車聯(lián)網(wǎng)V2X深度應(yīng)用,聚焦CIDI智能網(wǎng)聯(lián)交叉路口技術(shù)
隨著城市人口、機(jī)動車數(shù)量與日俱增,現(xiàn)有城市交通設(shè)施已無法滿足日益增長的交通需求,再加之城市交叉路口通行效率低、事故預(yù)警系統(tǒng)缺乏等因素,城市道路安全事故頻發(fā)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,每年因交叉路口交通事故死亡的人數(shù)約占總交通事故死亡人數(shù)的20%,加快城市智能運(yùn)輸系統(tǒng)建設(shè),加強(qiáng)智能交叉路口管理迫在眉睫。
那么,如何打造更安全、更智能的道路交通呢?下面,我們一起走進(jìn)CIDI,聚焦其研發(fā)的智能網(wǎng)聯(lián)交叉路口技術(shù),一探究竟。
針對城市交通安全及交通通行效率問題,長沙智能駕駛研究院(以下簡稱CIDI)發(fā)布了“V2X+交叉路口”解決方案--智能網(wǎng)聯(lián)交叉路口管理系統(tǒng)(CISS-cooperative intersection surveillance system),該系統(tǒng)集成組合傳感器感知技術(shù)、傳感器融合算法、V2X技術(shù)、交通優(yōu)化算法,可實現(xiàn)交叉路口行人、非機(jī)動車輛、紅綠燈與智能網(wǎng)聯(lián)汽車之間的信息傳遞。
通過信息交互與決策,解決智能網(wǎng)聯(lián)汽車通過交叉路口、行人與非機(jī)動車輛通過交叉路口的安全性問題,還可以根據(jù)檢測到的交叉路口實時交通流量,優(yōu)化控制交通信號燈的變化,減少交叉路口擁堵。
該系統(tǒng)與方案是未來智能交通-合作式智能交通Cooperative ITS的重要組成部分,也是自動駕駛車輛在城市道路大規(guī)模運(yùn)行落地的必要輔助手段。
系統(tǒng)組成與功能簡介
CIDI智能網(wǎng)聯(lián)交叉路口管理系統(tǒng)主要由RSU、邊緣計算單元、智能交通信號燈、路側(cè)傳感器等組成。
RSU是整個系統(tǒng)的大腦,負(fù)責(zé)決策和數(shù)據(jù)的廣播;邊緣計算單元負(fù)責(zé)輔助計算和數(shù)據(jù)采集融合;智能交通信號燈根據(jù)路口車流量進(jìn)行自動調(diào)節(jié)紅綠燈配時;路側(cè)傳感器是整個系統(tǒng)的眼睛,它主要由高清攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)組成。
路側(cè)傳感器組成部分功能:
高清攝像頭能實時檢測視角范圍內(nèi)的車輛與行人的位置和速度,統(tǒng)計路面實時交通流量等;毫米波雷達(dá)可以獲取車輛的種類與位置、速度,行人的位置和速度等信息;激光雷達(dá)可用于車輛擁堵排隊狀態(tài)、車輛位置與種類、錯誤行駛方向、能見度(霧)、人和動物等的檢測。這些傳感器獲得的原始數(shù)據(jù)會交給邊緣計算單元進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。
此外,該系統(tǒng)還可以接收到附近其它RSU的數(shù)據(jù),也可以通過因特網(wǎng)從云端獲取數(shù)據(jù),實現(xiàn)“人-車-路-云”協(xié)同工作。
產(chǎn)品特點
CIDI的智能網(wǎng)聯(lián)交叉路口管理系統(tǒng)具有以下三大特色:協(xié)同感知、紅綠燈動態(tài)配時、局部動態(tài)地圖(LDM)。
1、協(xié)同感知
協(xié)同感知是一種感知計算框架,其通過匯集以及協(xié)同分析不同感知單元的傳感數(shù)據(jù)實現(xiàn)對研究對象準(zhǔn)確、全面的認(rèn)知。
傳統(tǒng)的協(xié)同感知技術(shù)主要解決面向單一感知空間的研究問題,數(shù)據(jù)的跨空間融合趨勢推動了協(xié)同感知技術(shù)向多元空間的演化。超視距感知、跨設(shè)備追蹤等都是CIDI智能網(wǎng)聯(lián)交叉路口管理系統(tǒng)跨空間融合的體現(xiàn)。
