一種磁導航智能車的交叉路口及通行方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種磁導航智能車的交叉路口及通行方法，交叉路口建于多條交叉道路的交匯處，包括環(huán)形軌道、通信基站和磁道釘，所述的環(huán)形軌道采用雙車道，包括外環(huán)形道路和內環(huán)形道路，所述的通信基站設置在內環(huán)形道路的中心部分，連接遠程監(jiān)控服務器，所述的磁道釘鋪設于交叉道路和環(huán)形軌道的路面上；通行方法采用磁道釘編碼實現(xiàn)車輛在交叉路徑處的準確定位，通過通信基站進行車輛調度及解決緊急停車的情況，使磁導航智能車順利完成全程行駛。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的通用性和擴展性好，有效規(guī)避車輛的啟停動作和遠程監(jiān)控中心的復雜調度，節(jié)約能源的同時大幅提升智能交通系統(tǒng)的運行效率。
【專利說明】一種磁導航智能車的交叉路口及通行方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無人駕駛城市軌道交通，尤其是涉及一種磁導航智能車的交叉路口及通行方法。
【背景技術】
[0002]隨著對磁導航智能車研究的深入和技術的發(fā)展，每輛車個體的功能日臻完善，因而提高道路設計的合理化和加大車路交互的全面性對提升整個交通系統(tǒng)的意義越來越突出。常規(guī)的道路設計中遇到交叉路徑時普遍采用十字或T字的形式，車輛在經(jīng)過這樣的路口時不可避免地要啟停動作，不但會增加磁導航智能車的能耗，而且加減速、制動系統(tǒng)的頻繁響應會加速器件的磨損，縮短其壽命，同時需要監(jiān)控中心的實時監(jiān)控與調度，增加開發(fā)難度和系統(tǒng)負載。本發(fā)明旨在綜合磁道釘編碼設計一種簡約可行、適應性強的磁導航智能車交叉路徑。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種磁導航智能車的交叉路口及通行方法，通用性和擴展性好，有效規(guī)避車輛的啟停動作和遠程監(jiān)控中心的復雜調度，節(jié)約能源的同時大幅提升智能交通系統(tǒng)的運行效率。
[0004]本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0005]一種磁導航智能車的交叉路口，建于多條交叉道路的交匯處，包括環(huán)形軌道、通信基站和磁道釘，所述的環(huán)形軌道采用雙車道，包括外環(huán)形道路和內環(huán)形道路，所述的通信基站設置在內環(huán)形道路的中心部分，連接遠程監(jiān)控服務器，所述的磁道釘鋪設于交叉道路和環(huán)形軌道的路面上；
[0006]環(huán)形軌道的外環(huán)形道路作為正常通行道路，內環(huán)形道路作為緊急停車道，磁道釘?shù)匿佋O作為道路信息的標記，引導車輛通行，在車輛進行路況選擇與出現(xiàn)故障時，通信基站與車輛之間進行通信，指引車輛選擇出入口，同時將車輛故障信息和位置信息發(fā)送給遠程監(jiān)控服務器。
[0007]所述的通信基站與車輛通過WIFI網(wǎng)絡進行通信。
[0008]所述的磁道釘?shù)匿佋O方式為N極向上或S極向上。
[0009]所述的磁道釘從距離環(huán)形軌道出入口 50m處開始鋪設。
[0010]一種磁導航智能車的交叉路口通行方法，包括以下步驟:
[0011]101:當前車輛正常向交叉路口行駛，不斷讀取路面磁道釘?shù)木幋a值，執(zhí)行步驟102 ；
[0012]102:識別進入路口前的磁道釘編碼，計算當前車輛與交叉路口的距離，當距離為零時，當前車輛右拐駛入外環(huán)形道路，沿外環(huán)形道路前進，執(zhí)行步驟103 ；
[0013]所述的進入路口前的磁道釘編碼包含車道通車方向、附近存在交叉路口的類型、和交叉路口距離信息；
