一种基于V2X的紧急车辆避让方法、装置及系统与流程

一种基于v2x的紧急车辆避让方法、装置及系统
技术领域
1.本发明涉及车联网技术领域，尤其涉及一种基于v2x的紧急车辆避让方法、装置及系统。


背景技术：

2.随着科学技术的发展和生活节奏的加快，社会车辆的数量日益增多，然而紧急车辆每次出勤都是争分夺秒，在出勤路上如果遇上交通拥堵，将会导致紧急车辆到达目的地的时间变长，出现不可预估的风险。
3.为了减少紧急车辆在出勤路上的时间，有必要研究紧急车辆在出勤时，其他车辆进行提前避让的技术，以让紧急车辆畅通无阻。
4.在现有技术中，其中一种避让方案是将紧急车辆、红绿灯与私有云通信，私有云与地图厂商通信，地图厂商再与其他车辆通信，通过这种方式将紧急车辆信息发送给其他车辆和红绿灯。但是现有的这种方式存在一此不足之处，例如，如果存在网络信号较弱，则无法远距离通知其他车辆；且需要通过多个云平台交互，会出现网络延时，将会导致通知不及时来不及避让；同时，如果其他车辆没有开启地图厂商导航，则无法发送消息到这些车辆上。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于v2x的紧急车辆避让方法、装置及系统。可以提高紧急车辆避让方法的效率以及安全性。
6.为解决上述技术问题，作为本发明的一方面，提供一种基于v2x的紧急车辆避让方法，其至少包括如下步骤：
7.云平台接收紧急车辆上传的目的位置和紧急车辆消息集，为所述紧急车辆规划最优的行驶路线和车道；根据紧急车辆的实时位置确定路侧单元通知范围，向路侧单元通知范围内的所有路侧单元发送所述紧急车辆消息集以及规划的行驶路线；所述紧急车辆消息集至少包括：紧急车辆的实时位置、车速以及所在车道；
8.处于所述路侧单元通知范围内的路侧单元在接收到来自云平台或/及紧急车辆广播的紧急车辆消息集后，将所述紧急车辆消息集广播给其所辖区域中的其他车辆以及红绿灯控制装置；
9.其他车辆在接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集后，计算其与所述紧急车辆之间的距离，并根据预先确定的避让策略进行避让处理；
10.红绿灯控制装置在接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集后，计算其与所述紧急车辆之间的距离，根据预先确定的控制策略提前调节并维持相应车道的红绿灯处于绿灯状态，供所述紧急车辆快速通过。
11.其中，进一步包括：
12.紧急车辆实时获取车辆当前的经度、纬度信息、车速信息，生成紧急车辆消息集，
周期性地向云平台上传车辆的目的位置以及紧急车辆消息集，并周期性广播所述紧急车辆消息集至附近的路侧单元、其他车辆及红绿灯控制装置，以及接收来自云平台规划的行驶路线和车道。
13.其中，根据紧急车辆的实时位置确定路侧单元通知范围的步骤具体为：
14.在规划的车辆行驶路线上，将位于紧急车辆之前第一距离与其之后第二距离的之间的同向道路确定为路侧单元通知范围。
15.其中，所述其他车辆在接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集后，计算其与所述紧急车辆之间的距离，并根据预先确定的避让策略进行避让处理的步骤进一步包括：
16.根据紧急车辆消息集获得紧急车辆的当前车道，并计算获得其与紧急车辆之间的距离以及前后位置关系；
17.当其处于在紧急车辆后方第三距离之内，提示“保持本道行驶，不得超车”以及显示前方紧急车辆所处车道与实际距离；
18.当其处于紧急车辆前方其他车道的第四距离之内，则提示“减速慢行，不得向紧急车辆所在车道变道”，并显示后紧急车辆所处车道与实际距离；
19.当其处于紧急车辆前方所在车道第五距离之内，则提示“当前处于临时应急路段上，请尽快变道避让”；
20.当其处于上述距离之外，则不进行提示。
21.其中，红绿灯控制装置接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集后，计算其与所述紧急车辆之间的距离，根据预先确定的控制策略提前调节并维持相应车道的红绿灯处于绿灯状态的步骤包括：
22.根据紧急车辆消息集中的紧急车辆的实际位置并结合所规划的行驶路线和车道，周期性地计算出当前路口红绿灯与紧急车辆之间的距离，确定紧急车辆在本路口的转向，并判断是否达到开始调节时间；所述开始调节时间根据一预定第六距离与紧急车辆的实时车速的除值，并结合一基准时间而获得；
23.当紧急车辆直行时，在达到开始调节时间后，控制路口直行方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他红绿灯为红灯；
24.当紧急车辆右转时，在达到开始调节时间后，控制路口右转方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他道路红绿灯为红灯；
25.当紧急车辆左转时，在达到开始调节时间后，控制路口左转方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他道路红绿灯为红灯；
26.当紧急车辆掉头时，在达到开始调节时间后，控制路口掉头方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他道路红绿灯为红灯；
27.在紧急车辆行驶出本路口后，恢复红绿灯的正常切换及工作时间。
28.其中，进一步包括：
29.路侧单元在接收来自云平台的紧急车辆的消息集的过程中出现数据传输中断时，根据紧急车辆的历史消息集中的车速、位置计算紧急车辆当前的位置，并将计算结果发送给其他车辆以及红绿灯控制装置。
30.其中，进一步包括：
31.当路侧单元同时收到云平台下发的消息集和紧急车辆所广播的消息集，以紧急车辆广播的消息集作为准；
