專利名稱：智能交通系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交通系統(tǒng)，尤其涉及一種可實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)駕駛的智能交通系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的交通系統(tǒng)是駕駛員在道路上自主駕駛車輛。工業(yè)化國(guó)家大都經(jīng)歷了經(jīng)濟(jì)的 發(fā)展促進(jìn)了汽車的發(fā)展，而汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展又刺激了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程，從而讓這些國(guó)家盡 早實(shí)現(xiàn)了汽車化的時(shí)代。隨著車輛數(shù)量的急劇膨脹導(dǎo)致公路資源越來(lái)越緊張。尤其對(duì)一 些大城市，車輛數(shù)量過(guò)多以及不少駕駛員的行車能力或行車素質(zhì)的欠缺會(huì)經(jīng)常引發(fā)道路擁 堵。道路擁堵是對(duì)整個(gè)社會(huì)資源的浪費(fèi)。而且由于駕駛不當(dāng)，容易引發(fā)交通事故，對(duì)社會(huì)財(cái) 產(chǎn)和人生安全造成了相當(dāng)?shù)耐{。交通堵塞造成的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的，就連道路設(shè)施十分 發(fā)達(dá)的美國(guó)、日本也不得不從以往只靠供給來(lái)滿足需求的思維模式轉(zhuǎn)向采取供、需兩方面 共同管理的技術(shù)和方法來(lái)改善日益尖銳的交通問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題，提供了一種智能交通系統(tǒng)，減少道路堵塞、環(huán)境 污染、事故率和減輕駕駛者負(fù)擔(dān)，達(dá)到了保障安全、提高效率、改善環(huán)境和節(jié)約能源的目的。本發(fā)明的技術(shù)方案為本發(fā)明揭示了一種智能交通系統(tǒng)，包括導(dǎo)入車道和全封閉 車道構(gòu)成的道路系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及自動(dòng)行駛車輛，其中導(dǎo)入車道連接全封閉車道，自動(dòng)行駛車輛通過(guò)導(dǎo)入車道進(jìn)入全封閉車道，在導(dǎo)入 車道進(jìn)入全封閉車道之前設(shè)置信息采集站，用于采集自動(dòng)行駛車輛的車輛信息以及行駛信 息，其中車輛信息包括車輛識(shí)別碼，行駛信息包括出發(fā)地和目的地的信息；通信系統(tǒng)用于建立智能交通系統(tǒng)中各個(gè)模塊之間的通信連接；定位系統(tǒng)，測(cè)量自動(dòng)行駛車輛在道路系統(tǒng)中的位置和速度；控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括流量統(tǒng)計(jì)模塊、路線規(guī)劃模塊、行駛方向控制模塊、車速控制 模塊，流量統(tǒng)計(jì)模塊和定位系統(tǒng)建立通信連接，根據(jù)定位系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果得到道路系統(tǒng)中 每一車道上的車輛流量，路線規(guī)劃模塊與信息采集站和流量統(tǒng)計(jì)模塊建立通信連接，根據(jù) 采集到的包括出發(fā)地和目的地的行駛信息以及道路系統(tǒng)中每一車道的車輛流量規(guī)劃行駛 路線，行駛方向控制模塊與路線規(guī)劃模塊和定位系統(tǒng)建立通信連接，根據(jù)規(guī)劃好的行駛路 線以及自動(dòng)行駛車輛在道路系統(tǒng)中的當(dāng)前位置確定并控制自動(dòng)行駛車輛的行駛方向，車速 控制模塊與流量統(tǒng)計(jì)模塊、信息采集站建立通信連接，根據(jù)自動(dòng)行駛車輛所在的當(dāng)前車道 上的車輛流量、自動(dòng)行駛車輛的性能、當(dāng)前車道上的車速限制、當(dāng)前車道的路況以及天氣確 定并控制自動(dòng)行駛車輛的車速；自動(dòng)行駛車輛，內(nèi)設(shè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，與控制系統(tǒng)建立通信連接，接收來(lái)自控制系統(tǒng) 關(guān)于行駛方向和車速的控制信息并據(jù)此自動(dòng)行車。