基于车路协同的交通引导方法、设备、系统及存储介质

摘要

本发明实施例公开了一种基于车路协同的交通引导方法、设备、系统及计算机存储介质。提供一种基于车路协同的交通引导方法，包括：获取合流区域内匝道车辆和主路车辆的行车状态信息，所述行车状态信息包括车辆中心位置、车辆速度与车辆长度；基于所述行车状态信息预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与所述主路车辆发生碰撞,其中所述目标车辆为所述匝道车辆中的一个车辆；根据预测结果生成换道提示信息，其中，若预测结果为会与所述主路车辆发生碰撞，则生成换道预警信息，若预测结果为不会与所述主路车辆发生碰撞，则生成换道适宜信息；向所述目标车辆提示所述换道提示信息。

权利要求

1.一种基于车路协同的交通引导方法，其特征在于，所述方法包括：获取合流区域内匝道车辆和主路车辆的行车状态信息，所述行车状态信息包括车辆中心位置、车辆速度与车辆长度；

基于所述行车状态信息预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与所述主路车辆发生碰撞,其中所述目标车辆为所述匝道车辆中的一个车辆，所述预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与所述主路车辆发生碰撞，包括：计算所述目标车辆到达汇入点的时间，所述到达汇入点的时间TAC的计算式为：其中，D为车辆与汇入点的距离，L为车长，V为车辆当前速度；

从汇入点开始由下游往上游遍历所述主路车辆，计算每一车辆到达汇入点的时间；

在所述主路车辆中确定一个疑似碰撞车辆，所述疑似碰撞车辆到达汇入点的时间与所述目标车辆到达汇入点的时间最接近；

计算所述目标车辆与所述疑似碰撞车辆在汇入点的车间时距，所述车间时距为后到达车辆x到达时间减去先到达车辆y离开时间，其中，所述离开时间TDC的计算式为：所述车间时距GTH的计算式为：

GTH＝TACx-TDCy；

根据所述车间时距预测所述目标车辆到达汇入点时是否会与所述疑似碰撞车辆发生碰撞；

根据预测结果生成换道提示信息，其中，若预测结果为会与所述主路车辆发生碰撞，则生成换道预警信息，若预测结果为不会与所述主路车辆发生碰撞，则生成换道适宜信息；

向所述目标车辆提示所述换道提示信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与所述主路车辆发生碰撞之前，所述方法还包括：根据所述目标车辆的车辆中心位置计算目标车辆与匝道终点的距离；

若所述目标车辆与匝道终点的距离小于预定距离时，则生成进行减速的换道提示信息；

向所述目标车辆提示所述换道提示信息。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述向所述目标车辆提示所述换道提示信息，包括：将所述预警信息发送给路侧信息提示装置和/或车载设备的信息提示装置，向所述目标车辆提示所述预警信息。

4.一种基于车路协同的交通引导方法，其特征在于，所述方法包括：获取合流区域内匝道车辆和主路车辆的行车状态信息，所述行车状态信息包括车辆中心位置、车辆速度与车辆长度；

基于所述行车状态信息预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与所述主路车辆发生碰撞,其中所述目标车辆为所述匝道车辆中的一个车辆，所述预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与所述主路车辆发生碰撞，包括：自匝道终点开始由下游往上游遍历所述主路车辆，确定所述目标车辆拟换道时位于所述目标车辆下游且与所述目标车辆最近的一辆车为前车，确定前车上游一辆车为后车；

计算所述目标车辆与所述前车之间的车距，并根据安全阈值预测所述目标车辆从匝道换道到主路时是否会与所述前车发生潜在碰撞，其中，假设车辆x的前车为车辆1，则安全距离阈值计算式为：式中，L1为前车车长；Lx为车辆x车长；v1为前车速度；vx为车辆x速度；a1·max为前车最大减速度；ax·max为车辆x最大减速度；

若所述目标车辆从匝道换道到主路时不会与所述前车发生潜在碰撞，则进一步计算所述目标车辆与所述后车之间的车距，并根据安全阈值预测所述目标车辆从匝道换道到主路时是否会与所述后车发生潜在碰撞；

根据预测结果生成换道提示信息，其中，若预测结果为会与所述主路车辆发生碰撞，则生成换道预警信息，若预测结果为不会与所述主路车辆发生碰撞，则生成换道适宜信息；

向所述目标车辆提示所述换道提示信息。

5.一种基于车路协同的交通引导设备，其特征在于，所述设备包括：信息获取单元，用于获取合流区域内匝道车辆和主路车辆的行车状态信息，所述行车状态信息包括车辆中心位置、车辆速度与车辆长度；

碰撞风险预测单元，用于预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与所述主路车辆发生碰撞，所述目标车辆为所述匝道车辆中的一个车辆，所述预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与所述主路车辆发生碰撞，包括：计算所述目标车辆到达汇入点的时间，所述到达汇入点的时间TAC的计算式为：其中，D为车辆与汇入点的距离，L为车长，V为车辆当前速度；

从汇入点开始由下游往上游遍历所述主路车辆，计算每一车辆到达汇入点的时间；

在所述主路车辆中确定一个疑似碰撞车辆，所述疑似碰撞车辆到达汇入点的时间与所述目标车辆到达汇入点的时间最接近；

计算所述目标车辆与所述疑似碰撞车辆在汇入点的车间时距，所述车间时距为后到达车辆x到达时间减去先到达车辆y离开时间，其中，所述离开时间TDC的计算式为：所述车间时距GTH的计算式为：