[0014]103:進行當前車輛各模塊的自診斷，判斷當前車輛是否出現(xiàn)故障，若是，執(zhí)行步驟104，若否，執(zhí)行步驟107 ；
[0015]104:駛入內環(huán)形車道，減速至零，讀取內環(huán)形道路的磁道釘編碼，啟動車間通信模塊，發(fā)送求助信號，判斷是否得到附近車輛的響應，若是，則執(zhí)行步驟105，若否，則執(zhí)行步驟
106；
[0016]所述的內環(huán)形道路的磁道釘編碼包含位置信息；
[0017]105:將當前車輛故障信息和位置信息傳送給得到響應的附近車輛，等待其前來救援;
[0018]106:當前車輛通過WIFI網(wǎng)絡和通信基站通信，向通信基站發(fā)送當前車輛的故障信息與位置信息，通信基站及時將接收信息反饋至遠程監(jiān)控服務器，從而遠程監(jiān)控服務器輸出配置施救資源的決策，當前車輛等待救援；
[0019]107:當前車輛向通信基站發(fā)送行駛目的地信息，通信基站根據(jù)當前車輛行駛目的地信息，輸出目標出口序號，并向當前車輛發(fā)送，執(zhí)行步驟108 ；
[0020]108:當前車輛讀取外環(huán)形道路的磁道釘編碼，當磁道釘編碼和目標出口序號匹配，即當前位置處于目標出口處，執(zhí)行步驟109 ；
[0021]所述的外環(huán)形道路的磁道釘編碼包含車道的曲率半徑、對應出入口的序號和所處位置信息；
[0022]109:當前車輛駛出交叉路口，沿著目標路徑繼續(xù)前行。
[0023]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0024]I)磁道釘編碼實現(xiàn)車輛在交叉路徑處的準確定位，使磁導航智能車順利完成全程行駛；
[0025]2)通過車路交互車輛高度自主通過交叉路徑，與通信基站的通信主要在于路口選擇與出現(xiàn)故障時，降低了 WIFI網(wǎng)絡的通信壓力；
[0026]3)以環(huán)形車道為基礎，構建磁導航智能車交叉換向行駛的高效通行樞紐，通過車路交互實現(xiàn)車輛交叉路口選取路徑的智能化，圓環(huán)型交叉路徑通用性和擴展性好，能較好適應三路、四路及更多路交匯的情況，大大降低磁導航智能交通系統(tǒng)的開發(fā)成本；
[0027]4)磁導航智能車在通過交叉路徑時不需要停車，有效規(guī)避車輛的啟停動作和遠程監(jiān)控中心的復雜調度，大幅提升智能交通系統(tǒng)的運行效率，同時還能提高車輛平均速度、降低車輛能耗的減少，減少車輛啟停時導致的元器件磨損，延長車輛使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明四路交匯時交叉路徑示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明車輛在交叉路口通行的流程圖。
[0030]圖中:1、外環(huán)形道路，2、內環(huán)形道路，3、通信基站，4、車輛，5、磁道釘。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。本實施例以本發(fā)明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0032]磁導航智能車選用磁道釘作為誘導信號指引車輛行駛，利用磁道釘?shù)目删幋a特性標記出交叉路徑的特征，使車輛能在無需停車與遠程調度的情況下順暢通過路口。
[0033]如圖1所示，在四路交匯處，采用磁導航智能車的交叉路口，包括環(huán)形軌道、通信基站3和磁道釘5，環(huán)形軌道采用雙車道，包括外環(huán)形道路I和內環(huán)形道路2，通信基站3設置在內環(huán)形道路2的中心部分，通過無線連接遠程監(jiān)控服務器，磁道釘5鋪設于交叉道路和環(huán)形軌道的路面上，車輛4為運行的磁導航智能車；