根據(jù)本發(fā)明的智能交通系統(tǒng)的一實(shí)施例，通信系統(tǒng)包括3G或4G通信系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的智能交通系統(tǒng)的一實(shí)施例，該定位系統(tǒng)包括GPS定位系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的智能交通系統(tǒng)的一實(shí)施例，自動(dòng)行駛車輛上還設(shè)置路線手動(dòng)設(shè)置模塊，一方面手動(dòng)設(shè)置行車路線并將該路線上傳至控制系統(tǒng)，或者另一方面更改目的地信息 并上傳至控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)根據(jù)自動(dòng)行駛車輛當(dāng)前位置以及更改后的目的地重新規(guī)劃 行車路線。根據(jù)本發(fā)明的智能交通系統(tǒng)的一實(shí)施例，在道路系統(tǒng)中還設(shè)有半封閉車道，在半 封閉車道和外部車道的交錯(cuò)點(diǎn)設(shè)置智能信號(hào)燈，智能信號(hào)燈與流量統(tǒng)計(jì)模塊建立通信連 接，根據(jù)交錯(cuò)點(diǎn)上的各個(gè)車道的流量調(diào)節(jié)智能信號(hào)燈的信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的智能交通系統(tǒng)的一實(shí)施例，自動(dòng)行車車輛上還設(shè)置切換模塊和自主 駕駛系統(tǒng)，在車輛的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和自主駕駛系統(tǒng)之間切換。根據(jù)本發(fā)明的智能交通系統(tǒng)的一實(shí)施例，在道路系統(tǒng)中還設(shè)置多個(gè)服務(wù)站點(diǎn)，月艮 務(wù)站點(diǎn)提供自動(dòng)行駛車輛的能量補(bǔ)充以及將出現(xiàn)問(wèn)題的自動(dòng)行駛車輛從全封閉車道上做 退出處理。根據(jù)本發(fā)明的智能交通系統(tǒng)的一實(shí)施例，在道路系統(tǒng)的每一車道上間隔一定距離 設(shè)置路段感應(yīng)標(biāo)識(shí)，在每一自動(dòng)行駛車輛上安裝感應(yīng)設(shè)備，感應(yīng)設(shè)備感應(yīng)車道上的路段感 應(yīng)標(biāo)識(shí)以獲取當(dāng)前路段的信息以及車輛與車道兩側(cè)之間的距離，感應(yīng)設(shè)備還感應(yīng)周邊車輛 的信息以獲取與周邊車輛的距離。根據(jù)本發(fā)明的智能交通系統(tǒng)的一實(shí)施例，通信系統(tǒng)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)用作通信和/或定 位。根據(jù)本發(fā)明的智能交通系統(tǒng)的一實(shí)施例，車輛的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)運(yùn)行后，控制系統(tǒng) 基于物聯(lián)網(wǎng)定義車輛行駛速度等級(jí)，且車輛根據(jù)道路沿線的物聯(lián)網(wǎng)、周圍車輛的等級(jí)自動(dòng) 選擇車道和速度，以減少車輛換道的自動(dòng)操作。根據(jù)本發(fā)明的智能交通系統(tǒng)的一實(shí)施例，該系統(tǒng)還包括強(qiáng)制廣播系統(tǒng)，自動(dòng)行駛 車輛通過(guò)固定的無(wú)線頻率、或移動(dòng)通信信道接收強(qiáng)制廣播系統(tǒng)發(fā)出的廣播信息。根據(jù)本發(fā)明的智能交通系統(tǒng)的一實(shí)施例，在自動(dòng)行駛車輛上安裝自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)， 遇到故障跡象時(shí)自動(dòng)向系統(tǒng)申報(bào)，或者自動(dòng)采取故障模式，向外道過(guò)渡，尋找最近的服務(wù) 站，或者停車在路肩上等待救援。本發(fā)明對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果本發(fā)明采用由導(dǎo)入車道和全封閉車道構(gòu) 成的道路系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)、3G或4G的通信系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及自動(dòng)行駛車輛所構(gòu)成的智 能交通系統(tǒng)，駕駛員在進(jìn)入這種智能交通系統(tǒng)之后可放棄自主駕駛，改由系統(tǒng)控制的自動(dòng) 駕駛行至目的地。本發(fā)明的智能交通系統(tǒng)應(yīng)用了先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、全球 定位技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、電子控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，這事一種集信息化、智 能化、社會(huì)化的新型運(yùn)輸系統(tǒng)，使交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)揮最大效能。