32.当其他车辆和红绿灯控制装置同时收到路侧单元和紧急车辆广播的消息集时，以紧急车辆广播的消息集为准。
33.其中，进一步包括：
34.云平台在监测到紧急车辆偏离规划的行驶路线或车道时，重新为所述紧急车辆规划最新的行驶路线和车道，并重新确定路侧单元通知范围。
35.其中，所述第一距离、第二距离、第三距离、第四距离、第五距离以及第六距离预先标定而成，或由所述云平台指定。
36.相应地，本发明的另一方面，还提供一种基于v2x的紧急车辆避让方法，其进一步包括：
37.实时获取紧急车辆当前的经度、纬度信息、车速信息，
38.对所述信息进行计算，获取目的位置，生成紧急车辆消息集；
39.周期性地向云平台上传车辆的目的位置以及紧急车辆消息集，并周期性广播所述紧急车辆消息集至附近的路侧单元、其他车辆及红绿灯控制装置，以及接收来自云平台规划的行驶路线和车道信息。
40.其中，进一步包括：
41.接收来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集；
42.根据紧急车辆消息集获得紧急车辆的当前车道，并计算获得其与紧急车辆之间的距离以及前后位置关系；
43.根据所述计算结果，并结合预先确定的避让策略进行避让处理。
44.其中，所述根据所述计算结果，并结合预先确定的避让策略进行避让处理的步骤进一步包括：
45.根据紧急车辆消息集获得紧急车辆的当前车道，并计算获得其与紧急车辆之间的距离以及前后位置关系；
46.当其处于在紧急车辆后方第三距离之内，提示“保持本道行驶，不得超车”以及显示前方紧急车辆所处车道与实际距离；
47.当其处于紧急车辆前方其他车道的第四距离之内，则提示“减速慢行，不得向紧急车辆所在车道变道”，并显示后紧急车辆所处车道与实际距离；
48.当其处于紧急车辆前方所在车道第五距离之内，则提示“当前处于临时应急路段上，请尽快变道避让”；
49.当其处于上述距离之外，则不进行提示。
50.相应地，本发明的另一方面，还提供一种基于v2x的紧急车辆避让装置，应用于紧急车辆中，其至少包括：
51.高精定位模块，用于实时获取车辆的经度、纬度信息；
52.车载总线通信模块，用于实时获取车辆的车速信息；
53.中央处理单元，用于对高精定位模块、车载总线通信模块获得的信息进行计算，获取目的位置，并生成紧急车辆消息集；
54.第一v2x通信模块，用于根据所述中央处理单元的控制，周期性向云平台上传所述
目的位置以及紧急车辆消息集，所述紧急车辆消息集里至少包括实时位置、车速；并周期性广播所述紧急车辆消息集，以及接收来自云平台规划的行驶路线和车道。
55.相应地，本发明的又一方面，还提供一种基于v2x的紧急车辆避让装置，应用于避让车辆中，其特征在于，至少包括：
56.第二v2x通信模块，用于接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集；
57.第一计算处理单元，用于根据紧急车辆消息集获得紧急车辆的当前车道，并计算获得其与紧急车辆之间的距离以及前后位置关系；
58.避让处理单元，用于根据第一计算处理单元的计算结果，并结合预先确定的避让策略进行避让处理。
59.其中，所述避让处理单元采用下述方式进行避让处理：
60.当其处于在紧急车辆后方第三距离之内，提示“保持本道行驶，不得超车”以及显示前方紧急车辆所处车道与实际距离；
61.当其处于紧急车辆前方其他车道的第四距离之内，则提示“减速慢行，不得向紧急车辆所在车道变道”，并显示后紧急车辆所处车道与实际距离；
62.当其处于紧急车辆前方所在车道第五距离之内，则提示“当前处于临时应急路段上，请尽快变道避让”；
63.当其处于上述距离之外，则不进行提示。
64.相应地，本发明的又一方面，还提供一种基于v2x的紧急车辆避让装置，应用于云平台中，其进一步包括：
65.行驶路线规划单元，用于在接收到紧急车辆上传的目的位置和紧急车辆消息集之后，为所述紧急车辆规划最优的行驶路线和车道，并发送给所述紧急车辆；
66.消息集下发单元，用于根据紧急车辆的实时位置确定路侧单元通知范围，向所述路侧单元通知范围内的所有路侧单元发送来自紧急车辆的紧急车辆消息集；
67.偏航监测处理单元，用于在监测到紧急车辆偏离规划路线或车道，或者出现道路拥堵时，为所述紧急车辆重新规划最新的行驶路线和车道，并重新确定路侧单元通知范围。
68.相应地，本发明的又一方面，还提供一种基于v2x的紧急车辆避让装置，应用于红绿灯控制装置中，其进一步包括：
69.第三v2x通信模块，用于接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集；
70.第二计算处理单元，用于根据紧急车辆消息集中的紧急车辆的实际位置并结合所规划的行驶路线和车道，周期性地计算出当前路口红绿灯与紧急车辆之间的距离，确定紧急车辆在本路口的转向，并判断是否达到开始调节时间；所述开始调节时间根据一预定第六距离与紧急车辆的实时车速的除值，并结合一基准时间而获得；
71.红绿灯控制单元，根据预先确定的控制策略提前调节并维持相应车道的红绿灯处于绿灯状态，供所述紧急车辆快速通过。
72.相应地，本发明的又一方面，还提供一种基于v2x的紧急车辆避让装置，应用于路侧单元中，其特征在于，进一步包括：
73.消息集接收单元，用于接收到来自云平台或/及紧急车辆广播的紧急车辆消息集
后；
74.广播处理单元，用于将所述紧急车辆消息集广播给其所辖区域中的其他车辆以及红绿灯控制装置；
75.异常处理单元，用于在接收来自云平台的紧急车辆的消息集的过程中出现数据传输中断时，根据紧急车辆的历史消息集中的车速、位置计算紧急车辆当前的位置，并将计算结果发送给其他车辆以及红绿灯控制装置。
