CN112309156A - 基于5g分级决策的红绿灯通行策略 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于5G分级决策的红绿灯通行策略，包括以下步骤：1、车辆向边缘云端传输车辆数据；云端服务器向边缘云端服务器传输所有红绿灯的信息；2、边缘云端服务器计算车辆能否通过红绿灯；3、边缘云端服务器将指令发送给车端；4、车端根据边缘云端服务器所下发的指令，通过自动驾驶控制器内置的车辆控制算法，控制车辆。本发明推进了5G产业发展，降低了道路事故率，降低了自动驾驶汽车单车成本。

Description

基于5G分级决策的红绿灯通行策略
技术领域
本发明涉及的是一种基于5G通讯网络下的针对自动驾驶汽车的分级决策方法，具体涉及基于5G分级决策的红绿灯通行策略。
背景技术
通过对目前针对自动驾驶汽车红绿灯路口通行算法相关的研究整合分析，发现，目前主要的研究有两个方向：
1、专利申请号CN201810510657.0，专利公开号CN108694841A，针对红绿灯路口前一段距离内的速度曲线，加速度曲线进行优化。如该专利，设计了一个综合舒适性、安全性、时效性和经济性的成本函数，利用此成本函数，对一系列候选加速度进行筛选，进而得到最优加速度曲线和最优车速曲线。
2、专利申请号CN201711069177.7，专利公开号CN107871398A，针对如何获取红绿灯信息进行研究。如该专利设计了一种图像识别算法，针对行车记录仪所捕捉到的图像，对红绿灯进行识别，继而给司机以提示。
现有专利的侧重点主要在如何感知红绿灯信息，以及如何优化车速曲线上。并且整个的计算过程都放在车端。
而实际上，纯粹依靠传感器对红绿灯信息进行识别存在感知范围有限、识别可能不够准确、不能准确获得时间等问题。另外车端的计算能力有限，将计算过程都放在车端可能导致车端的计算压力较大，另外也会增加单车成本。
综上所述，本发明涉及了一种基于5G分级决策的红绿灯通行策略。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种基于5G分级决策的红绿灯通行策略，利用5G通讯低延时、高可靠性的优点，车端将车辆数据传输到边缘云服务器中，另外利用云端服务器覆盖范围广、计算能力强的优点，其储存所有红绿灯的实时信息，并且将红绿灯信息发送给边缘云服务器，边缘云服务器基于车端及云端的信息进行计算，最终将计算结果反馈给车端，实现红绿灯通行。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：基于5G分级决策的架构，包括车端、边缘云端、云端及软硬件，所述的车端、边缘云端和云端均部署有软硬件，完成红绿灯通行策略的计算；
所述的车端：部署数据上传和接收设备，实时向边缘云端发送车辆定位数据及整车参数等，并接收边缘云端下发的指令；在自动驾驶控制器中设计整车控制算法，根据边缘云端下发的指令来控制整车。
所述的边缘云端：部署数据上传和接收设备，实时接收车端所发来的车辆数据和云端服务器发来的红绿灯信息；并将计算后的指令下发到车端；在获得车端和云端服务器所传来的数据后，边缘云服务器将首先判断距离车辆最近的红绿灯；
所述的云端：部署向边缘云服务器传输信息的设备及软件；所有红绿灯的实时信息，并将其传给边缘云服务器。
所述的边缘远端在获得车端和云端服务器所传来的数据后，边缘云服务器将首先判断距离车辆最近的红绿灯，其具体步骤为：
a计算车辆与所有红绿灯的距离，将所有小于100米的红绿灯编号输出到下一步，若没有，则停止后续计算。
b计算车辆航向角与上一步输入的红绿灯所处位置的航向角的差，将航向角误差小于30°的输出到下一步，若没有，则停止计算。
c利用车辆整体规划，判断车辆在前方红绿灯处前进的方向（左转、右转或直行），并与上一步输入的红绿灯进行比较，将满足条件的红绿灯编号输出到下一步，若没有，则停止计算。
d将车辆与上一步输入的所有红绿灯的距离进行比较，输出距离最小的红绿灯编号。
在完成对车辆前方下一个红绿灯编号的判断后，判断车辆能否通过红绿灯，并得到停车或正常通行的指令，将该指令发送到车端。
基于5G分级决策的红绿灯通行策略，包括以下步骤：
1、车辆向边缘云端传输车辆数据；云端服务器向边缘云端服务器传输所有红绿灯的信息；
2、边缘云端服务器计算车辆能否通过红绿灯；
3、边缘云端服务器将指令发送给车端；
4、车端根据边缘云端服务器所下发的指令，通过自动驾驶控制器内置的车辆控制算法，控制车辆。
本发明的有益效果：本发明推进了5G产业发展，降低了道路事故率，降低了自动驾驶汽车单车成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的策略流程图；