[0034]交叉路徑的核心元素為環(huán)形軌道，環(huán)形軌道的外環(huán)形道路I作為正常通行道路，供車輛進入交叉路口時行駛用，內環(huán)形道路2作為緊急停車道，供車輛在交叉路口出現(xiàn)故障時駐車用，磁道釘5的鋪設作為道路信息的標記，引導車輛4通行，車道所包圍的中心部分為智能汽車交通系統(tǒng)的通信基站3，通信基站3根據(jù)車輛4全程行駛路線確定交叉路口處應選擇的出入口并通過WIFI網(wǎng)絡發(fā)送給正在行駛的磁導航智能車輛4，車輛4出現(xiàn)故障時駛入內環(huán)形道路2，通過車間通信尋求附近車輛4幫助，在無法得到附近車輛4幫助的情況下通過WIFI網(wǎng)絡向通信基站3發(fā)送車輛4故障信息和位置信息，通信基站3負責將車輛4故障信息和位置信息反饋給遠程監(jiān)控中心，以便及時實施救援。
[0035]通信基站3與車輛4通過WIFI網(wǎng)絡進行通信。
[0036]磁道釘5從距離環(huán)形軌道出入口 50m處開始鋪設。磁道釘5的鋪設方式為N極向上或S極向上，磁道釘5的N極朝上標記為“ I”，S極朝上標記為“0”，通過N極朝上或S極朝上實現(xiàn)編碼，一套編碼由連續(xù)六個磁道釘5的極性標記值組成。
[0037]進入交叉路口前直道編碼的前三位代表與交叉路口的距離，0B000標識車輛即將或已經(jīng)進入環(huán)形跑道，不全為O時可按公式計算:距離=6*0BXXX(m);編碼中間兩位指示位置附近道路元素信息，0B00代表前方無交叉路徑，OBOl代表前方為三路交匯路口，OBlO代表前方為四路交匯路口，OBll代表前方為五路交匯路口 ；編碼的最后一位表示車道通行方向，OBO代表趨向交叉路口，OBl代表遠離交叉路口。駛入環(huán)形道路后，編碼前三位全為0，后三位標記曲率半徑、出入口的序號、對應位置信息,可規(guī)定為:0B000代表曲率半徑為8m，第I號出入口，正南方，0B001代表曲率半徑為9m，無出入口，東南方，0B010代表曲率半徑為8m，第2號出入口，正東方，諸如此類。
[0038]如圖2所示，磁導航智能車在交叉路口的通行方法，包括以下步驟:
[0039]101:當前車輛正常向交叉路口行駛的情況下，不斷讀取路面磁道釘5的編碼值，執(zhí)行步驟102 ；
[0040]102:當前車輛檢測到磁道釘編碼符合位置附近存在交叉路口的特征，即進入路口前的磁道釘編碼，而且當前車輛正處于趨向交叉路口的車道上，則不停計算當前車輛與交叉路口的距離，當距離為零時，當前車輛右拐駛入外環(huán)形道路1，沿外環(huán)形道路靠右以逆時針方向前進，執(zhí)行步驟103 ;進入路口前的磁道釘編碼包含車道通車方向、附近存在交叉路口的類型、和交叉路口距離等信息；
[0041]103:進行當前車輛各模塊的自診斷，判斷當前車輛是否出現(xiàn)故障，若是，執(zhí)行步驟104，若否，執(zhí)行步驟107 ；
[0042]104:當前車輛立即駛入內環(huán)形車道，減速至零，讀取內環(huán)形道路2的磁道釘編碼，啟動車間通信模塊，發(fā)送求助信號，判斷是否得到附近車輛的響應，若是，則執(zhí)行步驟105，若否，則執(zhí)行步驟106 ;內環(huán)形道路2的磁道釘編碼包含位置等信息；
[0043]105:將當前車輛故障信息和位置信息傳送給得到響應的附近車輛，等待其前來救援;
[0044]106:當前車輛通過WIFI網(wǎng)絡和通信基站3通信，向通信基站3發(fā)送當前車輛的故障信息與位置信息，通信基站3及時將接收信息反饋至遠程監(jiān)控服務器，從而遠程監(jiān)控服務器輸出配置施救資源的決策，當前車輛等待救援；
[0045]107:當前車輛向通信基站3發(fā)送行駛目的地信息，通信基站3根據(jù)當前車輛行駛目的地信息，輸出目標出口序號，并向當前車輛發(fā)送，執(zhí)行步驟108 ；
[0046]108:當前車輛讀取外環(huán)形道路I的磁道釘編碼，當磁道釘編碼和目標出口序號匹配，即當前位置處于目標出口處，執(zhí)行步驟109 ;外環(huán)形道路I的磁道釘編碼包含車道的曲率半徑、對應出入口的序號和所處位置等信息；
[0047]109:當前車輛駛出交叉路口，沿著目標路徑繼續(xù)前行。
【權利要求】
