一種基于車路協(xié)同技術(shù)的車載虛擬道路狀態(tài)顯示系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于智能交通領(lǐng)域，具體涉及一種基于車路協(xié)同技術(shù)的車載虛擬道路狀態(tài)顯示系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]車載虛擬顯示系統(tǒng)是智能交通領(lǐng)域的重點(diǎn)研究內(nèi)容，車路協(xié)同技術(shù)是實(shí)現(xiàn)車載虛擬顯示系統(tǒng)的基礎(chǔ)。車路協(xié)同技術(shù)是基于車車通信與車路通信技術(shù)的智能交通技術(shù)。車輛、路側(cè)系統(tǒng)和交通信息管理中心之間能實(shí)時地交換車輛與道路狀況的信息。因此，如何將接收的車輛和路況信息在車輛、路側(cè)系統(tǒng)和交通管理系統(tǒng)之間快速、準(zhǔn)確的傳送和處理并虛擬顯示在車載顯示器上是目前主要的難題。為使駕駛員及時迅速地了解周圍車輛和前方路況的全局或局部道路信息，急需一種車路協(xié)同技術(shù)的道路信息車載虛擬顯示系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了使駕駛員更加快速、準(zhǔn)確地獲取周圍車輛和前方道路的信息狀況，提供一種基于車路協(xié)同技術(shù)的車載虛擬道路狀態(tài)顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以根據(jù)當(dāng)前道路上車輛的行駛狀況和路面狀況的變化進(jìn)行實(shí)時模擬仿真，以達(dá)到駕駛員清楚了解周圍車輛和前方道路狀況的準(zhǔn)確信息，并針對緊急狀況給予駕駛員相應(yīng)的提醒和警告，從而使駕駛員行駛時更加安全。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]—種基于車路協(xié)同技術(shù)的車載虛擬道路狀態(tài)顯示系統(tǒng)，包括信息交互系統(tǒng)和車載虛擬顯示系統(tǒng)；
[0006]所述信息交互系統(tǒng)獲取目標(biāo)車輛自身信息、當(dāng)前道路區(qū)域內(nèi)的其他車輛信息和路況信息，并將獲得的綜合信息發(fā)送至車載虛擬顯示系統(tǒng)；
[0007]所述車載虛擬顯示系統(tǒng)由信息獲取系統(tǒng)和仿真系統(tǒng)組成:所述信息獲取系統(tǒng)接收所述信息交互系統(tǒng)獲取的目標(biāo)車輛自身信息、當(dāng)前道路區(qū)域內(nèi)的其他車輛信息和路況信息的綜合信息，并將綜合信息作為車路協(xié)同數(shù)據(jù)發(fā)送至仿真系統(tǒng);所述仿真系統(tǒng)將接收的車路協(xié)同數(shù)據(jù)進(jìn)行處理整合，通過虛擬畫面實(shí)時顯示當(dāng)前路段車輛、路況和當(dāng)前道路區(qū)域內(nèi)各個路段的車流信息，并針對各種緊急狀況給予駕駛員相應(yīng)的警告和提醒；
[0008]所述仿真系統(tǒng)包括信息交互模塊、車路協(xié)同數(shù)據(jù)處理模塊、仿真控制模塊、模型建立和顯示模塊、模型動態(tài)參數(shù)顯示模塊、視角動態(tài)切換模塊;所述信息交互模塊負(fù)責(zé)信息獲取系統(tǒng)與仿真系統(tǒng)之間的信息交互，每隔特定時間接收信息獲取系統(tǒng)更新后的車路協(xié)同數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對信息處理裝置的信息傳輸和共享;所述車路協(xié)同數(shù)據(jù)處理模塊作為仿真數(shù)據(jù)適配器，將接收到的車路協(xié)同數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成模型建立和顯示模塊能識別的數(shù)據(jù);所述仿真控制模塊對仿真系統(tǒng)進(jìn)行總體仿真控制，管理仿真的推進(jìn)時間，控制仿真的運(yùn)行、暫停、繼續(xù)、停止和退出；所述模型建立和顯示模塊根據(jù)車路協(xié)同數(shù)據(jù)處理模塊處理后的數(shù)據(jù)生成相應(yīng)的可視化的場景和模型，并實(shí)現(xiàn)仿真畫面的顯示;所述模型動態(tài)參數(shù)顯示模塊根據(jù)車路協(xié)同數(shù)據(jù)處理模塊更新的數(shù)據(jù)生成模型動態(tài)狀態(tài)參數(shù)，并在仿真過程中將相應(yīng)的模型動態(tài)狀態(tài)參數(shù)顯示在仿真畫面的模型上;所述視角動態(tài)切換模塊用于進(jìn)行仿真視角的切換。
