一种基于可见光通信的车道方向变更方法与流程

本发明涉及道路交通领域，更具体地说，涉及一种基于可见光通信的车道方向变更方法。

背景技术：

1、在城市的交通管理中，车道的行进方向对于保证交通流量的有效运行至关重要。然而，在现有的技术中，每个车道的行进方向一般都是确定的，不易于改变。这主要是因为改变车道的行进方向需要重新绘制道路标志，这需要花费大量的人力和物力，而且可能会对交通流量造成干扰。即便是有一些道路在不同的时段采取不同的行进方向，也一般是根据早晚高峰等进行的，这些变化并不能根据实时的车辆流量进行动态调整。

2、车道的行进方向不能根据实时的车辆流量进行动态调整，这可能会导致某些车道的使用率不高，而其他车道却出现交通拥堵的现象。

3、另一方面，可见光通信技术作为一种新型的通信技术，已经在多个领域得到了广泛的应用。可见光通信是一种利用可见光带宽进行数据传输的通信方式。它的工作原理是通过对光源进行调制，将数据编码成光信号，然后通过光源发射出去。在接收端，接收器接收到光信号后，通过对光信号进行解调，将光信号解码为原始的数据。

4、可见光通信的优点在于，它能够提供非常高的数据传输速率，并且在较短的距离内具有非常好的传输性能。这使得它非常适合用于车辆和边缘计算设备之间的通信。然而，尽管可见光通信在许多方面具有优点，但是在道路交通管理中，利用可见光通信实现动态的车道行进方向管理仍然是一个空白领域。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种基于可见光通信的车道方向变更方法，以使用可见光通信实现动态的车道行进方向管理。

2、为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、一种基于可见光通信的车道方向变更方法，包括如下步骤：

4、s1：每段道路的两端路口处均配备有边缘计算设备，其中包括位于道路上游端路口的第一边缘计算设备，以及位于道路下游端路口的第二边缘计算设备；其中第一边缘计算设备和第二边缘计算设备处均集成设置有一个可见光通讯设备；

5、在车辆上也配置可见光通讯设备；

6、s2：当车辆即将到达道路下游端路口时，车辆通过可见光通信告知第二边缘计算设备车辆在下游端路口的行进方向，第二边缘计算设备将车辆即将进入的道路的各个车道行进方向情况通过可见光通信告知车辆，其中所述车道行进方向情况采取与s4中相同的方式获得；

7、s3：第二边缘计算设备对一段预设周期时间t内收集到的车辆行进方向进行统计，并将统计结果在周期t结束后通过光信号通信传递至位于道路上游的第一边缘计算设备；

8、s4：第一边缘计算设备接收统计结果后，立即执行以下计算和操作：

9、s4.1:计算每个行进方向对应的理想车道数：

10、hi=（ni/nt）×h；其中，ni是s3中统计出的i方向对应的车辆数，nt为s3中统计的总车辆数，h为第一边缘计算设备和第二边缘计算设备之间道路的车道数，i标记行进方向；

11、s4.2:如果存在hi＜1但不等于0，则将对应的行进方向的车道数设置为1条；

12、s4.3：在s41公式中剔除已经确认行进方向的车道数以及对应方向的统计车辆数后，重新按相同的公式计算hi；

13、s4.4：重复s42和s43的循环，直至最终得到的所有hi≥1后，对所得到的hi进行四舍五入取整后作为对应行进方向的车道数；

14、s4.5：第二边缘设备将由s41和s42确定的车道行进方向情况通过可见光通信通知给即将进入该车道的车辆。

15、在一些实施例中，如果道路长度太长，两个边缘设备的间距太远从而信号传递不方便，可采取以下方案：在所述第一边缘计算设备和所述第二边缘计算设备之间还设置有中继设备，所述中继设备也为可见光通讯设备，用于在第一边缘计算设备和所述第二边缘计算设备之间传递光信号。

16、在一些实施例中，所述车辆的行进方向至少包括左转、直线和右转。实际上考虑到多岔路口的情况，还可以更多的行进方向。

17、同理，所述车道的行进方向至少包括左转、直线和右转。考虑到多岔路口的情况，还可以更多的行进方向。

18、在一些实施例中，所述车辆根据其自身的导航信息获取其在前方路口的行进方向，并将对应的行进方向信息进行编码，通过前车灯传递至位于路口的边缘计算设备。在这里，前车灯就是车辆的可见光通信的发射器，其接收器可以设置在车里的摄像头上。

19、在一些实施例中，车辆接收到车道行进方向信息后，可以将车道行进方向信息显示在导航或者车辆的显示器上从而方便驾驶者确认前方车道的行进方向。

20、本发明相对于现有技术的优点在于：

21、本发明基于可见光通信的车道方向变更方法能根据车辆统计情况动态改变车道的行进方向，充分利用每个车道的资源，提高车流通行效率。通过计算每个行进方向对应的理想车道数，本方法使得车道分配更加合理，有效地缓解了交通拥堵情况，提高了道路利用率。

22、本发明利用了可见光通信在局域范围内的高效和稳定传递特性，采用边缘设备进行实时计算，从而使得这样的行进方向变换更加稳定。边缘设备可以快速地对车辆行进方向进行统计，并及时地向车辆和其他边缘设备传递信息，实现了车道方向的实时变更，无需通过互联网或者服务器进行通讯，提高了稳定性。

23、在每个路口设置边缘设备，布局合理，传递信号合理。通过精心布局，边缘设备能够有效地覆盖每个路口，保证了车辆与边缘设备之间的通信质量。此外，边缘设备之间也通过可见光通信进行信息交互，大大提高了信号传递的效率和准确性。通过在第一边缘计算设备和第二边缘计算设备之间设置中继设备，能够有效地扩大了信号的传输范围，进一步提高了信号的传输效率和准确性。

技术特征：

1.一种基于可见光通信的车道方向变更方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述基于可见光通信的车道方向变更方法，其特征在于，在所述第一边缘计算设备和所述第二边缘计算设备之间还设置有中继设备，所述中继设备也为可见光通讯设备，用于在第一边缘计算设备和所述第二边缘计算设备之间传递光信号。

3.根据权利要求1所述基于可见光通信的车道方向变更方法，其特征在于，所述车辆的行进方向至少包括左转、直线和右转。

4.根据权利要求1所述基于可见光通信的车道方向变更方法，其特征在于，所述车道的行进方向至少包括左转、直线和右转。

5.根据权利要求1所述基于可见光通信的车道方向变更方法，其特征在于，所述车辆根据其自身的导航信息获取其在前方路口的行进方向，并将对应的行进方向信息进行编码，通过前车灯传递至位于路口的边缘计算设备。

技术总结
本发明公开了一种基于可见光通信的车道方向变更方法，涉及道路交通领域，方法包括：在每段道路的两端路口处都设备有边缘计算设备，并和车辆一同配置可见光通讯设备。当车辆即将到达道路下游端路口时，车辆通过可见光通信告知下游路口的边缘计算设备自己的行进方向，边缘计算设备对收集到的车辆行进方向进行统计，并将统计结果传递至上游路口的边缘计算设备。上游路口的边缘计算设备接收到统计结果后，立即根据车辆行进方向和道路车道数目进行计算，确定每个行进方向对应的车道数，然后将车道行进方向情况通过可见光通信通知给即将进入道路的车辆。本发明方法能够有效提高车道的利用效率，减少交通拥堵，并提高交通流量的管理效率。

技术研发人员：刘君,李静林,李永
受保护的技术使用者：新唐信通（北京）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15