1.本发明涉及智能交通领域，具体涉及一种基于移动小应用的车路协同增强系统及其通信方法。
背景技术：2.车路协同，一般是指采用无线通信和新一代互联网等技术，全方位实施车车、车路动态实时信息交互，并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理，充分实现人车路的有效协同，保证交通安全，提高通行效率，从而形成的安全、高效和环保的道路交通系统。
3.随着汽车的普及也带来了频繁的交通事故，其中由于车辆相互碰撞引发的交通事故是交通领域中对人类生命和财产影响最大的。因此，减少车辆碰撞提高驾驶安全性，保护驾驶员的生命及财产安全，成为全球各车企及研究机构的研究热点。随着车路协同技术的成熟，逐渐衍生出新型主动安全技术，但要实现全方位的车路协同，车辆和行人均需要配备能收发信息的智能终端设备，由于市场上现保存车辆不具备此功能且车辆的使用寿命和互联网技术、通信技术之间存在的代差，即使车辆在出厂时，搭载了最新的智能终端，但依然无法与互联网技术、通信技术保持同一水平发展，但是后装又会给用户带来极大的成本投入，阻碍了车路协同技术的全方位实施以及功能的高效性。
4.各类新型智能电子设备和移动小应用(手机app、微信小程序等)的出现，为全方位实现车路协同带来了新的机会，据统计2020年智能手机的出货量已超过13亿，而且属于消费品，更新换代快，性能高，能够解决传统的车载终端存在储存信息不足，更新不及时，标准不统一等诸多问题。因此，通过智能手表、手机等智能电子设备的应用可以促进车路协同技术的全方位实施。
5.公开号为cn112908010a的中国发明专利，公开了车路协同手机app系统，系统包括云端控制平台、客户端和检测模组，云端控制平台的输入端与客户端电性连接，云端控制平台的输入端与检测模组电性连接，云端控制平台的输出端与客户端电性连接，云端控制平台的输出端与检测模组电性连接。系统在感知的基础上进行危险的判断与预警，能够提高驾驶人的感知水平，缩短驾驶人的感知时间，有效缩短驾驶人的判断决策时间，通过车路协同手机app，提高系统的可靠性和行车过程的安全性。本方案描述了车路协同手机app与其他各个系统之间的连接方式，并未说明各个系统之间的通信方式和互相认证方式；同时本方案提出可以解决车路协同技术当前面临的众多问题，但是未给出通具体车路协同功能实现方式作为佐证。
6.公开号为cn112907952a的中国发明专利，公开了高速公路广义车路协同交通管控系统，通过路侧安装的雷达和摄像头采集交通通行情况，同时通过气象监测器、路面状态检测器来实时观察道路运行状况并将以上数据传输给路侧边缘计算单元，车辆通过车辆运行检测模板将本身基本状态信息传输给路侧边缘计算单元，由其对信息进行提取融合，一方面将有效信息上传中心管理平台，另一方面形成局部控制方案，对时效性要求较高的信息
(如天气状况)实时传给车载单元，中心管理平台实时收取路侧边缘计算单元上传的信息，同时结合其他来源信息，包括气象部门信息、道路管理部门信息、相关路网信息等，形成决策信息，并通过4g/5g通信网络、光纤进行发布，或着将信息发布至路侧单元，路侧单元再将信息发送给车路辆。本方案主要是利用手机app接收车路协同交通管控系统发布的天气信息、限速信息等，类似于当前各类导航地图的功能，不具备主动安全功能；同时本方案只是简单的描述了高速公路车路协同交通管控系统各个子系统之间的通信方式，并未加入安全认证机制，信息可靠性低。
技术实现要素：7.本发明的目的在于提供一种可以有效普及、更新及时、安全可靠的基于移动小应用的车路协同增强系统。
8.本发明具体是这样实现的：
