基于智能边缘计算的高速公路车路协同云控平台系统技术方案

本发明专利技术提供基于智能边缘计算的高速公路车路协同云控平台系统，涉及高速公路信息服务技术领域，包括边缘计算单元，所述边缘计算单元的输出端电性连接有路侧单元，所述路侧单元的输出端电性连接有车载单元，所述车载单元的输出端电性连接有车载显示终端，所述车载单元能够获取定位周期内的车辆卫星定位信息，所述路侧单元具备LTE‑V2X PC5和LTE Uu双模通信能力，符合3GPP R14LTE‑V2X协议规范，能够实现设备间直接通信和基于蜂窝网的通信。本发明专利技术，通过设置该基于智能边缘计算的高速公路车路协同云控平台系统，降低了车辆定位所需的精度，不需要配置高精度地图，降低了信息服务所需的成本，且使实施起来更加简单，因此在辅助驾驶信息服务方面更具推广应用的价值和前景。

【技术实现步骤摘要】
基于智能边缘计算的高速公路车路协同云控平台系统
本专利技术涉及高速公路信息服务
，尤其涉及基于智能边缘计算的高速公路车路协同云控平台系统。
技术介绍
目前，随着我国机动车驾驶人和机动车保有量的迅速增长，高速公路的车流量也出现了急剧上升，导致了日渐严峻的交通问题。以车联网技术、车路协同技术等为核心的新型智能网联道路交通系统，为彻底解决现有交通问题提供了有效途径，车路协同系统是基于无线通信、传感探测等技术获取车辆和道路信息，通过车车、车路通信进行信息的交互和共享，充分实现汽车与道路的有效协同，保证交通安全、提高通行效率，从而形成安全、高效和环保的道路交通系统。在高速公路个性化信息服务应用方面，现有系统通常是基于车辆定位信息，并结合路侧监测到的交通事件、道路危险状况等信息，为不同用户推送个性化的信息提示。路侧监测到的交通事件等信息都可以精确定位到具体的车道上，但现有导航地图在高速公路上一般没有车道信息，同时普通定位精度在米级，也不满足进行车道级定位的需要。因此为实现高速公路车道级的信息服务，现在大多需要采用高精定位，并配置高精地图，但不可避免的带来成本的提升和实施的复杂性，增加了推广应用的难度。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的基于智能边缘计算的高速公路车路协同云控平台系统。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：基于智能边缘计算的高速公路车路协同云控平台系统，包括边缘计算单元，所述边缘计算单元的输出端电性连接有路侧单元，所述路侧单元的输出端电性连接有车载单元，所述车载单元的输出端电性连接有车载显示终端。优选的，所述车载单元能够获取定位周期内的车辆卫星定位信息。优选的，所述路侧单元具备LTE-V2XPC5和LTEUu双模通信能力，符合3GPPR14LTE-V2X协议规范，能够实现设备间直接通信和基于蜂窝网的通信。优选的，所述车载显示终端能够实现车载信息提示和交互终端。优选的，操作步骤如下：S1：车载单元获取定位周期内的车辆卫星定位信息，车载单元通过普通的民用北斗/GPS卫星定位技术，通过车路协同的方式对定位进行校正，实现车道级定位的功能。S2：边缘计算单元对道路上的交通事件、通行车辆进行实时的检测，并将定位到车道上的交通事件信息包括：路障、施工、拥堵、停车、压线、掉头、逆行、行人、抛洒物、变道、占用应急车道和通行车辆信息包括：车型、车道流量、车道速度、车头间距、车头时距、车道时间占有率、车道空间占有率、排队长度、道路交通通行状态发送给路侧单元，同时边缘计算单元实现对车辆目标的检测、定位和跟踪，能够实时给出车辆所在图像的位置坐标、行进速度、目标ID等必要信息。S3：路侧单元将交通事件信息和通行车辆信息通过PC进行广播，路侧单元通过网络接口从边缘计算单元接收到的路侧交通事件和交通参数数据进行重新打包，并通过PC5接口对外进行广播。S4：车载单元收到路侧单元通过PC5广播的交通事件和交通参数数据后，依据标准规范的数据格式对数据进行解包，从而得到当前车辆周围的全部交通状态信息，包括交通事件、通行车辆等数据，车载单元将步骤S1取得的车辆定位数据和通行车辆数据进行匹配，通过计算本车和通行车辆数据的不同距离，选出距离最小的通行车辆数据，判断为是本车数据，从而得到本车行驶车道的数据，实现本车的车道级定位，当有多个不同车道的数据作为备选数据时，速度参数会作为匹配参数加入进来，如果此时还不能选取出唯一的车辆数据，算法会选取多个采样周期的数据进行匹配计算，通过计算不同采样周期间数据的差值来找到正确的匹配车辆。S5：车载单元在匹配出本车正确的车道数据后，会通过HMI接口，将交通事件信息、通行车辆信息和本车信息传送给车载显示终端进行显示，由于得到的交通事件信息、通行车辆信息和本车信息都已经是基于车道级的，因此可以采用普通导航地图结合车道数量信息来生成车道级的地图数据，将交通事件信息、本车和周围其他车辆在此地图上进行相对位置的显示。优选的，S1中车载单元集成GNSS定位模块，采用民用北斗/GPS卫星实现车辆的实时定位，定位精度为米级。优选的，S2中检测的交通事件和采集的交通参数数据都可以精度定位到具体的车道上。优选的，S3中路侧单元采用高增益天线，覆盖范围可达1km以上。优选的，S4中车的定位数据采样的频率和路侧单元广播的交通事件和交通参数数据的频率都是100ms。优选的，S5中普通导航地图结合车道数量信息生成的车道级地图数据可以通过离线方式下载到车载显示终端上，提高了地图显示的速度。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于，本专利技术中，通过整个系统，相对于基于高精定位和高精地图的车道级定位和显示系统，本系统采用普通卫星定位和广泛使用的导航地图，不需要增加高精定位模块，避免了成本的增加，且不需要采集高精地图，减少了系统部署复杂性，通过边缘计算单元对道路上的交通事件、通行车辆进行实时的检测，以及车载单元获取定位周期内的车辆卫星定位信，通过车路协同的方式对定位进行校正，从而实现车道级定位的功能，通过设置该基于智能边缘计算的高速公路车路协同云控平台系统，降低了车辆定位所需的精度，不需要配置高精度地图，降低了信息服务所需的成本，且使实施起来更加简单，因此在辅助驾驶信息服务方面更具推广应用的价值和前景。附图说明图1为本专利技术提出基于智能边缘计算的高速公路车路协同云控平台系统的整体结构示意图；图2为本专利技术提出基于智能边缘计算的高速公路车路协同云控平台系统的操作步骤示意图。图例说明：1、边缘计算单元；2、路侧单元；3、车载单元；4、车载显示终端。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。实施例，如图1和图2所示，本专利技术提供基于智能边缘计算的高速公路车路协同云控平台系统，包括边缘计算单元1，边缘计算单元1的输出端电性连接有路侧单元2，路侧单元2的输出端电性连接有车载单元3，车载单元3的输出端电性连接有车载显示终端4。进一步的，车载单元3能够获取定位周期内的车辆卫星定位信息。进一步的，路侧单元2具备LTE-V2XPC5和LTEUu双模通信能力，符合3GPPR14LTE-V2X协议规范，能够实现设备间直接通信和基于蜂窝网的通信。进一步的，车载显示终端4能够实现车载信息提示和交互终端进一步的，操作步骤如下：S1：车载单元3获取定位周期内的车辆卫星定位信息，车载单元3通过普通的民用北斗/GPS卫星定位技术，通过车路协同的方式对定位进行校正，实现车道级定位的功能。S2：边缘计算单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于智能边缘计算的高速公路车路协同云控平台系统，包括边缘计算单元(1)，其特征在于：所述边缘计算单元(1)的输出端电性连接有路侧单元(2)，所述路侧单元(2)的输出端电性连接有车载单元(3)，所述车载单元(3)的输出端电性连接有车载显示终端(4)。/n

