本發(fā)明將道路標(biāo)線信息與射頻識(shí)別技術(shù)(rfid)融合，屬于智慧交通和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于rfid道路標(biāo)線的車輛導(dǎo)行方法。

背景技術(shù)：

道路交通標(biāo)線是重要的交通安全和交通管制設(shè)施，在交通管理中發(fā)揮著重要的作用。然而在雨雪大霧、標(biāo)線破損、標(biāo)線被周圍車輛遮擋等條件下，駕駛員很難準(zhǔn)確獲取道路標(biāo)線信息，容易造成違章駕駛等情況。目前車輛的導(dǎo)行系統(tǒng)主要利用gps技術(shù)進(jìn)行導(dǎo)航，但其跟蹤的靈敏度，定位精度都有待提高。目前視頻識(shí)別技術(shù)仍是自動(dòng)駕駛、無人駕駛車輛感知周圍環(huán)境的重要手段之一。然而，受攝像頭角度等方面的影響，其定位、尋路的可靠性有待提高。因此，很有必要提供一種基于rfid道路標(biāo)線的車輛導(dǎo)行方法，利用射頻識(shí)別技術(shù)收集道路標(biāo)線信息，將收集到的信息融入車輛的導(dǎo)行系統(tǒng)中，既可以為駕駛員準(zhǔn)確提供道路標(biāo)線信息，又可以為車輛輔助駕駛系統(tǒng)的行車決策提供依據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于rfid道路標(biāo)線的車輛導(dǎo)行方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：道路標(biāo)線信息編碼準(zhǔn)則、rfid電子標(biāo)簽、rfid讀寫器、外置天線、車載導(dǎo)行系統(tǒng)、rfid電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)。所述道路標(biāo)線信息編碼準(zhǔn)則寫入rfid電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)，所述rfid電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上，所述rfid電子標(biāo)簽安裝在原有道路標(biāo)線下方的路面中，所述rfid讀寫器置于汽車內(nèi)部，所述外置天線安裝在汽車底盤上，所述車載導(dǎo)行系統(tǒng)由單片機(jī)、駕駛員提示模塊、行車控制模塊組成。

所述道路標(biāo)線信息編碼準(zhǔn)則，即提供一種道路標(biāo)線信息編碼的方法，所述道路標(biāo)線信息編碼準(zhǔn)則編制出的代碼由27位碼組成，分為三部分；第一部分為方位代碼(前10位)；所述方位代碼的前6位為行政區(qū)劃代碼，后4位為道路順序代碼a；第二部分為補(bǔ)充代碼(第11位至17位)；所述補(bǔ)充代碼的前4位為道路順序代碼b，與第一部分中的道路順序代碼編碼方式相同；所述補(bǔ)充代碼的后3位依次為2位的路段代碼和1位的路側(cè)代碼；第三部分為細(xì)分代碼(第18位至27位)；所述細(xì)分代碼由5組2位數(shù)字組成；所述5組2位數(shù)字依次為類別代碼、分類代碼、子類代碼、細(xì)目代碼、備注代碼。

所述rfid電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上，利用rfid讀寫器將道路標(biāo)線信息按照道路標(biāo)線信息編碼準(zhǔn)則寫入rfid電子標(biāo)簽內(nèi)，使得rfid電子標(biāo)簽信息和道路標(biāo)線信息一一對(duì)應(yīng)，并記錄在rfid電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)內(nèi)；道路標(biāo)線信息需要變更時(shí)，道路管理部門通過rfid讀寫器更改道路上的rfid電子標(biāo)簽信息，并實(shí)時(shí)更新rfid電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)中的信息。

所述rfid電子標(biāo)簽采用可寫制式無源設(shè)計(jì)，放置在保護(hù)殼內(nèi)，安放在原有道路標(biāo)線下方的路面中；所述rfid電子標(biāo)簽按照道路標(biāo)線的形狀分前置布設(shè)、散點(diǎn)布設(shè)、邊界布設(shè)三種布設(shè)方式。

所述rfid讀寫器置于汽車內(nèi)部變速桿的后方，所述外置天線位于rfid讀寫器的正下方，安裝在汽車底盤上，所述rfid讀寫器上設(shè)有外置天線接口，通過外置天線接收rfid標(biāo)簽信息。