9.一种基于移动小应用的车路协同增强系统，包括移动智能端(客户端)、车载智能端、路侧智能端和云端控制管理系统，移动智能端通过蜂窝网络uu口与云端控制管理系统进行通信，路侧智能端和云端控制管理系统电性连接，车载智能端和云端控制管理系统通过蜂窝网络uu口进行通信，车载智能端和路侧智能端通过pc5空口进行通信。
10.更进一步的方案是：
11.移动智能端至少包括硬件和软件，硬件至少包括人机交互模块、无线电通信子模块、定位模块和数据处理单元，软件为车路协同软件，包括手机app、微信小程序及其他各类小应用等；移动智能端通过无线电通信子模块与云端控制管理系统进行通信。
12.更进一步的方案是：
13.所述数据处理单元分别与人机交互模块、定位模块和无线电通信子模块相连；
14.其中：
15.人机交互模块用于用户下发操作命令和向用户反馈能够理解的各类信息。
16.无线电通信子系统用于接收各类交通参与者基本状态和行驶状态信息，发送自身的基本状态和行驶状态信息。
17.定位模块用于获取自身的位置信息。
18.数据处理单元用于处理感知到的其他车辆信息。
19.更进一步的方案是：
20.所述车载智能端包括数据采集模块、数据分析处理模块，车载智能端通过硬线或无线通信方式与车辆网关、定位系统以及人机交互系统进行互联互通；还通过外接天线采用无线通信方式与云端控制管理系统、路侧智能端和其他车载智能端进行通信。
21.本发明还公开了一种车路协同增强通信方法，具体包括：
22.移动智能端与车辆通信方法；
23.移动智能端与云端控制管理系统通信方法；
24.车载智能端与路侧智能端、云端控制管理系统以及其他车载智能端的通信方法。
25.更进一步的方案是：
26.所述移动智能端与车辆通信方法，包括：
27.当将移动智能端放置在允许与其互联互通的车辆上时，可以通过wifi、蓝牙无线
通信或者usb硬线等方式进行信号传递，移动智能端安装的车路协同软件驱动硬件获取车辆基本状态信息(包括但不限于车辆形状、大小、位置、速度以及加速度等动静态信息)，在这基础上用户要进行相互唯一身份认证，以确保信息的可靠性和安全性；
28.当将移动智能端放置在不允许与其互联互通的车辆上或者其他无法互联互通的车辆或者行人时，用户可以在车路协同应用软件上提前登记自身的身份特征和明确的静态信息，动态信息通过移动智能端的定位模块进行临时采集获取。车路协同应用软件驱动定位模块获取自身位置信息和行驶状态信息，驱动无线电通信子模块从云端控制管理系统获取其他交通参与者基本状态信息，驱动数据处理单元接收本身和其他各类交通参与者基本状态信息，然后统一处理给出相应的安全预警信息或者控制指令。
29.更进一步的方案是：
30.唯一身份认证，是根据唯一用户身份id或密码来判断是否通过认证。
31.更进一步的方案是：
32.移动智能端与云端控制管理系统通信方法，包括：
33.配备移动智能端且能与本身进行通信的交通参与者，其外出时启动移动智能端安装的车路系统应用软件，通过车路系统应用软件与车辆通信获取车辆基本状态信息，然后车路协同应用软件将接收到的车辆信息周期性发送给云端控制管理系统，同时周期性接收云端控制管理下发的外部交通环境信息，车路协同应用软件将本身基本状态信息和外部交通环境信息进行统一处理分析，确认是否对用户产生安全提醒或者对车辆进行控制。
34.配备移动智能端且无法与本身进行通信的交通参与者，其外出时启动佩戴移动智能端安装的车路系统应用软件，然后通过智能电子设备hmi将本身的出行方式和预先明确的出行基本状态信息输入到车路协同应用软件，同时智能电子设备会周期性行采集用户的动态信息，然后车路协同应用软件将数据周期性发送给云端控制管理系统，同时周期性接收云端控制管理下发的外部交通环境信息；
35.更进一步的方案是：
36.车载智能端与路侧智能端、云端控制管理系统以及其他车载智能端的通信方法：
