CN113785337A - 车辆控制设备和车辆控制*** - Google Patents

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Abstract

公开了一种车辆控制设备和方法，其中，车辆和在本车辆周围的一定范围内的其他车辆交换相应的车辆尺寸信息和车辆型号信息中的一个以及车辆运动信息，并且该车辆根据接收到的车辆的信息和其他车辆的信息控制车辆的运动。还公开了一种车辆控制***和方法，其中，每个车辆将其相应的车辆尺寸信息和车辆型号信息中的一个以及车辆运动信息发送到服务器，其中，服务器根据接收到的信息计算每个车辆的行驶方案。

Description

车辆控制设备和车辆控制***
技术领域
本公开涉及一种车辆控制设备、车辆控制***和车辆控制方法。
背景技术
在自动驾驶过程中，车辆需要实时检测周围车辆的位置和轨迹。目前，传统方法是通过诸如雷达的传感器检测诸如周围车辆的三维轮廓、位置和运动轨迹的信息，然后基于以上信息合成该车辆和其他车辆的动量。然而，这种方式易受传感器的可靠性的影响，并且由于需要执行大量检测、大量数据传输和复杂的合成计算，所以***非常复杂。
发明内容
为了解决现有技术中的至少一个缺陷，在本公开的第一方面中，公开了一种车辆控制设备。该车辆控制设备可以用于安装在待被控制的车辆上。车辆控制设备包括：存储器；通信模块，该通信模块被配置为接收本车辆周围一定范围内的其他车辆的数据，其中，其他车辆的数据包括其他车辆的运动信息以及其他车辆的尺寸信息和其他车辆的车辆型号信息二者至少之一；以及处理器，该处理器被配置为：基于其他车辆的尺寸信息或基于其他车辆的车辆型号信息生成其他车辆的数字化车身模型；以及根据其他车辆的数字化车身模型和其他车辆的运动信息控制本车辆的运动。
在本公开的第二方面中，公开了一种车辆控制方法，包括：接收本车辆周围一定范围内的其他车辆的数据，其他车辆的数据包括其他车辆的运动信息、以及其他车辆的尺寸信息和其他车辆的车身型号信息二者至少之一；基于其他车辆的尺寸信息或基于其他车辆的车辆型号信息生成其他车辆的数字化车身模型；以及根据其他车辆的数字化车身模型和其他车辆的运动信息控制本车辆的运动。
通信模块还可被配置为用于车辆控制方法或者车辆控制方法还可包括：将本车辆的数据主动发送到其他车辆或服务器，其中，本车辆的数据包括本车辆的运动信息以及本车辆的尺寸信息和本车辆的车辆型号信息二者至少之一，并且处理器还可被配置为用于车辆控制方法或者车辆控制方法还可包括：加载交通运输设施的数字化模型；获得本车辆的数字化车身模型；将本车辆的数字化车身模型和其他车辆的数字化车身模型加载到交通运输设施的数字化模型上；以及根据本车辆的数字化车身模型和加载到交通运输设施的数字化模型上的其他车辆的数字化车身模型，并且根据本车辆的运动信息和其他车辆的运动信息，控制本车辆的运动。
在第一方面的车辆控制设备中或在第二方面的车辆控制方法中，数字化车身模型包括三维车身模型。
在第一方面的车辆控制设备中或在第二方面的车辆控制方法中，车辆型号信息包括车辆的品牌、型号名称和型号年份。
在第一方面的车辆控制设备中或在第二方面的车辆控制方法中，运动信息包括车辆的位置、速度和方向。
在第一方面的车辆控制设备中或在第二方面的车辆控制方法中，运动信息包括当前行驶方案。处理器还可被配置为用于车辆控制方法或者车辆控制方法还可包括：确定其他车辆是否根据其当前行驶方案行驶，如果确定其他车辆根据其当前行驶方案行驶，并且本车辆周围一定范围内没有新加入的车辆，则控制本车辆根据本车辆的当前行驶方案继续行驶，否则，根据本车辆的数字化车身模型和其他车辆的数字化车身模型进行重新计算，以控制本车辆的运动。
其中，根据其他车辆的当前行驶方案确定其他车辆是否正在行驶可包括：将其他车辆的实时运动信息与从其他车辆的当前行驶方案获得的理论运动信息进行比较。
其中，确定其他车辆是否根据其当前行驶方案行驶还可包括：确定是否接收到由其他车辆发送的状态改变信号。
在本公开的第三方面中，公开了一种具有根据本公开的第一方面的车辆控制设备的车辆。
根据本公开的第四方面，公开了一种包括计算机程序的计算机可读存储介质，其中，该计算机程序用于执行根据本公开的第二方面的方法。
根据本公开的第五方面，公开了一种包括服务器的车辆控制***，其中，服务器布置在车辆的外部，并且服务器被配置为接收由正在道路上行驶的每个车辆发送的车辆的运动信息以及车辆的尺寸信息和车辆型号信息二者至少之一，并且服务器还被配置为：加载交通运输设施的数字化模型；根据车辆的尺寸信息或者根据车辆的车辆型号信息生成每个车辆的数字化车身模型；将每个车辆的数字化车身模型加载到交通运输设施的数字化模型上；根据加载到交通运输设施的数字化模型上的每个车辆的数字化车身模型和每个车辆的运动信息，计算每个车辆从当前时刻开始的行驶方案；以及基于行驶方案向每个车辆发送指令以控制车辆的运动。