图2为本发明判断车辆能否通过前方红绿灯的流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1-2，本具体实施方式采用以下技术方案：基于5G分级决策的架构，包括车端、边缘云端、云端及软硬件，所述的车端、边缘云端和云端均部署有软硬件，完成红绿灯通行策略的计算；
所述的车端：部署数据上传和接收设备，实时向边缘云端发送车辆定位数据及整车参数等，并接收边缘云端下发的指令；在自动驾驶控制器中设计整车控制算法，根据边缘云端下发的指令来控制整车。
所述的边缘云端：部署数据上传和接收设备，实时接收车端所发来的车辆数据和云端服务器发来的红绿灯信息；并将计算后的指令下发到车端；在获得车端和云端服务器所传来的数据后，边缘云服务器将首先判断距离车辆最近的红绿灯；
所述的云端：部署向边缘云服务器传输信息的设备及软件；所有红绿灯的实时信息，并将其传给边缘云服务器。
所述的边缘远端在获得车端和云端服务器所传来的数据后，边缘云服务器将首先判断距离车辆最近的红绿灯，如图2所示，其具体步骤为：
a计算车辆与所有红绿灯的距离，将所有小于100米的红绿灯编号输出到下一步，若没有，则停止后续计算。
b计算车辆航向角与上一步输入的红绿灯所处位置的航向角的差，将航向角误差小于30°的输出到下一步，若没有，则停止计算。
c利用车辆整体规划，判断车辆在前方红绿灯处前进的方向（左转、右转或直行），并与上一步输入的红绿灯进行比较，将满足条件的红绿灯编号输出到下一步，若没有，则停止计算。
d将车辆与上一步输入的所有红绿灯的距离进行比较，输出距离最小的红绿灯编号。
在完成对车辆前方下一个红绿灯编号的判断后，判断车辆能否通过红绿灯，并得到停车或正常通行的指令，将该指令发送到车端。
基于5G分级决策的红绿灯通行策略，包括以下步骤：
1、车辆向边缘云端传输车辆数据；云端服务器向边缘云端服务器传输所有红绿灯的信息；
2、边缘云端服务器计算车辆能否通过红绿灯；
3、边缘云端服务器将指令发送给车端；
4、车端根据边缘云端服务器所下发的指令，通过自动驾驶控制器内置的车辆控制算法，控制车辆。
本具体实施方式基于5G分级决策的架构，车辆红绿灯通行的计算过程都将在边缘云服务器进行。利用5G通讯低延时、高可靠性的优点，车端将车辆数据传输到边缘云服务器中。另外利用云端服务器覆盖范围广、计算能力强的优点，其储存所有红绿灯的实时信息，并且将红绿灯信息发送给边缘云服务器。边缘云服务器基于车端及云端的信息进行计算，最终将计算结果反馈给车端，实现红绿灯通行。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.基于5G分级决策的架构，其特征在于，包括车端、边缘云端、云端及软硬件，所述的车端、边缘云端和云端均部署有软硬件，完成红绿灯通行策略的计算；
所述的车端：部署数据上传和接收设备，实时向边缘云端发送车辆定位数据及整车参数等，并接收边缘云端下发的指令；在自动驾驶控制器中设计整车控制算法，根据边缘云端下发的指令来控制整车；
所述的边缘云端：部署数据上传和接收设备，实时接收车端所发来的车辆数据和云端服务器发来的红绿灯信息；并将计算后的指令下发到车端；在获得车端和云端服务器所传来的数据后，边缘云服务器将首先判断距离车辆最近的红绿灯；
所述的云端：部署向边缘云服务器传输信息的设备及软件；所有红绿灯的实时信息，并将其传给边缘云服务器。
2.根据权利要求1所述的基于5G分级决策的架构，其特征在于，所述的边缘远端在获得车端和云端服务器所传来的数据后，边缘云服务器将首先判断距离车辆最近的红绿灯，其具体步骤为：
(a)计算车辆与所有红绿灯的距离，将所有小于100米的红绿灯编号输出到下一步，若没有，则停止后续计算；
(b)计算车辆航向角与上一步输入的红绿灯所处位置的航向角的差，将航向角误差小于30°的输出到下一步，若没有，则停止计算；
(c)利用车辆整体规划，判断车辆在前方红绿灯处前进的方向，并与上一步输入的红绿灯进行比较，将满足条件的红绿灯编号输出到下一步，若没有，则停止计算；
(d)将车辆与上一步输入的所有红绿灯的距离进行比较，输出距离最小的红绿灯编号；
在完成对车辆前方下一个红绿灯编号的判断后，判断车辆能否通过红绿灯，并得到停车或正常通行的指令，将该指令发送到车端。
3.基于5G分级决策的红绿灯通行策略，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、车辆向边缘云端传输车辆数据；云端服务器向边缘云端服务器传输所有红绿灯的信息；
(2)、边缘云端服务器计算车辆能否通过红绿灯；
(3)、边缘云端服务器将指令发送给车端；
(4)、车端根据边缘云端服务器所下发的指令，通过自动驾驶控制器内置的车辆控制算法 ，控制车辆。
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