76.相应地，本发明的又一方面，还提供一种用于基于v2x的紧急车辆避让系统，其至少包括前述的基于v2x的紧急车辆避让装置。
77.相应地，本发明的另一方面，还提供一种用于基于v2x的紧急车辆避让系统，其至少包括云平台，以及与所述云平台通信的紧急车辆、其他车辆、路侧单元、红绿灯控制装置，其中：
78.所述云平台，用于在接收到紧急车辆上传的目的位置和紧急车辆消息集之后，为所述紧急车辆规划最优的行驶路线和车道，并用于根据紧急车辆的实时位置确定路侧单元通知范围，向路侧单元通知范围内的所有路侧单元发送所述紧急车辆消息集以及规划的行驶路线；所述紧急车辆消息集至少包括：紧急车辆的实时位置、车速以及所在车道；
79.所述路侧单元，用于在接收到来自云平台或/及紧急车辆广播的紧急车辆消息集后，将所述紧急车辆消息集广播给其所辖区域中的其他车辆以及红绿灯控制装置；
80.红绿灯控制装置，用于在接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集后，计算其与所述紧急车辆之间的距离，根据预先确定的控制策略提前调节并维持相应车道的红绿灯处于绿灯状态，供所述紧急车辆快速通过；
81.紧急车辆，为如权利要求10所述的车辆，用于周期性向云平台上传目的位置以及紧急车辆消息集，并周期性广播所述紧急车辆消息集；
82.其他车辆，为如权利要求11或12所述的车辆，其用于在接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集后，计算其与所述紧急车辆之间的距离，并根据预先确定的避让策略进行避让处理。
83.其中，所述云平台进一步包括：
84.行驶路线规划单元，用于在接收到紧急车辆上传的目的位置和紧急车辆消息集之后，为所述紧急车辆规划最优的行驶路线和车道，并发送给所述紧急车辆；
85.消息集下发单元，用于根据紧急车辆的实时位置确定路侧单元通知范围，向所述路侧单元通知范围内的所有路侧单元发送来自紧急车辆的紧急车辆消息集；
86.偏航监测处理单元，用于在监测到紧急车辆偏离规划路线或车道，或者出现道路拥堵时，为所述紧急车辆重新规划最新的行驶路线和车道，并重新确定路侧单元通知范围。
87.其中，所述红绿灯控制装置进一步包括：
88.第三v2x通信模块，用于接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集；
89.第二计算处理单元，用于根据紧急车辆消息集中的紧急车辆的实际位置并结合所规划的行驶路线和车道，周期性地计算出当前路口红绿灯与紧急车辆之间的距离，确定紧急车辆在本路口的转向，并判断是否达到开始调节时间；所述开始调节时间根据一预定第六距离与紧急车辆的实时车速的除值，并结合一基准时间而获得；
90.红绿灯控制单元，以下述的方式对红绿灯进行控制：
91.当紧急车辆直行时，在达到开始调节时间后，控制路口直行方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他红绿灯为红灯；
92.当紧急车辆右转时，在达到开始调节时间后，控制路口右转方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他道路红绿灯为红灯；
93.当紧急车辆左转时，在达到开始调节时间后，控制路口左转方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他道路红绿灯为红灯；
94.当紧急车辆掉头时，在达到开始调节时间后，控制路口掉头方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他道路红绿灯为红灯；
95.在紧急车辆行驶出本路口后，恢复红绿灯的正常切换及工作时间。
96.实施本发明实施例，具有如下的有益效果：
97.本发明提供了一种基于v2x的紧急车辆避让方法、装置及系统。云平台通过采用v2x技术获取紧急车辆的信息集，对行驶路线进行规划，并将信息集发送给预定范围内的路侧单元，然后由路侧单元通知其他车辆和红绿灯控制装置。可以快速准确的通知到预定范围内的每一辆车，从而让这些车辆提前做出相应避让处理，提高了避让的效率以及安全性；
98.在本发明实施例中，在云平台发送紧急车辆的信息集给路侧单元，然后路侧单元再远距离发送给其他车辆和红绿灯的过程中，如果存在网络信号较弱或故障的情形，路侧单元能够根据紧急车辆历史车速和时间推算紧急车辆的当前位置，从而避免由于网络信号较弱导致其他车辆或红绿灯无法收到紧急车辆消息集的情形发生；同时还可以通过紧急车辆广播信息给路侧单元、其他车辆和红绿灯，从而能够对云平台发送的数据出现延时做出矫正，保证了数据的实时性要求；
99.在本发明实施例中，将紧急车辆前方路段设为临时应急路段，提前通知路段内其他车辆做出变道，并通知非应急路段内其他车辆做出相应提醒，对于范围外的车辆不做提示，能够对不同的车辆做出多种避让方案；
100.在本发明实施例中，通过对红绿灯控制装置的控制，当红绿灯与紧急车辆在预设范围内时，根据紧急车辆的转向，提前调节红绿灯时间；在紧急车辆驶出路口时，红绿灯立即恢复原状，从而可以减少交通拥堵和提高行车安全。
101.而且，当原先规划的路线或车道出现交通拥堵或路障，云平台可以为紧急车辆更改路线和车道，快速做出相应的处理方案，从而提高了本发明的在各种道路条件的适用性。
附图说明
102.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，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
103.图1为本发明提供的一种基于v2x的紧急车辆避让方法的一个实施例的主流程示意图；
104.图2为本发明涉及的应用环境示意图；
105.图3为本发明涉及的其他车辆避让提示示意图；
