应用软件和内置或者联网获取的电子地图就可实现自动导航。显而易见，只要在导航应用软件上增加路口信号灯状态和位置信息接收、解析、输出模块，即可实现本发明上述实施例中所涉及的车载信号灯接收装置。同样，基于市场现有车载导航仪也很容易实现上述车载信号灯接收装置，只要视具体情况扩展或增加车载导航仪的无线通行单元功能，同时在其软件上增加路口信号灯状态和位置信息接收、解析、输出模块即可。
[0037]当然，在智能手机导航软件界面和车载导航仪的导航界面上以图像方式输出前方路口信号灯状态信息的同时，车载信号灯接收装置的输出单元还可以通过语音方式播报信号灯状态信息，如“前方某某路口，直行绿灯，左转弯红灯。”此外，同样的信息还可以通过预先确定的接口协议，以电子接口方式和车辆控制系统连接。例如，可以将车载信号灯接收装置作为一个汽车电子控制装置ECU，通过汽车控制总线(如控制器局域网，即CAN总线)和汽车其他ECU连接。这样，汽车电子控制系统就可以及时掌握前方路口信号灯的实时状态，据此可以设计最佳能耗自动驾驶功能。对于完全自动驾驶车辆的实现，通过实施本发明以电子方式获取前方路口信号灯状态也是极有价值的。
[0038]在上述实施例中，新型信号灯控制器通过无线方式将其控制的路口信号灯状态和位置信息发送至车载信号灯接收装置。鉴于无线通信的特点，车载信号灯接收装置可能不仅能接收到前方路口信号灯状态和位置信息，同时还可能收到一些来自于其它路口新型信号灯控制器的无关信息。图6进一步说明了车载信号灯接收装置如何从接收信息中提取出前方路口相关通行方向的信号灯状态信息。首先，根据本车当前位置坐标和行车方向，结合预先内置的电子地图，确定前方路口位置坐标；然后据此判断接收到的信息是否属于正确路口的信号灯，如果不是则放弃此信息，如果是属于正确路口的信号灯则进一步做判断；最后根据接收信息中的信号灯管理的道路通行方向信息，结合本车行车方向，判断是否本车前进方向上的信号灯，丢弃反方向上的信号灯信息，保留前进方向上的信号灯状态信息。
[0039]图7给出了本发明另一个实施例的系统框图，在这一实施例中，城市各路口的新型信号灯控制器通过因特网和城市智能交通管理服务器建立通行连接，将各自控制的路口信号灯当前状态和信号灯位置信息上报给后者；城市智能交通管理服务器通过无线网络向车载信号灯接收装置发布这些汇总的路口信号灯当前状态和位置信息。信号灯当前状态和位置信息的上报和发布基于预先定义的信号灯信息上报和发布接口消息格式。上报接口消息中至少包括以下字段信息:发送者标识、接收者标识、时间标签、消息类型、本次消息包内包含的信号灯数量、各信号灯位置坐标、各信号灯控制的通行方向、各信号灯当前状态、各信号灯距离下次状态变化时间、各信号灯控制参数。其中时间标签是指发送方在发送本消息时的本地时间，用于接收方在处理信号灯切换倒计时参数时进行网络传输时延的补偿。消息类型字段可以使得此接口协议具备扩展性，如城市智能交通管理服务器需要对路口信号灯控制器本身工作状态进行监管时，可以通过定义一个新的工作状态上报接口消息来实现。由于一台路口信号灯控制器可能控制着多路信号灯，此时上报接口消息中先用本次消息包内包含的信号灯数量来指明随后有多少个信号灯的当前状态和位置信息上报，然后依次给出这些信号灯的位置坐标、控制的通行方向、当前状态、距离下次状态切换时间以及周期、绿信比和相位差等控制参数。
[0040]在具体实施时，城市智能交通管理服务器可以通过如图8所示的同步流程保持与路口信号灯的状态同步。首先，路口信号灯控制器在启动并正常工作后发送一次信号灯状态上报消息，使得城市智能交通管理服务器能够获取该信号灯控制器所控制的所有信号灯在消息上报时刻的状态值；然后根据各信号灯的控制参数、发送时间标签和信号灯距离下次状态变化时间计算修正后的信号灯状态切换倒计时时间，并据此在本地计时完成信号灯状态的自动切换；此后在正常状态下，路口信号灯控制器只需定期上报一次信号灯状态消息，城市智能交通管理服务器通过相同的处理流程即可保持双方的信号灯状态同步；如果路口信号灯控制器的工作状态发生变化，如断电重启、自检发现故障等，将中断周期上报流程而进入告警上报模式，实时报告本机的工作状态变化情况，管理服务器则根据具体情况将此信号灯控制器下属信号灯的状态置于故障告警模式或者重新同步他们的状态。
[0041]城市智能交通管理服务器在获取并同步了各路口信号灯的实时状态后，就拥有了一张数字版的交通信号灯网络，如何将数字化的交通信号灯信息及时准确地发布给车载信号灯接收装置就是管理服务器的另一个主要功能。通过如下流程，管理服务器将信号灯状态信息分发给车载信号灯接收装置:车载信号灯接收装置通过无线网络接入因特网，进而和管理服务器建立通信连接；如前所述，车载信号灯接收装置根据GPS单元实时测得的当前位置坐标、车行方向、车速等信息，结合预先内置的城市交通电子地图，可获得车行方向下一个路口的位置坐标和路名信息；车载信号灯接收装置向管理服务器发出目标路口信号灯状态查询消息，其中包括路口位置坐标、路边信息、本车通行方向等必要信息；管理服务器据此找出匹配的路口信号灯状态信息和位置信息，按照信号灯信息发布接口消息格式编码封装后发送给车载信号灯接收装置；后者以图像、声音或电子接口方式输出前方路口信号灯状态信息。
