一种车与车关联通信的方法与流程

1.本技术涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种车与车关联通信的方法。


背景技术：

2.车与车之间的通信是车辆智能化的一个重要方面，有关标准规范使用5.9ghz频率，覆盖范围约300米，在覆盖范围内车与车可以实现信息交互，传递车况或路况信息。但在信号覆盖范围内的车辆之间大部分是无相关车辆，包括空间上的无关车辆，例如距离较近但物理隔离的不同车道上的车辆，包括上下层道路，有隔离带的双方向车道，多车道的架空轨道等行驶的车辆，也包括时间上无关的车辆，例如已通过路口的车辆和未通过路口的车辆等。在无关车辆之间建立通信，浪费通信地址资源，增加车辆信息后处理的工作量，也容易造成通信干扰，影响行车安全。
3.车辆行驶相关是指车辆之间存在路口交汇避让、行车安全距离控制、前方车辆停车后方车辆改道，车辆组列行驶等情况涉及驾驶行为协同的情况。
4.个人快速车道交通系统（prt）架设在空中，以实现点对点直达。目前还缺乏一种安全可靠的车与车关联通信方法，以实现安全可靠的自动驾驶。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种车与车关联通信的方法，以解决上述存在的问题，以实现在相关联车辆之间快速建立安全可靠的通信。
6.为了实现上述目的，本发明公开了一种车与车关联通信的方法，包括把车道网络划分为若干拓扑路段，所述拓扑路段上的车辆行驶相关；每一所述车辆上装设中央处理器，所述中央处理器连接并控制存储器、定位装置、无线发射模块和无线接收模块，所述存储器中至少存储所在拓扑路段的位置数据和地址映射；在所述车辆进入一所述拓扑路段时，预测到达标定点的标定时刻，运行地址映射得到一与所述拓扑路段和标定时刻对应的通信地址，所述通信地址在广播覆盖区域同一时间内具有唯一性，依次运行地址映射得到包含所述标定时刻的相关时段对应的通信地址集合；所述无线发射模块以所述通信地址广播车况信息；所述无线接收模块以所述通信地址集合包含的通信地址接收车况信息，得到时空相关的若干所述车辆的车况信息集合。
7.与现有技术相比，本发明一种车与车关联通信的方法，解决了在发射信号辐射范围内相关车辆之间自主快速建立信息交互的问题，显著减少无关车辆的通信连接，提高系统抗干扰能力，可以克服视距不足，大幅提前调整车流间隙，实现路口车流的快速安全交汇，有效避免车辆相撞危险。
8.较佳地，所述拓扑路段包括y形交汇路段、y形分岔路段和首尾连接路段。
9.较佳地，所述地址映射同时存储在基站端网络中，所述车辆经所述基站端网络建立联系。
10.较佳地，所述通信地址采用通信多址技术划分出若干通信地址。
11.较佳地，所述通信多址技术包括码分多址。
12.较佳地，所述通信多址技术包括正交多址技术或非正交多址技术。
13.较佳地，所述广播覆盖区域为半径100-500米覆盖的区域。
14.较佳地，所述相关时段包括所述标定时刻的前移时段和后移时段所覆盖的时间段，所述前移时段和所述后移时段是根据路况和车况计算出的安全行车时间相隔，所述相关时段可以实时计算或存储在所述存储器中。
15.较佳地，所述存储器中还存储协同规约，所述协同规约规定接收到的所述车况信息对应的行驶指令。
16.较佳地，所述行驶指令包括加速指令、减速指令、停车指令、左转指令和右转指令，所述行驶指令发送到控制模块以控制所述车辆行驶。
附图说明
17.图1为本发明实施例的系统结构示意图。
18.图2为本发明实施例y形拓扑路段连接示意图。
19.图3为本发明实施例组列行驶示意图。
具体实施方式
20.为详细说明本发明的技术内容、结构特征、实现原理及所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
21.如图1、图2和图3所示，本发明公开了一种车与车关联通信的方法的实施例。