GTH＝TACx-TDCy；

根据所述车间时距预测所述目标车辆到达汇入点时是否会与所述疑似碰撞车辆发生碰撞；

换道提示信息生成单元，用于根据预测结果生成换道提示信息，其中，若预测结果为会与所述主路车辆发生碰撞，则生成换道预警信息，若预测结果为不会与所述主路车辆发生碰撞，则生成换道适宜信息；

信息提示单元，用于向所述目标车辆提示所述换道提示信息。

6.一种基于车路协同的交通引导设备，其特征在于，所述设备包括：信息获取单元，用于获取合流区域内匝道车辆和主路车辆的行车状态信息，所述行车状态信息包括车辆中心位置、车辆速度与车辆长度；

碰撞风险预测单元，用于预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与所述主路车辆发生碰撞，所述目标车辆为所述匝道车辆中的一个车辆，所述预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与所述主路车辆发生碰撞，包括：自匝道终点开始由下游往上游遍历所述主路车辆，确定所述目标车辆拟换道时位于所述目标车辆下游且与所述目标车辆最近的一辆车为前车，确定前车上游一辆车为后车；

计算所述目标车辆与所述前车之间的车距，并根据安全阈值预测所述目标车辆从匝道换道到主路时是否会与所述前车发生潜在碰撞，其中，假设车辆x的前车为车辆1，则安全距离阈值计算式为：式中，L1为前车车长；Lx为车辆x车长；v1为前车速度；vx为车辆x速度；a1·max为前车最大减速度；ax·max为车辆x最大减速度；

若所述目标车辆从匝道换道到主路时不会与所述前车发生潜在碰撞，则进一步计算所述目标车辆与所述后车之间的车距，并根据安全阈值预测所述目标车辆从匝道换道到主路时是否会与所述后车发生潜在碰撞；

换道提示信息生成单元，用于根据预测结果生成换道提示信息，其中，若预测结果为会与所述主路车辆发生碰撞，则生成换道预警信息，若预测结果为不会与所述主路车辆发生碰撞，则生成换道适宜信息；

信息提示单元，用于向所述目标车辆提示所述换道提示信息。

7.一种基于车路协同的交通引导系统，包括处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被所述处理器运行时用于执行如权利要求1至4任一项所述的交通引导方法。

8.一种计算机存储介质，在所述存储介质上存储了程序指令，其中，所述程序指令在运行时用于执行如权利要求1至4任一项所述的交通引导方法。

说明书

基于车路协同的交通引导方法、设备、系统及存储介质

技术领域

[0001] 本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种基于车路协同的交通引导方法、设备、系统及计算机存储介质。

背景技术

[0002] 随着电子设备、通信技术和新一代互联网等技术的不断发展，智能交通，特别是车路协同系统得以推广和应用。车路协同系统可以实现车车、车路动态实时信息交互，并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理，对实现人车路的有效协同，保证交通安全，提高通行效率有着重要意义。

[0003] 另一方面，合流区作为公路上辅路车辆向主路进行车道变换的路段，辅路车辆需要寻找合适的时机，从主路中前、后车间隙插入，以成功安全地完成换道。这个时机的选择对于驾驶员而言是一件耗费心力的事，选择不好的话很容易发生以下事故：1)只注意与前车保持车距，忽略了后车，造成后车追尾事故；2)只注意后车与自己的距离是否可以换道，忽略前车位置，造成追尾前车事故；3)已到达匝道终点处却尚未完成换道，以匆忙换道，造成与主路车辆碰撞；4)车辆后视镜存在盲区，看不到后方车辆，以致换道与后方车辆发生碰撞。前三项事故容易发生于驾驶新手或当驾驶疲累时，而第四项则是一个普遍存在的问题。

发明内容

[0004] 为了解决以上问题，本发明实施例创造性地提供了一种基于车路协同的交通引导方法、设备、系统及计算机存储介质。

[0005] 根据本发明实施例的第一方面，提供一种基于车路协同的交通引导方法，该方法包括：获取合流区域内匝道车辆和主路车辆的行车状态信息，行车状态信息包括车辆中心位置、车辆速度与车辆长度；基于行车状态信息预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与主路车辆发生碰撞,其中目标车辆为匝道车辆中的一个车辆；根据预测结果生成换道提示信息，其中，若预测结果为会与主路车辆发生碰撞，则生成换道预警信息，若预测结果为不会与主路车辆发生碰撞，则生成换道适宜信息；向目标车辆提示换道提示信息。

[0006] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，在预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与主路车辆发生碰撞之前，方法还包括：根据目标车辆的车辆中心位置计算目标车辆与匝道终点的距离；若目标车辆与匝道终点的距离小于预定距离时，则生成进行减速的换道提示信息；向目标车辆提示换道提示信息。

[0007] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与主路车辆发生碰撞，包括：预测目标车辆到达汇入点时是否会与主路车辆发生碰撞，汇入点为匝道和主路交汇的位置。

[0008] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，预测目标车辆到达汇入点时是否会与主路车辆发生碰撞，包括：计算目标车辆到达汇入点的时间；从汇入点开始由下游往上游遍历主路车辆，计算每一车辆到达汇入点的时间；在主路车辆中确定一个疑似碰撞车辆，疑似碰撞车辆到达汇入点的时间与目标车辆到达汇入点的时间最接近；计算目标车辆与疑似碰撞车辆在汇入点的车间时距，车间时距为后到达车辆到达时间减去先到达车辆离开时间；根据车间时距预测目标车辆到达汇入点时是否会与疑似碰撞车辆发生碰撞。