圖1是本發(fā)明的智能交通系統(tǒng)的第一實(shí)施例的原理圖。圖2是本發(fā)明的自動(dòng)行駛車輛的第一實(shí)施例的原理圖。圖3是本發(fā)明的智能交通系統(tǒng)的第二實(shí)施例的原理圖。圖4是本發(fā)明的自動(dòng)行駛車輛的第二實(shí)施例的原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。智能交通系統(tǒng)的第一實(shí)施例圖1示出了本發(fā)明的智能交通系統(tǒng)的第一實(shí)施例。請(qǐng)參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的智能交通系統(tǒng)包括由全封閉車道10和導(dǎo)入車道11構(gòu)成的道路系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)13 (也可以是 將來(lái)更先進(jìn)的定位系統(tǒng))、控制系統(tǒng)14、自動(dòng)行駛車輛15以及通信系統(tǒng)16。其中圖2示出 了自動(dòng)行駛車輛15的第一實(shí)施例的原理。以下是結(jié)合圖1和圖2對(duì)本實(shí)施例的智能交通 系統(tǒng)的運(yùn)行原理的描述。全封閉車道10通過(guò)導(dǎo)入車道11和外界的傳統(tǒng)車道連接。導(dǎo)入車道11類似于傳 統(tǒng)高速公路中由普通公路進(jìn)入全封閉高速公路的匝道。導(dǎo)入車道11通常設(shè)置在傳統(tǒng)道路 需要接入全封閉車道10的地點(diǎn)。在導(dǎo)入車道11進(jìn)入全封閉車道10之前設(shè)置信息采集站 12。信息采集站12可采集自動(dòng)行駛車輛的車輛信息和行駛信息，車輛信息包括具有唯一性 的車輛識(shí)別碼。車輛識(shí)別碼主要記錄了車輛品牌、型號(hào)、出廠日期等與車輛本身屬性有關(guān)的 信息。行駛信息包括出發(fā)地和目的地的信息。當(dāng)然，信息采集站12還可以采集駕駛員的相 關(guān)信息，系統(tǒng)為每個(gè)駕駛員分配一個(gè)駕駛員ID號(hào)，通過(guò)讀取這一駕駛員ID號(hào)來(lái)獲取駕駛員 相關(guān)信息。此外，信息采集站12還負(fù)責(zé)車輛檢測(cè)的工作，具體地說(shuō)，信息采集站會(huì)判別車輛 中是否裝載了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)150以及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)150是否工作正常。在判斷出一切正常 的情況下才讓車輛進(jìn)入全封閉車道10并觸發(fā)自動(dòng)行駛車輛15開(kāi)啟自動(dòng)駕駛系統(tǒng)150。駕駛員駕駛本系統(tǒng)中的自動(dòng)行駛車輛15從傳統(tǒng)道路進(jìn)入導(dǎo)入車道11，在信息采 集站12上傳車輛相關(guān)信息以及行駛信息至系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)14通過(guò)通信系統(tǒng)16(例如3G 通信系統(tǒng)或者4G通信系統(tǒng)或者更高級(jí)的通信系統(tǒng))與信息采集站12建立通信連接，從信 息采集站12獲取包括出發(fā)地和目的地的行駛信息。GPS定位系統(tǒng)13用于測(cè)量自動(dòng)行駛車 輛15在整個(gè)道路系統(tǒng)(包括全封閉車道10和導(dǎo)入車道11)中的位置和速度。流量統(tǒng)計(jì) 模塊140從GPS定位系統(tǒng)13中獲取了 GPS定位系統(tǒng)13的測(cè)量結(jié)果，根據(jù)GPS定位系統(tǒng)的 測(cè)量結(jié)果容易計(jì)算出道路系統(tǒng)中每一車道上的車輛流量。當(dāng)然，流量統(tǒng)計(jì)模塊140除了從 GPS定位的結(jié)果得到車輛流量之外，還可以通過(guò)在道路上每隔一定距離安裝攝像頭，根據(jù)攝 像頭采集到的單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的車輛數(shù)量來(lái)估算道路上的車輛流量。路線規(guī)劃模塊141除了從信息采集站12處獲知出發(fā)地和目的地信息外，還從流量 統(tǒng)計(jì)模塊140獲知了每條車道上的車輛流量。路線規(guī)劃模塊141根據(jù)出發(fā)地和目的地以及 每條車道上的車輛流量規(guī)劃出合理的行駛路線，規(guī)劃算法可以現(xiàn)有技術(shù)中的任一種有關(guān)車 輛流量的路徑規(guī)劃的優(yōu)化算法。行駛方向控制模塊142接收來(lái)自路線規(guī)劃模塊141的行駛路線以及來(lái)自GPS定位 系統(tǒng)13的自動(dòng)行駛車輛15在道路系統(tǒng)中的當(dāng)前位置，以此確定車輛的行駛方向，并將有關(guān) 行駛方向的控制信息下發(fā)到對(duì)應(yīng)的自動(dòng)行駛車輛15上。