根据本公开的第六方面，公开了一种车辆控制方法，包括：由布置在车辆外部的服务器接收由在道路上行驶的每个车辆发送的车辆的运动信息以及车辆的尺寸信息和车辆型号信息二者至少之一；根据车辆的尺寸信息或者根据车辆的车辆型号信息生成每个车辆的数字化车身模型；由服务器将每个车辆的数字化车身模型加载到交通运输设施的数字化模型上；由服务器根据加载到交通运输设施的数字化模型上的每个车辆的数字化车身模型和每个车辆的运动信息，计算每个车辆从当前时刻开始的行驶方案；以及由服务器基于行驶方案向每个车辆发送指令以控制车辆的运动。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，行驶方案可以是从当前时刻开始直到离开道路时的时刻的方案。
车辆控制***还可包括位于每个车辆上的车辆控制设备。车辆控制设备包括存储器和通信模块。存储器被配置为存储本车辆的尺寸信息和/或本车辆的车辆型号信息。通信模块被配置为用于车辆控制方法或者第六方面的车辆控制方法包括：将本车辆的运动信息以及本车辆的尺寸信息和车辆型号信息二者至少之一发送到服务器，并且从服务器接收控制本车辆的运动的指令。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，运动信息包括车辆的位置、速度、方向和目的地。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，车辆型号信息包括车辆的品牌、型号名称和型号年份。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，数字化车身模型包括三维数字化车身模型。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，利用每个车辆在行驶期间不受到碰撞并且每个车辆以其最佳速度行驶的约束条件来计算从当前时刻开始的每个车辆的行驶方案。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，服务器被配置为仅当确定存在新的计算要求时重新计算每个车辆的行驶方案。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，服务器被配置为当接收到由新进入道路的车辆发送的信息或者确定在道路上存在未根据行驶方案行驶的车辆时，确定存在新的计算要求。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，服务器被配置为根据服务器接收到的每个车辆的实际运动信息与从每个车辆的行驶方案获得的理论运动信息的比较结果来确定道路上是否存在未根据行驶方案行驶的车辆。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，服务器被配置为当接收到由道路上的车辆发送的状态改变信号时，确定在道路上存在未根据行驶方案行驶的车辆。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，服务器被配置为接收车辆的运动信息以及由车辆在进入道路之前发送的车辆的尺寸信息和型号信息二者至少之一，从而确定是否允许车辆进入道路和/或车辆的进入策略。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，服务器被配置为将交通运输设施的数字化模型划分成多个部分或多个子模型，并且针对每个部分或每个子模型单独分配存储单元和/或计算单元。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，服务器被配置为通过使用单独的计算单元，单独地调用每个部分或子模型，单独地对于每个部分或子模型执行计算，和/或单独地确定对于每个部分或子模型是否存在新的计算要求。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，通过区块链技术对在车辆和服务器之间传送的信息进行加密。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，提供了一个或更多个布置在车辆外部的监测装置，该监测装置可被配置为监测车辆的运动信息并且将运动信息发送到车辆和/或服务器。
第五方面的车辆控制***还可包括根据本公开的第一方面的车辆控制设备。第六方面的车辆控制方法还可包括根据本公开的第二方面的车辆控制方法。其用于在车辆和服务器之间的通信故障的情况下控制车辆的运动。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，可以提供一个或更多个中继装置，其中，经由中继装置执行车辆和服务器之间的通信，该中继装置被配置为监测预定的监测范围，并且当车辆进入和/或处于其监测范围内时接收由车辆发送的信息。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，中继装置布置在道路入口处和/或道路入口之前，其中，中继装置被配置为向准备进入道路的车辆发送允许或禁止指令。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，多个中继装置设置成彼此以预定距离间隔开，其中，服务器为每个中继装置及其监测范围单独分配存储单元和/或计算单元。