[0009] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与主路车辆发生碰撞，包括：预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车和/或后车发生潜在碰撞。

[0010] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车和/或后车发生潜在碰撞，包括：自匝道终点开始由下游往上游遍历主路车辆，确定目标车辆拟换道时位于目标车辆下游且与目标车辆最近的一辆车为前车，确定前车上游一辆车为后车；计算目标车辆与前车之间的车距，预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车发生潜在碰撞；若目标车辆从匝道换道到主路时不会与前车发生潜在碰撞，则进一步计算目标车辆与后车之间的车距，预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与后车发生潜在碰撞。

[0011] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与主路车辆发生碰撞，包括：根据目标车辆的车辆中心位置与汇入点、匝道终点的相对位置，确定目标车辆所处的匝道路段；若目标车辆位于第一匝道路段，则预测目标车辆到达汇入点时是否会与主路车辆发生碰撞，若预测结果为会发生碰撞，则判定目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与主路车辆发生碰撞，其中第一匝道路段为到汇入点位置结束的匝道上游路段；若目标车辆位于第二匝道路段，则预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车和/或后车发生潜在碰撞，若预测结果为会发生潜在碰撞，则判定目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与主路车辆发生碰撞，其中第二匝道路段为从汇入点开始到匝道中间结束的路段。

[0012] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，向目标车辆提示预警信息，包括：将预警信息发送给路侧信息提示装置和/或车载设备的信息提示装置，向目标车辆提示预警信息。

[0013] 根据本发明实施例的第二方面，提供一种基于车路协同的交通引导设备，该设备包括：信息获取单元，用于获取合流区域内匝道车辆和主路车辆的行车状态信息，行车状态信息包括车辆中心位置、车辆速度与车辆长度；碰撞风险预测单元，用于预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与主路车辆发生碰撞，目标车辆为匝道车辆中的一个车辆；换道提示信息生成单元，用于根据预测结果生成换道提示信息，其中，若预测结果为会与主路车辆发生碰撞，则生成换道预警信息，若预测结果为不会与主路车辆发生碰撞，则生成换道适宜信息；信息提示单元，用于向目标车辆提示换道提示信息。

[0014] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，该设备还包括：距离计算单元，用于根据目标车辆的车辆中心位置计算目标车辆与匝道终点的距离；该设备的换道提示信息生成单元还用于若目标车辆与匝道终点的距离小于预定距离时，则生成进行减速的换道提示信息；该设备的信息提示单元，还用于向目标车辆提示换道提示信息。

[0015] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，碰撞风险预测单元具体用于预测预测目标车辆到达汇入点时是否会与主路车辆发生碰撞，汇入点为匝道和主路交汇的位置。

[0016] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，碰撞风险预测单元包括：计算模块，用于计算目标车辆到达汇入点的时间；该计算模块还用于从汇入点开始由下游往上游遍历主路车辆，计算每一车辆到达汇入点的时间；疑似碰撞车辆确定模块，用于在主路车辆中确定一个疑似碰撞车辆，疑似碰撞车辆到达汇入点的时间与目标车辆到达汇入点的时间最接近；上述计算模块还用于计算目标车辆与疑似碰撞车辆在汇入点的车间时距，车间时距为后到达车辆到达时间减去先到达车辆离开时间；预测结果确定模块，用于根据车间时距预测目标车辆到达汇入点时是否会与疑似碰撞车辆发生碰撞。

[0017] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，碰撞风险预测单元具体用于预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车和/或后车发生潜在碰撞。

[0018] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，碰撞风险预测单元包括：前后车确定模块，用于自匝道终点开始由下游往上游遍历主路车辆，确定目标车辆拟换道时位于目标车辆下游且与目标车辆最近的一辆车为前车，确定前车上游一辆车为后车；计算模块，用于计算目标车辆与前车之间的车距，预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车发生潜在碰撞；该计算模块还用于若目标车辆从匝道换道到主路时不会与前车发生潜在碰撞，则进一步计算目标车辆与后车之间的车距，预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与后车发生潜在碰撞。

[0019] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，信息提示单元还包括信息发送模块，用于将预警信息发送给路侧信息提示装置和/或车载设备的信息提示装置，向目标车辆提示预警信息。

[0020] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，碰撞风险预测单元具体用于根据目标车辆的车辆中心位置与汇入点、匝道终点的相对位置，确定目标车辆所处的匝道路段；若目标车辆位于第一匝道路段，则预测目标车辆到达汇入点时是否会与主路车辆发生碰撞，若预测结果为会发生碰撞，则判定目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与主路车辆发生碰撞，其中第一匝道路段为到汇入点位置结束的匝道上游路段；若目标车辆位于第二匝道路段，则预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车和/或后车发生潜在碰撞，若预测结果为会发生潜在碰撞，则判定目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与主路车辆发生碰撞，其中第二匝道路段为从汇入点开始到砸到中间结束的路段。

[0021] 根据本发明实施例的第三方面，提供一种基于车路协同的交通引导系统，包括处理器和存储器，其中，存储器中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器运行时用于执行上面描述的交通引导方法。