37.配备车载智能端的交通参与者，车辆启动时车载智能端通过网关周期性采集本车基本状态信息，然后将采集到的数据周期性上传到云端控制管理系统以及周期性广播给通讯范围内其他车载智能端和路侧智能端，同时接收云端控制管理系统下发的外部交通环境信息和路侧智能端、其他车载智能端广播的信息，车载智能端将本身基本状态信息和外部交通环境信息进行统一处理分析，确认是否对用户产生安全提醒或者对车辆进行控制。
38.与现有技术相比，本技术至少存在如下技术效果：
39.本技术通过车载智能端和移动小应用(手机app、微信小程序等)解决网联生态不够完善，导致车路协同技术无法普及的方法，能加速车路协同技术的全方位应用和迭代升级。同时本技术的车路协同系统加入新型车载智能端和移动小应用(手机app、微信小程序等)后，整个系统经过互相通信验证机制，能保证用户信息安全。
附图说明
40.图1基于移动小应用的车路协同增强系统架构；
41.图2客户端-云端通信架构；
42.图3客户端-车辆通信流程图；
43.图4车载智能端-车辆通信架构；
44.图5车载智能端-云端通信流程图；
45.图6车载智能端与其他智能端通信流程图；
46.图7移动智能端主动安全功能流程图；
47.图8车载智能端主动安全功能流程图。
具体实施方式
48.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
49.实施例一
50.本实施例提供了一种基于移动小应用的车路协同增强系统，如附图1所示，包括移动智能端(客户端)、车载智能端、路侧智能端和云端控制管理系统，移动智能端通过蜂窝网络uu口与云端控制管理系统进行通信，路侧智能端和云端控制管理系统电性连接，车载智能端和云端控制管理系统通过蜂窝网络uu口进行通信，车载智能端和路侧智能端通过pc5空口进行通信。
51.其中移动智能端至少包括硬件和软件，如附图2所示，硬件至少包括人机交互模块、无线电通信子模块、定位模块和数据处理单元，软件为车路协同软件，包括手机app、微信小程序及其他各类小应用等；移动智能端通过无线电通信子模块与云端控制管理系统进行通信。
52.所述数据处理单元分别与人机交互模块、定位模块和无线电通信子模块相连；
53.其中：
54.人机交互模块用于用户下发操作命令和向用户反馈能够理解的各类信息。
55.无线电通信子系统用于接收各类交通参与者基本状态和行驶状态信息，发送自身的基本状态和行驶状态信息。
56.定位模块用于获取自身的位置信息。
57.数据处理单元用于处理感知到的其他车辆信息。
58.如附图4所示，车载智能端包括数据采集模块、数据分析处理模块，车载智能端通过硬线或无线通信方式与车辆网关、定位系统以及人机交互系统进行互联互通；还通过外接天线采用无线通信方式与云端控制管理系统、路侧智能端和其他车载智能端进行通信。
59.实施例二
60.本实施例公开了一种车路协同增强通信方法，具体包括：
61.移动智能端与车辆通信方法；
62.移动智能端与云端控制管理系统通信方法；
63.车载智能端与路侧智能端、云端控制管理系统以及其他车载智能端的通信方法。
64.其中，移动智能端与车辆通信方法，如附图3所示，包括：
65.当将移动智能端放置在允许与其互联互通的车辆上时，可以通过wifi、蓝牙无线通信或者usb硬线等方式进行信号传递，移动智能端安装的车路协同软件驱动硬件获取车辆基本状态信息(包括但不限于车辆形状、大小、位置、速度以及加速度等动静态信息)，在这基础上用户要进行相互唯一身份认证，以确保信息的可靠性和安全性；