自動(dòng)行駛車輛15中的自動(dòng)駕駛系 統(tǒng)150接收來(lái)自控制系統(tǒng)14的行駛方向的控制指令，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)150中包括一個(gè)控制器 連接到方向盤，控制器接收到行駛方向的控制指令后根據(jù)這一指令轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，從而實(shí)現(xiàn) 車輛行駛方向的自動(dòng)控制。車速控制模塊143從流量統(tǒng)計(jì)模塊140處獲取車輛所在的當(dāng)前車道上的車輛流量，并從信息采集站12獲取自動(dòng)行駛車輛的車輛性能，再結(jié)合當(dāng)前車道上的車速限制(如 果有的話，可以是上限、下限或者上限和下限)、當(dāng)前車道的路況(如道路平整、道路坑坑洼 洼等)以及天氣狀況(例如下雨、大霧、晴好等)來(lái)確定車輛的當(dāng)前車速。車速控制模塊143將確定好的車速以指令方式發(fā)送給自動(dòng)行駛車輛15的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)150。自動(dòng)駕駛系統(tǒng) 150中設(shè)有一個(gè)車速控制器，連接到油門踏板和剎車踏板，車速控制器接收到車速控制指令 后根據(jù)指令控制油門踏板或是剎車踏板的開(kāi)合度，從而實(shí)現(xiàn)車輛速度的自動(dòng)控制。在控制系統(tǒng)14和信息采集站12之間、控制系統(tǒng)14和自動(dòng)行駛車輛15之間都通 過(guò)3G或4G或更高級(jí)的通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。在自動(dòng)行駛車輛15的內(nèi)部，當(dāng)然還設(shè)有GPS終端模塊(如GPS接收機(jī))、通信終端模塊(如GSM手機(jī))。通信系統(tǒng)16可以和未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，既可以用于通信也可以用于定位?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)，在車輛15進(jìn)入自動(dòng)駕駛狀態(tài)后，控制系統(tǒng)14定義車輛行駛速度等級(jí)，而且車輛 15根據(jù)道路沿線的物聯(lián)網(wǎng)、周圍車輛的等級(jí)自動(dòng)選擇車道和速度，從而減少車輛換道的自 動(dòng)操作，這樣可以減少車輛15在自動(dòng)行駛中對(duì)控制系統(tǒng)14的依賴。在自動(dòng)行駛車輛15上安裝一個(gè)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，當(dāng)遇到故障跡象時(shí)自動(dòng)向智能交通系統(tǒng)的控制系統(tǒng)14申報(bào)，或者自動(dòng)采取故障模式，亦即向外道過(guò)渡并尋找最近的服務(wù) 站，或者停車在路肩上等待救援。智能交通系統(tǒng)還可以設(shè)置一個(gè)強(qiáng)制廣播系統(tǒng)，自動(dòng)行駛車輛15通過(guò)固定的無(wú)線頻率、或移動(dòng)通信信道接收強(qiáng)制廣播系統(tǒng)發(fā)出的廣播信息。當(dāng)自動(dòng)行駛車輛15處于自動(dòng)駕 駛狀態(tài)時(shí)，強(qiáng)制廣播系統(tǒng)就處于常開(kāi)狀態(tài)，便于通知特殊情況的發(fā)生。智能交通系統(tǒng)的第二實(shí)施例圖3示出了本發(fā)明的智能交通系統(tǒng)的第二實(shí)施例。請(qǐng)參見(jiàn)圖3，本實(shí)施例的智能交 通系統(tǒng)包括由全封閉車道30、導(dǎo)入車道31、半封閉車道37構(gòu)成的道路系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng) 33 (或者更高級(jí)的定位系統(tǒng))、控制系統(tǒng)34、自動(dòng)行駛車輛35、通信系統(tǒng)36、智能信號(hào)燈38。 其中圖4示出了自動(dòng)行駛車輛35的第二實(shí)施例的原理。以下是結(jié)合圖3和圖4對(duì)本實(shí)施 例的智能交通系統(tǒng)的運(yùn)行原理的描述。全封閉車道30通過(guò)導(dǎo)入車道31和外界的傳統(tǒng)車道連接，除此之外在道路系統(tǒng)中 還包括一種半封閉車道37。導(dǎo)入車道11類似于傳統(tǒng)高速公路中由普通公路進(jìn)入全封閉高 速公路的匝道。導(dǎo)入車道11通常設(shè)置在傳統(tǒng)道路需要接入全封閉車道10的地點(diǎn)。在導(dǎo)入 車道11進(jìn)入全封閉車道10之前設(shè)置信息采集站12。信息采集站12可采集自動(dòng)行駛車輛 的車輛信息和行駛信息，車輛信息包括具有唯一性的車輛識(shí)別碼。車輛識(shí)別碼主要記錄了 車輛品牌、型號(hào)、出廠日期等與車輛本身屬性有關(guān)的信息。行駛信息包括出發(fā)地和目的地的 信息。