[0022] 根据本发明实施例的第四方面，提供一种计算机存储介质，在存储介质上存储了程序指令，其中，程序指令在运行时用于执行上面描述的交通引导方法。

[0023] 本发明实施例利用路侧信息采集装置和/或车载设备获取合流区域内匝道车辆和主路车辆的行车状态信息，其中包括通过各种车路通信手段使路侧设备和车载设备进行实时交互和信息共享，对合流匝道上的车辆在从匝道驶入到主路的过程中可能发生的交通风险进行预警，引导匝道车辆顺利完成换道，避免发生交通事故。其中，本发明实施例可以处理的交通风险包括：到达汇入点时与主路车辆发生碰撞；换道到主路时，与前后发生碰撞；换道到主路时，与后车发生碰撞；接近匝道终点时，没有及时减速引发交通事故等。

[0024] 需要理解的是，本发明的教导并不需要实现上面的全部有益效果，而是特定的技术方案可以实现特定的技术效果，并且本发明的其他实施方式还能够实现上面未提到的有益效果。

附图说明

[0025] 通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

[0026] 在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

[0027] 图1为本发明实施例基于车路协同的交通引导方法的应用场景示意图；

[0028] 图2为本发明实施例基于车路协同的交通引导方法的实现流程示意图；

[0029] 图3为本发明实施例基于车路协同的交通引导方法应用于车载设备上的一具体流程示意图；

[0030] 图4为本发明实施例基于车路协同的交通引导方法应用于路侧设备上的一具体流程示意图；

[0031] 图5为本发明实施例基于车路协同的交通引导设备的组成结构示意图。

具体实施方式

[0032] 下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

[0033] 下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。

[0034] 图1为本发明实施例基于车路协同的交通引导方法的应用场景示意图。参考图1，本发明实施例基于车路协同的交通引导方法主要应用于合流区域。该合流区域由目标车辆11所在匝道12和目标车辆11要进入的主路13组成。

[0035] 在目标车辆11从匝道12换道到主路13的过程中，会先到达汇入点14。汇入点14位于匝道12和主路13的交汇处，也是可以进行换道的最早地点。在汇入点14之前，对于匝道车辆11来说，最大的交通风险在于达到汇入点14时可能会与主路车辆发生碰撞。因此，可以在目标车辆11在进入汇入点14之前执行本发明实施例预测目标车辆到达汇入点时是否会与主路车辆发生碰撞的方法，对目标车辆11进行预警。而且，在汇入点14的上游位置可以设置一个信息提示装置15，用于向没有安装车载设备的匝道车辆进行提示。

[0036] 当目标车辆11驶过汇入点进入换道区时，此时最大的交通风险在于换道过程中或刚刚完成换道时是否会与主路上的前车和/或后车，如图所示的前车16和后车17，发生潜在碰撞。在这一路段，可以执行本发明实施例预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车和/或后车发生潜在碰撞的方法，对目标车辆11进行预警。与此同时，当目标车辆11距匝道终点18小于10米时，还可以执行本发明实施例提示目标车辆减速的方法，避免匆忙换道发生交通事故。

[0037] 此外，在合流区域的路侧可以设置路侧设备19，该设备是可以借助车路协同系统中的通信单元与路侧信息采集装置20、目标车辆11上安装的车载设备或路侧信息提示装置15进行通信的路侧设备。该设备还具有交通风险预测模块，可以执行本发明实施例基于车路协同的交通引导方法。

[0038] 本发明实施例基于车路协同的交通引导方法既可以应用于图1所示的目标车辆11上安装的车载设备，也可以应用于路侧设备19。

[0039] 当发明实施例基于车路协同的交通引导方法应用于图1所示的目标车辆11上安装的车载设备时，车载设备可获取自车行车状态信息，并通过车路协同系统的通信单元接收路侧设备19发送的主路车辆信息；执行本发明实施例基于车路协同的交通引导方法；将生成的预警信息转换成文字显示在车载设备上的显示屏或转换成声音通过车载设备的扩音器播放出来。

[0040] 当发明实施例基于车路协同的交通引导方法应用于图1所示的路侧设备19时，路侧设备19可以通过车路协同系统的通信单元接收路侧信息采集装置20采集到的信息，和/或接收目标车辆11上安装的车载设备发送的信息来获取匝道车辆和主路车辆的行车状态信息；执行本发明实施例基于车路协同的交通引导方法；将预警信息发送给路侧信息提示装置15和/或目标车辆11上安装的车载设备上的信息提示装置，向目标车辆11提示预警信息。

[0041] 在如图1所示的场景中，还可以结合车载设备和路侧设备19各自所具有的不同优势，在不同路段采用本发明实施例基于车路协同的交通引导方法的不同实施方式，分别应用于车载设备和路侧设备19端，实现在如上应用场景中的较优实施例组合。

[0042] 例如，可以将匝道12划分为两个子路段：第一匝道路段和第二匝道路段。第一匝道路段为从匝道起点位置开始，到汇入点14所示位置结束的路段；第二匝道路段则为从汇入点14所示位置开始，到匝道终点18所示位置结束的路段。

[0043] 在第一匝道路段，可选取汇入点上游第一辆匝道车辆为目标车辆，在路侧设备19上应用本发明实施例基于车路协同的交通引导方法，执行预测目标车辆到达汇入点时是否会与主路车辆发生碰撞的方法，通过将预警信息发送到路侧信息提示装置15和/或目标车辆11上安装的车载设备上的信息提示装置，兼顾装有车载设备的匝道车辆和未装有车载设备的匝道车辆。

