车路协同关键技术研究

227051102）5人受伤，直接财产损车失祸9.1猛亿元于人虎民币！。（公安部交通管理局，
——车祸造成的经济损失约占GDP的1~2%。（世界卫生组织，2004）
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
一、立项依据
1、研究意义
•智能车路协同技术能够促进道路交通安全保障 从被动防护转向主动预防，有效地避免车祸
国家高技术研究发展计划
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
牵头申请单位：中国科学院合肥物质科学研究院 联合申请单位：长安大学
中国科学技术大学 奇瑞汽车股份有限公司 报 告 人：梁华为
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
报告提纲
一
立项依据
二
研究目标
三
研究方案
四
实施方案
五
研究基础与条件
现代交通技术领域
≤500ms ≥95％
3 ＞100m ＞6Mbps ≥ 1000
6 ≥10
≥20 ≥1000
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
三、研究方案
1、研究内容和技术路线
2、技术难点、创新点和可行性分析 3、拟获取的知识产权
4、年度计划 5、经费预算
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
车辆数据服务器 道路数据服务器 高性能计算服务器
Management System for the 21st century）
研Sy究st重e驾m）点驶安：全支持系统（DSSS, Driving Safety Support • 先1进、安依全托车各辆种（A先SV进，A的dv通anc信ed系S统afe和ty车Ve载hi系cl统e），集成现有
的应用系统，为出行者提供更加安全和便利的服务；
二、研究目标
1、总体目标
2、预期成果
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
建立体系框架
二、研究目标
1、总体目标
攻克关键技术
项
智能车载
智能路侧
车车/车路通讯
目
系统
系统
与协同控制
总
体
系统集成
仿真测试
目
标
研制系统装备
形成主动安全保障 核心技术体系
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
构建智能车路协同技 术体系框架
防碰撞设计
容易进入车内 起火的危险
环境
道路设计 道路布局 速度限制 行人装备
道路两侧 防撞物体
救援设施 交通阻塞
哈顿矩阵 模型—— 人、车、 环境在碰 撞前、中、 后的相互
作用
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
一、立项依据
2、国内外发展现状和趋势
• ——美国
• 1998开始将交通安全调整为ITS的主要内容之一 • 车路集成系统（VII，Vehicle-Infrastructure Integration） • 车路合作系统 （CVHAS，Cooperative Vehicle-Highway
现代交Hale Waihona Puke Baidu技术领域
智能车路协同关键技术研究
一、立项依据
3、知识产权状况的分析
由此可见，国内外的专利主要集中在以下3个方面：
1、交通信息采集和交通管理 2、基于车载感知的安全报警和控制 3、车车/车路通讯和信息共享
结论：目前尚未在车路协同的感知和安全 控制方面形成系统的专利
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
一、立项依据
3、知识产权状况的分析
结论：在车路协同关键技术仿 真方面，国内外基于GIS的交 通仿真软件方面的专利较多， 没有涉及到车车、车路通信、 无线通信模式与路由协议方面 的仿真，无法实现对车路协同 系统的微观仿真。
结论：在国内外没有检索到关 于智能车路协同系统集成技术 和测试验证环境方面的专利。
监控服务器
三、研究方案
1、研究内容和技术路线
移动监控终端
监控中心
千兆网
路侧现场
控制主机 1
信息处 理单元
1
信息处 理单元
2
工业以太网
信息处
路侧
理单元 DSRC
3
设备
气象传
感器 雨、雪、雾、 冰、能见度、 风力、风向、
温度
视频传
线圈传
感器
感器
行人交、 事通件 抛参落 、数物、车流量、 态交通状
无线 热点
研究Sys重te点ms：）
1、将道路、车辆、卫星和计算机利用通信系统进行 集成；
2、远景是将各国独立的系统逐步转变为车与车、车 与路、车与X的合作系统，实现人和物的移动信息互操 作。
