一种车辆基于交通信号灯行驶的方法与流程

本发明涉及车辆行驶控制领域，具体地说是一种车辆基于交通信号灯行驶的方法。

背景技术：

随着工业自动化的科学发展，汽车的制造成本降低，越来越多的居民都有了汽车，但是汽车越来越多，现行的交通信号灯运行的管理中，我们无法知道将要到达的下个路口红绿灯的通行时间，只能以当前的速度盲目的行驶，往往很多时候遇上红灯，出现了停车等待的时间，然后绿灯通行时，都会有个起步时间，导致车辆不能快速通过，而产生交通拥堵的现象。

近年来，自动无人驾驶的智能汽车更是悄然临近，如何进行智慧交通的信息化建设，调整路口的信号控制管理的方案，让车辆快速经过路口，有效解决交通拥堵是急需解决的技术问题。

技术实现要素：

基于此，本发明提供一种车辆基于交通信号灯行驶的方法，通过路口交通信号灯的配时优化，再根据车辆的位置和到达路口的距离来管理车辆的行驶速度，使车辆到达路口时，

是信号灯最佳的通行时间，提高了车辆的通行效率，减少因停车等待和起步产生的能源消耗。

具体的技术方案如下，根据本发明的第一个方面，一种车辆基于交通信号灯行驶的方法，其特征在于：

步骤101：终端导航系统或车辆电子控制系统ecu通过人机交互获取目的地地址，同时根据车辆的定位信息，选择车辆的行驶路径；

步骤102：选取行驶路径中至少包含以下其中之一的数据：信号灯信号周期配时方案的编号、道路的方位和途径路口的方向；

步骤103：根据行驶路径中包含的数据确定途径路口方向上信号灯运行的相位；

步骤104：选择存储器中预存的或云服务器中相关信号灯的信号周期或相位周期与当前的时间同步运行，获得车辆途径路口行驶方向上的相位状态；

步骤105：车辆根据到达路口的距离、当前的车速、当前的时间、途径路口方向上信号灯相位周期的相位状态，计算生成预估的行驶时长及预估的行驶速度，并向用户显示或提示；

步骤106：用户或车辆电子控制系统ecu参考预估的行驶速度进行行驶。

步骤102所述道路的方位包含道路的方向、道路的名称或道路的编号，道路的方向包含东西方向或接近于东西方向和南北方向或接近于南北方向的道路；所述途径路口的方向包含车辆在路口进行的直行、右转弯、左转弯和掉头的方向等；所述信号周期配时方案的编号采用的是专利号为202010017141.x的一种交通信号灯的配时方法。

步骤104所述的信号周期或相位周期包含相位的通行状态、停止状态、警示状态的运行顺序及相位的通行、停止、警示的时长；所述相位状态包含当前时间上判断相位的运行是通行状态还是停止状态或是警示状态，同时包含相位周期已经运行的时长、剩余时长等；所述信号周期时序或相位周期时序与当前的时间同步运行的方法采用的是专利号为202010017141.x的一种交通信号灯的配时方法。

步骤105所述计算生成预估的行驶时长及预估的行驶速度包括：通过车辆到路口的距离与当前车速比较获得车辆的行驶时长，根据车辆的行驶时长与当前时间的累计确定车辆到达路口预估的时间，将到达路口的预估时间与相位周期运行的时序同步，通过车辆到路口的距离与到路口预估时间上的当前相位周期及前后相位周期的通行时间比较，选择一个合适的车速通过路口，如果通行时间太短无法调整车速经过路口，则选择并建议减速到路口停车等待。

步骤105所述计算生成预估的行驶时长及预估的行驶速度，包括：在途径的路口信号灯中，通过车辆到路口的距离与当前一个及后面多个相位周期的通行时间依次比较，选择一个合适的行驶速度经过路口，如果通行时间太短无法调整车速经过路口，则选择并建议减速到路口停车等待。

步骤105所述计算生成预估的行驶时长及预估的行驶速度，还需根据所述车辆的道路信息和车辆的参数信息确定并建议包括在所述所确定的速度范围内的加减速、匀速或减速至停车等待。车辆的道路信息至少包含以下其中之一：道路的限行速度、道路等级、道路宽度、道路上的行驶车辆的数目和路口人行横道线；所述车辆的参数至少包含以下其中之一：车辆的大小、载重、最大速度、类型。

步骤105所述向用户显示或提示是通过显示屏或投影显示包含显示车辆当前的速度，行驶路径上路口信号灯行驶方向上运行的相位状态，预估到达路口时间和速度，通过语音播报车辆当前的速度、预估到达路口的时间和速度以及警示信息。