[0044] 在第二匝道路段，如果目标车辆装有车载设备，则可以在车载设备上应用本发明实施例基于车路协同的交通引导方法，执行预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车和/或后车发生潜在碰撞的方法，通过目标车辆的车载设备播报预警信息的方式对目标车辆进行精准引导。

[0045] 与此同时，如果目标车辆11装有车载设备，还可以在目标车辆与匝道终点的距离小于预定距离时，比如10米时，提示目标车辆11减速，从而避免目标车辆11在匝道终点18处匆忙换道，发生交通事故。

[0046] 下面就结合图2描述本发明实施例的第一方面，一种基于车路协同的交通引导方法的实现流程。参考图2，该方法包括：操作210，获取合流区域内匝道车辆和主路车辆的行车状态信息，行车状态信息至少包括车辆中心位置、车辆速度与车辆长度；操作220，基于行车状态信息预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与主路车辆发生碰撞,其中目标车辆为匝道车辆中的一个车辆；操作230，根据预测结果生成换道提示信息，其中，若预测结果为会与主路车辆发生碰撞，则生成换道预警信息，若预测结果为不会与主路车辆发生碰撞，则生成换道适宜信息；操作240，向目标车辆提示向目标车辆提示换道提示信息。

[0047] 操作210，车辆长度是指从车辆头部前点测量到车辆尾部后点的长度，车辆中心位置为从车辆头部前点开始一半车辆长度的位置。当然这个长度及位置无需特别精确，可以有10厘米以内的误差。这里的车辆速度指单个车辆的行驶时速。当本发明实施例基于车路协同的交通引导方法应用于车载设备时，车载设备可以通过内置的定位装置，或与车载设备相连的定位装置获取自车的行车状态信息，并通过车路协同系统的通信单元接收路侧设备发送信息的方式获取主路车辆的行车状态信息。当本发明实施例基于车路协同的交通引导方法应用于路侧设备时，路侧设备主要通过车路协同系统的通信单元接收路侧信息采集装置实时发送的信息来获取匝道车辆和主路车辆的行车状态信息。路侧信息采集装置，比如摄像头、微波或雷达传感器等，可以实时采集主路最外侧车道与匝道影像与微波信息，之后通过信息融合提取模块提取影像中个别车辆的行车状态信息。当本发明实施例应用于路侧设备时，还可以通过接收匝道车辆上安装的车载设备发送的信息获取匝道车辆行车状态信息。

[0048] 操作220，当本发明实施例基于车路协同的交通引导方法应用于车载设备时，这里的目标车辆就是自车。当本发明实施例基于车路协同的交通引导方法应用于路侧设备时，可以选取某一个匝道车辆为目标车辆，比如汇入点上游的第一辆匝道车辆。这里目标车辆从匝道驶入到主路的过程，包括：目标车辆在匝道向汇入点行驶的过程；从汇入点开始换道到主路的过程；完成换道并在主路平稳行驶一段时间直至离开合流区域的过程。

[0049] 操作230，这里的预警信息可以是文字，图像或声音等任何形式的信息。

[0050] 操作240，当本发明实施例基于车路协同的交通引导方法应用于车载设备时，这里的提示主要通过车载设备上的信息提示装置，比如显示屏和扩音器，来实现的。当本发明实施例基于车路协同的交通引导方法应用于路侧设备时，这里的提示主要通过将预警信息发送给路侧信息提示装置，比如可变信息显示屏或扩音器，和/或通过车路协同系统的通信单元发送给车载设备上的信息提示装置来对目标车辆进行提示的。

[0051] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，在预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与主路车辆发生碰撞之前，方法还包括：根据目标车辆的车辆中心位置计算目标车辆与匝道终点的距离；若目标车辆与匝道终点的距离小于预定距离时，则生成进行减速的换道提示信息；向目标车辆提示换道提示信息。

[0052] 这里，首先要根据目标车辆中心位置信息和匝道终点的位置信息来计算目标车辆距匝道终点的距离。一旦检测到目标车辆距匝道终点的距离小于预定距离，就可以生成预警信息，比如“车辆已接近匝道终点，请减速慢行，提早换道”，对目标车辆进行提示。如此，目标车辆就可以提前减速，提前为换道做准备，避免因匆忙换道而引发各种交通事故。这里的预定距离，通常是根据实际应用总结的一个经验值，是预先设定好的。在本发明实施例中的应用中，根据设定预定距离为10米。

[0053] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与主路车辆发生碰撞，包括：预测目标车辆到达汇入点时是否会与主路车辆发生碰撞，汇入点为匝道和主路交汇的位置。众所周知，汇入点是一个事故多发点，如果匝道车辆未注意观测主路车辆，很容易在这一位置与主路车辆发生碰撞。目前，现有技术，比如路侧可变信息屏或车载设备，通常只会在此处简单提示主路车辆和匝道车辆注意观测对方车道的车辆而不能精确预测碰撞风险，驾驶员只能凭借个人经验来判断，容易发生错误判断而引发事故。本发明实施例基于车路协同的交通引导方法可以利用目标车辆和匝道车辆的行车状态信息，使用基于现代交通理论的各种预测方法进行精准预测，可以辅助目标车辆做出更准确的判断。当预测结果提示可能在汇入点与主路车辆发生碰撞时，目标车辆就可减速慢行避免可能的碰撞风险。这里的预测可以使用基本的车间时距计算方法来进行预测，也可以使用机器学习方法建立交通预测模型的方式进行预测。