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
一、立项依据
2、国内外发展现状和趋势
• ——日本 • 智能道路系统（Smartway） • 面向21世纪的交通管理系统（UTMS21，Universal Traffic
Automation Systems）
• SafeTrip-21 • 提出了国家支持的智能车辆行动计划（ IVI，Intelligent
Vehicle Initiative）
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
一、立项依据
2、国内外发展现状和趋势
• ——美国 • DARPA无人车比赛
2004 崎岖地形大挑战，全长228公里，最远的一队也才跑了11.78公里而已； 2005 沙漠挑战赛，全长212公里，有五队完成比赛，斯坦福大学“新手号”获得冠
智能车载系统关键技术
多源信息融合的关联 车辆与行人识别
车辆自身行驶状 态及行为识别
车车/人车冲突预警 和消解方法
车载系统一 体化集成
车辆与行人 识别
车辆行为识别
冲突消解
关系 键统 技集 术成
通讯系统
以太网
感知系统
以太网
决策系统
CAN总线 控制 系统
CAN总线执行机 构
人机交互
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
2、国内外发展现状和趋势
• ——中国
• “九五”期间，我国正式开始进行国家ITS体系框架、国家ITS标准 体系等方面的研究和试验；
• 《国家中长期科学和技术发展规划纲要2006-2020》明确提出将“交 通运输安全与应急保障”作为优先发展主题；
• 在863计划和国家基金委的支持下，取得了一大批典型成果：
军； 研究重点：
2007 城市挑战赛，全长96公里，有六辆车抵达终点，卡耐基的“BOSS”获得冠军。
1、通过避免碰撞与改善基于基础设施的合作来 增强安全；
2、推进智能基础设施、智能车辆和控制技术的 集成。
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
一、立项依据
2、国内外发展现状和趋势
• ——欧洲 • eSafety计划,road safety and eco-driving technologies • PReVENT项目 • 车路协同系统（CVIS，Cooperative Vehicle Infrastructure
智能车路协同关键技术研究
一、立项依据
1、研究意义 2、国内外发展现状、趋势
3、知识产权状况的分析
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
一、立项依据
1、研究意义
•道路交通事故造成的生命和经济损失十分巨大
——全世界每年100万人死于交通事故，已死亡3200多万人，远远高 于同期战争的死亡人数。
——2009年中国发生道路交通事故238351起，造成67759人死亡、
——被动防护与救援能够减轻车祸造成的伤害，但不能避免车祸。 ——主动安全依赖于车和路的智能化水平。
阶段 碰撞前 防止碰撞
人员
信息 态度 损伤 交警执法力度
碰撞时 防止伤害 碰撞后 生命支持
固定装置的使用 损伤
急救技术 医疗救助
因素
车辆和设备
车辆性能 照明 制动 操控
速度管理
乘员固定系统 其他安全装置
多源信息融合的 关联车辆与行人识别
90
树
三、研究方案
1、研究内容和技术路线
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
车辆自身行驶状态及行为识别
安全性
行为
三、研究方案
1、研究内容和技术路线
车车/车路通讯系统
光纤局域网
………
控制主机 n
情报板
60Km/ h
信息处 理单元
1
信息处 理单元
2
工业以太网
信息处
路侧
理单元 DSRC
3
设备
气象传
视频传
线圈传
感器
感器
感器
雨、雪、雾、 冰、能见度、 风力、风向、
行人交、 事通件 抛参落 、数物、车流量、 态交通状
温度
无线 热点
情报板
60Km/ h
车载移动端
2、通过车路协调改善道路安全。
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
一、立项依据
2、国内外发展现状和趋势
从美国、欧洲和日本等交通技术发达的国家和 地区的研究情况看
——智能车路协同技术的发展方向： 车车/车路通讯技术 车载安全控制技术 车路协同的信息共享
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
一、立项依据
预
建成智能车路协同
期
原型系统和试验环境
