一种基于车路协同场景的车载交通信息提示路牌系统
阅读说明：本技术 一种基于车路协同场景的车载交通信息提示路牌系统 (Vehicle-mounted traffic information prompting guideboard system based on vehicle-road collaborative scene ) 是由 薛益忻 孟颖 于 2021-06-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于车路协同场景的车载交通信息提示路牌系统,包括路牌灯板、电源模块、路牌控制卡,关联单元有路侧模块、车载模块、原车业务模块,电源模块用于为路牌灯板和路牌控制卡供电；路牌控制卡通过75/08接口控制所述路牌灯板的显示；路侧模块为在道路侧获取交通信号灯信息并与车辆通讯；车载模块为在公交车辆内部的车载MEC,与路牌通过CAN总线通讯；原车业务模块为公交业务的车载调度主机,与路牌和车载MEC共用一条CAN总线。本发明通过采用CAN通讯方式,解决数据冲突问题,及时有效显示红绿灯信息,推动了车路协同技术和可靠通讯技术在公共领域的应用,从而构建车路协同体系。(The invention discloses a vehicle-mounted traffic information prompting guideboard system based on a vehicle-road collaborative scene, which comprises a guideboard lamp panel, a power supply module and a guideboard control card, wherein an association unit comprises a roadside module, a vehicle-mounted module and an original vehicle service module, and the power supply module is used for supplying power to the guideboard lamp panel and the guideboard control card; the guideboard control card controls the display of the guideboard lamp panel through an 75/08 interface; the road side module acquires traffic signal lamp information at a road side and communicates with a vehicle; the vehicle-mounted module is a vehicle-mounted MEC in the bus and is communicated with the guideboard through a CAN bus; the original vehicle service module is a vehicle-mounted dispatching host of the public traffic service, and shares a CAN bus with the guideboard and the vehicle-mounted MEC. According to the invention, a CAN communication mode is adopted, the problem of data conflict is solved, traffic light information is effectively displayed in time, and the application of a vehicle-road cooperation technology and a reliable communication technology in the public field is promoted, so that a vehicle-road cooperation system is constructed.)
技术领域
本发明涉及公共交通中社会服务技术领域，具体来说，涉及一种基于车路协同场景的车载交通信息提示路牌系统。
背景技术
目前公交车载路牌可展示公交线路、首末站信息，并广泛采用RS485通讯方式接收公交车载调度主机信息。在车路协同体系中，公交车载后置路牌为单独的产品，用于专门显示路口的红绿灯信息。
在现有设计中，使用同类LED灯板，分开显示公交信息和红绿灯信息，存在重复投资、资源浪费的情况。
目前存在的问题主要有：
（1）设备的重复建设。公交用于显示线路号、首末站信息的后路牌与显示红绿灯的指示牌均采用贴片LED灯板，控制系统均采用业界通用的08或75接口。两种产品的规格、使用材料、控制方式等有极大的相似性，目前产品分离设计造成较大的资源浪费。
（2）通讯方式的不合理分配。公交车载后路牌一般采用RS485方式进行控制，但由于红绿灯显示实时性的要求，不宜采用RS485这种非可靠通讯方式。目前产品的使用方式一般路牌使用RS485，红绿灯提示牌采用CAN或网络通讯方式。对车辆的线缆部署提出了更高的要求。
（3）车路协同体系与公交运营的割裂。红绿灯提示牌只与运行轨迹有关，但公交车载体的因素并未考虑。实际上，红绿灯提示牌解决的问题应为向被公交车遮挡的本车道后序车辆提供最少本车道灯态的信息。目前的红绿灯并未与公交运行线路相结合，只关心车辆的运营方向，已GNSS定位为关键输入信息，但在遇到路口有多个红绿灯，无法完全显示在提示牌上时，会存在较大的问题。
本发明系统方案将公交和车路协同相结合，采用可靠CAN通讯，实现路牌显示、红绿灯提示为一体的公交车载路牌产品。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种基于车路协同场景的车载交通信息提示路牌系统，能够克服现有技术方法的上述不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于车路协同场景的车载交通信息提示路牌系统，包括路牌灯板、电源模块、路牌控制卡，关联单元有路侧模块、车载模块、原车业务模块，其中，
所述电源模块用于为路牌灯板和路牌控制卡供电；
所述路牌控制卡通过75/08接口控制所述路牌灯板的显示；
所述路侧模块为在道路侧获取交通信号灯信息并与车辆通讯；
