[0046] 下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的保护范围并不限于此。应当注意的是,下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的,它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。
[0047] 如图1所示,一种基于车辆速度诱导策略引导车辆不停车通过交叉口的装置,包括信号机控制单元及车载控制单元,信号机控制单元与车载控制单元通过无线通信;
[0048] 信号机控制单元包括信号控制机1、信号机控制单元GPS模块2、微处理器控制单元MCU3及信号机控制单元zigbee无线传输单元4;车载控制单元包括车载控制单元zigbee无线传输单元5、车载控制单元GPS模块6、车载感知单元7、车载微处理器控制单元MCU8及车载智能终端9;车载感知单元7运用六轴运动处理组件MPU6050采集车辆实时六自由度运动参数,车载智能终端9包括显示模块及语音模块,微处理器控制单元MCU 3与车载微处理器控制单元MCU8均采用MC9S12XET256芯片;
[0049] 信号控制机1、信号机控制单元GPS模块2分别与微处理器控制单元MCU 3的输入端相连,用于接收交叉口处红绿灯的实时信号及交叉口处红绿灯的位置信号;微处理器控制单元MCU 3的输出端与信号机控制单元zigbee无线传输单元4相连,通过信号机控制单元zigbee无线传输单元4与车载控制单元进行数据通信;交叉口处红绿灯的实时信号包括直行及左转信号;
[0050] 车载控制单元zigbee无线传输单元5、车载控制单元GPS模块6及车载感知单元7通过RS232串口分别与车载微处理器控制单元MCU 8的输入端相连,用于通过车载控制单元zigbee无线传输单元5与信号机控制单元进行数据通信、接收车辆的位置信号及车辆的运行状态信号,车载微处理器控制单元MCU 8的输出端与车载智能终端9相连,用于显示车辆行驶的诱导信息;车辆的运行状态信号包括车辆的速度及加速度。
[0051] 如图2所示,微处理器控制单元MCU 3通过编写程序实时获得交叉口处红绿灯不周期变化的配时信息;微处理器控制单元MCU 3通过车载控制单元zigbee无线传输单元5接收车辆的运行状态和位置信号,获得前方道路拥堵情况;并将上述信息以[(Xj,Yj),tr/tg,(TR,TG,TY),Vmax,Vmin,con/smo]的格式储存以备传输使用。
[0052] 信号机控制单元zigbee无线传输单元4与车载控制单元zigbee无线传输单元5组成了一种基于车辆速度诱导策略引导车辆不停车通过交叉口的装置的无线传输单元。
[0053] Zigbee模块所有的模块上电即自动组网,网络内模块如掉电,网络具自我修复功能;通过串口以指令方式即可在任意节点间进行数据传播,数据传输的格式为:0xFD(数据传输命令)+0x0A(数据长度)+0x73 0x79(目标地址)+0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x10(数据,共0x0A Bytes);其传输距离为1600米,因此选择1000米为信号良好范围,即当车辆距交叉口的距离为1km时,开始生成诱导策略,并且设置串口速率为
115200bps。
[0054] 信号机控制单元zigbee无线传输单元4将[(Xj,Yj),tr/tg,(R,G,Y),Vmax,Vmin,con/smo]格式的数据传输至车载控制单元zigbee无线传输单元5;车载控制单元zigbee无线传输单元5将[(X,Y),v]格式的数据传输至信号机控制单元zigbee无线传输单元4。
[0055] 如图2所示,信号机控制单元的工作原理:
[0056] (1)如图4所示,信号机控制单元获取交叉口信号配时信息(常规设置中的相位形式为:红灯、绿灯、黄灯,因此可以判断3s为黄灯,3s前的为绿灯,3s后为红灯),并对信号配时进行实时更新,更新方式为:将获取的信息以T=[TR,TG,TY]的格式存储,若实时获取的信息T1=[TR1,TG1,TY1]与T=[TR,TG,TY]相同,则T=[TR,TG,TY]存储信息不变,若T1与T不同,则将T数据更新为T1,直行信号配时示意图如图5所示,左转信号配时示意图如图6所示。
[0057] (2)将T=[TR,TG,TY]信息与实时获取的信号配时tr和tg相比较,获取红、绿灯相位的倒计时:r=TR-tr,g=TG-tg。