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，中继装置被配置为监测在其监测范围内是否产生新的计算要求，并且仅当监测到在其监测范围内产生新的计算要求和/或接收到在所述中继装置周围一定范围内的其他中继装置的监测范围内产生新的计算要求的通知时，中继装置才将由中继装置接收到的车辆数据发送到服务器。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，中继装置被配置为当检测到由新进入道路的车辆发送的信号或者检测到由在其监测范围内的车辆发送的状态改变信号时，确定在中继装置的监测范围内产生新的计算要求。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，中继装置被配置为辅助定位车辆。
在第五方面的车辆控制***中和在第六方面的车辆控制方法中，中继装置被配置为与监测传感器集成，并且通过中继装置监测车辆的运动信息。
根据本公开的第七方面，公开了一种包括计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机程序用于执行根据本公开的第六方面的方法。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，本公开的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。在附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：
图1示出了根据本公开的第一实施方式；
图2示出了根据本公开的第一实施方式；
图3示出了根据本公开的第二实施方式；以及
图4示出了根据本公开的第三实施方式。
具体实施方式
下面将参考附图描述本公开，附图中示出了本公开的若干实施方式。然而，应理解，本公开可以以多种不同的方式呈现，并且不限于下面描述的实施方式。实际上，在下文中描述的实施方式旨在对本公开进行更完整的公开，并且向本领域技术人员充分地解释本公开的保护范围。还应理解，本文公开的实施方式可以以各种方式组合以提供更多的附加实施方式。
应理解，说明书中的措辞仅用于描述特定实施方式，而不是旨在限定本公开。除非另有定义，否则说明书中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有本领域技术人员通常理解的含义。为了简明和/或清楚起见，不再详细描述公知的功能或结构。
说明书中使用的措辞“包括”、“包含”、“含有”、“具有”等指示所要求保护的特征的存在，但是不排斥一个或更多个其他特征的存在。说明书中使用的措辞“和/或”包括所列出的相关项中的一个或更多个的任何和所有组合。
本公开中描述的任何方法、过程、程序、算法或代码可以被转换或表达为编程语言或计算机程序。“编程语言”和“计算机程序”是用于将指令分配给计算机的任何语言，并且包括(但不限于)这些语言及其派生物：汇编语言、BASIC、批处理文件、BCPL、C、C+、C++、Delphi、Fortran、Java、JavaScript、机器代码、操作***命令语言、Pascal、Perl、PL1、脚本语言、Visual Basic、指定程序本身的元语言，以及第一代、第二代、第三代、***和第五代计算机语言。其还包括数据库和其他数据模式，以及任何其他元语言。
根据本公开的方法中的步骤的顺序不是限制性的，并且根据本公开的方法的一些步骤可以被省略和/或颠倒，而不脱离本公开的实质。
在本公开中，为了进行清楚的描述，车辆分别由M1、M2、...、Mn表示，其中n是自然数。车辆的序列号1、2、...n仅用于区分不同的车辆，而不构成对车辆的顺序或位置的任何限制。
在以下实施方式中，相同的构件由相同的附图标记表示。在不脱离本公开的教导的情况下，除非另有说明，否则相同的术语可以具有相同的定义，相同的构件和装置可以具有相同的构造。此外，为了简洁起见，在描述以下实施方式时可以省略在先前的实施方式中已经描述的特征。如果没有相反的描述并且不脱离本公开的教导，则本公开的各种实施方式和实现方式中的各种特征可以单独使用或与其他特征组合使用，或者单独地或与其他特征组合地应用于任何其他实施方式和实现方式。
第一实施方式
图1至图2示出了根据本公开的第一实施方式。其中，图1示出了根据本公开的第一实施方式的车辆控制设备1的示意图。图2以单向三车道为例，示意性地示出了在道路上行驶的具有根据本公开的第一实施方式的车辆控制设备1的车辆。
根据本公开的第一实施方式的车辆控制设备1可以安装在所有要控制的车辆M1、M2、...、Mn上。为了便于说明，下面将以安装有车辆控制设备1的车辆M1为例进行描述，在下文中将车辆M1称为本车辆。其他车辆中的车辆控制设备1的构造可以是相同的。本车辆中的车辆控制设备1可包括存储器10、通信模块20和处理器30。
存储器10可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备，或者任何其他易失性或非易失性存储设备。存储器10可以是车辆上的存储器或位于云中的存储器。
