅能接收第二路侧单元rsu2广播的信标信号；第五车端e采用定向天线技术，行驶方向为正西方，仅能接收以正北方为中心，以预设第一发散角内的信标信息，即第五车端e在路口右拐前，仅能接收第四路侧单元rsu4广播的信标信号，在图2中，第五车端e已由路口右转，与第四路侧单元rsu4的网络连接断开；
70.通过对覆盖范围的限定，第一路侧单元rsu1只会与自南向北行驶的车道上车端连接，提供预警信息，第二路侧单元rsu2只会与自西向东行驶的车道上车端连接，提供预警信息；第三路侧单元rsu3只会与自北向南行驶的车道上车端连接，提供预警信息；第四路侧单元rsu4，只会与自东向西行驶的车道上车端连接，提供预警信息；
71.第一发散角可根据所述第一距离和对应路侧单元安装的车道的宽度确定，通过控制发散角，避免路侧单元对其他车端造成影响；
72.第一距离设定为200m,控制路侧单元和车端之间的无线通信距离在200米以内，以避免车端过早与路侧单元建立通信连接，过早向行驶车端发布预警信息，影响预警的准确性。
73.在本发明提供的又一实施例中，所述路侧单元在发送完预警信息之后持续监测红绿灯状态，如果红绿灯状态由之前的红灯或黄灯转换为绿灯状态，则向之前发布预警信息的所有车端发送预警解除信息，同时断开与这些车辆之间的网络连接；所述车端收到预警解除信息后，则解除本车端的告警提示，同时断开与路侧单元的网络连接；
74.在本实施例具体实施时，参见图2，以第二车端b为例说明网络连接断开过程；
75.第二车端b在当前位置时首次接收第四路侧单元rsu4发送的信标信号，此时与第四路侧单元rsu4网络连接；
76.第四路侧单元rsu4在于第二车端b网络连接时，第二车端b反馈接入请求信号，当第二车端b依旧在第四路侧单元rsu4的信号覆盖范围，第二车端b持续接收第四路侧单元rsu4的信标信号，但是由于已经与第四路侧单元rsu4构成网络连接，后续接收第四路侧单元rsu4的信标信号后，均反馈接入完成信号；
77.第四路侧单元rsu4在与第二车端b网络连接后，rsu4查询当前方向的红绿灯状态，如果是绿灯，则不向车端b发送预警信息，车辆b无感知直接通过该路口；
78.如果当前车辆b行驶方向的红绿灯状态是红灯或者黄灯，则rsu4车端b发送预警信息，并持续监测红绿灯状态，当红绿灯状态转变为绿灯时，rsu4向车端b发送预警解除信息，并中断与车端b的网络连接；
79.车端b在收到rsu4发来的预警信息后，向本车辆发布预警提醒，提醒驾驶人员减速
停车。
80.当车端b在收到rsu4发来的预警解除信息后，解除本车端的告警提示，同时中断与rsu4的网络连接。
81.需要说明的是，第一时间段和第二时间段均根据路侧单元周期性广播的第一周期设定，预留信号传播的延迟以及器件反应延迟时间，保证判定准确率。
82.需要说明的是，第二车端b驶出第四路侧单元rsu4的信号覆盖包括第二车端b经过一定时间行驶到第一车端b的当前时刻的位置，也包括第二车端b右转，行驶到第五车端e的当前位置。
83.当车端b右转弯行驶至车端e的过程中，可以接收到rsu1广播的信标信息，但是由于rsu1与rsu4所在站点一致，站点识别码相同，因此车端b丢弃该信标信息，不在与rsu1建立网络连接。
84.如果车端b是直线行驶，车端b行驶到车端a的位置后，则脱离了rsu4的无线信号覆盖范围，后续不能接收到rsu4的信标信息。
85.限定路侧单元和车端之间的通信的覆盖范围，扯淡行驶进入路侧单元的覆盖范围后，接入网络；当车端离开路侧单元的覆盖范围后，即断开车载单元和路侧单元之间的网络连接，通过覆盖范围对进入红绿灯路口的车端进行无线覆盖进行空间分割，可以有效降低无效信息干扰，提高了路侧单元和车端之间的通信效率。
86.在本发明提供的又一实施例中，所述状态信息包括当前状态和持续时间，当前状态为红灯状态、黄灯状态或绿灯状态；
87.当所述状态信息的当前状态为红灯状态时，发送给所述的预警信号包括红灯预警的预警状态以及对应的持续时间；
88.当所述状态信息的当前状态为黄灯状态时，发送给所述的预警信号包括黄灯预警的预警状态以及对应的持续时间；
89.当所述状态信息的当前状态为绿灯状态时，不发送给所述的预警信号，车辆直接通过。
90.在本实施例具体实施时，获取的交通信号灯的状态信息包括交通信号灯的当前状态，和当前状态的持续时间；当前状态为红灯状态、黄灯状态或绿灯状态中的一种；预警信号包括预警状态和持续时间；预警响应表根据当前状态匹配对应的预警状态；