106.图4为本发明涉及的红绿灯控制装置的控制示意图；
107.图5为本发明提供的一种基于v2x的紧急车辆避让系统的一个实施例的结构示意图；
108.图6为图5中云平台的结构示意图；
109.图7为图5中紧急车辆的结构示意图；
110.图8为图5中其他车辆的结构示意图；
111.图9为图5中红绿灯控制装置的结构示意图；
112.图10为图5中路侧单元的结构示意图。
具体实施方式
113.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
114.如图1所示，示出了本发明提供的一种基于v2x的紧急车辆避让方法的一个实施例的主流程示意图；一并结合图2至图4所示，在本实施例中，所述基于v2x的紧急车辆避让方法，其至少包括如下步骤：
115.步骤s10，云平台接收紧急车辆上传的目的位置和紧急车辆消息集，为所述紧急车辆规划最优的行驶路线和车道；根据紧急车辆的实时位置确定路侧单元通知范围，向路侧单元通知范围内的所有路侧单元发送所述紧急车辆消息集以及规划的行驶路线；其中，所述紧急车辆消息集至少包括：紧急车辆的实时位置、车速以及所在车道；
116.可以理解的是，在具体的例子中，紧急车辆需要实时获取车辆当前的经度、纬度信息、车速信息，生成紧急车辆消息集，周期性地向云平台上传车辆的目的位置以及紧急车辆消息集，并周期性广播所述紧急车辆消息集至附近的路侧单元、其他车辆及红绿灯控制装置，以及接收来自云平台规划的行驶路线和车道信息。
117.在具体的例子中，根据紧急车辆的实时位置确定路侧单元通知范围的步骤具体为：
118.在规划的车辆行驶路线上，将位于紧急车辆之前第一距离(图2中的lrsu1)与其之后第二距离(lrsu2)的之间的同向道路确定为路侧单元通知范围。
119.步骤s11，处于所述路侧单元通知范围内的路侧单元在接收到来自云平台或/及紧急车辆广播的紧急车辆消息集后，将所述紧急车辆消息集广播给其所辖区域中的其他车辆以及红绿灯控制装置；
120.可以理解的是，路侧单元在接收来自云平台的紧急车辆的消息集的过程中出现数据传输中断时，根据紧急车辆的历史消息集中的车速、位置计算紧急车辆当前的位置，并将计算结果发送给其他车辆以及红绿灯控制装置。
121.同时，在本发明的实施例中，当路侧单元同时收到云平台下发的消息集和紧急车辆所广播的消息集，以紧急车辆广播的消息集作为准；
122.步骤s12，其他车辆在接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集后，计算其与所述紧急车辆之间的距离，并根据预先确定的避让策略进行避让处理；
123.在一个具体的例子中，所述步骤s12进一步包括：
124.根据紧急车辆消息集获得紧急车辆的当前车道，并计算获得其与紧急车辆之间的
距离以及前后位置关系；
125.当其处于在紧急车辆后方第三距离(图3中lvr)之内，提示“保持本道行驶，不得超车”以及显示前方紧急车辆所处车道与实际距离；
126.当其处于紧急车辆前方其他车道的第四距离(lvfd)之内，则提示“减速慢行，不得向紧急车辆所在车道变道”，并显示后紧急车辆所处车道与实际距离；
127.当其处于紧急车辆前方所在车道第五距离(lvfs)之内，则提示“当前处于临时应急路段上，请尽快变道避让”；
128.当其处于上述距离之外，则不进行提示。
129.上述的提示，可以诸如通过在仪表和车机的显示屏来提示驾驶员，具体可以采用文字、动画或声音提示。
130.同时，在本发明的实施例中，当其他车辆同时收到路侧单元和紧急车辆广播的消息集时，以紧急车辆广播的消息集为准。
131.可以理解的是，通过紧急车辆同时近距离周期广播临时应急路段给周围的路侧单元、其他车辆和红绿灯，可以实现对云平台网络信号较弱时无法下发到路侧单元时的数据进行矫正的作用。
132.步骤s13，红绿灯控制装置在接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集后，计算其与所述紧急车辆之间的距离，根据预先确定的控制策略提前调节并维持相应车道的红绿灯处于绿灯状态，供所述紧急车辆快速通过。
133.在一个具体的例子中，所述步骤s13进一步包括：
134.根据紧急车辆消息集中的紧急车辆的实际位置并结合所规划的行驶路线和车道，周期性地计算出当前路口红绿灯与紧急车辆之间的距离，确定紧急车辆在本路口的转向，并判断是否达到开始调节时间；所述开始调节时间根据一预定第六距离(图4中的ltl)与紧急车辆的实时车速的除值，并结合一基准时间而获得；例如，在一个例子中，当检测到紧急车辆到达了本路口的前一路口的红绿灯时，则将ltl与紧急车辆的实时车速相除，然后减去一个基准时间，获得一个用来定时的值，启动定时器，在该值到达时，则控制相应的红绿灯维持为绿灯或切换为绿灯，以供紧急车辆快速通过。其中，基准时间可以根据具体的应用场合进行设置。
135.当紧急车辆直行时，在达到开始调节时间后，控制路口直行方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他红绿灯为红灯；
136.当紧急车辆右转时，在达到开始调节时间后，控制路口右转方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他道路红绿灯为红灯；
137.当紧急车辆左转时，在达到开始调节时间后，控制路口左转方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他道路红绿灯为红灯；
138.当紧急车辆掉头时，在达到开始调节时间后，控制路口掉头方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他道路红绿灯为红灯；