所述車載導(dǎo)行系統(tǒng)由單片機(jī)、駕駛員提示模塊、行車控制模塊三部分組成；所述單片機(jī)將rfid讀寫器及外置天線讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；所述駕駛員提示模塊由語(yǔ)音提示模塊和顯示屏組成，將所述單片機(jī)解碼的數(shù)據(jù)分別以聲音和文字的形式進(jìn)行提示；所述行車控制模塊將所述單片機(jī)解碼的信息及車輛自身通過gis、gps、攝像機(jī)獲取的信息進(jìn)行信息融合，判斷rfid讀寫器讀取的信息是否有效，將有效的信息用于車輛輔助駕駛系統(tǒng)的決策。

本發(fā)明的有益效果是：一是解決了道路標(biāo)線在雨雪大霧、標(biāo)線破損情況下不易識(shí)別的問題；二是為車輛提供了一種輔助定位、導(dǎo)航的方法，既可以為駕駛員作出提示，又可以為自動(dòng)駕駛、無人駕駛車輛提供決策依據(jù)；三是制作成本低，便于管理和維護(hù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理示意圖

圖2為本發(fā)明編碼結(jié)構(gòu)示意圖

圖3為本發(fā)明方位代碼示意圖

圖4為本發(fā)明補(bǔ)充代碼示意圖

圖5為本發(fā)明細(xì)分代碼示意圖

圖6為本發(fā)明rfid電子標(biāo)簽安放方式示意圖

圖7為本發(fā)明rfid電子標(biāo)簽點(diǎn)狀布設(shè)方式示意圖

圖8為本發(fā)明rfid電子標(biāo)簽線狀布設(shè)方式示意圖

圖9為本發(fā)明rfid讀寫器位置示意圖

圖10為本發(fā)明外置天線位置示意圖

圖11為本發(fā)明車載導(dǎo)行系統(tǒng)信息處理示意圖

圖12為本發(fā)明rfid電子標(biāo)簽巡檢管理示意圖

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步描述本發(fā)明的內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲列舉以下實(shí)施實(shí)例，并配合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。

一種基于rfid道路標(biāo)線的車輛導(dǎo)行方法，包括：道路標(biāo)線信息編碼準(zhǔn)則(1)、rfid電子標(biāo)簽(2)、rfid讀寫器(3)、外置天線(4)、車載導(dǎo)行系統(tǒng)(5)、rfid電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)(6)。

下面對(duì)本發(fā)明中的道路標(biāo)線信息編碼準(zhǔn)則(1)進(jìn)行描述。所述道路標(biāo)線信息編碼準(zhǔn)則(1)即提供一種特定的道路標(biāo)線編碼方法,對(duì)各道路中的各種道路標(biāo)線的基本信息(如所在位置、標(biāo)線種類等)進(jìn)行編碼。在需要使用本發(fā)明的區(qū)域，以各縣市區(qū)為單位，按照道路標(biāo)線信息編碼準(zhǔn)則(1)建立各地區(qū)的道路標(biāo)線信息數(shù)據(jù)庫(kù)，使每條道路上每個(gè)路段內(nèi)的每種道路標(biāo)線都有唯一的編碼與之對(duì)應(yīng)。

具體編碼準(zhǔn)則如下。整個(gè)編碼內(nèi)容由三部分組成：第一部分為方位代碼，按《gb21381-2008-t交通管理地理信息實(shí)體標(biāo)識(shí)編碼城市道路》中的道路方位代碼的編碼方式進(jìn)行。

第二部分為補(bǔ)充代碼，作為各道路標(biāo)線進(jìn)一步準(zhǔn)確定位的補(bǔ)充，由道路順序代碼b、路段代碼、路側(cè)代碼組成。

第三部分為細(xì)分代碼，根據(jù)《gb5768-2009.3道路交通標(biāo)線》及《gb51038-2015城市道路交通標(biāo)志和標(biāo)線設(shè)置規(guī)范》中對(duì)道路交通標(biāo)線的分類，按照交通標(biāo)線的劃分方式，對(duì)不同類型的交通標(biāo)線進(jìn)行詳細(xì)分類。

下面對(duì)編碼方法進(jìn)行描述。第一部分方位代碼，共10位。按照《gb21381-2008-t》中方位代碼的設(shè)置方式進(jìn)行。前6位為行政區(qū)劃代碼，用于描述道路標(biāo)線所在的具體省、市、區(qū)。后4位為道路順序代碼a，用于描述具體道路。