當(dāng)然，信息采集站12還可以采集駕駛員的相關(guān)信息，系統(tǒng)為每個(gè)駕駛員分配一個(gè)駕 駛員ID號(hào)，通過(guò)讀取這一駕駛員ID號(hào)來(lái)獲取駕駛員相關(guān)信息。半封閉車道37和傳統(tǒng)車道是有交錯(cuò)點(diǎn)的，因此需要在交錯(cuò)點(diǎn)處安裝智能信號(hào)燈 38。這種智能信號(hào)燈38不同于普通的固定時(shí)間間隔變換信號(hào)的交通信號(hào)燈，它和流量統(tǒng)計(jì) 模塊340建立通信連接，根據(jù)交錯(cuò)點(diǎn)上各個(gè)車道的車輛流量調(diào)節(jié)智能信號(hào)燈的信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)半封閉車道37上車輛流量遠(yuǎn)大于交錯(cuò)點(diǎn)處的傳統(tǒng)車道時(shí)，讓半封閉車道37上的智 能信號(hào)燈38的通行綠燈的時(shí)間變長(zhǎng)，相反，當(dāng)交錯(cuò)點(diǎn)處的傳統(tǒng)車道的車輛流量遠(yuǎn)大于半封閉車道37時(shí)，讓半封閉車道37上的智能信號(hào)燈38的紅燈的時(shí)間變長(zhǎng)。此外，信息采集站32還負(fù)責(zé)車輛檢測(cè)的工作，具體地說(shuō)，信息采集站32會(huì)判別車輛中是否裝載了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)153以及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)153是否工作正常。在判斷出一切正 常的情況下才讓車輛進(jìn)入全封閉車道30并觸發(fā)自動(dòng)行駛車輛35開(kāi)啟自動(dòng)駕駛系統(tǒng)153。駕駛員駕駛本系統(tǒng)中的自動(dòng)行駛車輛35從傳統(tǒng)道路進(jìn)入導(dǎo)入車道31，在信息采 集站32上傳車輛相關(guān)信息以及行駛信息至系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)34通過(guò)通信系統(tǒng)36 (例如3G通 信系統(tǒng)或者4G通信系統(tǒng)或更高級(jí)的通信系統(tǒng))與信息采集站32建立通信連接，從信息采 集站32獲取包括出發(fā)地和目的地的行駛信息。GPS定位系統(tǒng)33用于測(cè)量自動(dòng)行駛車輛35 在整個(gè)道路系統(tǒng)(包括全封閉車道30、半封閉車道37、導(dǎo)入車道31)中的位置和速度。流量 統(tǒng)計(jì)模塊340從GPS定位系統(tǒng)33中獲取了 GPS定位系統(tǒng)33的測(cè)量結(jié)果，根據(jù)GPS定位系 統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果容易計(jì)算出道路系統(tǒng)中每一車道上的車輛流量。當(dāng)然，流量統(tǒng)計(jì)模塊340除 了從GPS定位的結(jié)果得到車輛流量之外，還可以通過(guò)在道路上每隔一定距離安裝攝像頭， 根據(jù)攝像頭采集到的單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的車輛數(shù)量來(lái)估算道路上的車輛流量。路線規(guī)劃模塊341除了從信息采集站32處獲知出發(fā)地和目的地信息外，還從流量 統(tǒng)計(jì)模塊340獲知了每條車道上的車輛流量。路線規(guī)劃模塊341根據(jù)出發(fā)地和目的地以及 每條車道上的車輛流量規(guī)劃出合理的行駛路線，規(guī)劃算法可以現(xiàn)有技術(shù)中的任一種有關(guān)車 輛流量的路徑規(guī)劃的優(yōu)化算法。行駛方向控制模塊342接收來(lái)自路線規(guī)劃模塊341的行駛路線以及來(lái)自GPS定位 系統(tǒng)33的自動(dòng)行駛車輛35在道路系統(tǒng)中的當(dāng)前位置，以此確定車輛的行駛方向，并將有關(guān) 行駛方向的控制信息下發(fā)到對(duì)應(yīng)的自動(dòng)行駛車輛35上。自動(dòng)行駛車輛35中的自動(dòng)駕駛系 統(tǒng)153接收來(lái)自控制系統(tǒng)34的行駛方向的控制指令，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)153中包括一個(gè)控制器 連接到方向盤，控制器接收到行駛方向的控制指令后根據(jù)這一指令轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，從而實(shí)現(xiàn) 車輛行駛方向的自動(dòng)控制。車速控制模塊343從流量統(tǒng)計(jì)模塊340處獲取車輛所在的當(dāng)前車道上的車輛流 量，并從信息采集站32獲取自動(dòng)行駛車輛的車輛性能，再結(jié)合當(dāng)前車道上的車速限制(如 果有的話，可以是上限、下限或者上限和下限)、當(dāng)前車道的路況(如道路平整、道路坑坑洼 洼等)以及天氣狀況(例如下雨、大霧、晴好等)來(lái)確定車輛的當(dāng)前車速。