一種基于dsrc和gps的紅綠燈預(yù)報系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】一種基于DSRC和GPS的紅綠燈預(yù)報系統(tǒng) 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及道路交通控制系統(tǒng)，具體涉及一種基于DSRC和GPS的紅綠燈預(yù)報系 統(tǒng)。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 隨著汽車擁有量的不斷增加，城市道路上的車流量日益增加，而道路擴建的速度 跟不上車輛增加的速度，供需矛盾突出導(dǎo)致城市交通堵塞嚴重。以北上廣為例，上下班高 峰，常常堵車嚴重，有時甚至一堵幾個小時，因此如何解決堵車問題不僅成了政府也成了廣 大有車一族的難題。
[0003]目前，已檢索到的專利是通過獲取交通紅綠燈狀態(tài)的方法，或獲取前方紅綠燈的 實測信息并給出相應(yīng)的提示，也就是相當于將信號燈縮小并置入汽車內(nèi)，可以幫助駕駛員 提前了解紅綠燈的狀態(tài)。然而這樣并不足以給駕駛員提供一種準確直觀的信息并以最合理 的行駛速度通過信號控制交叉口，有時為了趕綠燈，駕駛員甚至會超速行駛，很容易發(fā)生交 通事故。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004] 本發(fā)明主要針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于DSRC和GPS的紅綠燈預(yù)報系統(tǒng)， 能及早預(yù)測紅綠燈，并提供駕駛員行駛的推薦車速，使駕駛員主動調(diào)整自己的行駛狀態(tài)以 求在綠燈狀態(tài)下通過交叉口，減少交叉口的延誤。
[0005] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種基于DSRC和GPS的紅綠燈預(yù)報系統(tǒng)，包括信號機、路側(cè)單元和車載裝置，信 號機內(nèi)含信號控制系統(tǒng)，通過有線或無線鏈路技術(shù)向路側(cè)單元發(fā)送數(shù)據(jù)；路側(cè)單元包括單 片機和無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，無線數(shù)據(jù)傳輸模塊用以接收信號機發(fā)送的數(shù)據(jù)并向車載裝置發(fā) 送；車載裝置包括單片機、GPS模塊、DSRC無線數(shù)據(jù)接收模塊、距離計算及預(yù)測模塊和顯示 輸出模塊，GPS模塊定位汽車位置，DSRC無線數(shù)據(jù)接收模塊用以接收路側(cè)單元發(fā)送的數(shù)據(jù)， 距離計算及預(yù)測模塊用以分析處理數(shù)據(jù)，顯示輸出模塊實時顯示預(yù)測結(jié)果。
[0007] 優(yōu)選地，信號控制系統(tǒng)包括定時信號控制和感應(yīng)信號控制。
[0008] 優(yōu)選地，路側(cè)單元和車載裝置之間通過DSRC技術(shù)進行無線數(shù)據(jù)傳輸。
[0009] 優(yōu)選地，車載裝置通過車載供電設(shè)備進行供電。
[0010] 優(yōu)選地，車載裝置還包括輸出顯示屏。
[0011] 優(yōu)選地，顯示輸出模塊分為無信號和有信號兩種狀態(tài)，有信號狀態(tài)根據(jù)接收到的 數(shù)據(jù)參數(shù)類型又可以分為定時低速、定時正常行駛、感應(yīng)低速和感應(yīng)正常行駛4種狀態(tài)。
[0012] 優(yōu)選地，GPS模塊定與所述距離計算及預(yù)測模塊連接，用以向距離計算及預(yù)測模塊 提供所述車輛位置信息。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明能幫助駕駛員提前了解紅綠 燈的狀態(tài)，給駕駛員提供一種準確直觀的信息，以最合理的行駛速度通過信號控制交叉口， 同時，還可以提供給駕駛員行駛的推薦車速，使駕駛員主動調(diào)整自己的行駛狀態(tài)以求在綠 燈狀態(tài)下通過交叉口，減少交叉口的延誤，減少尾氣排放和環(huán)境污染。 【【附圖說明】】
[0014] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來 講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015] 圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)組成示意圖。
[0016] 圖2是本發(fā)明的路側(cè)單元示意圖。
[0017] 圖3是本發(fā)明的車載裝置組成示意圖。
[0018] 圖4是本發(fā)明定時低速顯示界面示意圖。
[0019] 圖5是本發(fā)明定時正常顯示界面示意圖。
[0020] 圖6是本發(fā)明感應(yīng)狀態(tài)1、2相位顯示界面示意圖。
[0021] 圖7是本發(fā)明感應(yīng)狀態(tài)3、4相位顯示界面示意圖。
[0022] 其中，1為信號機，2為路側(cè)單元，3為車載裝置。 【【具體實施方式】】
[0023] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述?；诒景l(fā)明中的實施例， 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā) 明保護的范圍。