[0009]本發(fā)明所述的一種車路協(xié)同技術(shù)的道路信息車載虛擬顯示系統(tǒng)，所述信息交互系統(tǒng)由車載系統(tǒng)、路側(cè)系統(tǒng)和交通信息管理中心系統(tǒng)組成；當(dāng)前路段內(nèi)的各車輛的車載系統(tǒng)間采用無線通信連接，獲取目標(biāo)車輛周圍的車輛和路況信息；當(dāng)前道路區(qū)域內(nèi)各車輛的車載系統(tǒng)分別與路側(cè)系統(tǒng)采用無線通信連接，獲取當(dāng)前路段一定范圍內(nèi)的所有車輛和路況信息；當(dāng)前道路區(qū)域內(nèi)的路側(cè)系統(tǒng)與交通信息管理中心系統(tǒng)間采用無線通信連接，交通信息管理中心與當(dāng)前道路區(qū)域內(nèi)的所有車輛分別采用無線通信連接，獲取當(dāng)前道路區(qū)域所有路段的所有車輛信息和車流信息及路況信息。
[0010]本發(fā)明所述的一種基于車路協(xié)同技術(shù)的車載虛擬道路狀態(tài)顯示系統(tǒng)，所述車載系統(tǒng)包括:
[0011]定位和傳感裝置，其用于獲取車輛自身的運(yùn)行狀態(tài)，包括車輛的位置信息、行駛時的各項參數(shù)、車輛行駛過的道路的路面狀況信息；
[0012]無線單元，車載單元通過無線單元與其他車輛、路側(cè)系統(tǒng)、交通信息管理中心系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通信連接；
[0013]車載信息處理裝置，其接收定位和傳感裝置采集的信息，將接收到的所有信息進(jìn)行處理和整合后，通過無線單元發(fā)送給周圍的車輛和路側(cè)系統(tǒng)。
[0014]本發(fā)明所述的一種基于車路協(xié)同技術(shù)的車載虛擬道路狀態(tài)顯示系統(tǒng)，所述路側(cè)系統(tǒng)包括:
[0015]路側(cè)單元，其設(shè)置在道路區(qū)域每個路段的道路邊，道路區(qū)域內(nèi)各個路側(cè)單元之間通過數(shù)據(jù)線連接，形成道路互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，路側(cè)單元根據(jù)當(dāng)前路段的車流狀況、路面狀況和天氣狀況，決策出車輛在當(dāng)前路段的行駛速度限制；
[0016]無線熱點(diǎn)，其內(nèi)置在路側(cè)單元中，實(shí)現(xiàn)路側(cè)系統(tǒng)與車載系統(tǒng)和交通信息管理中心系統(tǒng)的通信連接；
[0017]路側(cè)傳感器，用于實(shí)時采集路面狀況、交通狀況、天氣狀況；
[0018]路側(cè)信息處理裝置，其綜合處理當(dāng)前路段其他車輛和路側(cè)單元傳送來的信息、其內(nèi)部預(yù)存的當(dāng)前路段的地圖、路側(cè)傳感器采集的路面狀況信息，整合成當(dāng)前路段的綜合信息。
[0019]本發(fā)明提供的一種基于車路協(xié)同技術(shù)的車載虛擬道路狀態(tài)顯示系統(tǒng)，通過車載系統(tǒng)對自身位置和速度等信息的獲取，通過短距離的無線通信技術(shù)與周圍的車輛建立臨時的無線數(shù)據(jù)通路，將信息數(shù)據(jù)傳送給其他車輛，在熱點(diǎn)區(qū)域內(nèi)將信息傳送給路側(cè)系統(tǒng)，再由路側(cè)系統(tǒng)傳送給交通信息管理中心。交通信息管理中心處理將得到的當(dāng)前區(qū)域各個路段的車流信息和當(dāng)前路段周圍車輛的信息整合之后又發(fā)還給各個車輛。
[0020]本發(fā)明的系統(tǒng)不但能實(shí)時地了解當(dāng)前道路和周圍車輛的信息狀況，并且還能根據(jù)駕駛員的需要以不同的角度，不同的比例在車載顯示器上顯示當(dāng)前區(qū)域內(nèi)的道路和車輛的信息，在緊急情況下還能給與駕駛員相應(yīng)的警告和提醒，從而增強(qiáng)駕駛員對周圍車輛和前方路況的了解，及時采取有效的措施。基于車路協(xié)同的車載虛擬顯示系統(tǒng)能提高交通效率與交通擁堵控制，從而減少運(yùn)輸時間，燃油消耗，提高駕駛者的道路安全，并且有助于改善環(huán)境。同時該車載系統(tǒng)顯示的方式向駕駛員提供舒適性的通信和信息服務(wù)有效提高道路安全和交通效率。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明基于車路協(xié)同的信息獲取方式示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖；
[0023]圖3為本發(fā)明的基于車路協(xié)同技術(shù)的具體信息交互內(nèi)容；
