一种能提高交通安全和效率的车路云协同装置

1.本发明涉及车路云协同技术领域，具体为一种能提高交通安全和效率的车路云协同装置。


背景技术：

2.随着国家经济快速、稳定的发展，全国各地的城市化进程在快速推进，经济水平的提升推动了各地区机动车保有量的迅速增长，根据中华人民共和国公安部交通管理局提供的数据，截至2020年底全国机动车的保有量已达 3.72亿辆，由此引起了一系列交通问题，同时还加剧了废气污染、噪声等环境问题，这些都影响着居民的正常生活和经济的绿色健康发展。
3.传统的智能交通系统实现了路上交通设施(如信号机、视频监控等)与交通管理云平台的互联，交通云平台可以依据收集到信息进行数据和算法处理，他们实现了路和云之间的协同，路云协同可以实现一些提高交通安全和效率的场景，如车辆违章、路口绿波通行、公交优先等，提高了城市的交通安全和效率，但因无法获取智能交通的主要参与者(车)的相关信息，因此智能交通无法进一步升级。虽然，交通路口的一些传感设备(如流量检测、车速检测等)可以从外部获取车辆的一些信息，但这些信息存在一些问题，如信息量少(无法获取车内部驾驶员的刹车、油门等信息)，检测设备位置固定(非连续检测)，对车辆的检测为被动检测(非车辆主动发送)等。且路和云之间的通信是通过4g通信，4g通信无法实现车与云之间实时通信，导致很多智能交通中云平台算法(如智能调度算法、路径规划等)无法实施；
4.当前市场上，也有一些基于v2x技术的车路云协同装置，但这些装置存在如下一些问题：
5.(1)装置与云平台之间通信更多的是4g通信方式，无法实现车与云之间实时通信，使得很多智能交通中云平台算法(如智能调度算法、路径规划等)无法真正实施，无法真正实现车路云的完全协同，阻碍了智能交通的发展。
6.(2)装置本身在对车与路中的信息采集、信息处理、算法运行及通信等在一个处理器中处理，导致一些实时性较高的任务无法得到处理，满足不了交通安全的快速性要求。
7.(3)装置的一些硬件接口不丰富，无法满足车载和路侧系统的多样性要求，不具有通用性。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种能提高交通安全和效率的车路云协同装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种能提高交通安全和效率的车路云协同装置，该装置包括有linux和mcu两部分，mcu主要对实时性较高的任务进行处理，mcu包括有canfd和两个串口，通过canfd实现对车辆信息的采集和控制(如无人驾驶的控制信
息输出等)、通过其中一个串口对路侧设备(如路口信息机等)信息进行采集和控制；linux中主要对非实时性多任务进行调度和处理。
10.linux系统中含有串口、5g模块、gnss、usb、wifi/bt、车载以太网与v2x。5g模块处理装置与云平台之间的通信任务(将车与路信息上传至云平台，接收云平台的控制算法指令等)。5g通信模块保证了车与云及路与云之间实时通信，使得云平台中应用于智能交通的实时算法得以(如智能调度算法、路径规划等)应用，提高交通效率；v2x可获取其它含有本装置的车和路侧设备信息，同时也将自身的信息传送给其它含有本装置的车和路侧设备，可实现v2x的安全应用场景，如追尾预警、变道预警和交叉口碰撞预警等，提高交通安全。
11.优选的，车载以太网可以与车辆的其它模块进行通信，进而可获取更多的车辆信息。
12.优选的，wifi/bt与移动终端或车载终端进行通信，实现装置的显示功能，如v2x场景的预警提醒及地图等。
13.优选的，gnss模块获取北斗卫星的位置、时间和方向等信息。
14.优选的，linux和mcu之间通过串口进行数据的交互。
15.优选的，预留usb接口与其它外部设备进行通信，如连接摄像头，将驾驶人或车内状况通过5g传送到云平台，进行实时视频显示及人工智能算法的处理，云平台将实时性较高的任务和非实时性任务进行了分类处理。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17.该装置车与云及路与云之间均采用5g通信，保证了通信的实时性；
18.该装置系统架构中，将实时性较高的任务和非实时性任务进行了分类处理，保证了交通安全任务的快速性要求；
19.该装置留有丰富的外部接口，包括canfd、车载以太网、usb、wifi、蓝牙、串口等接口，满足不同车载系统和路侧系统的接口要求，提高了装置在智能交通中应用的通用性。
20.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明系统架构图。
具体实施方式
23.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它实施例，都属于本发明保护的范围。
24.请参阅图1，本发明提供一种能提高交通安全和效率的车路云协同装置技术方案：该装置包括有linux和mcu两部分，mcu主要对实时性较高的任务进行处理，mcu包括有canfd
和两个串口，通过canfd实现对车辆信息的采集和控制(如无人驾驶的控制信息输出等)、通过其中一个串口对路侧设备(如路口信息机等)信息进行采集和控制；linux中主要对非实时性多任务进行调度和处理。
25.linux系统中含有串口、5g模块、gnss、usb、wifi/bt、车载以太网与v2x。5g模块处理装置与云平台之间的通信任务(将车与路信息上传至云平台，接收云平台的控制算法指令等)。5g通信模块保证了车与云及路与云之间实时通信，使得云平台中应用于智能交通的实时算法得以(如智能调度算法、路径规划等)应用，提高交通效率；v2x可获取其它含有本装置的车和路侧设备信息，同时也将自身的信息传送给其它含有本装置的车和路侧设备，可实现v2x的安全应用场景，如追尾预警、变道预警和交叉口碰撞预警等，提高交通安全。车载以太网可以与车辆的其它模块进行通信，进而可获取更多的车辆信息；wifi/bt与移动终端或车载终端进行通信，实现装置的显示功能，如v2x场景的预警提醒及地图等。gnss模块获取北斗卫星的位置、时间和方向等信息；linux和mcu之间通过串口进行数据的交互；预留 usb接口与其它外部设备进行通信，如连接摄像头，将驾驶人或车内状况通过5g传送到云平台，进行实时视频显示及人工智能算法的处理，云平台将实时性较高的任务和非实时性任务进行了分类处理。
26.运用场景一：在某车流量少的路口，当检测到只有东西方向上有车辆接近，而南北方向上一定范围内都无车辆时，可以延长东西方向的绿灯通行时间，减少不必要的等待时间，提高交通效率；
27.运用场景二：在城市交通中，每个路口不同时段不同方向的交通压力都不同，在安装车路云设备后，可以利用云平台更高性能的算力，全局优化各个路口方向的通行时间，使城市道路的运力更大程度地发挥出来，提高城市交通效率；
28.运用场景三：车辆自身状态信息，以及驾驶人的图像信息，通过车端设备上传至云服务器后，可以向驾驶人发出预警，如胎压异常、电机温度过高、电量不足等。而在紧急情况下，如驾驶人发生意外，则设备将使用紧急处理方案，保护乘车人员安全，同时，装置的v2x功能也提高了交通安全。
29.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
30.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。