第二部分補(bǔ)充代碼，共7位。補(bǔ)充代碼由道路順序代碼b(4位)、路段代碼(2位)、路側(cè)代碼(1位)組成，作為各道路標(biāo)線進(jìn)一步準(zhǔn)確定位的補(bǔ)充。本部分中的道路順序代碼b是為了補(bǔ)充表示交叉口的，即對(duì)于非交叉口路段，本部分中的道路順序代碼b為0000；對(duì)于交叉口路段，本部分中的道路順序代碼b與方位代碼中的道路順序代碼a分別對(duì)應(yīng)形成交叉口的兩條不同道路。路段代碼，規(guī)定由東向西，由南向北為道路方向。每條道路由起點(diǎn)開始，沿道路方向至終點(diǎn)，以途經(jīng)的每個(gè)交叉口為節(jié)點(diǎn)，將整條道路劃分成不同的路段，按照路段順序依次編號(hào)，用兩位數(shù)字表示。路側(cè)代碼，規(guī)定由東向西，由南向北為道路方向。當(dāng)?shù)缆窐?biāo)線位于道路方向一側(cè)時(shí)，路側(cè)編碼為0；當(dāng)?shù)缆窐?biāo)線位于非道路方向一側(cè)時(shí)，路側(cè)編碼為1；當(dāng)?shù)缆窐?biāo)線位于道路中央時(shí)，路側(cè)編碼為2。

第三部分細(xì)分代碼，共10位。細(xì)分代碼由類別代碼(2位)、分類代碼(2位)、子類代碼(2位)、細(xì)目代碼(2位)、備注代碼(2位)組成，后一種代碼均為前一種代碼的進(jìn)一步細(xì)分，用于描述道路標(biāo)線詳細(xì)的種類。按照《gb5768-2009》及《gb51038-2015》中對(duì)標(biāo)線的分類表示。類別代碼即按照道路標(biāo)線的功能，分為指示標(biāo)線、禁止標(biāo)線、警告標(biāo)線，依次用數(shù)字01、02、03表示，并可根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)充。分類代碼即按照交通標(biāo)線的設(shè)置方式，分為縱向標(biāo)線、橫向標(biāo)線、其他標(biāo)線，依次用數(shù)字01、02、03表示，并可根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)充。子類代碼即對(duì)分類代碼的進(jìn)一步細(xì)分，如縱向指示標(biāo)線，在子類代碼中分為可跨越對(duì)向車行道分界線、可跨越同向車行道分界線、潮汐車道線等七種，依次用數(shù)字01-07表示，并可根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)充。細(xì)目代碼即對(duì)子類代碼的進(jìn)一步細(xì)分，用于區(qū)分同種標(biāo)線在不同情況的不同含義，如縱向指示標(biāo)線中的車行道邊緣線，其含義分為禁止車輛跨越車行道邊緣行駛、允許車輛跨越車行道邊緣行駛等四種情況。依次用兩位數(shù)字表示。備注代碼用于對(duì)一些特殊道路標(biāo)線的備注及標(biāo)線預(yù)警。不僅可以對(duì)某些特殊的信息類道路標(biāo)線(如公交專用道標(biāo)線、限速標(biāo)線等)進(jìn)行備注而且對(duì)于一些重要性較高的標(biāo)線，如學(xué)校學(xué)生過街的斑馬線等，將電子標(biāo)簽前置，按照標(biāo)簽與標(biāo)線的距離，由遠(yuǎn)及近依次設(shè)置三級(jí)警告標(biāo)線，用于分級(jí)描述車輛距離標(biāo)線的距離以達(dá)到更好的警示作用。目前設(shè)計(jì)了以下幾種備注：小型車限速值，大型車限速值，公交專用道，學(xué)校斑馬線，一級(jí)警告，二級(jí)警告，三級(jí)警告。依次用數(shù)字01至n表示。需要說明的是，各地區(qū)可以根據(jù)需要自行設(shè)置備注內(nèi)容及對(duì)內(nèi)容擴(kuò)充，并上報(bào)統(tǒng)一組織認(rèn)可形成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，更新入本系統(tǒng)中。

下面對(duì)本發(fā)明的rfid電子標(biāo)簽(2)進(jìn)行論述。所述rfid電子標(biāo)簽(2)采用無源設(shè)計(jì)，以此降低制作成本。所述rfid電子標(biāo)簽(2)采用可寫制式，即電子標(biāo)簽內(nèi)容可以通過rfid讀寫器進(jìn)行重新編輯，可以根據(jù)道路交通設(shè)計(jì)的標(biāo)線形式對(duì)標(biāo)簽內(nèi)容進(jìn)行更新。