車速控制模塊343 將確定好的車速以指令方式發(fā)送給自動(dòng)行駛車輛35的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)153。自動(dòng)駕駛系統(tǒng) 153中設(shè)有一個(gè)車速控制器，連接到油門踏板和剎車踏板，車速控制器接收到車速控制指令 后根據(jù)指令控制油門踏板或是剎車踏板的開(kāi)合度，從而實(shí)現(xiàn)車輛速度的自動(dòng)控制。在控制系統(tǒng)34和信息采集站32之間、控制系統(tǒng)34和自動(dòng)行駛車輛35之間、智能 信號(hào)燈38和控制系統(tǒng)34之間都通過(guò)3G或4G的通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。請(qǐng)進(jìn)一步參見(jiàn)圖4，有時(shí)候，駕駛員對(duì)系統(tǒng)規(guī)劃的行駛路線不滿意或者臨時(shí)改變目 的地，需要在自動(dòng)行駛車輛35中設(shè)置路線手動(dòng)設(shè)置模塊151。路線手動(dòng)設(shè)置模塊151設(shè)置 行車路線，并將行車路線上傳至控制系統(tǒng)34?？刂葡到y(tǒng)34接收到用戶自行更新后的行車路 線后，再由其中的行駛方向控制模塊342和車速控制模塊343根據(jù)更新后的行車路線確定 行駛方向和車速，傳送指令至對(duì)應(yīng)的自動(dòng)行駛車輛35，自動(dòng)行駛車輛35中的自動(dòng)駕駛系統(tǒng) 153根據(jù)指令控制方向盤、油門踏板和剎車踏板。自動(dòng)行駛車輛35可以是新能源車輛(例如利用太陽(yáng)能或電能)，也可以是傳統(tǒng)使用汽油或柴油的車輛。在道路系統(tǒng)中還設(shè)置了很多服務(wù)站點(diǎn)，這些服務(wù)站點(diǎn)的功能除了為 自動(dòng)行駛車輛提供能量補(bǔ)充之外，還可以為出現(xiàn)問(wèn)題的自動(dòng)行駛車輛從全封閉車道30中退出。此外，考慮到自動(dòng)行駛車輛35的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)153可能會(huì)出現(xiàn)故障(例如無(wú)法接 收控制系統(tǒng)的信號(hào))，提供了兩種解決方案。第一種是在自動(dòng)行駛車輛35內(nèi)部設(shè)置切換模 塊155和自主駕駛系統(tǒng)157。切換模塊155連接自主駕駛系統(tǒng)157和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)153。 當(dāng)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)153出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可通過(guò)切換模塊155切換到自主駕駛系統(tǒng)157，由駕駛員 進(jìn)行自主操控。第二種解決方法是在道路系統(tǒng)的每一條車道上間隔一定距離設(shè)置路段感應(yīng) 標(biāo)識(shí)(例如磁鐵傳感器，預(yù)埋在路面下方)，在每一輛自動(dòng)行駛車輛35上安裝了感應(yīng)設(shè)備 159。感應(yīng)設(shè)備159可以感應(yīng)車道上的路段感應(yīng)標(biāo)識(shí)，獲取當(dāng)前路段的信息(例如路段名稱、 路段流量等)以及車輛與車道兩側(cè)相隔的距離，同時(shí)感應(yīng)出周邊車輛(前車、后車、旁車) 的信息以獲取與周邊車輛相隔的距離。當(dāng)前車輛根據(jù)感應(yīng)出的距離信息進(jìn)行速度和方向上 的控制，避免碰撞的發(fā)生。除此之外，還可以在車輛上安裝雷達(dá)裝置以替代車輛上的感應(yīng)設(shè) 備，通過(guò)雷達(dá)裝置拉檢測(cè)車輛的車速和安全距離。在自動(dòng)行駛車輛35的內(nèi)部，當(dāng)然還設(shè)有GPS終端模塊(如GPS接收機(jī))、通信終端 模塊(如GSM手機(jī))。通信系統(tǒng)36可以和未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，既可以用于通信也可以用于定位?；谖?聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在車輛35進(jìn)入自動(dòng)駕駛狀態(tài)后，控制系統(tǒng)34定義車輛行駛速度等級(jí)，而且車輛 35根據(jù)道路沿線的物聯(lián)網(wǎng)、周圍車輛的等級(jí)自動(dòng)選擇車道和速度，從而減少車輛換道的自 動(dòng)操作，這樣可以減少車輛35在自動(dòng)行駛中對(duì)控制系統(tǒng)34的依賴。