139.在紧急车辆行驶出本路口后，恢复红绿灯的正常切换及工作时间。
140.同时，在本发明的实施例中，当红绿灯控制装置同时收到路侧单元和紧急车辆广播的消息集时，以紧急车辆广播的消息集为准。
141.可以理解的是，在本发明实施例中，云平台在监测到紧急车辆偏离规划的行驶路
线或车道时，重新为所述紧急车辆规划最新的行驶路线和车道，并重新确定路侧单元通知范围，然后继续后续的流程。
142.在本发明的实施例中，所述第一距离(lrsu1)、第二距离(lrsu2)、第三距离(lvr)、第四距离(lvfd)、第五距离(lvfs)以及第六距离(ltl)预先标定而成，或由所述云平台指定获得。
143.且紧急车辆上报周期和广播周期、云平台下发消息集的周期、路侧单元的广播周期均可以设置。
144.相应地，本发明还提供一种基于v2x的紧急车辆避让方法，进一步包括：
145.实时获取紧急车辆当前的经度、纬度信息、车速信息，
146.对所述信息进行计算，获取目的位置，生成紧急车辆消息集；
147.周期性地向云平台上传车辆的目的位置以及紧急车辆消息集，并周期性广播所述紧急车辆消息集至附近的路侧单元、其他车辆及红绿灯控制装置，以及接收来自云平台规划的行驶路线和车道信息。
148.相应地，本发明还提供一种基于v2x的紧急车辆避让方法，应用于避让车辆中，所述方法进一步包括：
149.接收来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集；
150.根据紧急车辆消息集获得紧急车辆的当前车道，并计算获得其与紧急车辆之间的距离以及前后位置关系；
151.根据所述计算结果，并结合预先确定的避让策略进行避让处理。在一个具体的例子中，所述步骤进一步包括：
152.根据紧急车辆消息集获得紧急车辆的当前车道，并计算获得其与紧急车辆之间的距离以及前后位置关系；
153.当其处于在紧急车辆后方第三距离之内，提示“保持本道行驶，不得超车”以及显示前方紧急车辆所处车道与实际距离；
154.当其处于紧急车辆前方其他车道的第四距离之内，则提示“减速慢行，不得向紧急车辆所在车道变道”，并显示后紧急车辆所处车道与实际距离；
155.当其处于紧急车辆前方所在车道第五距离之内，则提示“当前处于临时应急路段上，请尽快变道避让”；
156.当其处于上述距离之外，则不进行提示。
157.更多的细节，可以参考并结合前述对图1至图4的描述，在此不进行赘述。
158.如图5所示，示出了本发明提供的一种用于基于v2x的紧急车辆避让系统的一个实施例的结构示意图。一并结合图6至图9所示，所述方法至少包括云平台1，以及与所述云平台1通信的紧急车辆2、其他车辆3、路侧单元5、红绿灯控制装置4，更具体，所述云平台1与紧急车辆2、其他车辆3和路侧单元5之间可以通过v2x消息进行通信；其中：
159.所述云平台1，用于在接收到紧急车辆上传的目的位置和紧急车辆消息集之后，为所述紧急车辆规划最优的行驶路线和车道，并用于根据紧急车辆的实时位置确定路侧单元通知范围，向路侧单元通知范围内的所有路侧单元发送所述紧急车辆消息集以及规划的行驶路线；所述紧急车辆消息集至少包括：紧急车辆的实时位置、车速以及所在车道；
160.所述路侧单元5，用于在接收到来自云平台或/及紧急车辆广播的紧急车辆消息集
后，将所述紧急车辆消息集广播给其所辖区域中的其他车辆以及红绿灯控制装置；
161.红绿灯控制装置4，用于在接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集后，计算其与所述紧急车辆之间的距离，根据预先确定的控制策略提前调节并维持相应车道的红绿灯处于绿灯状态，供所述紧急车辆快速通过；
162.紧急车辆2，用于周期性向云平台上传目的位置以及紧急车辆消息集，并周期性广播所述紧急车辆消息集；
163.其他车辆3，其用于在接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集后，计算其与所述紧急车辆之间的距离，并根据预先确定的避让策略进行避让处理。
164.如图6所示，在本发明的一个例子中，所述云平台1进一步包括：
165.行驶路线规划单元10，用于在接收到紧急车辆上传的目的位置和紧急车辆消息集之后，为所述紧急车辆规划最优的行驶路线和车道，并发送给所述紧急车辆；
166.消息集下发单元11，用于根据紧急车辆的实时位置确定路侧单元通知范围，向所述路侧单元通知范围内的所有路侧单元发送来自紧急车辆的紧急车辆消息集；
167.偏航监测处理单元12，用于在监测到紧急车辆偏离规划路线或车道，或者出现道路拥堵时，为所述紧急车辆重新规划最新的行驶路线和车道，并重新确定路侧单元通知范围。
168.如图7所示，在本发明的一个例子中，所述紧急车辆2进一步包括：
169.高精定位模块20，用于实时获取车辆的经度、纬度信息；
170.车载总线通信模块21，用于实时获取车辆的车速信息；
171.中央处理单元22，用于对高精定位模块、车载总线通信模块获得的信息进行计算，获取目的位置，并生成紧急车辆消息集；
172.第一v2x通信模块23，用于根据所述中央处理单元的控制，周期性向云平台上传所述目的位置以及紧急车辆消息集，所述紧急车辆消息集里至少包括实时位置、车速；并周期性广播所述紧急车辆消息集，以及接收来自云平台规划的行驶路线和车道。
173.如图所示，在本发明的一个例子中，所述其他车辆3至少包括：
174.第二v2x通信模块30，用于接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集；
175.第一计算处理单元31，用于根据紧急车辆消息集获得紧急车辆的当前车道，并计算获得其与紧急车辆之间的距离以及前后位置关系；
176.避让处理单元32，用于根据第一计算处理单元的计算结果，并结合预先确定的避让策略进行避让处理。