通信模块20可以是无线通信模块。无线通信模块可以是基于无线通信协议发送和接收数据的无线传输装置。无线通信模块可以以任何无线通信方式实现，例如2G/3G/4G/5G移动通信、蓝牙、红外、Zigbee、WiFi、LPWAN等。无线通信模块可包括无线发射器和无线接收器。作为替代方式，无线通信模块可包括无线收发器。
通信模块可被配置为向本车辆周围一定范围内的其他车辆发送数据，并且从本车辆周围一定范围内的其他车辆接收数据。该范围可以是5米至500米，优选地10米至400米，更优选地50米至200米，并且进一步优选地100米。该范围也可以小于5米或大于500米。
由通信模块发送的数据可包括车辆的尺寸信息和车辆的运动信息，或者由通信模块发送的数据可包括车辆的车辆型号信息和车辆的运动信息。由通信模块接收的数据可包括发送该数据的车辆(在下文中称为其他车辆)的尺寸信息和运动信息，或者由通信模块接收的数据可包括其他车辆的车辆型号信息和运动信息。
车辆的尺寸信息可包括：i)车辆的长度和宽度；ii)车辆的长度、宽度和高度；或iii)车身的全尺寸数字模型。车辆型号信息涉及车辆类型的信息，从该信息可以直接且唯一地确定上述车辆的尺寸信息(例如，车身的三维模型)。作为实例，车辆型号可包括车辆的品牌、型号名称和型号年份。例如，对于2018款FAW-大众迈腾汽车，其品牌为FAW-大众，其型号名称为迈腾，并且其型号年份为2018。车辆的尺寸信息(例如，车身的三维模型)可以直接且唯一地根据品牌、型号名称和型号年份来确定。
车辆的运动信息可包括车辆的位置、速度、方向等。可选地，车辆的运动信息还可包括车辆的加速度。上述运动信息可以由车辆自身上的任何已知的传感器和/或任何已知的外部传感器测量。可选地，车辆的运动信息还可包括车辆的目的地和/或车辆的当前行驶方案。
车辆的尺寸信息可以存储在存储器10中。替代地或另外地，本车辆的车辆型号信息以及所有已知车辆型号信息和车辆的尺寸信息(例如，数字车身模型)之间的对应关系可以存储在存储器10中。因此，在车辆接收到的数据包括车辆型号信息的情况下，车辆的尺寸信息(例如，车身的三维模型)可以通过存储在存储器10中的对应关系来获得。
可选地，交通运输设施的数字化模型也可以存储在存储器10中。交通运输设施的数字化模型以数字化方式精确地再现道路以及道路上的其他交通运输设施的信息，例如道路的地理坐标；道路上的各种车道、入口/出口、交叉路口的布局细节；以及其他交通运输设施(例如路基和障碍物)的地理坐标。
可选地，存储器10还可以存储用于执行的计算机指令。
处理器30可包括任何类型的能够执行存储在存储器中的一系列指令的计算装置、计算电路或集成电路。处理器可包括任何类型的处理器，例如单核和/或多核中央处理单元(CPU)、微处理器、数字信号处理器等。处理器还可包括存储器，以存储数据和/或算法来执行一系列指令。处理器30可以与存储器10以及与通信模块20相关联，并且被配置为生成用于控制车辆的运动的指令。处理器30可被配置为执行以下方法。
处理器30可以获得本车辆的数字车身模型。本车辆的数字车身模型可以存储在存储器10中，从存储在存储器10中的本车辆的尺寸信息获得，或者从本车辆的车辆型号信息以及存储在存储器10中的车辆型号信息与数字车身模型之间的对应关系获得。
处理器30可以根据本车辆周围一定范围内的其他车辆的尺寸信息生成其他车辆的数字化车身模型。其中，其他车辆的尺寸信息可以来自由其他车辆发送的尺寸信息。或者，处理器30可以根据由其他车辆发送的车辆型号信息，以及存储在存储器10中的车辆的车辆型号信息与数字车身模型之间的对应关系，生成其他车辆的所述数字化车身模型。所述其他车辆的数字车身模型可包括车身的三维数字模型。
处理器30可以加载交通运输设施的数字化模型，并且将本车辆的数字化车身模型和其他车辆的数字化车身模型加载到交通运输设施的数字化模型上。
处理器30可以根据加载到交通运输设施的数字化模型上的本车辆的数字化车身模型和在本车辆周围一定范围内的其他车辆的数字化车身模型，并且根据所述其他车辆的运动信息和本车辆的运动信息进行计算，以控制本车辆的运动。可以通过向本车辆发送诸如加速、减速、方向改变和制动的指令来实现该控制。
由于道路上的每个车辆主动与其他车辆进行车身信息和运动信息的通信，所以车辆不需要实时检测周围车辆的状况，从而避免了对实时检测的数据进行大量的合成、处理和计算，从而显著地减少了数据传输量和车辆端处理器的计算量。
此外，由于所有已知车辆型号信息的数据量比所有车辆ID的数据量小得多，所以与通过在车辆之间交换车辆ID信息来间接获得车辆的车身信息相比，通过在车辆之间交换诸如车辆的品牌、型号名称和型号年份的车辆型号信息来直接获得车辆的车身信息，可以显著减少处理器的所需数据处理量并显著提高计算速率，同时还能够获得车身的精确的三维数字模型。
可选地，根据所获得的本车辆和其他车辆的车身信息，可以将本车辆和其他车辆的模拟轮廓投射到交通运输设施的数字化模型上。处理器30可以根据本车辆的运动信息和其他车辆的运动信息(例如，位置、速度、方向、加速度和/或当前行驶方案等)来确定本车辆是否受到与其他车辆碰撞(例如，模拟轮廓的重叠)的风险。如果确定没有碰撞的风险，则处理器30可以控制本车辆以保持当前行驶方案。如果确定存在碰撞的风险，则处理器30可以改变本车辆M1的当前行驶方案以防止碰撞。例如，处理器30可以控制本车辆M1以与前方车辆M3保持预定距离。处理器30可以控制本车辆M1以避开左侧的其他车辆M2。当前方车辆M3停止并且左侧存在其他车辆M2时，处理器30可以控制本车辆M1以使其停止。当前面的前方车辆M3停止并且左侧没有其他车辆时，处理器30可以控制车辆改变到左侧车道。