[0042]上述无线网络是指任何以无线方式提供因特网接入服务的通信网络，包括WiFi网络、WiMAX 网络、GPRS 网络、EDGE 网络、CDMA20001x 网络、CDMA2000EVD0 网络、WCDMA 网络、TD-SCDMA网络以及基于上述无线通信网络的演进网络，如LTE、4G网络等。
[0043]在上述实施例中，路口信号灯控制器、城市智能交通管理服务器和车载信号灯接收装置在工作时都接入了因特网，可以通过网络时间协议NTP(Network Time Protocol)从网络NTP服务器首先获得时间同步，因此它们在相互发送信号灯信息接口消息时，接收方可以通过发送方的时间标签来补偿网络传输时延，使得信号灯状态信息在双方的得到同步。
[0044]本发明的描述是为了示例而给出的，并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。本发明的范围由所附权利要求书确定。
【主权项】
1.一种车载信号灯接收装置，包括无线收发单元、处理单元和输出单元，其中， A)无线收发单元负责通过无线网络接入因特网，接收信号灯信息发布接口消息并送交处理单元，同时按照处理单元指令发送信号灯状态查询消息； B)处理单元作为该装置的主控制器，负责根据车辆当前的位置坐标、车速、方向信息，以及预先内置的电子地图，得到车辆行使前方路口位置坐标和路名信息，并据此封装信号灯状态查询消息送交无线收发单元发送；同时负责解析无线收发单元送交的信号灯信息发布接口消息，获取前方路口信号灯状态信息和位置信息，并送交输出单元； C)输出单元以图像、声音、电子接口或者上述任意几种组合的方式将前方路口信号灯状态信息输出； D)GPS单元，负责实时测量车辆的位置坐标、车速、方向，并将测得信息上报处理单元。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电子接口方式输出车行前方路口信号灯的实时状态信息，是指按照预先确定的汽车控制总线接口协议，将输出信息封装后发送给车内其它汽车电子控制装置ECU。3.根据权利要求1-2任一项所述的装置，其特征在于，信号灯的实时状态包括信号灯控制的车道通行方向以及相应方向上的通行状态和状态切换倒计时时间信息，其中车道通行方向信息包括直行、左转、右转、掉头信息。4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述信号灯的位置信息包括信号灯的地理位置坐标和信号灯管理的道路通行方向信息。5.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述信号灯信息发布接口消息中包括以下字段信息:发送者标识、接收者标识、发送时间标签、消息类型、本次消息包内包含的信号灯数量、各信号灯位置坐标、各信号灯控制的通行方向、各信号灯当前状态、各信号灯距离下次状态变化时间、各信号灯控制参数。6.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，所述发送时间标签，是指信号灯信息发布接口消息发送时的时间，处理单元在解析信号灯信息发布接口消息时，将根据发送时间和本地时间之间的时间差，对所获取的前方路口信号灯状态信息中的信号灯状态切换倒计时时间做修正，补偿传输时延后将结果送交输出单元，并在本地继续对信号灯状态切换倒计时时间自动计时。7.根据权利要求1-6任一项所述的装置，其特征在于，所述本地时间通过网络时间协议NTP与网络标准时间同步。8.根据权利要求1-7任一项所述的装置，其特征在于，所述无线网络是指任何以无线方式提供因特网接入服务的通信网络，包括WiFi网络、WiMAX网络、GPRS网络、EDGE网络、CDMA20001x 网络、CDMA2000 EVDO 网络、WCDMA 网络、TD-SCDMA 网络、4G 网络、LTE 网络以及基于上述无线网络的演进网络。
【专利摘要】本发明提出一种车载信号灯接收装置，包括无线收发单元、处理单元和输出单元。无线收发单元通过无线网络接入因特网，接收信号灯信息发布接口消息并送交处理单元，同时按照后者指令发送信号灯状态查询消息；处理单元根据GPS单元测定的车辆当前位置坐标、车速、方向信息，结合电子地图，得到车辆行使前方路口位置坐标和路名信息，并据此封装信号灯状态查询消息送交无线收发单元发送，同时解析信号灯信息发布接口消息，获取前方路口信号灯状态信息和位置信息，并送交输出单元；输出单元以图像、声音、电子接口或者上述任意几种组合的方式将前方路口信号灯状态信息输出。应用本发明可令驾驶员及时了解前方路口信号灯状态及变化趋势，便于据此采取最佳操控方式驾驶汽车。
【IPC分类】G08G1/0962
【公开号】CN105654749
【申请号】
【发明人】胡乐乐
【申请人】胡乐乐
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年11月17日