[发明专利]一种基于V2X通信和高精度定位的城市车道车辆统计方法

说明书

本发明请求保护一种基于V2X通信和高精度定位城市车道车辆统计方法。该方法主要是为智能交通管理和控制实时地提供精确的车道级车辆分布数据。该架构由含V2X通信模块和高精度定位模块的OBU(车载终端)设备、含V2X通信模块的RSU(路侧设备)设备和MEC(边缘网络计算)服务器为基础，可以对不同的交叉路口或者特定的统计路段对每个车道上装有OBU设备的车辆位置分布信息以及运动状态参数进行精确的统计，提高了车辆统计的实时性和准确率。

技术领域

本发明属于智能交通以及车联网技术领域，涉及一种基于V2X通信和高精度定位的按车道进行车辆统计的架构和方法。

背景技术

现阶段，交通拥堵已成为世界性“城市病”，我国各个地区每年因交通拥堵不仅造成了严重的能源浪费，而且对国家经济和环境也造成了严重影响；然而，汽车的数量仍然处于上升趋势，从1985年开始到2011年，我国的汽车总量每五年至少增加一倍，截止到2010年时，我国私人汽车总量相比2005年甚至增加到2.2倍。据公安部交管局统计，截至2018年6月底，全国机动车保有量达3.04亿辆，其中汽车2.05亿辆；随着汽车数量的不断增加，各大城市都出现了不同程度的交通拥堵，以北京、上海、深圳等大型城市最为明显，因此治理交通拥堵迫在眉睫。

很多地区想通过增加道路的建设和建立先进公共交通系统来缓解交通拥堵问题，但是道路建设远远赶不上车辆增长，并且公共交通系统因未充分利用系统收集到的数据导致其运行效率明显偏低；目前国际上解决交通拥堵主流技术方案是对车辆进行有效的交通管理和调度，即智能交通系统ITS(Intelligent Transportation Systems)。

随着车联网(V2X)短距离通信技术的发展，使得车与其他设备之间的通信变成现实。V2X是一种在智能交通系统中车辆和其他元素之间进行高可靠和低时延信息传输来提升交通效率和安全的通信方式，主要包括V2V(Vehicle-to-Vehicle)、V2I(Vehicle-to-Infrastructure)、V2P(Vehicle-to-Pedestrian)和V2N(Vehicle-to-Network)。目前，V2X通信已经被标准化和使用的解决方案主要有两种:一种是适用于美国和欧洲的基于IEEE802.11p的DSRC(Dedicated Short Range Communications),另一种是适用于中国复杂网络环境的基于4G蜂窝网标准的C-V2X(Cellular-V2X)。并且V2X通信也是即将到来的5G通信的重要组成部分，很多针对5G V2X通信的研究成果使得V2X通信在不就将来将会变得更加成熟。

另外，高精度地图和高精度定位作为智能网联汽车的基础技术，在近几年也得到了快速发展，相关的研究也取得了突破性进展。我国北斗三号环球定位系统已经进入研制生产环节，35颗北斗卫星全球组网计划预计在2020年完成；北斗三号系统的定位精度相比北斗二号将提升1至2倍，达到2.5米至5米的水平，并在保存北斗二号短报文功能的同时提升相关性能。在2017年6月，北斗地基增强系统提供初始服务，可提供米级、亚米级、分米级，甚至厘米、毫米级的服务，可以满足智能网联汽车的高精度地图和高精度定位需求分米级甚至是厘米级的高精度定位对智能交通来说是至关重要的。在智能交通中高精度定位的策略主要是相对定位，包括差分定位和RTK定位技术，目前很多针对相对定位的研究使得定位精度进一步提高。不仅如此，很多商用定位芯片也能支持厘米级定位和惯性导航等功能，像u-blox F9，千寻魔方MC100M等等，其不仅可以输出精确地位置，而且能够精确测量出车辆的运动数据，如实时车速、加速度以及航向角；另外，5G通信标准中增加了高精度定位的服务，使得高精度定位覆盖范围进一步扩大，应用场景更加的丰富。

目前车辆统计的方法主要是通过地感线圈和交通摄像头的图像识别的方法进行车辆计数，这种方式不能准确的和全面的获得运动中的车辆数据，包括车牌号、速度、加速度、经纬度、航向角以及车辆所在车道信息；而随着V2X通信和高精度定位技术的发展，使用这两种技术实时地对城市中各个车道的车辆分布情况进行精确探测是可能的，也是智能交通的基础要求。

发明内容