可选地，如上所述，发送和接收的运动信息可包括当前行驶方案。当前行驶方案可包括诸如在从当前时刻开始的时间段内的各个时刻的车辆的位置、速度、方向等的信息。本车辆的车辆控制设备1的处理器30可以确定在本车辆周围一定范围内的其他车辆是否根据其当前行驶方案行驶。如果处理器30确定其他车辆根据其当前行驶方案行驶，并且在本车辆周围一定范围内没有新的车辆加入，则由于此时没有碰撞的风险，处理器30可以控制本车辆继续根据本车辆的当前行驶方案行驶。如果处理器30确定其他车辆未根据其当前行驶方案行驶，或者在本车辆周围一定范围内有新的车辆加入，则处理器30重新计算以控制本车辆的运动。这样，在一段时间内，当在本车辆周围一定范围内的条件没有变化时，本车辆的处理器30不用必须实时执行计算，从而减少了处理器的计算量。
可选地，确定在本车辆周围一定范围内的其他车辆是否根据其当前行驶方案行驶可包括：将本车辆实时接收到的其他车辆的实时运动信息(例如位置、速度、方向和/或加速度等)与从本车辆接收到的其他车辆的当前行驶方案获得的理论运动信息(例如理论位置、速度、方向和/或加速度等)进行比较。如果其两者一致，则确定其他车辆根据其当前行驶方案行驶。否则，确定其他车辆未根据其当前行驶方案行驶。
可选地，作为替代方式，确定在本车辆周围一定范围内的其他车辆是否根据其当前行驶方案行驶可包括：当车辆未根据当前行驶方案行驶或者改变当前行驶方案时，车辆向周围一定范围内的其他车辆发送状态改变信号。如果本车辆接收到状态改变信号，则确定其他车辆未根据其当前行驶方案行驶。
可选地，在本实施方式中，多个监测装置可以安装在车辆外部。监测装置可以安装在道路的两侧或以规则的间隔安装在道路上。该距离可以是2米至500米，并且该距离也可以是小于2米或大于500米的值。监测装置可被配置为能够监测诸如道路上的车辆的位置、速度和/或方向的运动信息，并且能够将所监测的运动信息发送到各个车辆的通信模块20。监测装置可以例如包括任何已知的距离测量传感器、速度传感器、线圈型传感器和/或压力传感器。当车辆经过时，安装在道路上的线圈型传感器和压力传感器可产生电信号和压力信号，从而帮助确定诸如车辆的速度或位置的信息。这样，车辆还可以从车辆外部的监测装置获得车辆的运动信息，从而增加自动驾驶***的可靠性和安全性。
第二实施方式
图3示出了根据本公开的第二实施方式的车辆控制***的示意图。车辆控制***可包括位于车辆外部的云中的服务器2。
可选地，车辆控制***可包括位于道路上的每个车辆上的车辆控制设备1。根据本实施方式的车辆控制设备1可包括与第一实施方式中的那些类似的存储器10、通信模块20和处理器30。存储器10可以存储本车辆的尺寸信息和/或本车辆的车辆型号。然而，在数据的处理和计算都在云中的服务器2上完成的情况下，道路上的车辆可以去除处理器30，也就是说，在车辆上可以不存在车辆控制设备1。
服务器2可包括存储器40和计算器50。
存储器40可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备或任何其他易失性或非易失性存储设备。存储器40可以存储交通运输设施的数字化模型。可选地，存储器40可以存储所有已知车辆型号与车辆的尺寸信息之间的对应关系。可选地，存储器40还可以存储用于执行的计算机指令。存储器40可以被物理地和/或虚拟地划分成多个存储单元。
计算器50可包括能够执行一系列存储在存储器中的指令的任何类型的计算装置、计算电路或集成电路。计算器50可包括任何类型的处理器，例如单核和/或多核中央处理单元(CPU)、微处理器、数字信号处理器等。处理器50还可包括存储器，以存储数据和/或算法来执行一系列指令。计算器可以被物理地和/或虚拟地划分成多个计算单元。
对于道路上的每个车辆，通信模块20可被配置为将车辆的尺寸信息和/或车辆型号信息发送到服务器2，并且将所述车辆的运动信息发送到服务器2。该运动信息可包括车辆的位置、速度、方向和目的地。运动信息还可包括如第一实施方式中描述的其他运动信息。通信模块20还可被配置为从服务器2接收控制车辆的运动的指令。
优选地，道路可以是公路、高速公路或用于自动驾驶的道路。道路也可以是普通道路。
在时刻T0，例如在初始时刻，服务器2可以加载存储在存储器40中的交通运输设施的数字化模型。在时刻T0，服务器2可以根据接收到的由道路上每个车辆发送的尺寸信息而生成每个车辆的数字化模型，或者服务器2可以根据车辆型号信息以及存储在存储器40中的车辆型号信息与数字车身模型之间的对应关系调用每个车辆的数字化模型，并且服务器2可以将每个车辆的数字化模型加载到交通运输设施的数字化模型上。服务器2的计算器50可以根据加载到交通运输设施的数字化模型上的每个车辆的数字化车身模型和每个车辆在时刻T0的运动信息(包括位置、速度、方向、目的地等)来计算每个车辆从时刻T0开始直到离开道路时的时刻的行驶方案；并且将行驶方案发送到各个车辆以便控制车辆在道路上的运动。行驶方案可包括诸如在从时刻T0开始直到离开道路时的时刻的各个时刻车辆的位置、速度、方向等的信息。