66.当将移动智能端放置在不允许与其互联互通的车辆上或者其他无法互联互通的车辆或者行人时，用户可以在车路协同应用软件上提前登记自身的身份特征和明确的静态信息，动态信息通过移动智能端的定位模块进行临时采集获取。车路协同应用软件驱动定位模块获取自身位置信息和行驶状态信息，驱动无线电通信子模块从云端控制管理系统获取其他交通参与者基本状态信息，驱动数据处理单元接收本身和其他各类交通参与者基本状态信息，然后统一处理给出相应的安全预警信息或者控制指令。
67.唯一身份认证，是根据唯一用户身份id或密码来判断是否通过认证。
68.移动智能端与云端控制管理系统通信方法，如附图5所示，包括：
69.配备移动智能端且能与本身进行通信的交通参与者，其外出时启动移动智能端安装的车路系统应用软件，通过车路系统应用软件与车辆通信获取车辆基本状态信息，然后车路协同应用软件将接收到的车辆信息周期性发送给云端控制管理系统，同时周期性接收云端控制管理下发的外部交通环境信息，车路协同应用软件将本身基本状态信息和外部交通环境信息进行统一处理分析，确认是否对用户产生安全提醒或者对车辆进行控制。其主动安全功能流程如附图7所示。
70.配备移动智能端且无法与本身进行通信的交通参与者，其外出时启动佩戴移动智能端安装的车路系统应用软件，然后通过智能电子设备hmi将本身的出行方式和预先明确的出行基本状态信息输入到车路协同应用软件，同时智能电子设备会周期性行采集用户的动态信息，然后车路协同应用软件将数据周期性发送给云端控制管理系统，同时周期性接收云端控制管理下发的外部交通环境信息；
71.车载智能端与路侧智能端、云端控制管理系统以及其他车载智能端的通信方法，如附图6所示：
72.配备车载智能端的交通参与者，车辆启动时车载智能端通过网关周期性采集本车基本状态信息，然后将采集到的数据周期性上传到云端控制管理系统以及周期性广播给通讯范围内其他车载智能端和路侧智能端，同时接收云端控制管理系统下发的外部交通环境信息和路侧智能端、其他车载智能端广播的信息，车载智能端将本身基本状态信息和外部交通环境信息进行统一处理分析，确认是否对用户产生安全提醒或者对车辆进行控制。其主动安全功能流程如附图8所示。
73.尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本技术公开的原则范围和精神之内。
技术特征：1.一种基于移动小应用的车路协同增强系统，其特征在于：包括移动智能端、车载智能端、路侧智能端和云端控制管理系统，移动智能端通过蜂窝网络uu口与云端控制管理系统进行通信，路侧智能端和云端控制管理系统电性连接，车载智能端和云端控制管理系统通过蜂窝网络uu口进行通信，车载智能端和路侧智能端通过pc5空口进行通信。2.根据权利要求1所述基于移动小应用的车路协同增强系统，其特征在于：移动智能端至少包括硬件和软件，硬件至少包括人机交互模块、无线电通信子模块、定位模块和数据处理单元，软件为车路协同软件；移动智能端通过无线电通信子模块与云端控制管理系统进行通信。3.根据权利要求2所述基于移动小应用的车路协同增强系统，其特征在于：所述车路协同软件通过运行手机app、微信小程序实现。4.根据权利要求2或3所述基于移动小应用的车路协同增强系统，其特征在于：所述数据处理单元分别与人机交互模块、定位模块和无线电通信子模块相连；其中：人机交互模块用于用户下发操作命令和向用户反馈能够理解的各类信息；无线电通信子系统用于接收各类交通参与者基本状态和行驶状态信息，发送自身的基本状态和行驶状态信息；定位模块用于获取自身的位置信息；数据处理单元用于处理感知到的其他车辆信息。5.根据权利要求1所述基于移动小应用的车路协同增强系统，其特征在于：所述车载智能端包括数据采集模块、数据分析处理模块，车载智能端通过硬线或无线通信方式与车辆网关、定位系统以及人机交互系统进行互联互通；还通过外接天线采用无线通信方式与云端控制管理系统、路侧智能端和其他车载智能端进行通信。