一种车辆基于交通信号灯行驶的方法所采用的控制装置，其特征在于，获取模块，信号周期模块，时间模块，同步模块，计算模块，输出模块，控制模块；

获取模块，根据目的地地址，规划获取车辆行驶路径上的数据，包含：信号灯信号周期配时方案的编号、道路的方位和途径路口的方向；

信号周期模块，根据相位运行状态和相位时长运行的信号周期；

时间模块用于标准时间或标准时间的时长对信号周期的运行进行的计时；

同步配时模块是路口行驶方向上信号灯运行的相位周期与当前的标准时间同步运行，获得车辆途径路口行驶方向上的相位状态；

计算模块车辆根据车辆到达路口的距离、当前的车速、当前的时间、途径路口方向上信号灯相位周期的相位状态，计算生成预估的行驶时长及预估的行驶速度；

输出模块根据计算生成预估的行驶时长及预估的行驶速度，向用户显示或提示；

控制模块根据计算生成预估的行驶时长和/或预估的行驶速度，用户或车辆电子控制系统ecu控制车辆的加减速、匀速行驶或减速至停车等待。。

该装置包括：计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并能在处理器上运行的计算机程序。

所述计算机程序执行时实现权利要求1-7中任意一项所述方法的步骤。

本发明使用的车辆基于交通信号灯行驶的方法和装置，具有以下优点：

(一)、本发明对路口交通信号的控制采用本地区统一时区的时间来管理，汽车根据路口信号灯的通行时间和汽车到达路口的距离选择合适行驶速度到达，在有效的通行时间内不停车通过路口，提高了通行效率，避免因不合理的传统信号灯限制而致的交通堵塞；减少汽车停车等待放行时产生的能源损耗和汽车起步时产生的能源损耗。

(二)、本发明对进行智慧交通的信息化建设有着很重要的作用，未来无人自动驾驶车辆可以根据路口信号的定时来控制车辆的行驶速度，让车辆能在最佳的通行时间内不停车通过路口，同时减少了因无人自动驾驶车辆对路口的交通信号进行的识别。

附图说明

图1本发明提供的车辆基于交通信号灯行驶方法的流程示意图

图2本发明提供的车辆基于交通信号灯行驶的示意图

图3本发明提供的一种交通信号灯的信号周期配时示意图

图4本发明提供的车辆基于交通信号灯行驶方法的装置示意图

图5本发明提供的一种计算机设备结构示意图

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

在一个实施例中，本发明设计了一种车辆基于交通信号灯行驶的方法。

如图1所示的实施例中，提供了一种车辆基于交通信号灯行驶的方法，该方法包括如下步骤：

步骤101：终端导航系统或车辆电子控制系统ecu通过人机交互获取目的地地址，同时根据车辆的定位信息，选择车辆的行驶路径。

步骤102：选取行驶路径中至少包含以下其中之一的数据：信号灯信号周期配时方案的编号、道路的方位和途径路口的方向。

本实施例中所述信号周期配时方案的编号采用的是专利号为202010017141.x的一种交通信号灯的配时方法。

所述信号灯配时方案是根据道路的形态和交通流的情况进行设定的，信号灯配时方案中设置相应的配时规则，选择指定的标准时间作为信号周期配时的起点和终点，同时信号周期的时长按指定的规则来分配，信号周期中的相位运行按道路方向进行分配，信号周期的运行用标准时间的运行和标准时间运行的时长来同步设定，根据当前的时间就能计算出信号周期中当前的运行状态。

所述道路的方位包含道路的方向、道路的名称或道路的编号，道路的方向包含东西方向或接近于东西方向和南北方向或接近于南北方向的道路；所述途径路口的方向包含车辆在路口进行的直行、右转弯、左转弯和掉头的方向等。

步骤103：根据行驶路径中包含的数据确定途径路口方向上信号灯运行的相位。

步骤104：选择存储器中预存的或云服务器中相关信号灯的信号周期或相位周期与当前的时间同步运行，获得车辆途径路口行驶方向上的相位状态。

本实施例中所述信号周期或相位周期包含相位的通行状态、停止状态、警示状态的运行顺序及相位的通行、停止、警示的时长。所述相位状态包含当前时间上判断相位的运行是通行状态还是停止状态或是警示状态，同时包含相位周期已经运行的时长、剩余时长等。

所述信号周期时序或相位周期时序与当前的时间同步运行的方法采用的是专利号为202010017141.x的一种交通信号灯的配时方法。

步骤105：车辆根据到达路口的距离、当前的车速、当前的时间、途径路口方向上信号灯相位周期的相位状态，计算生成预估的行驶时长及预估的行驶速度，并向用户显示或提示。

本实施例中所述计算生成预估的行驶时长及预估的行驶速度，包括：通过车辆到路口的距离与当前车速比较获得车辆的行驶时长，根据车辆的行驶时长与当前时间的累计确定车辆到达路口预估的时间，将到达路口的预估时间与相位周期运行的时序同步，通过车辆到路口的距离与到路口预估时间上的当前相位周期及前后相位周期的通行时间比较，选择一个合适的车速通过路口，如果通行时间太短无法调整车速经过路口，则选择并建议减速到路口停车等待。

本实施例中所述计算生成预估的行驶时长及预估的行驶速度，包括：在途径的路口信号灯中，通过车辆到路口的距离与当前一个及后面多个相位周期的通行时间依次比较，选择一个合适的行驶速度经过路口，如果通行时间太短无法调整车速经过路口，则选择并建议减速到路口停车等待。