以这种方式，与第一实施方式中基于车辆之间的通信的控制相比，除了车辆主动通知其状态所带来的优点之外，还存在其他优点，即，由于数据处理和计算都在云中的服务器上进行，因此提高了计算和处理效率以及处理能力，并且能够协调地优化在道路上行驶的所有车辆。
可选地，利用使得道路上的每个车辆在行驶期间不受到碰撞并且每个车辆以其最佳速度行驶的约束条件来计算每个车辆从时刻T0开始到离开道路时的时刻的行驶方案。其中，最佳速度可以是道路的设计速度(或最高速度限制)和车辆的最高速度中的较低值。最佳速度也可以是低于较低值但使得能够实现道路的最高交通效率的速度值。以这种方式，能够确保每个车辆以最高或最佳速度在道路上行驶，从而提高道路容量。
服务器2可以确定是否存在新的计算要求。如果服务器2判断有新的计算要求，则服务器2重新计算道路上的每个车辆从当前时刻开始直到离开道路时的时刻的行驶方案，并且将新的行驶方案发送至道路上的各个车辆。否则，服务器2可以不执行重新计算。
可选地，当存在新的进入道路的车辆或者道路上存在未根据行驶方案行驶的任何车辆(例如，异常状况等)时，服务器2确定存在新的计算要求。
可选地，当新的车辆从道路的入口进入道路时，车辆将向服务器2发送车辆身份信息(例如，车辆ID或类似信息)。如果服务器2接收到新的车辆身份信息，则确定有新的车辆进入道路。
可选地，服务器2实时接收诸如道路上的车辆的位置、速度、方向和/或加速度等的实际运动信息，并且将实际运动信息与从各个车辆的行驶方案获得的理论运动信息进行比较。如果其不一致，则确定车辆未根据行驶方案行驶。可选地，作为替代发送，当道路上的车辆未根据当前行驶方案行驶或改变当前行驶方案时，道路上的车辆可以通过通信模块20向服务器发送状态改变信号，并且当接收到状态改变信号时，服务器确定车辆未根据当前行驶方案行驶。
以这种方式，服务器可以不用必须实时地执行高强度计算，从而减少服务器上的负载。
可选地，每个车辆在进入道路的入口之前，可以通过通信模块20向服务器发送车身信息，例如车辆的尺寸信息和/或车辆型号信息，以及诸如车辆的位置、速度、方向、目的地等的运动信息。服务器根据车辆在进入道路前的上述车身信息和运动信息以及位于道路上的每个车辆的行驶信息(例如车辆的数字化模型或其行驶方案)，计算是否允许车辆进入道路和/或车辆进入策略，并且向各个车辆发送相应的指令。可选地，可以在道路的每个入口之前的一定范围内提供检测区域，并且服务器根据位于检测区域内的车辆的上述车身信息和运动信息以及位于道路中的每个车辆的信息来执行计算。车辆进入策略包括诸如车辆进入道路的时刻、初始速度、方向、车道和/或速度改变策略的信息。例如，如果服务器确定车辆不适于进入道路，则服务器将向车辆发送禁止进入道路的指令。例如，如果服务器通过计算确定处于当前行驶状态的进入道路的车辆能够使得道路中的车辆不能以最佳速度行驶，则服务器将计算车辆的进入策略，使得车辆的进入不影响道路中的当前车辆以最佳速度行驶，并且根据进入策略向车辆发送相应的行驶指令。这样，通过以车辆主动上报的信息为计算对象，优化了待控制道路的进入条件，从而保证了待控制道路始终在最佳条件下运行。
可选地，服务器2可以将交通运输设施的数字化模型划分成多个部分或多个子模型，并且可以针对每个部分或每个子模型单独分配存储单元和/或计算单元。“单独分配”可以指“物理地单独分配”、“单独分配虚拟单元”、“单独分配固定单元”或“每次动态地单独分配”。换句话说，服务器可以单独地调用各个部分或子模型，并且使用单独的计算单元单独地执行各个部分或子模型的计算。可选地，服务器2可以以上述方式单独地确定是否存在针对每个部分或子模型的新的计算要求。例如，如果确定新进入道路的车辆或未根据行驶方案行驶的车辆出现在该部分或子模型中，则确定该部分或子模型具有新的计算要求。此时，可以仅对此部分或子模型或者对此部分或子模型周围一定范围内的相邻部分或子模型执行重新计算。这样，避免了服务器每次都需要重新计算整个道路，从而大大降低了服务器的负载，也便于服务器集中为需要计算的部分或子模型分配计算单元，从而大大提高了计算速度。
可选地，可以将在车辆与服务器之间传输的信息转换为区块链信息，使得通过区块链技术对在车辆与服务器之间传输的信息进行加密传输，从而防止信息被篡改，并且确保***的安全。
可选地，在本实施方式中，多个监测装置也可以安装在车辆外部。监测装置可以与第一实施方式中描述的监测装置相同，因此这里将不再重复。监测装置可被配置为将所监测的车辆的运动信息发送到车辆和/或服务器。
可选地，在本实施方式中，通信模块20还可被配置为将本车辆的尺寸信息和/或车辆型号以及运动信息发送到本车辆周围一定范围内的其他车辆，并且从本车辆周围一定范围内的其他车辆接收本车辆的尺寸信息和/或车辆型号以及运动信息，如在第一实施方式中描述的。当车辆与服务器之间的通信失败或者用户根据需要发起基于车车通信的控制模式时，本实施方式的车辆控制***还可以采用如第一实施方式中公开的方式，即，基于本车辆与一定范围内的其他车辆之间的信息交换来控制本车辆的运动。由于在第一实施方式中已经详细描述了这种方式，因此这里将不再重复。这样，有机地组合了基于车车通信的控制模式和基于车辆与服务器之间的通信的控制模式，从而进一步提高了***的可靠性。