[0054] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，预测目标车辆到达汇入点时是否会与主路车辆发生碰撞，包括：计算目标车辆到达汇入点的时间；从汇入点开始由下游往上游遍历主路车辆，计算每一车辆到达汇入点的时间；在主路车辆中确定一个疑似碰撞车辆，疑似碰撞车辆到达汇入点的时间与目标车辆到达汇入点的时间最接近；计算目标车辆与疑似碰撞车辆在汇入点的车间时距，车间时距为后到达车辆到达时间减去先到达车辆离开时间；根据车间时距预测目标车辆到达汇入点时是否会与疑似碰撞车辆发生碰撞。

[0055] 在这一实施例中，预测目标车辆到达汇入点时是否会与主路车辆发生碰撞的方法主要通过计算目标车辆与疑似碰撞车辆的车间时距进行预测的。下面就以本发明实施例基于车路协同的交通引导方法应用于路侧设备的一个应用为例，讲解下如何执行和实现预测目标车辆到达汇入点时是否会与主路车辆发生碰撞这一方法的。

[0056] 首先，路侧设备可以通过车路协同系统的通信单元接收路侧信息采集装置采集到的信息，和/或接收目标车辆上安装的车载设备发送的信息,来获取匝道车辆和主路车辆的行车状态信息。这里的行车状态信息包括车辆中心位置、车辆速度与车辆长度。在本实施例中，可选取汇入点上游第一辆匝道车辆为目标车辆。

[0057] 接下来，可以在如图3所示的具体流程来预测目标车辆到达汇入点时是否会与主路车辆发生碰撞：

[0058] 步骤310，计算目标车辆到达汇入点的时间；

[0059] 到达汇入点的时间TAC的计算式为：

[0060]

[0061] 其中，D为车辆与汇入点的距离，L为车长，V为车辆当前速度。假设使用如上公式计算得到目标车辆到达汇入点的时间为TACx。

[0062] 步骤320，从汇入点开始由下游往上游遍历主路车辆，计算每一车辆到达汇入点的时间；

[0063] 第i辆主路车辆到达汇入点的时间TACi可以采用步骤310所示的计算式来得到。

[0064] 步骤330，在主路车辆中确定一个疑似碰撞车辆，疑似碰撞车辆到达汇入点的时间与目标车辆到达汇入点的时间最接近；

[0065] 计算TACi减去TACx得到的差的绝对值，所得到的差的绝对值最小的第i辆车就是疑似碰撞车辆。假设疑似碰撞车辆为第y辆车。

[0066] 步骤340，计算目标车辆与疑似碰撞车辆在汇入点的车间时距，车间时距为后到达车辆到达时间减去先到达车辆离开时间；

[0067] 根据目标车辆与疑似碰撞车辆到达汇入点的时间，确定先到达车辆离和后到达车辆，可以利用后到达车辆到达时间减去先到达车辆离开时间来计算目标车辆与疑似碰撞车辆的车间时距。

[0068] 其中，离开汇入点时间TDC的计算式为：

[0069]

[0070] 假设目标车辆为后达车辆，疑似碰撞车辆为先达车辆，则车间时距GTH的计算式为：

[0071] GTH＝TACx-TDCy

[0072] 步骤350，根据车间时距预测目标车辆到达汇入点时是否会与疑似碰撞车辆发生碰撞。

[0073] 当GTH小于等于0，表示以当前速度继续行驶会发生碰撞，进行换道预警。

[0074] 当GTH小于等于车间时距安全阈值，表示以当前速度继续行驶，当两辆车到达汇入点时，情况很危急，进行换道预警；

[0075] 当GTH大于车间时距安全阈值，表示不会发生碰撞。

[0076] 这里的车间时距可以是一个指定的经验值，也可以是利用现代交通理论中的一些计算方法根据前后车当前的车速计算出来的一个较为安全的车间时距。

[0077] 之后，路侧设备就可以根据预测结果生成预警信息，比如“按现有时速行驶可能会与主路车辆发生碰撞，请减速”，然后将预警信息发送给路侧信息提示装置和/或目标车辆上安装的车载设备上的信息提示装置，向目标车辆提示预警信息。

[0078] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与主路车辆发生碰撞，包括：预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车和/或后车发生潜在碰撞。

[0079] 这里可以通过计算拟换道时目标车辆与前车和/或后车的车距，结合前车和/或后车的车辆速度，预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车和/或后车发生潜在碰撞；也可以通过任何适用的交通预测模型，直接输入自车、前车和后车的行车状态信息，由交通预测模型预测得到目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车和/或后车发生潜在碰撞的预测结果。当预测结果为可能与前车和/或后车发生潜在碰撞时，提示目标车辆当前不是一个合适的换道时机，可减速慢行等待下一个合适的时机。这样可以避免目标车辆因为人为判断失误，或后视盲区导致目标车辆从匝道换道到主路时发生与前车和/或后车发生潜在碰撞。