CIDI智能網(wǎng)聯(lián)交叉路口管理系統(tǒng)可以收集傳感器檢測到的各種交通參與者信息(如交叉路口行人狀態(tài)、非機(jī)動車狀態(tài)、道路狀態(tài)、過往車輛狀態(tài)、交通流量等),也可以獲取其它路側(cè)單元(RSU)以及管理中心云平臺數(shù)據(jù)。這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在RSU中經(jīng)過進(jìn)一步的算法處理與融合處理后,得到當(dāng)前交叉路口的實時狀態(tài)。這些狀態(tài)包括行人碰撞風(fēng)險、車輛碰撞風(fēng)險、交通擁堵狀況、道路危險(積水、結(jié)冰、坑洼路面)、交通信號燈狀態(tài)等。RSU再以固定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)將當(dāng)前交叉路口的狀態(tài)發(fā)送給過往的車輛與行人。
當(dāng)交叉路口配備“完美視角”的智能網(wǎng)聯(lián)管理系統(tǒng)以后,道路便被賦予感知交叉路口范圍內(nèi)全部交通參與者信息的能力。CIDI智能網(wǎng)聯(lián)交叉路口管理系統(tǒng)把這些信息通過V2X通信實時共享給路口的全部車輛,即可以最大限度消除路口安全隱患,最大程度地提升路口的通行效率。除此之外,也可以通過APP(由CIDI發(fā)布的車路協(xié)同應(yīng)用程序)給社會車輛提供部分功能,如紅綠燈時間感知、車速建議、標(biāo)牌信息等。
2、紅綠燈動態(tài)配時
紅綠燈動態(tài)配時支持基于V2I技術(shù)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車流量統(tǒng)計、以及基于機(jī)器視覺技術(shù)的常規(guī)社會車輛流量統(tǒng)計。兩種車流量統(tǒng)計經(jīng)過邊緣計算單元的融合,形成車流量密度和各車道排隊長度。
在此基礎(chǔ)上,根據(jù)交通模型進(jìn)行動態(tài)選擇(存在通暢、正常和擁堵三種配時方案)和針對區(qū)域內(nèi)的每一輛車給予通行速度建議。與此同時,配時方案融入了基于V2I的一些特殊車輛(緊急車輛、公交車等)優(yōu)先的功能。
3、局部動態(tài)地圖(LDM)
局部動態(tài)地圖(LDM)是一種將路側(cè)傳感器、交通控制中心、靜態(tài)地圖等數(shù)據(jù)經(jīng)過復(fù)雜的檢測算法與預(yù)處理流程,再經(jīng)過提煉和融合后生成的動態(tài)數(shù)據(jù)集合。LDM是當(dāng)前交叉路口的實時交通態(tài)勢感知結(jié)果,它為RSU的綜合決策提供數(shù)據(jù)支撐。
LDM數(shù)據(jù)由四層組成:
第一層:靜態(tài)數(shù)據(jù)(絕對不變的數(shù)據(jù),如靜態(tài)地圖);
第二層:準(zhǔn)靜態(tài)數(shù)據(jù)(一段時間內(nèi)不會變化的數(shù)據(jù),如樹木、建筑物、道路);
第三層:暫態(tài)數(shù)據(jù)(短時間內(nèi)會變化的數(shù)據(jù),如交通事故現(xiàn)場、天氣);
第四層:動態(tài)數(shù)據(jù)(變化頻率很高的數(shù)據(jù)、如當(dāng)前紅綠燈狀態(tài)、當(dāng)前交叉路口車輛狀態(tài)信息)。
LDM是整個系統(tǒng)的核心功能模塊,系統(tǒng)其它功能都是基于LDM數(shù)據(jù)的分析結(jié)果。CIDI智能網(wǎng)聯(lián)交叉路口管理系統(tǒng)生成實時的LDM,一方面通過V2X技術(shù)傳遞給智能網(wǎng)聯(lián)汽車,實現(xiàn)更可靠的自動駕駛交通態(tài)勢車路協(xié)同感知;另一方面?zhèn)鬟f給只加裝OBU的社會車輛,給常規(guī)非智能車輛賦能,實現(xiàn)低成本的自動駕駛。
發(fā)展與前景
在復(fù)雜的交通環(huán)境下,CIDI智能網(wǎng)聯(lián)交叉路口管理系統(tǒng)具有協(xié)同感知的能力,并把這些感知能力賦予過往的車輛。車輛通過交叉路口的過程不是一個單一的決策過程,它是對交叉路口所有目標(biāo)行為規(guī)劃的決策過程。它的速度、行駛軌跡等都要遵循CIDI智能網(wǎng)聯(lián)交叉路口管理系統(tǒng)的建議。
當(dāng)通過交叉路口的車輛都遵循管理系統(tǒng)設(shè)定好的規(guī)則,城市的交通通行效率將極大的提高。車輛的智能化有一個迭代過程,我們可以先讓路變得聰明起來,然后逐步實現(xiàn)車輛的智能化,最終實現(xiàn)“智慧的路+聰明的車”。CIDI此次發(fā)布“V2X+交叉路口”方案,必將大大推動自動駕駛之城、車聯(lián)網(wǎng)之城、智慧之城的發(fā)展。
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