177.其中，所述避让处理单元32采用下述方式进行避让处理：
178.当其处于在紧急车辆后方第三距离之内，提示“保持本道行驶，不得超车”以及显示前方紧急车辆所处车道与实际距离；
179.当其处于紧急车辆前方其他车道的第四距离之内，则提示“减速慢行，不得向紧急车辆所在车道变道”，并显示后紧急车辆所处车道与实际距离；
180.当其处于紧急车辆前方所在车道第五距离之内，则提示“当前处于临时应急路段上，请尽快变道避让”；
181.当其处于上述距离之外，则不进行提示。
182.如图9所示，在本发明的一个例子中，所述红绿灯控制装置4进一步包括：
183.第三v2x通信模块40，用于接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集；
184.第二计算处理单元41，用于根据紧急车辆消息集中的紧急车辆的实际位置并结合所规划的行驶路线和车道，周期性地计算出当前路口红绿灯与紧急车辆之间的距离，确定紧急车辆在本路口的转向，并判断是否达到开始调节时间；所述开始调节时间根据一预定第六距离与紧急车辆的实时车速的除值，并结合一基准时间而获得；
185.红绿灯控制单元42，用于根据预先确定的控制策略提前调节并维持相应车道的红绿灯处于绿灯状态，供所述紧急车辆快速通过，具体地，以下述的方式对红绿灯进行控制：
186.当紧急车辆直行时，在达到开始调节时间后，控制路口直行方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他红绿灯为红灯；
187.当紧急车辆右转时，在达到开始调节时间后，控制路口右转方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他道路红绿灯为红灯；
188.当紧急车辆左转时，在达到开始调节时间后，控制路口左转方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他道路红绿灯为红灯；
189.当紧急车辆掉头时，在达到开始调节时间后，控制路口掉头方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他道路红绿灯为红灯；
190.在紧急车辆行驶出本路口后，恢复红绿灯的正常切换及工作时间。
191.如图10所示，在本发明的一个例子中，所述路侧单元5进一步包括：
192.消息集接收单元50，用于接收到来自云平台或/及紧急车辆广播的紧急车辆消息集后；
193.广播处理单元51，用于将所述紧急车辆消息集广播给其所辖区域中的其他车辆以及红绿灯控制装置；
194.异常处理单元53，用于在接收来自云平台的紧急车辆的消息集的过程中出现数据传输中断时，根据紧急车辆的历史消息集中的车速、位置计算紧急车辆当前的位置，并将计算结果发送给其他车辆以及红绿灯控制装置。
195.可以理解的是，在本发明的实施例中，所述云平台1、紧急车辆2、其他车辆3、路侧单元5以及红绿灯控制装置4的更多功能可以参考并结合前述对图1至图4的描述，在此不进行赘述。
196.实施本发明实施例，具有如下的有益效果：
197.本发明提供了一种基于v2x的紧急车辆避让方法、装置及系统及。云平台通过采用v2x技术获取紧急车辆的信息集，对行驶路线进行规划，并将信息集发送给预定范围内的路侧单元，然后由路侧单元通知其他车辆和红绿灯控制装置。可以快速准确的通知到预定范围内的每一辆车，从而让这些车辆提前做出相应避让处理，提高了避让的效率以及安全性；
198.在本发明实施例中，在云平台发送紧急车辆的信息集给路侧单元，然后路侧单元再远距离发送给其他车辆和红绿灯的过程中，如果存在网络信号较弱或故障的情形，路侧单元能够根据紧急车辆历史车速和时间推算紧急车辆的当前位置，从而避免由于网络信号较弱导致其他车辆或红绿灯无法收到紧急车辆消息集的情形发生；同时还可以通过紧急车辆广播信息给路侧单元、其他车辆和红绿灯，从而能够对云平台发送的数据出现延时做出
矫正，保证了数据的实时性要求；
199.在本发明实施例中，将紧急车辆前方路段设为临时应急路段，提前通知路段内其他车辆做出变道，并通知非应急路段内其他车辆做出相应提醒，对于范围外的车辆不做提示，能够对不同的车辆做出多种避让方案；
200.在本发明实施例中，通过对红绿灯控制装置的控制，当红绿灯与紧急车辆在预设范围内时，根据紧急车辆的转向，提前调节红绿灯时间；在紧急车辆驶出路口时，红绿灯立即恢复原状，从而可以减少交通拥堵和提高行车安全。
201.而且，当原先规划的路线或车道出现交通拥堵或路障，云平台可以为紧急车辆更改路线和车道，快速做出相应的处理方案，从而提高了本发明的在各种道路条件的适用性。
202.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
203.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