在自動(dòng)行駛車輛35上安裝一個(gè)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，當(dāng)遇到故障跡象時(shí)自動(dòng)向智能交 通系統(tǒng)的控制系統(tǒng)34申報(bào)，或者自動(dòng)采取故障模式，亦即向外道過(guò)渡并尋找最近的服務(wù) 站，或者停車在路肩上等待救援。智能交通系統(tǒng)還可以設(shè)置一個(gè)強(qiáng)制廣播系統(tǒng)，自動(dòng)行駛車輛35通過(guò)固定的無(wú)線 頻率、或移動(dòng)通信信道接收強(qiáng)制廣播系統(tǒng)發(fā)出的廣播信息。當(dāng)自動(dòng)行駛車輛35處于自動(dòng)駕 駛狀態(tài)時(shí)，強(qiáng)制廣播系統(tǒng)就處于常開(kāi)狀態(tài)，便于通知特殊情況的發(fā)生。上述實(shí)施例是提供給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)實(shí)現(xiàn)或使用本發(fā)明的，本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對(duì)上述實(shí)施例做出種種修改或變化，因而 本發(fā)明的保護(hù)范圍并不被上述實(shí)施例所限，而應(yīng)該是符合權(quán)利要求書(shū)提到的創(chuàng)新性特征的 最大范圍。
權(quán)利要求
一種智能交通系統(tǒng)，包括導(dǎo)入車道和全封閉車道構(gòu)成的道路系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及自動(dòng)行駛車輛，其中導(dǎo)入車道連接全封閉車道，自動(dòng)行駛車輛通過(guò)導(dǎo)入車道進(jìn)入全封閉車道，在導(dǎo)入車道進(jìn)入全封閉車道之前設(shè)置信息采集站，用于采集自動(dòng)行駛車輛的車輛信息以及行駛信息，其中車輛信息包括車輛識(shí)別碼，行駛信息包括出發(fā)地和目的地的信息；通信系統(tǒng)用于建立智能交通系統(tǒng)中各個(gè)模塊之間的通信連接；定位系統(tǒng)，測(cè)量自動(dòng)行駛車輛在道路系統(tǒng)中的位置和速度；控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括流量統(tǒng)計(jì)模塊、路線規(guī)劃模塊、行駛方向控制模塊、車速控制模塊，流量統(tǒng)計(jì)模塊和定位系統(tǒng)建立通信連接，根據(jù)定位系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果得到道路系統(tǒng)中每一車道上的車輛流量，路線規(guī)劃模塊與信息采集站和流量統(tǒng)計(jì)模塊建立通信連接，根據(jù)采集到的包括出發(fā)地和目的地的行駛信息以及道路系統(tǒng)中每一車道的車輛流量規(guī)劃行駛路線，行駛方向控制模塊與路線規(guī)劃模塊和定位系統(tǒng)建立通信連接，根據(jù)規(guī)劃好的行駛路線以及自動(dòng)行駛車輛在道路系統(tǒng)中的當(dāng)前位置確定并控制自動(dòng)行駛車輛的行駛方向，車速控制模塊與流量統(tǒng)計(jì)模塊、信息采集站建立通信連接，根據(jù)自動(dòng)行駛車輛所在的當(dāng)前車道上的車輛流量、自動(dòng)行駛車輛的性能、當(dāng)前車道上的車速限制、當(dāng)前車道的路況以及天氣確定并控制自動(dòng)行駛車輛的車速；自動(dòng)行駛車輛，內(nèi)設(shè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，與控制系統(tǒng)建立通信連接，接收來(lái)自控制系統(tǒng)關(guān)于行駛方向和車速的控制信息并據(jù)此自動(dòng)行車。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通系統(tǒng)，其特征在于，通信系統(tǒng)包括3G或4G通信系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通系統(tǒng)，其特征在于，該定位系統(tǒng)包括GPS定位系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通系統(tǒng)，其特征在于，自動(dòng)行駛車輛上還設(shè)置路線手 動(dòng)設(shè)置模塊，一方面手動(dòng)設(shè)置行車路線并將該路線上傳至控制系統(tǒng)，或者另一方面更改目 的地信息并上傳至控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)根據(jù)自動(dòng)行駛車輛當(dāng)前位置以及更改后的目的地 重新規(guī)劃行車路線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通系統(tǒng)，其特征在于，在道路系統(tǒng)中還設(shè)有半封閉車 道，在半封閉車道和外部車道的交錯(cuò)點(diǎn)設(shè)置智能信號(hào)燈，智能信號(hào)燈與流量統(tǒng)計(jì)模塊建立 通信連接，根據(jù)交錯(cuò)點(diǎn)上的各個(gè)車道的流量調(diào)節(jié)智能信號(hào)燈的信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通系統(tǒng)，其特征在于，自動(dòng)行車車輛上還設(shè)置切換模 塊和自主駕駛系統(tǒng)，在車輛的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和自主駕駛系統(tǒng)之間切換。