[0024] -種基于DSRC和GPS的紅綠燈預(yù)報系統(tǒng)，如圖1所示，包括信號機、路側(cè)單元和車 載裝置，信號機內(nèi)含信號控制系統(tǒng)，通過有線或無線鏈路技術(shù)向路側(cè)單元發(fā)送數(shù)據(jù)；路側(cè)單 元包括單片機和無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，無線數(shù)據(jù)傳輸模塊用以接收信號機發(fā)送的數(shù)據(jù)并向車 載裝置發(fā)送；車載裝置包括單片機、GPS模塊、DSRC無線數(shù)據(jù)接收模塊、距離計算及預(yù)測模 塊和顯示輸出模塊，GPS模塊定位汽車位置，DSRC無線數(shù)據(jù)接收模塊用以接收路側(cè)單元發(fā) 送的數(shù)據(jù)，距離計算及預(yù)測模塊用以分析處理數(shù)據(jù)，顯示輸出模塊實時顯示預(yù)測結(jié)果。
[0025] 工作狀態(tài)如下：信號機向路側(cè)單元發(fā)送信號數(shù)據(jù)；路側(cè)單元含有無線數(shù)據(jù)接收模 塊和無線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，可以接收信號機發(fā)送的數(shù)據(jù)并向車載裝置發(fā)送接收到的信號數(shù) 據(jù)；車載裝置通過無線接收模塊接收到數(shù)據(jù)，通過GPS模塊以及單片機分析處理定位，最終 幫助車主預(yù)測紅綠燈，并能提供駕駛員行駛的推薦車速。
[0026] 具體原理如下：
[0027] 信號機可以通過特定的有線或無線鏈路技術(shù)向路側(cè)單元發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)，可以處 理定時信號控制和感應(yīng)信號控制兩種情況：
[0028] 1)信號機向路側(cè)單元傳輸?shù)男盘柨刂茀?shù)：
[0029] a)定時信號數(shù)據(jù)：周期時長、信號控制方案、周期起始時刻、結(jié)束時刻等。
[0030] b)感應(yīng)信號數(shù)據(jù)：感應(yīng)控制參數(shù)，如單位延長時間、最小綠燈、最大綠燈時間等。
[0031] 2)路側(cè)單元整合信號控制數(shù)據(jù)后發(fā)送給車載裝置：
[0032] a)定時信號數(shù)據(jù)：左轉(zhuǎn)綠燈起始時刻1。、、左轉(zhuǎn)綠燈持續(xù)時間1、左轉(zhuǎn)黃燈起始時 刻m。、左轉(zhuǎn)黃燈持續(xù)時間m、直行綠燈起始時刻g。、直行綠燈持續(xù)時間g、直行黃燈起始時刻 iV、直行黃燈持續(xù)時間V、紅燈起始時刻V、紅燈持續(xù)時間h。等。
[0033] b)感應(yīng)信號數(shù)據(jù)：最小綠燈時間Gmini，單位綠燈延長時間G。，最大綠燈時間Gmaxi， 黃燈時間M1，紅燈時間私等信號控制參數(shù)，其中i代表信號方案的相位，i = 1，2, 3,4。
[0034] 在整個系統(tǒng)中，路側(cè)單元承擔著一個數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^渡作用，將信號機相應(yīng)的數(shù)據(jù) 傳輸給車載裝置。路側(cè)單元與車載裝置中均含有相應(yīng)的無線數(shù)據(jù)發(fā)送裝置和無線數(shù)據(jù)接收 裝置，兩者之間通過DSRC技術(shù)進行無線數(shù)據(jù)傳輸。
[0035] 車載裝置中，單片機包括數(shù)據(jù)接收模塊、距離計算模塊、預(yù)測模塊和顯示輸出模 塊。
[0036] 1)數(shù)據(jù)接收模塊：
[0037] 數(shù)據(jù)接收模塊主要應(yīng)用DSRC短程通信技術(shù)以及GPS技術(shù)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取及傳輸。
[0038] a)車載裝置通過DSRC接收路側(cè)單元的數(shù)據(jù)。
[0039] b)GPS定位數(shù)據(jù)：GPS位置信息，以及據(jù)此計算到的行駛速度V。
[0040] 2)距離計算模塊：
[0041] 車載裝置內(nèi)部GPS模塊記錄其接收數(shù)據(jù)的時刻T。以及位置信息，設(shè)為A點（煒度 Ct1，經(jīng)度A1),結(jié)合路側(cè)單元發(fā)送的前方交叉口停車線位置，設(shè)為B點（煒度α2，經(jīng)度λ 2)， 按式（1)可以精確計算A，B兩點間的角度，再結(jié)合地球半徑即可求出汽車所處位置到前方 交叉口停車線的精確距離L。
[0042] cos Δ = A1 · AjB1 · BjC1 · C2 (1)
[0043] 其中 A1 = cosct ^sinAuB1=Cosa !eCosAuC1=Sin a UA2=Cosct ^sinA2; B2= cos α 2 · cos λ 1;C 2= sin α 2; Δ 是兩點間的角度
[0044] 3)預(yù)測模塊：
[0045] 根據(jù)前面計算得到的距離L和GPS模塊獲取的車速V可以計算出汽車當前所處位 置到前方行駛到前方停車線所需的時間。利用t'和GPS模塊獲取的車速V可以預(yù)測出車 輛到達前方停車線處時信號燈的顯示狀況，并根據(jù)信號燈狀態(tài)預(yù)測推薦速度。
[0046] 4)顯不輸出模塊：
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