6.一种车路协同增强通信方法，其特征在于包括：移动智能端与车辆通信方法；移动智能端与云端控制管理系统通信方法；车载智能端与路侧智能端、云端控制管理系统以及其他车载智能端的通信方法。7.根据权利要求6所述车路协同增强通信方法，其特征在于：所述移动智能端与车辆通信方法，包括：当将移动智能端放置在允许与其互联互通的车辆上时，移动智能端安装的车路协同软件驱动硬件获取车辆基本状态信息，在这基础上用户要进行相互唯一身份认证，以确保信息的可靠性和安全性；当将移动智能端放置在不允许与其互联互通的车辆上或者其他无法互联互通的车辆或者行人时，用户可在车路协同应用软件上提前登记自身的身份特征和明确的静态信息，动态信息通过移动智能端的定位模块进行临时采集获取；车路协同应用软件驱动定位模块获取自身位置信息和行驶状态信息，驱动无线电通信子模块从云端控制管理系统获取其他交通参与者基本状态信息，驱动数据处理单元接收本身和其他各类交通参与者基本状态信息，然后统一处理给出相应的安全预警信息或者控制指令。8.根据权利要求7所述车路协同增强通信方法，其特征在于：唯一身份认证，是根据唯一用户身份id或密码来判断是否通过认证。
9.根据权利要求6所述车路协同增强通信方法，其特征在于：移动智能端与云端控制管理系统通信方法，包括：配备移动智能端且能与本身进行通信的交通参与者，其外出时启动移动智能端安装的车路系统应用软件，通过车路系统应用软件与车辆通信获取车辆基本状态信息，然后车路协同应用软件将接收到的车辆信息周期性发送给云端控制管理系统，同时周期性接收云端控制管理下发的外部交通环境信息，车路协同应用软件将本身基本状态信息和外部交通环境信息进行统一处理分析，确认是否对用户产生安全提醒或者对车辆进行控制；配备移动智能端且无法与本身进行通信的交通参与者，其外出时启动佩戴移动智能端安装的车路系统应用软件，然后通过智能电子设备hmi将本身的出行方式和预先明确的出行基本状态信息输入到车路协同应用软件，同时智能电子设备会周期性行采集用户的动态信息，然后车路协同应用软件将数据周期性发送给云端控制管理系统，同时周期性接收云端控制管理下发的外部交通环境信息。10.根据权利要求6所述车路协同增强通信方法，其特征在于：车载智能端与路侧智能端、云端控制管理系统以及其他车载智能端的通信方法：配备车载智能端的交通参与者，车辆启动时车载智能端通过网关周期性采集本车基本状态信息，然后将采集到的数据周期性上传到云端控制管理系统以及周期性广播给通讯范围内其他车载智能端和路侧智能端，同时接收云端控制管理系统下发的外部交通环境信息和路侧智能端、其他车载智能端广播的信息，车载智能端将本身基本状态信息和外部交通环境信息进行统一处理分析，确认是否对用户产生安全提醒或者对车辆进行控制。
技术总结本发明公开了一种基于移动小应用的车路协同增强系统，包括移动智能端、车载智能端、路侧智能端和云端控制管理系统，移动智能端通过蜂窝网络Uu口与云端控制管理系统进行通信，路侧智能端和云端控制管理系统电性连接，车载智能端和云端控制管理系统通过蜂窝网络Uu口进行通信，车载智能端和路侧智能端通过PC5空口进行通信。本发明还公开了一种车路协同增强通信方法。本申请通过车载智能端和移动小应用解决网联生态不够完善，导致车路协同技术无法普及的方法，能加速车路协同技术的全方位应用和迭代升级。同时本申请的车路协同系统加入新型车载智能端和移动小应用后，整个系统经过互相通信验证机制，能保证用户信息安全。能保证用户信息安全。能保证用户信息安全。
技术研发人员：赵奕铭 庹新娟 余骅骏 王卓 咸志伟
受保护的技术使用者：东风汽车集团股份有限公司
技术研发日：2022.03.22
技术公布日：2022/7/5
