一种磁导航智能车的交叉路口及通行方法
【专利摘要】本发明涉及一种磁导航智能车的交叉路口及通行方法，交叉路口建于多条交叉道路的交汇处，包括环形轨道、通信基站和磁道钉，所述的环形轨道采用双车道，包括外环形道路和内环形道路，所述的通信基站设置在内环形道路的中心部分，连接远程监控服务器，所述的磁道钉铺设于交叉道路和环形轨道的路面上；通行方法采用磁道钉编码实现车辆在交叉路径处的准确定位，通过通信基站进行车辆调度及解决紧急停车的情况，使磁导航智能车顺利完成全程行驶。与现有技术相比，本发明的通用性和扩展性好，有效规避车辆的启停动作和远程监控中心的复杂调度，节约能源的同时大幅提升智能交通系统的运行效率。
【专利说明】一种磁导航智能车的交叉路口及通行方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无人驾驶城市轨道交通，尤其是涉及一种磁导航智能车的交叉路口及通行方法。
【背景技术】
[0002]随着对磁导航智能车研究的深入和技术的发展，每辆车个体的功能日臻完善，因而提高道路设计的合理化和加大车路交互的全面性对提升整个交通系统的意义越来越突出。常规的道路设计中遇到交叉路径时普遍采用十字或T字的形式，车辆在经过这样的路口时不可避免地要启停动作，不但会增加磁导航智能车的能耗，而且加减速、制动系统的频繁响应会加速器件的磨损，缩短其寿命，同时需要监控中心的实时监控与调度，增加开发难度和系统负载。本发明旨在综合磁道钉编码设计一种简约可行、适应性强的磁导航智能车交叉路径。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种磁导航智能车的交叉路口及通行方法，通用性和扩展性好，有效规避车辆的启停动作和远程监控中心的复杂调度，节约能源的同时大幅提升智能交通系统的运行效率。
[0004]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0005]一种磁导航智能车的交叉路口，建于多条交叉道路的交汇处，包括环形轨道、通信基站和磁道钉，所述的环形轨道采用双车道，包括外环形道路和内环形道路，所述的通信基站设置在内环形道路的中心部分，连接远程监控服务器，所述的磁道钉铺设于交叉道路和环形轨道的路面上；
[0006]环形轨道的外环形道路作为正常通行道路，内环形道路作为紧急停车道，磁道钉的铺设作为道路信息的标记，引导车辆通行，在车辆进行路况选择与出现故障时，通信基站与车辆之间进行通信，指引车辆选择出入口，同时将车辆故障信息和位置信息发送给远程监控服务器。
[0007]所述的通信基站与车辆通过WIFI网络进行通信。
[0008]所述的磁道钉的铺设方式为N极向上或S极向上。
[0009]所述的磁道钉从距离环形轨道出入口 50m处开始铺设。
[0010]一种磁导航智能车的交叉路口通行方法，包括以下步骤:
[0011]101:当前车辆正常向交叉路口行驶，不断读取路面磁道钉的编码值，执行步骤102 ；
[0012]102:识别进入路口前的磁道钉编码，计算当前车辆与交叉路口的距离，当距离为零时，当前车辆右拐驶入外环形道路，沿外环形道路前进，执行步骤103 ；
[0013]所述的进入路口前的磁道钉编码包含车道通车方向、附近存在交叉路口的类型、和交叉路口距离信息；
[0014]103:进行当前车辆各模块的自诊断，判断当前车辆是否出现故障，若是，执行步骤104，若否，执行步骤107 ；
[0015]104:驶入内环形车道，减速至零，读取内环形道路的磁道钉编码，启动车间通信模块，发送求助信号，判断是否得到附近车辆的响应，若是，则执行步骤105，若否，则执行步骤
106；
[0016]所述的内环形道路的磁道钉编码包含位置信息；
[0017]105:将当前车辆故障信息和位置信息传送给得到响应的附近车辆，等待其前来救援;
[0018]106:当前车辆通过WIFI网络和通信基站通信，向通信基站发送当前车辆的故障信息与位置信息，通信基站及时将接收信息反馈至远程监控服务器，从而远程监控服务器输出配置施救资源的决策，当前车辆等待救援；
[0019]107:当前车辆向通信基站发送行驶目的地信息，通信基站根据当前车辆行驶目的地信息，输出目标出口序号，并向当前车辆发送，执行步骤108 ；
[0020]108:当前车辆读取外环形道路的磁道钉编码，当磁道钉编码和目标出口序号匹配，即当前位置处于目标出口处，执行步骤109 ；
[0021]所述的外环形道路的磁道钉编码包含车道的曲率半径、对应出入口的序号和所处位置信息；