1.一種磁導航智能車的交叉路口，建于多條交叉道路的交匯處，其特征在于，包括環(huán)形軌道、通信基站(3)和磁道釘(5)，所述的環(huán)形軌道采用雙車道，包括外環(huán)形道路(I)和內環(huán)形道路(2)，所述的通信基站(3)設置在內環(huán)形道路(2)的中心部分，連接遠程監(jiān)控服務器，所述的磁道釘(5)鋪設于交叉道路和環(huán)形軌道的路面上； 環(huán)形軌道的外環(huán)形道路(I)作為正常通行道路，內環(huán)形道路(2)作為緊急停車道，磁道釘(5)的鋪設作為道路信息的標記，引導車輛(4)通行，在車輛(4)進行路況選擇與出現(xiàn)故障時，通信基站(3)與車輛(4)之間進行通信，指引車輛(4)選擇出入口，同時將車輛(4)故障信息和位置信息發(fā)送給遠程監(jiān)控服務器。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種磁導航智能車的交叉路口，其特征在于，所述的通信基站(3)與車輛(4)通過WIFI網(wǎng)絡進行通信。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種磁導航智能車的交叉路口，其特征在于，所述的磁道釘(5)的鋪設方式為N極向上或S極向上。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種磁導航智能車的交叉路口，其特征在于，所述的磁道釘(5)從距離環(huán)形軌道出入口 50m處開始鋪設。
5.一種磁導航智能車的交叉路口通行方法，其特征在于，包括以下步驟: 101:當前車輛正常向交叉路口行駛，不斷讀取路面磁道釘(5)的編碼值，執(zhí)行步驟102 ； 102:識別進入路口前的磁道釘編碼，計算當前車輛與交叉路口的距離，當距離為零時，當前車輛右拐駛入外環(huán)形道路(I)，沿外環(huán)形道路(I)前進，執(zhí)行步驟103 ； 103:進行當前車輛各模塊的自診斷，判斷當前車輛是否出現(xiàn)故障，若是，執(zhí)行步驟104，若否，執(zhí)行步驟107 ； 104:駛入內環(huán)形車道，減速至零，讀取內環(huán)形道路(2)的磁道釘編碼，啟動車間通信模塊，發(fā)送求助信號，判斷是否得到附近車輛的響應，若是，則執(zhí)行步驟105，若否，則執(zhí)行步驟106 ； 105:將當前車輛故障信息和位置信息傳送給得到響應的附近車輛，等待其前來救援； 106:當前車輛通過WIFI網(wǎng)絡和通信基站(3)通信，向通信基站(3)發(fā)送當前車輛的故障信息與位置信息，通信基站(3)及時將接收信息反饋至遠程監(jiān)控服務器，從而遠程監(jiān)控服務器輸出配置施救資源的決策，當前車輛等待救援； 107:當前車輛向通信基站(3)發(fā)送行駛目的地信息，通信基站(3)根據(jù)當前車輛行駛目的地信息，輸出目標出口序號，并向當前車輛發(fā)送，執(zhí)行步驟108 ； 108:當前車輛讀取外環(huán)形道路(I)的磁道釘編碼，當磁道釘編碼和目標出口序號匹配，即當前位置處于目標出口處，執(zhí)行步驟109 ； 109:當前車輛駛出交叉路口，沿著目標路徑繼續(xù)前行。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種磁導航智能車的交叉路口通行方法，其特征在于，所述的進入路口前的磁道釘編碼包含車道通車方向、附近存在交叉路口的類型、和交叉路口距離信息。
7.根據(jù)權利要求5所述的一種磁導航智能車的交叉路口通行方法，其特征在于，所述的外環(huán)形道路(I)的磁道釘編碼包含車道的曲率半徑、對應出入口的序號和所處位置信肩、O
8.根據(jù)權利要求5所述的一種磁導航智能車的交叉路口通行方法，其特征在于，所述的內環(huán)形道路(2)的磁道釘編碼包含位置信息。
【文檔編號】E01C1/02GK104153267SQ201410374310
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權日:2014年7月31日
【發(fā)明者】羅峰, 李現(xiàn)飛, 胡鳳鑒 申請人:同濟大學