[0058] (3)信号机控制单元GPS模块2将交叉口的位置信息(Xj,Yj)存储至微处理器控制单元MCU 3。
[0059] (4)将道路的最高限速Vmax和最低限速Vmin存储成可供微处理器控制单元MCU 3获取的数据形式。
[0060] (5)将道路交通状况分为两种情况:“拥堵,congestion”,“畅通,smoothy”。
[0061] (6)微处理器控制单元MCU 3将一条格式为[(Xj,Yj),tr/tg,(R,G,Y),Vmax,Vmin,con/smo]的数据。
[0062] 一种基于车辆速度诱导策略引导车辆不停车通过交叉口的方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0063] S1,微处理器控制单元MCU 3对交叉口处红绿灯的配时信息进行学习,若交叉口处红绿灯的配时信息发生变化,则微处理器控制单元MCU(3)将交叉口处红绿灯的配时信息进行更新,并存储变化后的配时信息T=[TR,TG,TY];
[0064] S2,微处理器控制单元MCU 3将S1存储变化后的配时信息T=[TR,TG,TY]、信号控制机1采集的交叉口处红绿灯的实时信号及信号机控制单元GPS模块2采集的交叉口处红绿灯的位置信号通过信号机控制单元zigbee无线传输单元4及车载控制单元zigbee无线传输单元5传送给车载微处理器控制单元MCU 8;
[0065] S3,车载微处理器控制单元MCU 8接收到的S1存储变化后的配时信息T=[TR,TG,TY]、信号控制机1采集的交叉口处红绿灯的实时信号、信号机控制单元GPS模块2采集的交叉口处红绿灯的位置信号及车载控制单元GPS模块6采集的车辆的实时位置、车载感知单元7采集的车辆的运行状态信号进行计算,具体的计算过程为:
[0066] S3.1,通过车载感知单元7采集的车辆当前行驶车速v,通过车载控制单元GPS模块6得到车辆当前位置(X1,Y1);
[0067] S3.2,根据车辆当前位置(X1,Y1)与交叉口处红绿灯的位置(Xj,Yj),得车辆与交叉口的距离 由车辆与交叉口的距离L及车辆当前行驶车速v,得到车辆以当前车速行驶至交叉口的时间
[0068] S4,如图3与图7所示(图7中的阴影部分为期望诱导速度范围),将车辆以当前车速行驶至交叉口的时间t与交叉口处红绿灯的剩余时间进行比较,其中交叉口处红绿灯的剩余时间为S1存储变化后的配时信息T=[TR,TG,TY]中的信号灯时间与交叉口处红绿灯的实时信号中的信号灯时间之差;
[0069] (a)交叉口处红绿灯的信号相位为红灯,tr为红灯剩余时间
[0070] 当t
[v1,v2],车载微处理器控制单元MCU 8生成减速诱导策略;
[0071] 当tr
[0072] 当t>tr+TG时,表示车辆以当前速度抵达交叉口时信号相位为下一个红灯,比较车辆不停车通过交叉口的期望速度 和交叉口的限速范围[Vmin,Vmax],得到期望诱导速度范围[v1,v2],其中 此时v<[v1,v2],车载微处理器控制单元MCU 8生成加速诱导策略;
[0073] (b)交叉口处红绿灯的信号相位为绿灯,tg为绿灯剩余时间
[0074] 当t
[0075] 当tg+TY
[0076] 当t>tg+TY+TR时,表示车辆以当前速度行驶能够不停车通过交叉口,系统生成的诱导策略为车辆保持当前车速行驶。
[0077] S5,智能车载终端9根据车载微处理器控制单元MCU8生成的诱导策略,对驾驶员分别进行语音与显示提示;语音提示包括请轻踩油门、请减小车速及请保持当前车速行驶。
[0078] 当前诱导策略提示采取加速行为时,车载智能终端9文字显示“tr/tg/ty”(颜色由当前检测到的信号灯决定)、“期望诱导速度范围”,同时语音提示“请轻踩油门”;
[0079] 当前诱导策略提示采取减速行为时,车载智能终端9文字显示“tr/tg/ty”(颜色由当前检测到的信号灯决定)、“期望诱导速度范围”,同时语音提示“请减小车速”;
[0080] 当前诱导策略提示保持当前车速行驶时,车载智能终端9文字显示“tr/tg/ty”(颜色由当前检测到的信号灯决定)、“期望诱导速度范围”,同时语音提示“请保持当前车速行驶”。
[0081] 本文虽然已经给出了本发明的一些实施例,但是本领域的技术人员应当理解,在不脱离本发明精神的情况下,可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的,不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。