[0080] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车和/或后车发生潜在碰撞，包括：自匝道终点开始由下游往上游遍历主路车辆，确定目标车辆拟换道时位于目标车辆下游且与目标车辆最近的一辆车为前车，确定前车上游一辆车为后车；计算目标车辆与前车之间的车距，预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车发生潜在碰撞；若目标车辆从匝道换道到主路时不会与前车发生潜在碰撞，则进一步计算目标车辆与后车之间的车距，预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与后车发生潜在碰撞。

[0081] 下面就结合图4，以本发明实施例基于车路协同的交通引导方法应用于路侧设备的一个应用为例，讲解下如何执行和实现预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车和/或后车发生潜在碰撞这一方法的。

[0082] 首先，车载设备可获取自车行车状态信息，并通过车路协同系统的通信单元接收路侧设备发送的主路车辆信息；

[0083] 接下来，可以执行如图4所示的具体流程来预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车和/或后车发生潜在碰撞：

[0084] 步骤4010，确定前、后车，计算自车与前车车距，计算自车与后车车距；

[0085] 自匝道终点开始由下游往上游遍历主路车辆，可确定目标车辆拟换道时位于其下游且与其最近的一辆车为前车；而前车上游的一辆车即为后车。

[0086] 计算自车与前车车距和计算自车与后车车距使，主要根据自车和前、后车的车辆中心位置来计算。

[0087] 步骤4020，判断自车与前车车距是否大于安全距离阈值；

[0088] 若自车与前车车距大于安全距离阈值，则自车应该不会与前车发生碰撞，执行步骤4060；若自车与前车车距小于等于安全距离阈值，则继续步骤4030。

[0089] 其中，假设自车车辆x的前车为车辆1，则安全距离阈值计算式为：

[0090]

[0091] 式中，L1为前车车长；Lx为车辆x车长；v1为前车速度；vx为车辆x速度；a1·max为前车最大减速度；ax·max为车辆x最大减速度。DM最小值为 以保证安全。

[0092] 步骤4030，进一步判断自车与前车车距是否大于碰撞距离；若自车与前车车距小于等于碰撞距离，则存在自车与前车发生碰撞的潜在风险，执行步骤4050；若自车与前场车距大于碰撞距离，则继续步骤4040。

[0093] 其中，碰撞距离为

[0094] 步骤4040，进一步判断前车速度是否大于自车速度；若前车速度是否大于自车速度，则自车应该不会与前车发生碰撞，执行步骤4060；若前车速度是小于等于自车速度，则存在自车与前车发生碰撞的潜在风险，执行步骤4050。

[0095] 步骤4050，根据之前执行的步骤，可知存在自车与前车发生碰撞的潜在风险，提示与前车碰撞风险的预警信息，例如“与主路前车存在碰撞风险，请减速慢行，等待下一个汇入机会”。

[0096] 步骤4060，根据之前执行的步骤，可知自车不存在与前车发生碰撞的潜在风险，可进一步判断自车与后车车距是否大于距离安全阈值；

[0097] 若自车与后车车距大于距离安全阈值，则自车应该不会与后车发生碰撞，执行步骤4100；

[0098] 若自车与后车车距小于等于距离安全阈值，则执行步骤4070。

[0099] 其中，假设自车x的后车为车辆2，则安全距离阈值计算式为

[0100]

[0101] 式中，L2为后车车长；v2为后车速度；a2·max为后车最大减速度。DM最小值为以保证安全。

[0102] 步骤4070，进一步判断自车与后车车距是否大于碰撞距离；若自车与后车车距小于等于碰撞距离，则存在自车与后车发生碰撞的潜在风险，执行步骤4090；若自车与后车车距大于碰撞距离，则继续步骤4080。

[0103] 其中，碰撞距离为

[0104] 步骤4080，进一步判断自车速度是否大于后车速度；若自车速度大于后车速度，则自车应该不会与后车发生碰撞，执行步骤4100；若自车速度小于等于后车速度，则存在自车与后车发生碰撞的潜在风险，执行步骤3150。

[0105] 步骤4090，根据之前执行的步骤，可知存在自车与后车发生碰撞的潜在风险，生成预警信息，例如“与主路后车存在碰撞风险，请减速慢行，等待下一个汇入机会”。

[0106] 步骤4100，根据之前执行的步骤，可知前车与后车之间存在汇入空间，可提示自车进行换道汇入主路。

[0107] 之后，车载设备可以将生成的预警信息转换成文字显示在车载设备上的显示屏或转换成声音通过车载设备的扩音器播放出来。

[0108] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与主路车辆发生碰撞，包括：根据目标车辆的车辆中心位置与汇入点、匝道终点的相对位置，确定目标车辆所处的匝道路段；若目标车辆位于第一匝道路段，则预测目标车辆到达汇入点时是否会与主路车辆发生碰撞，若预测结果为会发生碰撞，则判定目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与主路车辆发生碰撞，其中第一匝道路段为到汇入点位置结束的匝道上游路段；若目标车辆位于第二匝道路段，则预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车和/或后车发生潜在碰撞，若预测结果为会发生潜在碰撞，则判定目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与主路车辆发生碰撞，其中第二匝道路段为从汇入点开始到砸到中间结束的路段。

[0109] 这一实施方式就是在同一合流区域的不同路段，采用不同的碰撞风险预测方法，进行组合，以取得更佳效果。而这一实施方式可以全部都应用于路侧设备；也可以全部都应用于车载设备；还可以采取组合的方式，比如在第一闸道路段，在路侧设备上应用预测目标车辆到达汇入点时是否会与主路车辆发生碰撞的方法，而在第二闸道路段,在车载设备上应用预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车和/或后车发生潜在碰撞的方法。