【技术特征摘要】
1.基于智能边缘计算的高速公路车路协同云控平台系统，包括边缘计算单元(1)，其特征在于：所述边缘计算单元(1)的输出端电性连接有路侧单元(2)，所述路侧单元(2)的输出端电性连接有车载单元(3)，所述车载单元(3)的输出端电性连接有车载显示终端(4)。


2.根据权利要求1所述的基于智能边缘计算的高速公路车路协同云控平台系统，其特征在于：所述车载单元(3)能够获取定位周期内的车辆卫星定位信息。


3.根据权利要求1所述的基于智能边缘计算的高速公路车路协同云控平台系统，其特征在于：所述路侧单元(2)具备LTE-V2XPC5和LTEUu双模通信能力，符合3GPPR14LTE-V2X协议规范，能够实现设备间直接通信和基于蜂窝网的通信。


4.根据权利要求1所述的基于智能边缘计算的高速公路车路协同云控平台系统，其特征在于：所述车载显示终端(4)能够实现车载信息提示和交互终端。


5.根据权利要求1所述的基于智能边缘计算的高速公路车路协同云控平台系统，其特征在于：操作步骤如下：
S1：车载单元(3)获取定位周期内的车辆卫星定位信息，车载单元(3)通过普通的民用北斗/GPS卫星定位技术，通过车路协同的方式对定位进行校正，实现车道级定位的功能。
S2：边缘计算单元(1)对道路上的交通事件、通行车辆进行实时的检测，并将定位到车道上的交通事件信息包括：路障、施工、拥堵、停车、压线、掉头、逆行、行人、抛洒物、变道、占用应急车道和通行车辆信息包括：车型、车道流量、车道速度、车头间距、车头时距、车道时间占有率、车道空间占有率、排队长度、道路交通通行状态发送给路侧单元(2)，同时边缘计算单元(1)实现对车辆目标的检测、定位和跟踪，能够实时给出车辆所在图像的位置坐标、行进速度、目标ID等必要信息。
S3：路侧单元(2)将交通事件信息和通行车辆信息通过PC5进行广播，路侧单元(2)通过网络接口从边缘计算单元(1)接收到的路侧交通事件和交通参数数据进行重新打包，并通过PC5接口对外进行广播。
S4：车载单元(3)收到路侧单元(2)通过PC5广播的交通事件和...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋家辛，陈剑威，徐陈群，刘梓荻，王玉珏，
申请(专利权)人：中交科云北京技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11