91.当所述状态信息的当前状态为红灯状态时，在预设的预警响应表中查询得到的预警信号包括红灯预警的预警状态以及对应的持续时间，反馈预警信号给车端，提醒驾驶员前方红灯的持续时间，驾驶员可根据输出的对应的预警提示，调整车端状态；
92.当所述状态信息的当前状态为黄灯状态时，在预设的预警响应表中查询得到的预警信号包括黄灯预警的预警状态以及对应的持续时间；反馈预警信号给车端，提醒驾驶员前方黄灯的持续时间，驾驶员可根据输出的对应的预警提示，调整车端状态；
93.当所述状态信息的当前状态为绿灯状态时，则不发布预警信息，直接中断与车端的网络连接，车辆无感知通过该路口。
94.通过获取交通信号灯的状态，反馈预警状态和持续时间给车端，以提醒驾驶员注意，提高车端驾驶安全性。
95.在本发明提供的又一实施例中，所述车端具体用于：
96.接收所述路侧单元反馈预警信号，并根据所述预警信号中的车端识别码判断所述预警信号的目标车端是否为本车；
97.当所述预警信号的目标车端为本车时，输出与所述预警信号对应的不同的预警提示；
98.当所述预警信号的目标车端不为本车时，忽略接收的预警信号。
99.在本实施例具体实施时，车端接收到路侧单元反馈的预警信息后，首先根据所述预警信号中的车端识别码判断预警信息的目标车端是否为本车；
100.当所述预警信号的目标车端为本车时，接收预警信息，输出与所述预警信号对应的不同的预警提示，提醒驾驶人员注意，预防闯红灯。
101.当所述预警信号的目标车端不为本车时，忽略接收的预警信号，保障预警信息发送给指定的待预警车辆。
102.在本发明提供的又一实施例中，所述车端通过配置的预警设备输出与所述预警信号对应的预警提示；
103.所述预警设备包括显示设备、提示灯或语音播报器。
104.在本实施例具体实施时，所述车端通过配置预警设备，反馈与预警信息对应的预警提示给驾驶员，通过配置的预警设备，便于驾驶员接收预警提示；
105.预警设备包括显示设备、提示灯或语音播报器；
106.通过显示设备，即车辆配置的中控屏或全息显示设备，投播相应的预警提示图像给驾驶员，不同的预警提示可采用不同的颜色或图案，对应的持续时间可采用不同的大小，或文字说明；
107.通过提示灯，反馈不同的预警提示，不同的预警提示可反馈不同颜色的灯光，不同持续时间可通过灯光强弱或闪烁来预警提示；
108.通过语音播报则可直接通过播报对应的文字进行预警提示。
109.通过车端配置的不同的预警设备能够反馈预警提示给驾驶员，预警设备可减少驾驶员注意力分散情况，避免驾驶员低头查看预警提示，提高驾驶员使用体验。
110.在本发明提供的又一实施例中，所述车端还用于：
111.接收到红灯预警的预警信号时，周期性检测所述车端的车速，当在所述预警信号的持续时间段内，车速未降到0时，反馈闯红灯信息给所述路侧单元；
112.所述路侧单元还用于：
113.响应于所述车端发送的闯红灯信息，获取所述车端的车端识别码反馈给交管部门的指定设备，并反馈闯红灯信息给所述车端的对应的用户设备。
114.在本实施例具体实施时，当车端接收到红灯预警的预警信号时，表明前方红灯，此时驾驶员应该减速；车端在红灯预警的持续时间内周期性检测车端的车速，通过车速对比，判定车辆并未减速时，反馈闯红灯信息给所述路侧单元，告知路侧单元，车端即将闯红灯；
115.所述路侧单元接收到车端发送的闯红灯信息，获取所述车端的车端识别码反馈给交管部门的指定设备，交管部门记录车端信息，并向车主发送闯红灯处罚通知，路侧单元反馈闯红灯信息给所述车端的对应的用户设备，提醒驾驶员已闯红灯。
116.通过检测车速，反馈闯红灯信息，提高交管处罚的效率，实现了闯红灯行为的主动精准管理。
117.在本发明提供的又一实施例中，所述系统还包括管理云端；
118.所述管理云端用于登记路侧单元的第一相关信息和车端的第二相关信息；
119.所述第一相关信息包括路侧单元的设备编号、地理位置和站点识别码；
120.所述第二相关信息包括车端的车端型号、车牌号码、车主信息和车端识别码。
121.所述管理云端用于进行路侧单元和车端的管理。
122.在本发明提供的又一实施例中，所述交通控制器和所述路侧单元采用有线连接。通过交通控制器与路侧单元的优先连接，保证路侧单元获取的状态信号的稳定，准确，也避免采用网络连接路侧单元识别到其他交通信号灯的状态，造成预警信息误发，影响驾驶员的安全驾驶。
123.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以输出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。