204.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种基于v2x的紧急车辆避让方法，其特征在于，至少包括如下步骤：云平台接收紧急车辆上传的目的位置和紧急车辆消息集，为所述紧急车辆规划最优的行驶路线和车道；根据紧急车辆的实时位置确定路侧单元通知范围，向路侧单元通知范围内的所有路侧单元发送所述紧急车辆消息集以及规划的行驶路线；其中，所述紧急车辆消息集至少包括：紧急车辆的实时位置、车速以及所在车道；处于所述路侧单元通知范围内的路侧单元在接收到来自云平台或/及紧急车辆广播的紧急车辆消息集后，将所述紧急车辆消息集广播给其所辖区域中的其他车辆以及红绿灯控制装置；其他车辆在接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集后，计算其与所述紧急车辆之间的距离，并根据预先确定的避让策略进行避让处理；红绿灯控制装置在接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集后，计算其与所述紧急车辆之间的距离，根据预先确定的控制策略提前调节并维持相应车道的红绿灯处于绿灯状态，供所述紧急车辆快速通过。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据紧急车辆的实时位置确定路侧单元通知范围的步骤具体为：在规划的车辆行驶路线上，将位于紧急车辆之前第一距离与其之后第二距离的之间的同向道路确定为路侧单元通知范围。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，红绿灯控制装置接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集后，计算其与所述紧急车辆之间的距离，根据预先确定的控制策略提前调节并维持相应车道的红绿灯处于绿灯状态的步骤包括：根据紧急车辆消息集中的紧急车辆的实际位置并结合所规划的行驶路线和车道，周期性地计算出当前路口红绿灯与紧急车辆之间的距离，确定紧急车辆在本路口的转向，并判断是否达到开始调节时间；所述开始调节时间根据一预定第六距离与紧急车辆的实时车速的除值，并结合一基准时间而获得；当紧急车辆直行时，在达到开始调节时间后，控制路口直行方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他红绿灯为红灯；当紧急车辆右转时，在达到开始调节时间后，控制路口右转方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他道路红绿灯为红灯；当紧急车辆左转时，在达到开始调节时间后，控制路口左转方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他道路红绿灯为红灯；当紧急车辆掉头时，在达到开始调节时间后，控制路口掉头方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他道路红绿灯为红灯；在紧急车辆行驶出本路口后，恢复红绿灯的正常切换及工作时间。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括：路侧单元在接收来自云平台的紧急车辆的消息集的过程中出现数据传输中断时，根据紧急车辆的历史消息集中的车速、位置计算紧急车辆当前的位置，并将计算结果发送给其他车辆以及红绿灯控制装置。5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括：当路侧单元同时收到云平台下发的消息集和紧急车辆所广播的消息集，以紧急车辆广
播的消息集作为准；当其他车辆和红绿灯控制装置同时收到路侧单元和紧急车辆广播的消息集时，以紧急车辆广播的消息集为准。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括：云平台在监测到紧急车辆偏离规划的行驶路线或车道时，重新为所述紧急车辆规划最新的行驶路线和车道，并重新确定路侧单元通知范围。7.一种基于v2x的紧急车辆避让方法，其特征在于，进一步包括：实时获取紧急车辆当前的经度、纬度信息、车速信息，对所述信息进行计算，获取目的位置，生成紧急车辆消息集；周期性地向云平台上传车辆的目的位置以及紧急车辆消息集，并周期性广播所述紧急车辆消息集至附近的路侧单元、其他车辆及红绿灯控制装置，以及接收来自云平台规划的行驶路线和车道信息。8.一种基于v2x的紧急车辆避让方法，其特征在于，进一步包括：接收来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集；根据紧急车辆消息集获得紧急车辆的当前车道，并计算获得其与紧急车辆之间的距离以及前后位置关系；根据所述计算结果，并结合预先确定的避让策略进行避让处理。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述计算结果，并结合预先确定的避让策略进行避让处理的步骤进一步包括：根据紧急车辆消息集获得紧急车辆的当前车道，并计算获得其与紧急车辆之间的距离以及前后位置关系；当其处于在紧急车辆后方第三距离之内，提示“保持本道行驶，不得超车”以及显示前方紧急车辆所处车道与实际距离；当其处于紧急车辆前方其他车道的第四距离之内，则提示“减速慢行，不得向紧急车辆所在车道变道”，并显示后紧急车辆所处车道与实际距离；当其处于紧急车辆前方所在车道第五距离之内，则提示“当前处于临时应急路段上，请尽快变道避让”；当其处于上述距离之外，则不进行提示。10.一种基于v2x的紧急车辆避让装置，应用于紧急车辆中，其特征在于，至少包括：高精定位模块，用于实时获取车辆的经度、纬度信息；车载总线通信模块，用于实时获取车辆的车速信息；中央处理单元，用于对高精定位模块、车载总线通信模块获得的信息进行计算，获取目的位置，并生成紧急车辆消息集；第一v2x通信模块，用于根据所述中央处理单元的控制，周期性向云平台上传所述目的位置以及紧急车辆消息集，所述紧急车辆消息集里至少包括实时位置、车速；并周期性广播所述紧急车辆消息集，以及接收来自云平台规划的行驶路线和车道。11.一种基于v2x的紧急车辆避让装置，应用于避让车辆中，其特征在于，至少包括：第二v2x通信模块，用于接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集；