[0024]圖4為本發(fā)明的車載顯示器上的顯示畫面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1所示為基于車路協(xié)同的信息獲取方式示意圖，車輛內(nèi)部裝備車載傳感器，車輛之間通過短距離的無線通信技術(shù)相互交流，實(shí)現(xiàn)(C2C)車車通信，得到周圍車輛的綜合信息。道路邊的重要位置上設(shè)有路側(cè)單元，路側(cè)單元內(nèi)置無線熱點(diǎn)，車輛經(jīng)過熱點(diǎn)范圍內(nèi)自動與熱點(diǎn)相互連接，實(shí)現(xiàn)(C2I)車輛與路側(cè)單元通信，得到當(dāng)前路段的車輛和路面狀況等綜合信息。每個區(qū)域內(nèi)都設(shè)有交通信息管理中心系統(tǒng)，交通信息管理中心系統(tǒng)將所有的車輛信息和路況信息進(jìn)行處理，再將處理后的信息發(fā)送給熱點(diǎn)范圍內(nèi)的所有車輛，從而使車輛能夠得到當(dāng)前區(qū)域內(nèi)各個路段上的車輛定位信息，從而得到各路段的車流信息，為虛擬的顯示系統(tǒng)進(jìn)行路面模擬提供所需的信息數(shù)據(jù)。
[0026]如圖2所示，一種基于車路協(xié)同技術(shù)的車載虛擬道路狀態(tài)顯示系統(tǒng)，包括信息交互系統(tǒng)和車載虛擬顯示系統(tǒng)。
[0027]所述信息交互系統(tǒng)由車載系統(tǒng)、路側(cè)系統(tǒng)和交通信息管理中心系統(tǒng)組成，進(jìn)行車車通信和車路通信，獲取相應(yīng)的路況信息，如目標(biāo)車輛(本車)自身信息、當(dāng)前道路區(qū)域內(nèi)的其他車輛信息和路況信息，并將獲得的綜合信息發(fā)送至車載虛擬顯示系統(tǒng)。每個道路區(qū)域包含多個路段，車車通信和車路通信是指:當(dāng)前路段內(nèi)的車輛上的車載系統(tǒng)之間通過短距離的無線通信，獲取目標(biāo)車輛周圍的車輛和路況信息，當(dāng)前路段車輛的車載系統(tǒng)和路側(cè)單元之間通過無線通信技術(shù)連接，獲取車輛當(dāng)前路段一定范圍內(nèi)的所有車輛信息和路況信息，當(dāng)前道路區(qū)域內(nèi)車輛和信息管理中心之間通過無線熱點(diǎn)技術(shù)通信，獲取車輛當(dāng)前道路區(qū)域一定范圍內(nèi)所有路段的車流信息及路況信息。
[0028]所述車載系統(tǒng)由GPS、高精度測微和模擬仿真等多種傳感技術(shù)，整合監(jiān)控、導(dǎo)航、傳感、通信以及仿真單元，實(shí)現(xiàn)多功能車載終端的一體化集成，主要包括:定位和傳感裝置，無線單元，車載信息處理裝置。
[0029]所述的定位和傳感裝置包括GPS定位系統(tǒng)、輪速車載傳感器、動力性能傳感器、制動性能傳感器等，可以讀取車輛的位置、速度、行駛過的道路的路面狀況和車載信號燈的閃爍狀況(駕駛員的行駛意圖)等信息，從而感知汽車自身的運(yùn)行狀態(tài)。
[0030]所述的無線單元，車輛的車載單元通過無線單元能與當(dāng)前路段內(nèi)的其他車輛和路側(cè)單元通過近距離的無線數(shù)據(jù)通信建立臨時的無線數(shù)據(jù)通路，實(shí)現(xiàn)車車通信;還能與當(dāng)前道路區(qū)域的交通信息管理中心系統(tǒng)的區(qū)域熱點(diǎn)通過遠(yuǎn)距離無線通信，實(shí)現(xiàn)車路通信。
[0031]所述的車載信息處理裝置是車載系統(tǒng)的信息接收、處理、存儲和發(fā)送裝置，其接收定位和傳感裝置采集的信息，將接收到的所有信息進(jìn)行處理，過濾掉沒用的干擾信息，如遠(yuǎn)處無關(guān)車輛的信號燈，遠(yuǎn)處無關(guān)車輛的速度等，然后整合處理后的所有信息，由無線單元通過無線通信技術(shù)將整合后的綜合信息發(fā)送給周圍的車輛和路側(cè)單元。
[0032]所述路側(cè)系統(tǒng)主要由道路區(qū)域內(nèi)道路邊設(shè)置的各種監(jiān)控系統(tǒng)、信息采集和通信設(shè)備構(gòu)成，主要包括:路側(cè)單元，無線熱點(diǎn)，路側(cè)傳感器，路側(cè)信息處理裝置。
[0033]所述的路側(cè)單元指在每個路段的道路邊設(shè)置的路側(cè)單元，道路區(qū)域內(nèi)各個路側(cè)單元之間通過現(xiàn)有的方式，即遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)線相互連接，形成道路互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，路側(cè)單元將根據(jù)當(dāng)前路段的車流狀況、路面狀況和天氣狀況，給予車輛一個當(dāng)前路段的行駛速度限制，使車輛能夠更加安全有效地行駛。
[0034]所述的無線熱點(diǎn)指路側(cè)單元內(nèi)置的無線熱點(diǎn)，當(dāng)車輛進(jìn)入某路側(cè)單元的熱點(diǎn)