[發(fā)明專利]基于5G-V2X的道路大規(guī)模擁堵告警方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110789444.8
• 申請(qǐng)日: 2021-07-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113470359B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡東輝;李彤;朱曉玲;鄭淑麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G08G1/01
• 分類號(hào): G08G1/01;G08G1/017;G08G1/0967;H04W4/40
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

1.一種基于5G-V2X的道路大規(guī)模擁堵告警方法，其特征在于，是應(yīng)用于由一個(gè)云端服務(wù)器、若干個(gè)路側(cè)單元所構(gòu)成的單向行駛的道路環(huán)境中，在所述路側(cè)單元中設(shè)置有信息采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、道路擁堵判斷模塊和5G網(wǎng)絡(luò)通信模塊；在行駛車(chē)輛上設(shè)置有車(chē)載傳感器、行駛判斷模塊和5G-V2X通信模塊，且所述信息采集模塊是利用攝像頭拍攝視野范圍內(nèi)的道路，并對(duì)視野范圍內(nèi)的道路總長(zhǎng)度L進(jìn)行等距離為S的分段處理，并依次對(duì)每段進(jìn)行標(biāo)記，其中，任一分段記為L(zhǎng)_i，且車(chē)輛的長(zhǎng)度小于距離S；

所述道路大規(guī)模擁堵告警方法包括以下步驟：

步驟1、當(dāng)前車(chē)輛的車(chē)載傳感器在實(shí)時(shí)采集行駛車(chē)輛實(shí)時(shí)的速度信息和制動(dòng)信息；

步驟2、當(dāng)前車(chē)輛的行駛判斷模塊根據(jù)所述速度信息和制動(dòng)信息判斷自身車(chē)輛是否發(fā)送擁堵，并生成車(chē)輛判斷結(jié)果及其車(chē)牌號(hào)一起通過(guò)5G-V2X通信模塊進(jìn)行廣播；

步驟2.1.定義車(chē)載傳感器在任意時(shí)刻t所采集的實(shí)時(shí)速度信息記為定義制動(dòng)信息包括：車(chē)輛在任意時(shí)刻t的手剎處于制動(dòng)狀態(tài)下的手剎信號(hào)STOP_t^HAND以及車(chē)輛的腳剎制動(dòng)狀態(tài)下的任意時(shí)刻t腳剎信號(hào)STOP_t^FOOT；

步驟2.2.判斷是否小于所設(shè)定的第一速度閾值，且手剎信號(hào)STOP_t^HAND和腳剎信號(hào)STOP_t^FOOT的持續(xù)時(shí)間是否達(dá)到時(shí)間閾值，若是，則表示相應(yīng)車(chē)輛發(fā)生擁堵，并生成任意時(shí)刻t的判斷結(jié)果當(dāng)時(shí)，表示車(chē)輛發(fā)生擁堵；當(dāng)時(shí)，表示車(chē)輛未發(fā)生擁堵；

步驟3、當(dāng)前路側(cè)單元的信息采集模塊利用攝像頭獲取駛?cè)氲谝环侄蜭₁的所有車(chē)輛的實(shí)時(shí)圖像，并根據(jù)所接收到的車(chē)輛判斷結(jié)果及其車(chē)牌號(hào)，識(shí)別實(shí)時(shí)圖像中相應(yīng)車(chē)牌號(hào)的車(chē)輛，并標(biāo)記相應(yīng)車(chē)輛為R_c，從而利用所述攝像頭跟蹤所標(biāo)記的車(chē)輛R_c；

步驟4、當(dāng)前路側(cè)單元的信息采集模塊將標(biāo)記車(chē)輛R_c駛?cè)氲谝环侄蜭₁的初始時(shí)刻記為T(mén)_a，并從T_a時(shí)刻開(kāi)始，每隔周期T采集標(biāo)記車(chē)輛R_c的實(shí)時(shí)圖像，直至標(biāo)記車(chē)輛R_c駛出拍攝視野范圍內(nèi)的道路為止；

步驟5、當(dāng)前路側(cè)單元的道路擁堵判斷模塊根據(jù)每個(gè)周期所采集的實(shí)時(shí)圖像判斷所述標(biāo)記車(chē)輛R_c是否發(fā)生擁堵，并得到每個(gè)周期的路側(cè)判斷結(jié)果；

步驟5.1.定義變量Δ，并初始化Δ＝1；

步驟5.2.判斷T_a+(Δ-1)T時(shí)刻標(biāo)記車(chē)輛R_c是否遮擋所標(biāo)記的路段，若是，則執(zhí)行步驟5.2；否則，表示標(biāo)記車(chē)輛R_c已駛離當(dāng)前路側(cè)單元的信息采集模塊的視野范圍，并記錄駛離時(shí)刻T_b，并由下一路側(cè)單元繼續(xù)跟蹤；

步驟5.3.根據(jù)標(biāo)記車(chē)輛R_c的T_a+(Δ-1)T時(shí)刻的標(biāo)記位置和T_a+ΔT時(shí)刻的標(biāo)記位置，計(jì)算第Δ個(gè)周期下標(biāo)記車(chē)輛R_c的速度V_Δ，并判斷V_Δ是否小于所設(shè)定的第二速度閾值，若小于，則表示標(biāo)記車(chē)輛R_c發(fā)生擁堵，并生成第Δ個(gè)周期下的路側(cè)判斷結(jié)果當(dāng)時(shí)，則表示標(biāo)記車(chē)輛R_c發(fā)生擁堵；當(dāng)時(shí)，表示標(biāo)記車(chē)輛R_c未發(fā)生擁堵；

步驟5.4.將Δ+1賦值給Δ后，返回步驟5.2；

步驟6、數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)視野范圍內(nèi)所接收到的所有車(chē)輛的實(shí)時(shí)車(chē)輛判斷結(jié)果和每個(gè)周期的路側(cè)判斷結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)融合處理，以判斷當(dāng)前信息采集模塊的視野范圍內(nèi)的道路是否發(fā)生擁堵，若發(fā)生擁堵，則根據(jù)視野范圍內(nèi)的道路位置生成擁堵信息；

步驟6.1.數(shù)據(jù)處理模塊統(tǒng)計(jì)T_a+ΔT時(shí)刻所接收到的所有車(chē)輛的車(chē)輛判斷結(jié)果中發(fā)生擁堵的車(chē)輛數(shù)量A，以及T_a+ΔT時(shí)刻路側(cè)單元對(duì)所有標(biāo)記車(chē)輛的路側(cè)判斷結(jié)果中發(fā)生擁堵的車(chē)輛數(shù)量B；

步驟6.2.利用式(1)得到融合結(jié)果

式(1)中，X是相關(guān)系數(shù)，且0≤X≤1；

步驟7、路側(cè)單元通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)通信模塊將擁堵信息廣播發(fā)送給在自身通信范圍內(nèi)的行駛車(chē)輛以及下游的路側(cè)單元，并上傳云端服務(wù)器；

步驟8、下游的路側(cè)單元或其他路側(cè)單元通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)通信模塊接收到擁堵信息后，將所述擁堵信息廣播給自身通信范圍內(nèi)行駛車(chē)輛及其相鄰的下游路側(cè)單元；

步驟9、所述云端服務(wù)器接收擁堵信息后，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)共享給較大范圍內(nèi)的行駛車(chē)輛；

步驟6.3.若則表示視野范圍內(nèi)的道路發(fā)生擁堵，并將路側(cè)單元所在的位置路段與擁堵?tīng)顟B(tài)打包為擁堵信息，否則，表示視野范圍內(nèi)的道路未發(fā)生擁堵，其中，表示擁堵閾值。