[0022]109:当前车辆驶出交叉路口，沿着目标路径继续前行。
[0023]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0024]I)磁道钉编码实现车辆在交叉路径处的准确定位，使磁导航智能车顺利完成全程行驶；
[0025]2)通过车路交互车辆高度自主通过交叉路径，与通信基站的通信主要在于路口选择与出现故障时，降低了 WIFI网络的通信压力；
[0026]3)以环形车道为基础，构建磁导航智能车交叉换向行驶的高效通行枢纽，通过车路交互实现车辆交叉路口选取路径的智能化，圆环型交叉路径通用性和扩展性好，能较好适应三路、四路及更多路交汇的情况，大大降低磁导航智能交通系统的开发成本；
[0027]4)磁导航智能车在通过交叉路径时不需要停车，有效规避车辆的启停动作和远程监控中心的复杂调度，大幅提升智能交通系统的运行效率，同时还能提高车辆平均速度、降低车辆能耗的减少，减少车辆启停时导致的元器件磨损，延长车辆使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明四路交汇时交叉路径示意图；
[0029]图2为本发明车辆在交叉路口通行的流程图。
[0030]图中:1、外环形道路，2、内环形道路，3、通信基站，4、车辆，5、磁道钉。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0032]磁导航智能车选用磁道钉作为诱导信号指引车辆行驶，利用磁道钉的可编码特性标记出交叉路径的特征，使车辆能在无需停车与远程调度的情况下顺畅通过路口。
[0033]如图1所示，在四路交汇处，采用磁导航智能车的交叉路口，包括环形轨道、通信基站3和磁道钉5，环形轨道采用双车道，包括外环形道路I和内环形道路2，通信基站3设置在内环形道路2的中心部分，通过无线连接远程监控服务器，磁道钉5铺设于交叉道路和环形轨道的路面上，车辆4为运行的磁导航智能车；
[0034]交叉路径的核心元素为环形轨道，环形轨道的外环形道路I作为正常通行道路，供车辆进入交叉路口时行驶用，内环形道路2作为紧急停车道，供车辆在交叉路口出现故障时驻车用，磁道钉5的铺设作为道路信息的标记，引导车辆4通行，车道所包围的中心部分为智能汽车交通系统的通信基站3，通信基站3根据车辆4全程行驶路线确定交叉路口处应选择的出入口并通过WIFI网络发送给正在行驶的磁导航智能车辆4，车辆4出现故障时驶入内环形道路2，通过车间通信寻求附近车辆4帮助，在无法得到附近车辆4帮助的情况下通过WIFI网络向通信基站3发送车辆4故障信息和位置信息，通信基站3负责将车辆4故障信息和位置信息反馈给远程监控中心，以便及时实施救援。
[0035]通信基站3与车辆4通过WIFI网络进行通信。
[0036]磁道钉5从距离环形轨道出入口 50m处开始铺设。磁道钉5的铺设方式为N极向上或S极向上，磁道钉5的N极朝上标记为“ I”，S极朝上标记为“0”，通过N极朝上或S极朝上实现编码，一套编码由连续六个磁道钉5的极性标记值组成。
[0037]进入交叉路口前直道编码的前三位代表与交叉路口的距离，0B000标识车辆即将或已经进入环形跑道，不全为O时可按公式计算:距离=6*0BXXX(m);编码中间两位指示位置附近道路元素信息，0B00代表前方无交叉路径，OBOl代表前方为三路交汇路口，OBlO代表前方为四路交汇路口，OBll代表前方为五路交汇路口 ；编码的最后一位表示车道通行方向，OBO代表趋向交叉路口，OBl代表远离交叉路口。驶入环形道路后，编码前三位全为0，后三位标记曲率半径、出入口的序号、对应位置信息,可规定为:0B000代表曲率半径为8m，第I号出入口，正南方，0B001代表曲率半径为9m，无出入口，东南方，0B010代表曲率半径为8m，第2号出入口，正东方，诸如此类。
[0038]如图2所示，磁导航智能车在交叉路口的通行方法，包括以下步骤:
[0039]101:当前车辆正常向交叉路口行驶的情况下，不断读取路面磁道钉5的编码值，执行步骤102 ；
[0040]102:当前车辆检测到磁道钉编码符合位置附近存在交叉路口的特征，即进入路口前的磁道钉编码，而且当前车辆正处于趋向交叉路口的车道上，则不停计算当前车辆与交叉路口的距离，当距离为零时，当前车辆右拐驶入外环形道路1，沿外环形道路靠右以逆时针方向前进，执行步骤103 ;进入路口前的磁道钉编码包含车道通车方向、附近存在交叉路口的类型、和交叉路口距离等信息；
[0041]103:进行当前车辆各模块的自诊断，判断当前车辆是否出现故障，若是，执行步骤104，若否，执行步骤107 ；