第三实施方式
图4示出了本公开的第三实施方式。在本实施方式中，除非另有说明，否则第二实施方式中的描述也适用于本实施方式。将不再详细描述与第二实施方式中相同的部分，并且下面将仅描述本实施方式中与第二实施方式不同的地方。
在本实施方式的车辆控制***中，可以设置多个中继装置4。中继装置4可以布置在道路的入口3处和/或入口前面(例如在检测区域5中)。中继装置4也可以布置成彼此以预定距离间隔开。中继装置4可以布置在双向道路的两侧。中继装置也可以埋在车道下或悬挂在道路上方。
中继装置可包括无线通信装置。无线通信装置可以是基于无线通信协议发送和接收数据的无线传输设备。无线通信模块可以以任何无线通信方式实现，例如2G/3G/4G/5G移动通信、蓝牙、红外、Zigbee、WiFi、LPWAN等。无线通信装置可包括无线发射器和无线接收器。作为替代方式，无线通信模块装置可包括无线收发器。
中继装置可被配置为能够接收由车辆发送的信号，并且能够将接收到的由车辆发送的信号发送到服务器。中继装置还可被配置为能够接收由服务器发送的信号，并且能够将接收到的由服务器发送的信号发送到车辆。
每个中继装置可被配置为负责其监测范围内的通信。当车辆进入中继装置的监测范围时，车辆的通信模块20可以自动地执行与中继装置的双向信息交换。监测范围所覆盖的道路长度可以是2米至500米，例如2米、5米、10米、50米、100米、200米等，也可以是小于2米或大于500米的长度，并且监测范围所覆盖的道路宽度可以包含道路在相应方向上的总宽度。
可选地，位于道路的入口3处和/或入口前面(例如，在检测区域5中)的中继装置可以具有电子允许/禁止功能。可选地，如果服务器通过计算确定待控制道路中的车辆容量饱和，使得外来车辆的进入能够导致道路中的当前车辆不能以其最佳速度行驶，则服务器可以在入口处和/或入口前面(例如，在检测区域5中)向中继装置发送禁止信号。否则，服务器可以在入口处和/或入口前面(例如，在检测区域5中)向中继装置发送允许信号。通过入口处和/或入口前面(例如，在检测区域5中)的中继装置的监测范围的车辆可以从中继装置接收允许或禁止信号，从而控制车辆的行驶。
可选地，服务器2可以为每个中继装置及其监测范围单独分配存储单元和/或计算单元。“单独分配”可以指“物理地单独分配”、“单独分配虚拟单元”、“单独分配固定单元”或“每次动态地单独分配”。如第二实施方式中的那些，交通运输设施的数字化模型可以划分成多个部分或多个子模型。每个中继装置及其监测范围对应于相应的部分或子模型。换句话说，服务器可以单独地调用单独的部分或子模型(即，中继装置及其监测范围)，并且单独地执行针对该部分或子模型的计算。这样，每个中继装置将与服务器的特定计算单元刚性连接以进行信息传输。因此，对于特定中继装置和由其监测的特定地理区域，可以利用特定计算单元来执行计算，这可以促进服务器的计算单元的分配和分布式布局。
此外，可选地，对于每个中继装置及其监测范围，中继装置还可被配置为监测在当前区域中是否产生新的计算要求。可选地，如果中继装置监测来自新进入道路的车辆的信号(例如，新的车辆身份或ID信号)，或者如果中继装置检测到从监测范围内的车辆发送的状态改变信号(即，车辆不再根据行驶方案行驶)，则中继装置确定在当前区域中产生新的计算要求。否则，如果中继装置不监测从新进入道路的车辆发送的信号并且在监测范围内没有检测到从车辆发送的状态改变信号，则中继装置确定在当前区域中没有产生新的计算要求。如果中继装置确定在当前区域中产生新的运算需求，则中继装置将把接收到的由当前区域的车辆发送的信息发送到服务器，从而唤醒服务器以执行运算。另外，如果中继装置确定在当前区域中产生新的计算要求，则中继装置还可以通知在所述中继装置周围一定范围内的相邻中继装置。如果中继装置确定在当前区域中没有产生新的计算要求，则作为替代条件，中继装置也没有接收到从所述中继装置的一定范围内的相邻中继装置发送的通知，这表示在当前区域中不需要重新运算，使得中继装置可以不将接收到的由当前区域中的车辆发送的信息发送到服务器，使得服务器的对应单元处于休眠状态。以这种方式，将数据分散处理，并且将服务器的处理和计算负载降低到最小。
可选地，中继装置还可被配置为具有辅助定位功能，以使车辆的位置确定更快且更准确，从而解决GPS定位速度慢和难以达到车道级别的准确性的问题。例如，辅助定位可以采用基站定位、WIFI辅助定位，和/或AGPS辅助定位。
可选地，在本实施方式中，中继装置还可以与监测传感器集成。监测传感器被配置为能够监测诸如道路上的车辆的位置、速度和/或方向的运动信息，并且能够将所监测的运动信息发送到各个车辆的通信模块20和/或服务器。监测传感器可以例如包括任何已知的距离测量传感器、速度传感器、线圈型传感器和/或压力传感器。当车辆经过时，可以安装在道路上的线圈型传感器和压力传感器产生电信号和压力信号，从而帮助确定诸如车辆的速度或位置的信息。这样，车辆也可以从车辆外部的监测装置获得车辆的运动信息，从而增加自动驾驶***的可靠性和安全性。