[0110] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，向目标车辆提示预警信息，包括：将预警信息发送给路侧信息提示装置和/或车载设备的信息提示装置，向目标车辆提示预警信息。

[0111] 当发明实施例基于车路协同的交通引导方法应用于路侧设备时，通常是通过基于车路协同系统的通信单元，使用有线或无线的通信手段，将预警信息发送给路侧信息提示装置和/或车载设备的信息提示装置，从而达到对目标车辆进行提示的目的。其中，发送到车载设备上的方式主要是通过通信广播的方式。这一实施方式，可以兼顾没有安装车载设备的普通车辆。

[0112] 进一步地，基于上文基于车路协同的交通引导方法，本发明实施例还提供一种交通引导设备。如图5所示，设备50包括：信息获取单元501，用于获取合流区域内匝道车辆和主路车辆的行车状态信息，行车状态信息包括车辆中心位置、车辆速度与车辆长度；碰撞风险预测单元502，用于预测目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与主路车辆发生碰撞，目标车辆为匝道车辆中的一个车辆；换道提示信息生成单元503，用于根据预测结果生成换道提示信息，其中，若预测结果为会与主路车辆发生碰撞，则生成换道预警信息，若预测结果为不会与主路车辆发生碰撞，则生成换道适宜信息；信息提示单元504，用于向目标车辆提示换道提示信息。

[0113] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，该设备还包括：距离计算单元，用于根据目标车辆的车辆中心位置计算目标车辆与匝道终点的距离；该设备的换道提示信息生成单元还用于若目标车辆与匝道终点的距离小于预定距离时，则生成进行减速的换道提示信息；该设备的信息提示单元，还用于向目标车辆提示换道提示信息。

[0114] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，碰撞风险预测单元502具体用于预测预测目标车辆到达汇入点时是否会与主路车辆发生碰撞，汇入点为匝道和主路交汇的位置。

[0115] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，碰撞风险预测单元502包括：计算模块，用于计算目标车辆到达汇入点的时间；该计算模块还用于从汇入点开始由下游往上游遍历主路车辆，计算每一车辆到达汇入点的时间；疑似碰撞车辆确定模块，用于在主路车辆中确定一个疑似碰撞车辆，疑似碰撞车辆到达汇入点的时间与目标车辆到达汇入点的时间最接近；上述计算模块还用于计算目标车辆与疑似碰撞车辆在汇入点的车间时距，车间时距为后到达车辆到达时间减去先到达车辆离开时间；预测结果确定模块，用于根据车间时距预测目标车辆到达汇入点时是否会与疑似碰撞车辆发生碰撞。

[0116] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，碰撞风险预测单元502具体用于预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车和/或后车发生潜在碰撞。

[0117] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，碰撞风险预测单元502包括：前后车确定模块，用于自匝道终点开始由下游往上游遍历主路车辆，确定目标车辆拟换道时位于目标车辆下游且与目标车辆最近的一辆车为前车，确定前车上游一辆车为后车；计算模块，用于计算目标车辆与前车之间的车距，预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车发生潜在碰撞；该计算模块还用于若目标车辆从匝道换道到主路时不会与前车发生潜在碰撞，则进一步计算目标车辆与后车之间的车距，预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与后车发生潜在碰撞。

[0118] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，信息提示单元504还包括信息发送模块，用于将预警信息发送给路侧信息提示装置和/或车载设备的信息提示装置，向目标车辆提示预警信息。

[0119] 根据本发明实施例一个可能的实施方式，其中，碰撞风险预测单元502具体用于根据目标车辆的车辆中心位置与汇入点、匝道终点的相对位置，确定目标车辆所处的匝道路段；若目标车辆位于第一匝道路段，则预测目标车辆到达汇入点时是否会与主路车辆发生碰撞，若预测结果为会发生碰撞，则判定目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与主路车辆发生碰撞，其中第一匝道路段为到汇入点位置结束的匝道上游路段；若目标车辆位于第二匝道路段，则预测目标车辆从匝道换道到主路时是否会与前车和/或后车发生潜在碰撞，若预测结果为会发生潜在碰撞，则判定目标车辆从匝道驶入到主路的过程中是否会与主路车辆发生碰撞，其中第二匝道路段为从汇入点开始到砸到中间结束的路段。

[0120] 根据本发明实施例的第三方面，提供一种基于车路协同的交通引导系统，包括处理器和存储器，其中，存储器中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器运行时用于执行上面描述的交通引导方法。

[0121] 根据本发明实施例的第四方面，提供一种计算机存储介质，在存储介质上存储了程序指令，其中，程序指令在运行时用于执行上面描述的交通引导方法。

[0122] 同样，这里需要指出的是：以上用于执行基于车路协同的交通引导方法的交通引导设备实施例、交通引导系统实施例和计算机存储介质实施例的描述，与前述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果，因此不做赘述。对于本发明用于执行基于车路协同的交通引导方法的交通引导设备实施例、交通引导系统实施例和计算机存储介质实施例的描述中未披露的技术细节，请参照本发明方法实施例的描述而理解，为节约篇幅，因此不再赘述。

[0123] 需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

[0124] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

[0125] 上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

[0126] 另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

[0127] 本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储介质、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0128] 或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储介质、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0129] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。