所述rfid電子標(biāo)簽(2)的安放方式如下。在路面鉆空心孔，采用d108mm水鉆鉆頭，鉆孔深度12cm，處理孔壁和孔底至無塵，底部壓實(shí)。在鉆孔內(nèi)放入特制圓柱形保護(hù)殼，在保護(hù)殼內(nèi)放置電子標(biāo)簽。所述圓柱形保護(hù)殼高度為10cm，直徑為9cm，設(shè)有一個(gè)可以打開的頂蓋，整個(gè)保護(hù)殼由耐壓的工程塑料制成。所述保護(hù)殼內(nèi)部中空，放置內(nèi)置芯片及內(nèi)置天線，連接測(cè)試后，向保護(hù)殼內(nèi)填充固化物壓實(shí)，關(guān)閉頂蓋。調(diào)整保護(hù)殼高度與路面齊平，向空心孔內(nèi)灌注液體瀝青，直至填滿整個(gè)空心孔。此種嵌入式設(shè)計(jì)有利于保證標(biāo)簽在復(fù)雜使用環(huán)境中的穩(wěn)定性。

所述rfid電子標(biāo)簽(2)的布設(shè)方法按照標(biāo)線形狀分為三種。對(duì)于點(diǎn)狀標(biāo)線，如箭頭、字符、人行橫道標(biāo)示線、符號(hào)等，在來車方向前置15米的距離處設(shè)置一個(gè)標(biāo)簽。對(duì)于需要額外提示的點(diǎn)狀標(biāo)線，以15米為單位，在來車方向由遠(yuǎn)及近，依次設(shè)三級(jí)提示標(biāo)簽。對(duì)于線狀標(biāo)線，采取散點(diǎn)設(shè)置，即同一線狀標(biāo)線上的標(biāo)簽間隔距離為10m。需要說明的是，對(duì)于同一條車道兩側(cè)的兩條標(biāo)線，在設(shè)置電子標(biāo)簽時(shí)，應(yīng)保證同一道路斷面上只有一個(gè)電子標(biāo)簽，以防rfid讀寫器(3)同時(shí)讀到兩種電子標(biāo)簽，并可根據(jù)兩側(cè)交替讀取的信息判斷車道位置。對(duì)于面狀標(biāo)線，根據(jù)區(qū)域的邊界形狀設(shè)置區(qū)域邊界標(biāo)簽，在來車方向15米處前置設(shè)置提示標(biāo)簽，在車輛駛離方向設(shè)置邊界標(biāo)簽。

下面對(duì)本發(fā)明的rfid讀寫器(3)及外置天線(4)進(jìn)行描述。所述rfid讀寫器(3)置于汽車內(nèi)部，安放在駕駛室變速器的后方，所述外置天線(4)位于rfid讀寫器(3)的正下方，安裝在汽車底盤上。所述rfid讀寫器(3)上設(shè)有外置天線(4)接口，通過外置天線(4)接收rfid標(biāo)簽(2)的信息。

下面對(duì)本發(fā)明的車載導(dǎo)行系統(tǒng)(5)進(jìn)行描述。所述車載導(dǎo)行系統(tǒng)(5)由單片機(jī)(51)、駕駛員提示模塊(52)、行車控制模塊(53)三部分組成。所述單片機(jī)(51)可以將rfid讀寫器(3)及外置天線(4)讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；所述駕駛員提示模塊(52)由語(yǔ)音提示模塊(521)和顯示屏(522)組成，將所述單片機(jī)解碼的數(shù)據(jù)分別以聲音和文字的形式進(jìn)行提示；所述行車控制模塊(53)將所述單片機(jī)(51)解碼的信息及車輛自身通過gis、gps、攝像機(jī)等獲取的信息進(jìn)行信息融合，判斷rfid讀寫器(3)讀取的信息是否有效，將有效的信息用于輔助駕駛系統(tǒng)的決策。

下面對(duì)本發(fā)明的rfid電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)(6)進(jìn)行描述。所述rfid電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)(6)以客戶端的形式安裝在計(jì)算機(jī)上，包括使用本發(fā)明區(qū)域的道路標(biāo)線信息數(shù)據(jù)庫(kù)。利用rfid讀寫器(3)將道路標(biāo)線信息按照道路標(biāo)線信息編碼準(zhǔn)則(1)寫入rfid電子標(biāo)簽(2)內(nèi)，使得rfid電子標(biāo)簽(1)id和道路標(biāo)線信息一一對(duì)應(yīng)，并記錄在rfid電子標(biāo)簽管理(6)系統(tǒng)內(nèi)。道路標(biāo)線信息需要變更時(shí)，道路管理部門通過rfid讀寫器(3)更改道路上的rfid電子標(biāo)簽(1)信息，并實(shí)時(shí)更新rfid電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)(6)中的信息。