22.如图1所示，本发明实施例的系统结构示意图，每一车辆上装设中央处理器100连接并控制存储器101、定位装置102、无线发射模块103和无线接收模块104，无线发射模块103和无线接收模块104可以封装在一起成通信模块105，在同一车道网络行驶的每一车辆中的存储器101中至少存储所在上述车道网络相同的位置数据、地址映射，控制信号传输到控制模块106以控制车辆行驶。
23.图2是车道网络的y形拓扑路段连接示意图，包含更多拓扑路段结构可以构成车道网络。车道段2（图中线段ao所示）与车道段3（图中线段bo所示）交汇于路口1（图中o点所示），车辆行驶方向为从a到o，从b到o，若干车道段y形交汇成车道网络，若干车辆在车道网络上行驶，见图2中车辆5、车辆6、车辆7、车辆8。
24.在车辆7进入车道段3时，车辆7的中央处理器100经定位装置102获取当前位置数据，根据位置数据可以测算出车辆7当前行驶在车道段3上，预测到达标定点o（路口1）的标定时刻，设12:00:00，运行地址映射得到一与拓扑路段和标定时刻对应的通信地址a7，通信地址a7在广播覆盖区域（半径300米范围）同一时间（12:00:00）内具有唯一性，依次运行地址映射得到包含标定时刻（12:00:00）的相关时段（11:59:50-12:00:10）对应的通信地址集合；无线发射模块103以通信地址a7广播车况信息；无线接收模块104以通信地址集合包含的通信地址接收车况信息，得到时空相关的若干车辆的车况信息集合。
25.无线发射模块的广播有效区域为半径约300米覆盖的区域，相关车辆分布在相关路径集合r，包括与所在的车道段3在终点o汇合的车道段2、与所在的车道段3在终点驳接的车道段4，以及与所在的车道段4在终点d（路口11）分岔的车道段9和车道段10以及未图示的
其他车道段，在该覆盖区域行驶的车辆包括车辆5、车辆6、车辆7、车辆8、车辆12等，还包括未图示但经过规划测算在一常规信号覆盖区域所能接收到信号的车辆数量总数，按照在常规信号覆盖范围内的每一辆车将会分配一个不同的通信地址的要求设计通信地址集合。通信地址集合是采用码分多址的方式划分出若干通信地址。采用码分多址划分信道地址，具有抗干扰，保密性强的优点，互为正交的掩码构成通信地址集合。本发明的通信方法，可以不需要基站，直接实现车与车之间的通信。
26.车辆7从进入车道段3的始点b后，以通信地址a7广播车况信息，包括当前位置（位于车道段3的里程数）、速度vn、标定时刻12:00:00。标定时刻12:00:00前移若干秒和后移若干秒所覆盖的时间段,对于安全等级的考虑，本实施例的标定时刻集合包括前移10秒和后移10秒，得到时间区间[11：59:50,12:00:10]。当前，正在车道段2上行驶的车辆6预测到达路口1的标定时刻为11:59:58，根据行驶的车道段2和标定时刻为11:59:58，经地址映射对应分配一通信地址a6。由于车道段2和车道段3是交汇的关联车道段，预先设定车辆7与车辆6执行相同的地址映射规则，在车辆7的中央处理器100根据标定时刻12:00:00和车道段3经过地址映射生成的通信地址a7,车辆6的中央处理器100同样也可以根据标定时刻12:00:00和车道段3经过地址映射生成的通信地址a7, 车辆6的无线接收模块104以通信地址a7来处理信号，就可以解析出车辆7的车况信息，得知车辆7将于12:00:00通过路口1。本发明的通信方法，可以不需要基站，直接实现车与车之间的通信。车辆之间直接通信，可以避免经信息途径基站和网络端服务器时发生的异常故障，提高可靠性，避免基站信号弱的地方通信不可靠的缺点。
[0027]
存储器101中还存储协同规约，协同规约规定接收到的车况信息对应的行驶指令。行驶指令包括加速指令、减速指令、停车指令、左转指令和右转指令，行驶指令发送到控制模块106以控制车辆行驶。
[0028]