成
果
建立智能车路协同关
键技术仿真平台
二、研究目标
2、预期成果
申请发明专利15项，发表论文60篇
形成3项行业技术标准 智能车载系统 智能路侧系统
车车/车路通讯系统 智能协同控制安全评估 车辆自组网协议与配置优化仿真
团队建设 与人才培养
建立智能车路协同核心技术团队 培养博士10，硕士30
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
一、立项依据
3、知识产权状况的分析
结论：在智能车载系统方面，国内 外的专利集中在车辆安全辅助驾驶 方面，没有检索到与车路协同相关 的智能车载系统方面的专利。
结论：在智能路侧系统方面，国 内外的专利集中在功能单一的交 通信息检测设备方面，没有检索 到能同时检测行人、路面状况、 交通事件并提供车路通信功能的 智能路侧系统方面的专利。
➢ 大范围交通协同控制系统以及多智能体的交通控制与交通诱导系统研究 ➢ 基于混杂Petri网的城市路网交通拥堵波及效应研究 ➢ 智能道路系统信息结构及环境感知与重构技术研究 ➢ 基于车路协调的道路智能标识与感知技术研究 ➢ 基于泛在网络技术的道路设施及灾害信息采集和融合 ➢ 城市道路交叉口交通仿真器软件开发 ➢ ……
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
一、立项依据
3、知识产权状况的分析
结论：在车车/车路信息交互与协同控制技术方面，国内 外的专利集中在一些功能单一的车路/车车通信设备、基 于传感器的车辆主动避撞控制技术方面，没有涉及多模 式车车/车路通讯以及车车/车路协同的车辆、行人识别 和安全控制方面的专利。
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
一、立项依据
2、国内外发展现状和趋势
• ——中国 • 智能车辆和车辆智能技术的研究 • 2008年，国家基金委设立“视听觉认知计算”重大研究计划
• 以智能车为应用平台开展视 听觉认知技术研究
• 2009年、2010年： 中国智能车未来挑战赛
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
一、立项依据
2、国内外发展现状和趋势
近年，我国道路建设突 飞猛进，为进行智能车 路协同技术的研究奠定 了基础。
而中国严重的人车混行 状况，对实施智能车路 协同技术，提高道路交 通安全提出了更加迫切 的要求。而且，技术要 求更高，难度更大。
目前，道路交通安全正向车路协同、把智能的车和智能的路有机结合 起来的方向发展。
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
智能车载系统：
120km/h以下，前车的识别准确率
预
100m范围内跟车距离识别误差 50m范围内行人识别准确率
期
机动车和行人冲突辨识准确率
成
智能路侧系统：
果
交通状况和突发事件识别，反应时间 准确率
的
通讯系统：
主
支持通讯模式数
要
单跳无线传输距离 数据传输速率
技
智能车路协同系统体系架构
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
研究内容
车车/车路信息交 互与协同控制技术
三、研究方案
1、研究内容和技术路线
智能车载系统 关键技术
系统集成与 测试验证
智能路侧系统 关键技术
车路协同关键技 术仿真平台
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
三、研究方案
1、研究内容和技术路线
http://ep.espacenet.com/advancedSearch?loc ale=en_EP • 世界知识产权组织网上专利检索
http://www.wipo.int/pctdb/en/ 国内检索 • 国家知识产权局-专利搜索
http://www.sipo.gov.cn/sipo2008/zljs/
针对这一特点，我们组织了有车、有路、产学研紧密结合的优势合作 团队，开展智能车路协同系统的研究。
现代交通技术领域
智能车路协同关键技术研究
一、立项依据
3、知识产权状况的分析
• 专利检索情况
国外检索 • 美国专利商标局网上专利检索
http://patft.uspto.gov/ • 欧洲专利局网上专利检索
传输管理软件支持节点数
术
测试验证环境：
指
交叉口数 实验车辆数
标
仿真平台：
支持路口数
车辆数
指南指标
≥ 98% ≤ 1m ≥ 90% ≥ 90%
≤ 500ms ≥ 90%
≥2 ＞100m ＞6Mbps ≥ 500
无指标
≥ 10
≥5 ≥ 500
二、研究目标
2、预期成果
预期指标
≥98％ ≤1m ≥95％ ≥93％