所述车载模块为在公交车辆内部的车载MEC，并与路牌通过CAN总线通讯；
所述原车业务模块为公交业务的车载调度主机、报站器，并与路牌和车载MEC共用一条CAN总线。
进一步地，其特征在于，所述原车业务模块中，公交信息由公交调度主机通过CAN总线发送。
进一步地，其特征在于，在原车业务模块中，红绿灯信息由所述车载MEC通过同一条CAN总线发送，所述路牌接收CAN总线数据，并显示在路牌灯板上。
进一步地，其特征在于，所述路牌灯板是采用贴片可变色的LED灯板。
进一步地，其特征在于，路牌的线束接口包含24V车载供电、通讯接口、刹车转向的IO接口。
本发明的有益效果：通过采用CAN通讯方式，解决数据冲突问题，及时有效显示红绿灯信息，通过CAN总线数据通信中优先级低避让优先级高的特征，不会对通信线路造成拥塞通信，在节省成本情况下实现公交信息提示与红绿灯信息的提示，推动了车路协同技术和可靠通讯技术在公共领域的应用，从而构建车路协同体系。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的基于车路协同场景的车载交通信息提示路牌系统的路牌与原车业务通讯适配示意图。
图2是根据本发明实施例所述的基于车路协同场景的车载交通信息提示路牌系统的路牌内部结构示意图。
图3是根据本发明实施例所述的基于车路协同场景的车载交通信息提示路牌系统的原车业务结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明使用车路协同无线通讯、车载串口通讯、车载CAN通讯驱动路牌同时显示公交运营信息和路口红绿灯信息的综合方法，按照公交线路运营的红绿灯提示牌，整合公交车载后路牌和红绿灯提示牌实现一体化的路牌，通过车路协同技术、车载控制器局域网络（CAN）实现公交信息显示和红绿灯信息显示。
根据本发明实施例所述的基于车路协同场景的车载交通信息提示路牌系统，包括路牌灯板、电源模块、路牌控制卡，关联单元有路侧模块、车载模块、原车业务模块。电源模块用于为路牌灯板和路牌控制卡供电；路牌控制卡通过75/08接口控制所述路牌灯板的显示；路侧模块为在道路侧获取交通信号灯信息并与车辆通讯；车载模块为在公交车辆内部的车载MEC，并与路牌通过CAN总线通讯；原车业务模块为公交业务的车载调度主机、报站器，并与路牌和车载MEC共用一条CAN总线。其中所述车载MEC（Mobile Edge Computing）为安装于车辆内的移动边缘计算单元。
如图3所示，公交车辆与路侧设备是通过车路协同无线通讯，来获取当前方向的红绿灯数据。车载调度主机、报站器，并与路牌和车载MEC共用一条CAN总线。其中公交信息（如线路号、首末站等）由公交调度主机通过CAN总线发送，红绿灯信息由车载MEC通过同一条CAN总线发送，路牌接收CAN总线数据并对应显示在路牌灯板上。
如图1所示，路牌内部包括路牌控制卡、供电电源、路牌灯板。所述路牌灯板采用贴片可变色的LED灯板；控制卡通过75/08接口控制灯板的显示，所述控制卡与路牌灯板的供电均由电源模块提供；路牌的线束接口包含24V车载供电、通讯接口、刹车转向的IO接口，以及其他用途的接口（例如用于路牌自动调节亮度的光敏控制元件等）。
路侧模块还包括可输出红绿灯信息的信号机系统,信号机需提供当前信号相位状态、配时等信息，用于车载路牌显示红绿灯信息；路侧MEC及配套的车路协同通讯单元是负责处理红绿灯信息以及与车辆对应关系的数据解析。
所述车载通讯与原车业务模块，由于需要同时实现公交信息和红绿灯信息的通报，车载可靠性CAN通讯通过控制器局域网总线（CAN，Controller Area Network）通讯的方式，解决数据冲突问题，及时有效显示红绿灯信息。
其中所述控制器局域网总线是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN协议用于汽车中各种不同元件之间的通信，以此取代昂贵而笨重的配电线束。该协议的健壮性使其用途延伸到其他自动化和工业应用。CAN协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力。
相较于RS485总线形式，RS485在同一个波特率情况下，总线上的设备需区分主从，否则会由于多个设备同时发送数据而导致RS485数据冲突，造成数据错误导致数据传输失败。
CAN总线数据通信没有主从之分，任意一个节点可以向任何其他（一个或多个）节点发起数据通信，靠各个节点信息优先级先后顺序来决定通信次序，高优先级节点信息在134μs通信多个节点同时发起通信时，优先级低的避让优先级高的，不会对通信线路造成拥塞通信。
CAN总线适用于大数据量短距离通信或者长距离小数据量，实时性要求比较高，多主多从或者各个节点平等的现场中使用。
本发明的适用场景除本公司（发明人）全车CAN总线解决方案外，针对目前市面上的原车载RS485通讯方式通告公交信息的情形，本产品同时提供了RS485和CAN两种通讯方式，并可同时使用两种接口，即对接原车RS485实现公交信息的通告，对接我方车载MEC实现车路协同的红绿灯信息通告，如图2所示。在此使用场景下，可适配原车公交调度主机，并在车载MEC和路牌间额外建立一条CAN传输线缆，即可实现红绿灯指示功能。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
首先路牌安装在车内、车尾后方，灯板面向车外；连接线缆，线缆的CAN接口对接车辆的CAN总线；产品的IO对接车辆的刹车、转向信号线；如需要对接RS485，将产品的RS485对接到车辆的RS485总线。
本发明采用车路协同、嵌入式控制、光提示等实现在公交车辆正常运行时，路牌显示公交线路信息、首末站信息、刹车转向信息，在车辆到达路口时，显示当前路口的红绿灯信息。本发明可应用于公交车辆信息提示，路口红绿灯提示，是结合公交和道路两方面的社会服务产品。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过采用CAN通讯方式，解决数据冲突问题，及时有效显示红绿灯信息，通过CAN总线数据通信中优先级低避让优先级高的特征，不会对通信线路造成拥塞通信，在节省成本情况下实现公交信息提示与红绿灯信息的提示，推动了车路协同技术和可靠通讯技术在公共领域的应用，从而构建车路协同体系。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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