车辆6的标定时刻是11:59:58，与车辆7相差2秒，小于预设的安全时间间隔3秒，根据协同规约，车辆6选定加速指令。同样的，车辆7也接收到车辆6的标定时刻11:59:58，根据协同规约，选定减速指令。经历一段时间的协同行驶，车辆7与车辆6的间隔将符合预设的安全时间间隔3秒的要求。同样的，车辆5也将与车辆7协同行驶，实现两车辆符合预设的安全时间间隔3秒的要求。由于无线发射模块103的广播有效区域为半径约300米覆盖的区域，意味着车辆5、车辆6与车辆7在交汇前约300米就开始协同行驶，以实现在路口1交汇时满足车与车之间预设的安全时间间隔（也可以根据速度转换为距离间隔），提高行车安全性和平稳舒适性，相比红绿灯式的停车避让，通行效率大幅提高，大幅提高车道运力，解决了个人快速车道交通系统（prt）运力低的难题。
[0029]
此时，车辆8和车辆12虽然也在车辆7的发射信号覆盖范围，但是车辆8和车辆12并不在y形交汇的车道段2和车道段3上行驶，不属于预先划分的相同拓扑路段，所以车辆8和车辆12的地址映射不会生成通信地址a7,也就不会接收车辆7的车况信息。
[0030]
为了提高小型车道的运力，可行的方法是采用双向多车道（未图示），显然，其他并行的车道上的车辆与所在车道的车辆是不相关的，也即是没有碰撞可能，没有避让等协同需求的，上述其他车道的车辆虽然也处于发射信号覆盖范围，但基于相同的原理，不相关的车辆不会地址映射出相同的通信地址，即不会发生通信。从而，大幅减少了无关车辆之间的通信，减少了通信地址集合中通信地址的数量，缩短了扫描通信地址集合的周期，使得可以
更加频繁的接收相关车辆的信息，实现在高速行驶时能够进行密集地协同行驶操控。显然，降低了中央处理器100等元部件的性能要求，降低了车辆造价。
[0031]
车道段4在终点d（路口11）分岔为车道段9和车道段10，车道段4、车道段9和车道段10构成相关的y形车道。车辆12行驶在车道段4上，车辆8临时停靠在车道段9上。对于停靠或故障减速的车辆8广播发出的车况信息将被车辆12接收，在接收到车辆8速度小于预设值时，车辆12选定左转指令规避。
[0032]
如图3为本发明实施例组列行驶示意图。车辆组列行驶可以降低风阻，提高车道运力，但太长的组列由会降低路口车辆交汇的灵活性，在发生事故时，可能会造成事故范围扩大，在本实施例，首尾相连组列的车辆数量预设数值最大为8。在车道段20上，始点为g,终点为h，车辆22、车辆23，车辆24、车辆25、车辆26、车辆27、车辆28与车辆29组列行驶。依据本发明的上述地址映射原理，上述每一车辆均可以接收到其他车辆的车况信息。车辆21单独行驶，其行驶速度略低于以车辆22组列的列车速度，行驶一段距离后，列车将追上车辆21，通过协同规约可以在车辆22组列的列车与车辆21之间的距离趋于零时，车辆22组列的列车与车辆21的速度差也同步趋于零，从而实现列车平稳地驳接组列。
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当车辆22组列的列车与车辆21驳接组列后，车辆数量大于预设数值最大8，车辆21、车辆22、车辆23和车辆24将依据协同规约选定加速指令，车辆25、车辆26、车辆27、车辆28和车辆29将依据相同规约选定减速指令，从列车中间解列为前列和后列，上述指令执行到前列和后列的间距达到安全距离。
[0034]
采用4g或5g通信技术，地址映射同时存储在基站端网络中，车辆通过基站建立联系，采用本发明同样可以实现快速的信息传输。在车辆7进入车道段3时，车辆7的中央处理器100经定位装置102获取当前位置数据，根据位置数据可以测算出车辆7当前行驶在车道段3上，预测到达标定点o（路口1）的标定时刻，设12:00:00，在基站端网络中运行地址映射得到一与拓扑路段和标定时刻对应的通信地址a7，通信地址a7在广播覆盖区域（半径300米范围）同一时间（12:00:00）内具有唯一性，依次运行地址映射得到包含标定时刻（12:00:00）的相关时段（11:59:50-12:00:10）对应的通信地址集合；无线发射模块103以通信地址a7广播车况信息；无线接收模块104以通信地址集合包含的通信地址接收车况信息，得到时空相关的若干车辆的车况信息集合。
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以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。