第一计算处理单元，用于根据紧急车辆消息集获得紧急车辆的当前车道，并计算获得其与紧急车辆之间的距离以及前后位置关系；避让处理单元，用于根据第一计算处理单元的计算结果，并结合预先确定的避让策略进行避让处理。12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述避让处理单元采用下述方式进行避让处理：当其处于在紧急车辆后方第三距离之内，提示“保持本道行驶，不得超车”以及显示前方紧急车辆所处车道与实际距离；当其处于紧急车辆前方其他车道的第四距离之内，则提示“减速慢行，不得向紧急车辆所在车道变道”，并显示后紧急车辆所处车道与实际距离；当其处于紧急车辆前方所在车道第五距离之内，则提示“当前处于临时应急路段上，请尽快变道避让”；当其处于上述距离之外，则不进行提示。13.一种基于v2x的紧急车辆避让装置，应用于云平台中，其特征在于，进一步包括：行驶路线规划单元，用于在接收到紧急车辆上传的目的位置和紧急车辆消息集之后，为所述紧急车辆规划最优的行驶路线和车道，并发送给所述紧急车辆；消息集下发单元，用于根据紧急车辆的实时位置确定路侧单元通知范围，向所述路侧单元通知范围内的所有路侧单元发送来自紧急车辆的紧急车辆消息集；偏航监测处理单元，用于在监测到紧急车辆偏离规划路线或车道，或者出现道路拥堵时，为所述紧急车辆重新规划最新的行驶路线和车道，并重新确定路侧单元通知范围。14.一种基于v2x的紧急车辆避让装置，应用于红绿灯控制装置中，其特征在于，进一步包括：第三v2x通信模块，用于接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集；第二计算处理单元，用于根据紧急车辆消息集中的紧急车辆的实际位置并结合所规划的行驶路线和车道，周期性地计算出当前路口红绿灯与紧急车辆之间的距离，确定紧急车辆在本路口的转向，并判断是否达到开始调节时间；所述开始调节时间根据一预定第六距离与紧急车辆的实时车速的除值，并结合一基准时间而获得；红绿灯控制单元，根据预先确定的控制策略提前调节并维持相应车道的红绿灯处于绿灯状态，供所述紧急车辆快速通过。15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述经绿灯控制单元进进一步用于以下述的方式对红绿灯进行控制：当紧急车辆直行时，在达到开始调节时间后，控制路口直行方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他红绿灯为红灯；当紧急车辆右转时，在达到开始调节时间后，控制路口右转方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他道路红绿灯为红灯；当紧急车辆左转时，在达到开始调节时间后，控制路口左转方向红绿灯为绿灯，通往该方向的其他道路红绿灯为红灯；当紧急车辆掉头时，在达到开始调节时间后，控制路口掉头方向红绿灯为绿灯，通往该
方向的其他道路红绿灯为红灯；在紧急车辆行驶出本路口后，恢复红绿灯的正常切换及工作时间。16.一种基于v2x的紧急车辆避让装置，应用于路侧单元中，其特征在于，进一步包括：消息集接收单元，用于接收到来自云平台或/及紧急车辆广播的紧急车辆消息集后；广播处理单元，用于将所述紧急车辆消息集广播给其所辖区域中的其他车辆以及红绿灯控制装置；异常处理单元，用于在接收来自云平台的紧急车辆的消息集的过程中出现数据传输中断时，根据紧急车辆的历史消息集中的车速、位置计算紧急车辆当前的位置，并将计算结果发送给其他车辆以及红绿灯控制装置。17.一种用于基于v2x的紧急车辆避让系统，其特征在于，至少包括如权利要求10至16任一项所述的基于v2x的紧急车辆避让装置。18.一种用于基于v2x的紧急车辆避让系统，其特征在于，至少包括云平台，以及与所述云平台通信的紧急车辆、其他车辆、路侧单元、红绿灯控制装置，其中：所述云平台，用于在接收到紧急车辆上传的目的位置和紧急车辆消息集之后，为所述紧急车辆规划最优的行驶路线和车道，并用于根据紧急车辆的实时位置确定路侧单元通知范围，向路侧单元通知范围内的所有路侧单元发送所述紧急车辆消息集以及规划的行驶路线；所述紧急车辆消息集至少包括：紧急车辆的实时位置、车速以及所在车道；所述路侧单元，用于在接收到来自云平台或/及紧急车辆广播的紧急车辆消息集后，将所述紧急车辆消息集广播给其所辖区域中的其他车辆以及红绿灯控制装置；红绿灯控制装置，用于在接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集后，计算其与所述紧急车辆之间的距离，根据预先确定的控制策略提前调节并维持相应车道的红绿灯处于绿灯状态，供所述紧急车辆快速通过；紧急车辆，用于周期性向云平台上传目的位置以及紧急车辆消息集，并周期性广播所述紧急车辆消息集；其他车辆，用于在接收到来自路侧单元或/及紧急车辆所广播的紧急车辆消息集后，计算其与所述紧急车辆之间的距离，并根据预先确定的避让策略进行避让处理。

技术总结
本发明公开了一种基于V2X的紧急车辆避让方法，包括步骤：云平台接收紧急车辆上传的目的位置和紧急车辆消息集，规划行驶路线和车道；并向预定范围内的路侧单元发送消息集；路侧单元将紧急车辆消息集广播给其所辖区域中的其他车辆以及红绿灯控制装置；其他车辆计算其与紧急车辆之间的距离，并根据预先确定的避让策略进行避让处理；红绿灯控制装置计算其与紧急车辆之间的距离，根据预先确定的控制策略提前调节并维持相应车道的红绿灯处于绿灯状态，供紧急车辆快速通过。本发明还公开了相应的装置及系统。实施本发明，可以提高避让的效率以及安全性。率以及安全性。率以及安全性。


技术研发人员：方宏伟 刘永浩 李彤 蔡文活 孟浩磊 秦雨云
受保护的技术使用者：广州汽车集团股份有限公司
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/6/28