[0042]104:当前车辆立即驶入内环形车道，减速至零，读取内环形道路2的磁道钉编码，启动车间通信模块，发送求助信号，判断是否得到附近车辆的响应，若是，则执行步骤105，若否，则执行步骤106 ;内环形道路2的磁道钉编码包含位置等信息；
[0043]105:将当前车辆故障信息和位置信息传送给得到响应的附近车辆，等待其前来救援;
[0044]106:当前车辆通过WIFI网络和通信基站3通信，向通信基站3发送当前车辆的故障信息与位置信息，通信基站3及时将接收信息反馈至远程监控服务器，从而远程监控服务器输出配置施救资源的决策，当前车辆等待救援；
[0045]107:当前车辆向通信基站3发送行驶目的地信息，通信基站3根据当前车辆行驶目的地信息，输出目标出口序号，并向当前车辆发送，执行步骤108 ；
[0046]108:当前车辆读取外环形道路I的磁道钉编码，当磁道钉编码和目标出口序号匹配，即当前位置处于目标出口处，执行步骤109 ;外环形道路I的磁道钉编码包含车道的曲率半径、对应出入口的序号和所处位置等信息；
[0047]109:当前车辆驶出交叉路口，沿着目标路径继续前行。
【权利要求】
1.一种磁导航智能车的交叉路口，建于多条交叉道路的交汇处，其特征在于，包括环形轨道、通信基站(3)和磁道钉(5)，所述的环形轨道采用双车道，包括外环形道路(I)和内环形道路(2)，所述的通信基站(3)设置在内环形道路(2)的中心部分，连接远程监控服务器，所述的磁道钉(5)铺设于交叉道路和环形轨道的路面上； 环形轨道的外环形道路(I)作为正常通行道路，内环形道路(2)作为紧急停车道，磁道钉(5)的铺设作为道路信息的标记，引导车辆(4)通行，在车辆(4)进行路况选择与出现故障时，通信基站(3)与车辆(4)之间进行通信，指引车辆(4)选择出入口，同时将车辆(4)故障信息和位置信息发送给远程监控服务器。
2.根据权利要求1所述的一种磁导航智能车的交叉路口，其特征在于，所述的通信基站(3)与车辆(4)通过WIFI网络进行通信。
3.根据权利要求1所述的一种磁导航智能车的交叉路口，其特征在于，所述的磁道钉(5)的铺设方式为N极向上或S极向上。
4.根据权利要求1所述的一种磁导航智能车的交叉路口，其特征在于，所述的磁道钉(5)从距离环形轨道出入口 50m处开始铺设。
5.一种磁导航智能车的交叉路口通行方法，其特征在于，包括以下步骤: 101:当前车辆正常向交叉路口行驶，不断读取路面磁道钉(5)的编码值，执行步骤102 ； 102:识别进入路口前的磁道钉编码，计算当前车辆与交叉路口的距离，当距离为零时，当前车辆右拐驶入外环形道路(I)，沿外环形道路(I)前进，执行步骤103 ； 103:进行当前车辆各模块的自诊断，判断当前车辆是否出现故障，若是，执行步骤104，若否，执行步骤107 ； 104:驶入内环形车道，减速至零，读取内环形道路(2)的磁道钉编码，启动车间通信模块，发送求助信号，判断是否得到附近车辆的响应，若是，则执行步骤105，若否，则执行步骤106 ； 105:将当前车辆故障信息和位置信息传送给得到响应的附近车辆，等待其前来救援； 106:当前车辆通过WIFI网络和通信基站(3)通信，向通信基站(3)发送当前车辆的故障信息与位置信息，通信基站(3)及时将接收信息反馈至远程监控服务器，从而远程监控服务器输出配置施救资源的决策，当前车辆等待救援； 107:当前车辆向通信基站(3)发送行驶目的地信息，通信基站(3)根据当前车辆行驶目的地信息，输出目标出口序号，并向当前车辆发送，执行步骤108 ； 108:当前车辆读取外环形道路(I)的磁道钉编码，当磁道钉编码和目标出口序号匹配，即当前位置处于目标出口处，执行步骤109 ； 109:当前车辆驶出交叉路口，沿着目标路径继续前行。
6.根据权利要求5所述的一种磁导航智能车的交叉路口通行方法，其特征在于，所述的进入路口前的磁道钉编码包含车道通车方向、附近存在交叉路口的类型、和交叉路口距离信息。
7.根据权利要求5所述的一种磁导航智能车的交叉路口通行方法，其特征在于，所述的外环形道路(I)的磁道钉编码包含车道的曲率半径、对应出入口的序号和所处位置信肩、O
8.根据权利要求5所述的一种磁导航智能车的交叉路口通行方法，其特征在于，所述的内环形道路(2)的磁道钉编码包含位置信息。
【文档编号】E01C1/02GK104153267SQ201410374310
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】罗峰, 李现飞, 胡凤鉴 申请人:同济大学