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通系統(tǒng)，其特征在于，在道路系統(tǒng)中還設(shè)置多個(gè)服務(wù) 站點(diǎn)，服務(wù)站點(diǎn)提供自動(dòng)行駛車輛的能量補(bǔ)充以及將出現(xiàn)問(wèn)題的自動(dòng)行駛車輛從全封閉車 道上做退出處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通系統(tǒng)，其特征在于，在道路系統(tǒng)的每一車道上間隔 一定距離設(shè)置路段感應(yīng)標(biāo)識(shí)，在每一自動(dòng)行駛車輛上安裝感應(yīng)設(shè)備，感應(yīng)設(shè)備感應(yīng)車道上 的路段感應(yīng)標(biāo)識(shí)以獲取當(dāng)前路段的信息以及車輛與車道兩側(cè)之間的距離，感應(yīng)設(shè)備還感應(yīng) 周邊車輛的信息以獲取與周邊車輛的距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能交通系統(tǒng)，其特征在于，通信系統(tǒng)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)用作通信 和/或定位。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通系統(tǒng)，其特征在于，車輛的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)運(yùn)行后， 控制系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)定義車輛行駛速度等級(jí)，且車輛根據(jù)道路沿線的物聯(lián)網(wǎng)、周圍車輛的 等級(jí)自動(dòng)選擇車道和速度，以減少車輛換道的自動(dòng)操作。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括強(qiáng)制廣播系統(tǒng)， 自動(dòng)行駛車輛通過(guò)固定的無(wú)線頻率、或移動(dòng)通信信道接收強(qiáng)制廣播系統(tǒng)發(fā)出的廣播信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通系統(tǒng)，其特征在于，在自動(dòng)行駛車輛上安裝自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，遇到故障跡象時(shí)自動(dòng)向系統(tǒng)申報(bào)，或者自動(dòng)采取故障模式，向外道過(guò)渡，尋找最近 的服務(wù)站，或者停車在路肩上等待救援。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了智能交通系統(tǒng)，減少道路堵塞、環(huán)境污染、事故率和減輕駕駛者負(fù)擔(dān)，達(dá)到了保障安全、提高效率、改善環(huán)境和節(jié)約能源的目的。其技術(shù)方案為本發(fā)明采用由導(dǎo)入車道和全封閉車道構(gòu)成的道路系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)、3G或4G的通信系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及自動(dòng)行駛車輛所構(gòu)成的智能交通系統(tǒng)，駕駛員在進(jìn)入這種智能交通系統(tǒng)之后可放棄自主駕駛，改由系統(tǒng)控制的自動(dòng)駕駛行至目的地。本發(fā)明的智能交通系統(tǒng)應(yīng)用了先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、全球定位技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、電子控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，這事一種集信息化、智能化、社會(huì)化的新型運(yùn)輸系統(tǒng)，使交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)揮最大效能。
文檔編號(hào)G08G1/01GK101799977SQ20091024794
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者姜旭平, 馬正方 申請(qǐng)人:馬正方;姜旭平