其他实施方式
本公开还涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该计算机程序由处理器执行以实现在本公开的先前各种实施方式中描述的方法。
本发明的实施方式还可以通过一种方法来实现，在该方法中，通过网络或各种存储介质向***或设备提供用于执行上述实施方式的功能的软件(程序)，并且该***或设备的计算机、中央处理单元(CPU)或微处理单元(MPU)读取并执行该程序。
工业实用性
本公开可以应用于控制车辆的运动，因此具有工业实用性。
尽管本文仅示出和描述了本公开的特定实施方式，但是本领域技术人员可以想到多种改良的解决方案或改进的解决方案。因此，应理解，所附权利要求旨在覆盖本公开的实际精神范围内的所有改良的解决方案或改进的解决方案。

Claims (10)

1.一种车辆控制设备，其特征在于，所述车辆控制设备包括：
存储器；
通信模块，所述通信模块被配置为接收本车辆周围的一定范围内的其他车辆的数据，其中，其他车辆的所述数据包括其他车辆的运动信息以及其他车辆的尺寸信息和其他车辆的车辆型号信息二者至少之一；以及
处理器，所述处理器被配置为：
基于其他车辆的尺寸信息或其他车辆的车型信息生成其他车辆的数字化车身模型；并且
根据所述其他车辆的数字化模型和其他车辆的运动信息来控制本车辆的运动。
2.根据权利要求1所述的车辆控制设备，其特征在于，用于安装在待被控制的车辆上，其特征在于，所述通信模块还进一步被配置为主动发送本车辆的数据到其他车辆或服务器，其中，本车辆的数据包括本车辆的运动信息以及本车辆的尺寸信息和本车辆的车辆型号信息二者至少之一，并且处理器进一步被配置为：
加载交通运输设施的数字化模型；
获得本车辆的数字化车身模型；
将本车辆的数字化车身模型和其他车辆的数字化车身模型加载到所述交通运输设施的数字化模型上；以及
根据本车辆的数字化车身模型和加载到交通运输设施的数字化模型上的其他车辆的数字化车身模型，并且根据本车辆的运动信息和其他车辆的运动信息，控制本车辆的运动，
其中，所述数字化车身模型包括三维车身模型。
3.一种车辆，包括根据权利要求1或2所述的车辆控制设备。
4.一种车辆控制方法，包括：
接收本车辆周围的所述一定范围内的其他车辆的数据，其中，其他车辆的所述数据包括其他车辆的运动信息以及其他车辆的尺寸信息和其他车辆的车辆型号信息二者至少之一；
根据其他车辆的所述尺寸信息或根据其他车辆的所述车型信息，生成其他车辆的数字化车身模型；并且
根据其他车辆的所述数字化车身模型和其他车辆的所述运动信息，控制本车辆的运动。
5.一种计算机可读存储介质，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序用于执行根据权利要求4所述的方法。
6.一种车辆控制***，所述车辆控制***包括服务器，其中，所述服务器布置在车辆的外部，其特征在于，所述服务器被配置为接收由行驶在道路上的每个车辆发送的所述车辆的运动信息、以及所述车辆的尺寸信息和车辆型号信息二者至少之一，并且所述服务器还被配置为：加载交通运输设施的数字化模型；根据所述车辆的所述尺寸信息和所述车辆的所述运动信息，生成数字化车身模型；将每个车辆的数字化车身模型加载到交通运输设施的数字化模型上；根据加载到所述交通运输设施的所述数字化模型上的每个车辆的所述数字化车身模型，计算每个车辆从当前时刻开始的行驶方案；并且基于所述行驶方案向每个车辆发送指令以控制所述车辆的运动。
7.根据权利要求15所述的车辆控制***，其特征在于，所述服务器被配置为仅当确定存在新的计算要求时，才重新计算每个车辆的所述行驶方案，并且其中，所述服务器被配置为当接收到由新进入所述道路的车辆发送的信息或者确定在所述道路上存在未根据所述行驶方案行驶的车辆时，确定存在新的计算要求。
8.根据权利要求6-8中任一项所述的车辆控制***，其特征在于，所述车辆控制***还包括一个或更多个中继装置，其中，所述车辆与所述服务器之间的通信经由所述中继装置来执行，所述中继装置被配置为监测预定的监测范围，并且当所述车辆进入和/或处于其监测范围内时接收由所述车辆发送的信息。
9.一种车辆控制方法，包括：
由布置在所述车辆外部的服务器接收由在道路上行驶的每个车辆发送的所述车辆的运动信息以及所述车辆的尺寸信息和车辆型号信息二者至少之一；
由所述服务器加载交通运输设施的数字化模型；
根据所述车辆的尺寸信息或根据所述车辆的车型信息生成每个车辆的数字化车身模型；
由所述服务器将每个车辆的数字化模型加载到交通运输设施的所述数字化车身模型上；
由所述服务器根据加载到所述交通运输设施的所述数字化模型上的每个车辆的所述数字化车身模型，计算每个车辆从当前时刻开始的行驶方案；并且
由所述服务器基于所述行驶方案向每个车辆发送指令以控制所述车辆的运动。
10.一种计算机可读存储介质，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序用于执行根据权利要求9所述的车辆控制方法。
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