[发明专利]一种基于云服务的灯控路口绿波车速引导方法和系统

摘要

本发明提出的一种基于云服务的灯控路口绿波车速引导方法和系统，属于智能网联汽车和车路协同技术领域。该系统包括：云服务器、分别与云服务器相连的信号灯数据采集设备和智能网联汽车客户端。该方法首先采集信号灯配置和实时状态数据，然后将采集到的数据实时上传云服务器并将相应数据存储于数据库；基于数据库中存储的信号灯数据，云服务器根据客户端请求生成信号灯状态数据和绿波车速引导服务数据并发送给客户端；客户端接收数据后通过智能移动终端向用户进行展示。本发明简化了灯控路口绿波车速引导应用的系统结构，降低了系统设备的通信要求和计算能力要求，节约了空口通信资源；降低了应用的部署和推广成本。

主权项

1.一种基于云服务的灯控路口绿波车速引导方法，其特征在于，包括云服务器、分别与云服务器相连的信号灯数据采集设备和智能网联汽车客户端；该方法包括以下步骤：/n1)采集信号灯配置和实时状态数据；/n首先信号灯数据采集设备和信号灯控制机建立网络连接，信号灯数据采集设备向信号灯控制机注册以获取数据权限；然后通过监听或周期性查询的方式，信号灯数据采集设备获得信号灯配置和实时状态数据；最后，对不同协议定义的信号灯数据进行整理，以统一的格式表达，用来上传云服务器；/n2)将步骤1)采集到的信号灯配置和实时状态数据实时上传到云服务器，并将相应数据存储于数据库；具体步骤如下：/n2-1)云服务器首先启动TCP服务，作为TCP的服务端等待连接；/n2-2)云服务器响应信号灯数据采集设备发起的网络连接请求，与信号灯数据采集设备建立TCP连接；/n2-3)信号灯数据采集设备发送注册数据包给云服务器，云服务器接收信号灯数据采集设备发送的注册数据包；/n2-4)云服务器根据注册数据包，完成对信号灯数据采集设备的身份识别和注册；如果云服务器保持与信号灯数据采集设备的TCP连接，则进入步骤2-5)；如果连接断开，则重新返回步骤2-2)；/n2-5)信号灯数据采集设备实时上传信号灯配置和实时状态数据，云服务器接收上传的信号灯配置和实时状态数据；/n2-6)云服务器对信号灯数据采集设备上传的数据进行有效验证和解析，得到本次上传的解析数据；/n2-7)云服务器根据数据库判断当前信号灯数据是否已生成：如果是，则继续步骤2-9)；如果否，则继续步骤2-8)；/n2-8)云服务器创建本次上传的路口信号灯数据档案，将解析数据中当前信号灯的实时状态数据置入该档案；/n2-9)云服务器根据解析数据，更新数据库中对应的信号灯配置和实时状态；/n3)基于数据库中存储的信号灯数据，云服务器根据客户端请求生成信号灯状态数据和绿波车速引导服务数据并发送给客户端；具体步骤如下：/n3-1)首先加载预先配置的路网文件，该路网文件储存了对应车速引导服务覆盖区域的地图数据；/n3-2)云服务器启动TCP连接服务，作为TCP的服务端等待连接；/n3-3)云服务器响应客户端发起的网络连接请求，与客户端建立TCP连接；/n3-4)云服务器接收客户端发送的注册数据包；/n3-5)云服务器根据客户端发送的注册数据包，完成客户端的识别和注册；/n3-6)若如果云服务器保持和客户端的TCP连接，则进入步骤3-7)；如果连接断开，则重新返回步骤3-3)；/n3-7)云服务器接收客户端发起的请求信息，进行CRC有效性检验，客户端的请求信息包含了客户端车辆实时定位、运行方向以及时间戳，以及请求数据的类型；/n3-8)云服务器根据客户端发送的请求信息，提取客户端实时定位信息，以及请求数据类型；/n3-9)云服务器根据客户端实时定位信息，从3-1)中加载的路网文件中，提取客户端所在的局部路网文件；/n3-10)云服务器根据客户端实时定位和运行方向，通过路网匹配方法将客户端匹配到特定路段的具体位置点上；若未找到匹配点，则重新返回步骤3-6)；若找到匹配点，则计算客户端距离路口停止线的距离并进入步骤3-11)；/n3-11)云服务器根据步骤3-10)路段匹配结果，判断路段出口处路口是否有有效的信号灯状态数据：若无，则重新返回步骤3-6)；若有，则继续步骤3-12)；/n3-12)云服务器以客户端时间戳为基准时间，将步骤3-11)得到的信号灯状态数据同步至基准时间；/n3-13)云服务器根据客户端的请求信息，判断客户端请求的种类：若客户端只请求前方信号灯实时信息，则继续步骤3-14)；若客户端还请求了建议车速，则继续步骤3-15)；/n3-14)云服务器将步骤3-12)得到的信号灯状态数据发送给客户端，进入步骤4)；/n3-15)云服务器根据加载的路网文件中当前路段的连接关系，筛选出步骤3-12)得到信号灯状态数据中，对应客户端所要转弯方向的当前周期或即将到来周期的绿时时间窗；/n3-16)云服务器根据步骤3-15)得到的绿时时间窗，利用车速引导算法，计算绿波通行速度区间；依据绿时时间窗距客户端时间戳时刻的偏差，以及从步骤3-10)得到的客户端距离路口停止线的距离，结合道路限速，计算出客户端在当前或下一周期绿时时间窗内通过路口的车速上下限，作为该转弯方向对应的绿波引导车速区间；云服务器将获得的信号灯状态数据、客户端距路口停止线距离以及绿波引导速度区间作为绿波车速引导服务数据，发送给客户端，进入步骤4)；/n4)客户端接收信号灯状态数据和和绿波车速引导服务数据，并通过智能移动终端向用户进行展示。/n