車聯(lián)網(wǎng)V2X深度應用，聚焦CIDI智能網(wǎng)聯(lián)交叉路口技術(shù)

隨著城市人口、機動車數(shù)量與日俱增，現(xiàn)有城市交通設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%，加快城市智能運輸系統(tǒng)建設，加強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，負責決策和數(shù)據(jù)的廣播；邊緣計算單元負責輔助計算和數(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、毫米波雷達組成。

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)對研究對象準確、全面的認知。

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)過進一步的算法處理與融合處理后，得到當前交叉路口的實時狀態(tài)。這些狀態(tài)包括行人碰撞風險、車輛碰撞風險、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)交互標準將當前交叉路口的狀態(tài)發(fā)送給過往的車輛與行人。

當交叉路口配備“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)過復雜的檢測算法與預處理流程，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。

如下圖所示，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)、如當前紅綠燈狀態(tài)、當前交叉路口車輛狀態(tài)信息）。

局部動態(tài)地圖結(jié)構(gòu)

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。

當通過交叉路口的車輛都遵循管理系統(tǒng)設定好的規(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。