一种基于DSRC和GPS的红绿灯预报系统技术方案

本发明专利技术涉及道路交通控制系统，具体涉及一种基于DSRC和GPS的红绿灯预报系统，包括信号机、路侧单元和车载装置，信号机内含信号控制系统，通过有线或无线链路技术向路侧单元发送数据；路侧单元包括单片机和无线数据传输模块，无线数据传输模块用以接收信号机发送的数据并向车载装置发送；车载装置包括单片机、GPS模块、DSRC无线数据接收模块、距离计算及预测模块和显示输出模块，GPS模块定位汽车位置，DSRC无线数据接收模块用以接收路侧单元发送的数据，距离计算及预测模块用以分析处理数据，显示输出模块实时显示预测结果，本发明专利技术能够帮助驾驶员及早预测红绿灯，并提供推荐车速，以求在绿灯状态下通过交叉口。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】一种基于DSRC和GPS的红绿灯预报系统
本专利技术涉及道路交通控制系统，具体涉及一种基于DSRC和GPS的红绿灯预报系 统。 【
技术介绍
】 随着汽车拥有量的不断增加，城市道路上的车流量日益增加，而道路扩建的速度 跟不上车辆增加的速度，供需矛盾突出导致城市交通堵塞严重。以北上广为例，上下班高 峰，常常堵车严重，有时甚至一堵几个小时，因此如何解决堵车问题不仅成了政府也成了广 大有车一族的难题。目前，已检索到的专利是通过获取交通红绿灯状态的方法，或获取前方红绿灯的 实测信息并给出相应的提示，也就是相当于将信号灯缩小并置入汽车内，可以帮助驾驶员 提前了解红绿灯的状态。然而这样并不足以给驾驶员提供一种准确直观的信息并以最合理 的行驶速度通过信号控制交叉口，有时为了赶绿灯，驾驶员甚至会超速行驶，很容易发生交 通事故。 【
技术实现思路
】 本专利技术主要针对现有技术的不足，提供一种基于DSRC和GPS的红绿灯预报系统， 能及早预测红绿灯，并提供驾驶员行驶的推荐车速，使驾驶员主动调整自己的行驶状态以 求在绿灯状态下通过交叉口，减少交叉口的延误。 本专利技术采用如下技术方案： -种基于DSRC和GPS的红绿灯预报系统，包括信号机、路侧单元和车载装置，信 号机内含信号控制系统，通过有线或无线链路技术向路侧单元发送数据；路侧单元包括单 片机和无线数据传输模块，无线数据传输模块用以接收信号机发送的数据并向车载装置发 送；车载装置包括单片机、GPS模块、DSRC无线数据接收模块、距离计算及预测模块和显示 输出模块，GPS模块定位汽车位置，DSRC无线数据接收模块用以接收路侧单元发送的数据， 距离计算及预测模块用以分析处理数据，显示输出模块实时显示预测结果。 优选地，信号控制系统包括定时信号控制和感应信号控制。 优选地，路侧单元和车载装置之间通过DSRC技术进行无线数据传输。 优选地，车载装置通过车载供电设备进行供电。 优选地，车载装置还包括输出显示屏。 优选地，显示输出模块分为无信号和有信号两种状态，有信号状态根据接收到的 数据参数类型又可以分为定时低速、定时正常行驶、感应低速和感应正常行驶4种状态。 优选地，GPS模块定与所述距离计算及预测模块连接，用以向距离计算及预测模块 提供所述车辆位置信息。 与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术能帮助驾驶员提前了解红绿 灯的状态，给驾驶员提供一种准确直观的信息，以最合理的行驶速度通过信号控制交叉口， 同时，还可以提供给驾驶员行驶的推荐车速，使驾驶员主动调整自己的行驶状态以求在绿 灯状态下通过交叉口，减少交叉口的延误，减少尾气排放和环境污染。 【【附图说明】】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来 讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1是本专利技术的系统组成示意图。 图2是本专利技术的路侧单元示意图。 图3是本专利技术的车载装置组成示意图。 图4是本专利技术定时低速显示界面示意图。 图5是本专利技术定时正常显示界面示意图。 图6是本专利技术感应状态1、2相位显示界面示意图。 图7是本专利技术感应状态3、4相位显示界面示意图。 其中，1为信号机，2为路侧单元，3为车载装置。 【【具体实施方式】】 为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例 中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本专利技术中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发 明保护的范围。 -种基于DSRC和GPS的红绿灯预报系统，如图1所示，包括信号机、路侧单元和车 载装置，信号机内含信号控制系统，通过有线或无线链路技术向路侧单元发送数据；路侧单 元包括单片机和无线数据传输模块，无线数据传输模块用以接收信号机发送的数据并向车 载装置发送；车载装置包括单片机、GPS模块、DSRC无线数据接收模块、距离计算及预测模 块和显示输出模块，GPS模块定位汽车位置，DSRC无线数据接收模块用以接收路侧单元发 送的数据，距离计算及预测模块用以分析处理数据，显示输出模块实时显示预测结果。 工作状态如下：信号机向路侧单元发送信号数据；路侧单元含有无线数据接收模 块和无线数据发送模块，可以接收信号机发送的数据并向车载装置发送接收到的信号数 据；车载装置通过无线接收模块接收到数据，通过GPS模块以及单片机分析处理定位，最终 帮助车主预测红绿灯，并能提供驾驶员行驶的推荐车速。 具体原理如下： 信号机可以通过特定的有线或无线链路技术向路侧单元发送相应的数据，可以处 理定时信号控制和感应信号控制两种情况： 1)信号机向路侧单元传输的信号控制参数： a)定时信号数据：周期时长、信号控制方案、周期起始时刻、结束时刻等。 b)感应信号数据：感应控制参数，如单位延长时间、最小绿灯、最大绿灯时间等。 2)路侧单元整合信号控制数据后发送给车载装置： a)定时信号数据：左转绿灯起始时刻1。、、左转绿灯持续时间1、左转黄灯起始时 刻m。、左转黄灯持续时间m、直行绿灯起始时刻g。、直行绿灯持续时间g、直行黄灯起始时刻 iV、直行黄灯持续时间V、红灯起始时刻V、红灯持续时间h。等。 b)感应信号数据：最小绿灯时间Gmini，单位绿灯延长时间G。，最大绿灯时间Gmaxi， 黄灯时间M1，红灯时间私等信号控制参数，其中i代表信号方案的相位，i = 1，2, 3,4。 在整个系统中，路侧单元承担着一个数据传输的过渡作用，将信号机相应的数据 传输给车载装置。路侧单元与车载装置中均含有相应的无线数据发送装置和无线数据接收 装置，两者之间通过DSRC技术进行无线数据传输。 车载装置中，单片机包括数据接收模块、距离计算模块、预测模块和显示输出模 块。 1)数据接收模块： 数据接收模块主要应用DSRC短程通信技术以及GPS技术来实现数据获取及传输。 a)车载装置通过DSRC接收路侧单元的数据。 b)GPS定位数据：GPS位置信息，以及据此计算到的行驶速度V。 2)距离计算模块： 车载装置内部GPS模块记录其接收数据的时刻T。以及位置信息，设为A点（炜度 Ct1，经度A1),结合路侧单元发送的前方交叉口停车线位置，设为B点（炜度α2，经度λ 2)， 按式（1)可以精确计算A，B两点间的角度，再结合地球半径即可求出汽车所处位置到前方 交叉口停车线的精确距离L。 cos Δ = A1 · AjB1 · BjC1 · C2 (1) 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 是两点间的角度 3)预测模块： 根据前面计算得到的距离L和GPS模块获取的车速V可以计算出汽车当前所处位 置到前方行驶到前方停车线所需的时间。利用t'和GPS模块获取的车速V可以预测出车 辆到达前方停车线处时信号灯的显示状况，并根据信号灯状态预测推荐速度。 4)显不输出模块：[当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于DSRC和GPS的红绿灯预报系统，其特征在于：包括信号机、路侧单元和车载装置，所述信号机内含信号控制系统，通过有线或无线链路技术向路侧单元发送数据；所述路侧单元包括单片机和无线数据传输模块，所述无线数据传输模块用以接收信号机发送的数据并向车载装置发送；所述车载装置包括单片机、GPS模块、DSRC无线数据接收模块、距离计算及预测模块和显示输出模块，所述GPS模块定位汽车位置，所述DSRC无线数据接收模块用以接收路侧单元发送的数据，所述距离计算及预测模块用以分析处理数据，所述显示输出模块实时显示预测结果。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：柳祖鹏，叶韩军，李丹天，郭富强，张凯龙，冯雪，杨诗琪，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42