本实施例中，所述计算生成预估的行驶时长及预估的行驶速度，还需根据所述车辆的道路信息和车辆的参数信息确定并建议包括在所述所确定的速度范围内的加减速、匀速或减速至停车等待。车辆的道路信息至少包含以下其中之一：道路的限行速度、道路等级、道路宽度、道路上的行驶车辆的数目和路口人行横道线；所述车辆的参数至少包含以下其中之一：车辆的大小、载重、最大速度和类型。

本实施例中，所述向用户显示或提示是通过显示屏或投影显示包含显示车辆当前的速度，行驶路径上路口信号灯行驶方向上运行的相位状态，预估到达路口时间和速度，通过语音播报车辆当前的速度、预估到达路口的时间和速度以及警示信息。

步骤106：用户或车辆控制系统参考预估的行驶速度进行行驶。

示例1如图2所示，通过人机交互获取目的地地址m，根据车辆的定位信息，来规划相关车辆的行驶路径，选取行驶路径中包含的数据：

1.途径路口信号灯配时方案的编号：a路口信号灯信号周期的编号是②号；b路口信号灯信号周期的编号是①号；c路口是路面标识的非实体信号灯编号，信号周期的编号是②号。信号周期的编号的运行时序如图3所示的①号和②号；

2.道路的方向：第1、3号道路的方向是南北方向；第2号道路的方向是东西方向；

3．途径路口的方向：a路口途径的方向为左转弯；b路口途径的方向为右转弯；c路口途径的方向为直行。

确定途径a路口时，道路南北方向左转弯行驶为第四相位；途径b路口时，道路的东西方向右转弯，无相应相位；途径c路口时，道路南北方向的直行是第三相位。

相位周期的循环从起点的0时0分0秒时开始计时，到现在的9时28分28秒时是34108秒。

a路口信号灯信号周期②的时长为100s，信号灯的信号周期运行的个数已经运行到了34108s÷100s=341.08个周期，对应的左转第四相位运行的状态是红灯运行了0.08个×100s=8s,0.08个为信号周期的个数341.08中的余数，相位周期通行时间是72秒之后的9时29分30秒开始，通行时间17秒。

b路口信号灯信号周期①的时长为60s，信号灯从0时到现在运行了568个周期后第28秒的时间，东西道路的第一相位时黄色警示灯状态，右转方向通行时间不受影响。

c路口信号灯信号周期②的时长100s,信号灯从0时开始到现在已经运行到了341个周期后第8秒的时间，对应的直行第三相位运行的状态是红灯运行了8秒,通行时间是42秒之后9时29分10秒开始，通行时间为27秒。

车辆到达路口abc的距离分别是1km、4km、6km，道路限速60km，当前车速40km/h每小时，到达路口分别需要的时间是1km÷40km/h×3600s=90s，4km÷40km/h×3600s=360s,6km÷40km/h×3600s=540s。

a路口在当前时间341周零8秒之后的72秒-89秒的时间里通行,车速需要提速到40.5km/h到50km/h通过a路口，b路口右转不受影响，按到a路口50km/h的速度到c路口的时间是360s，预计在车辆到达的c路口的时间在72s＋360s=432s，也就是到达c路口的周期个数为345.4个周期，当前相位运行了0.4个×100s=40s的红灯，通行时间在10s后开始，到达c路口通行的时间在当前时间之后的442秒-469秒，预估车速在45.3km/h-48.6km/h可以通过c路口。

通过车辆的车载显示屏或终端设备显示预估的时间和预估的行驶速度或者通过语音提示的方法通知用户，用户或车辆电子控制系统ecu根据参考的行驶速度进行行驶。

如果在车辆行驶方向上的路口是红灯禁止通行的时间时，车辆经过禁止线行驶时车辆会语音提示警示信息，交通部门通过gps的编码跟踪，可以通过车辆的行驶轨迹和方向以及通过路口的时间，就能知道车辆是否存在闯红灯的，提醒用户注意危险，交警联网系统可根据违法情况进行处罚。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种车辆控制装置，所述装置包括：获取模块，信号周期模块，时间模块，同步模块，计算模块，输出模块，控制模块。

获取模块，根据目的地地址，规划获取车辆行驶路径上的数据，包含：信号灯信号周期配时方案的编号、道路的方位和途径路口的方向；

信号周期模块，根据相位运行状态和相位时长运行的信号周期；

时间模块用于标准时间或标准时间的时长对信号周期的运行进行的计时；

同步配时模块是路口行驶方向上信号灯运行的相位周期与当前的标准时间同步运行，获得车辆途径路口行驶方向上的相位状态；

计算模块根据车辆到达路口的距离、当前的车速、当前的时间、途径路口方向上信号灯相位周期的相位状态，计算生成预估的行驶时长及预估的行驶速度；

输出模块根据计算生成的预估行驶时长及预估的行驶速度，向用户显示或提示；

控制模块根据计算生成预估的行驶时长和/或预估的行驶速度，用户或车辆电子控制系统ecu控制车辆的加减速、匀速行驶或减速至停车等待。

在本实施例中，如图5所示，一种车辆基于交通信号灯行驶的装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如上方法的步骤。

在一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上方法的步骤。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。