车路协同系统装调与测试 课件 任务 4.4：闯红灯预警场景搭建及测试（安全类V2I）

主讲老师：李茂沛项目四：应用场景搭建与测试任务4.4《车联网技术与应用》闯红灯预警场景搭建及测试目录任务导入Assignment

INTRO学习目标Learning

ObjectivesCONTENTS0102任务实施Assignmentimplement04课堂总结Summary05知识准备Background

knowledge03PART01任务导入Assignment

INTRO任务导入道路上经常会遇到异形、多语义或带倒计时的信号灯，车辆搭载的感知传感器在受到环境影响（遮挡、逆光）或自身感知能力下降（感知失效）的情况下，不能准确识别路口信号灯信息，导致出现闯红灯的现象，严重的情况下会造成交通事故，影响交通安全并且降低交通效率。那有什么方法可以让车辆获取准确的路口信号灯实时数据，快速安全通过路口呢？PART02学习目标Learning

Objectives学习目标素质目标能力目标能正确搭建闯红灯预警场景[A40]；能完成闯红灯预警场景的测试[A41]。知识目标能阐述闯红灯预警场景的应用定义和预期效果[K59]；能说明闯红灯预警场景的基本原理[K60]；能说出闯红灯预警场景的触发条件[K61]；能说出闯红灯预警场景涉及的MAP参数[K62]。培训学生的操作安全意识；通过案例讲授，培养学生的逻辑思维能力；通过实操任务，帮助学生树立爱岗敬业的职业素养。PART03知识准备Background

knowledge一、闯红灯预警场景1.闯红灯预警场景的定义和预期效果闯红灯预警（RLVW:RedLightViolationWarning）是指，主车（HV）经过有信号控制的交叉口（车道），车辆存在不按信号灯规定或指示行驶的风险时，RLVW应用对驾驶员进行预警。本应用适用于城市及郊区道路及公路的交叉路口、环道的出入口和可控车道、高速路入口和隧道等有信号控制的车道。一、闯红灯预警场景2主要场景当前方有大车遮挡视线或恶劣天气影响视线，或由于其他原因，使HV无法对当前红灯或即刻到来的红灯做出正确判断时，RLVW检测HV当前所处位置和速度等，通过计算预测车头经过路口停止线时信号灯的状态，并向驾驶员进行预警。一、车联网发展背景3.系统基本原理当HV驶向具有信号控制的交叉路口（车道），遇信号灯即将变红或正处在红灯状态，但车辆未能停止在停止线内而继续前行时，RLVW应用将对该车驾驶员进行预警。一、车联网发展背景3.系统基本原理RLVW基本工作原理如下：——具有短程、远程通信能力的路侧单元（RSU）定时发送路口地理信息（MAP消息）和信号灯实时状态信息（SPAT消息）；——HV依据本身GNSS地理信息，确定当前受管控信号的相位，并计算其与停止线的距离；——HV依据当前速度和其他交通参数预估到达路口的时间；——RLVW将这些信息与接收到的红灯切换时刻及红灯保留时长信息进行对比分析，决定是否预警。一、车联网发展背景4.数据交互需求数据单位备注时刻ms—路口ID——入口ID——车道宽度ms—车道中心线位置——停车线位置——车道属性—左、直、右和掉头车道所属相位——当前灯态—针对该车道每一个车道属性（允许行驶方向）的信号灯状态红变绿剩余时间/绿变红剩余时间s可预测一个周期或两个周期红绿灯配时是否自适应控制—自适应控制时，绿灯剩余时间会改变（周期内或下一个周期）一、车联网发展背景4.闯红灯预警场景触发条件触发条件（闯红灯预警）路侧单元（RSU）定时发送路口地理信息和信号灯实时状态信息车辆到达停止线时，红绿灯状态为红灯或黄灯

速度大于【本车低速阈值】二、闯红灯预警场景涉及的MAP参数1.MAP参数消息结构名称数据类型说明应用层确认消息结构timestampdouble时间戳，精确到毫秒，UTC时间nodesList<Node>定义地图点列表Node数据帧nameString节点属性名称idNodeReferenceID节点属性IDrefPosPosition3D节点属性位置inLinksList<Link>节点上下游路段集合NodeReferenceID数据帧regionInteger全局唯一的地区IDidInteger地区内部唯一的节点IDLink数据帧nameString名称upstreamNodeIdNodeReferenceID上游节点IDspeedLimitsList<SpeedLimit>限速集合linkWidthInteger车道宽度，分辨率为1cmpointsList<Position3D>Position3D类型movementsList<Movement>Movement类型lanesList<Lane>定义车道Lane数据帧laneIdInteger车道IDlaneWidthInteger车道宽度,分辨率1cmlaneAttributesobject定义车道属性。包括车道共享情况以及车道本身所属的类别特性。maneuversInteger定义一个（机动车）车道的允许转向行为。例如：如果参数含义表示'允许直行'和'允许右转向'，那么二进制为000000000101，对应十进制为5，该参数值填写5。二进制第x位数字为1对应的含义：1：允许直行2：允许左转向3：允许右转向4：允许掉头转向5：红灯情况下允许左转向6：红灯情况下允许右转向7：允许变道8：不允许停车9：非保护车道状态，如永久黄灯状态10：停车，再前行11：小心前行12：保留数值connectsToArray车道与下游路段车道的连接关系列表speedLimitsArray限速列表pointsArray车道中间点列表Position3D数据帧elevationdouble车辆海拔高程，单位为分米latdouble纬度longdouble经度ReportedSpeedLimittypeString限速类型最小长度：1；最大长度：100speedInteger限速大小，分辨率为0.02m/s最小值：0；最大值：100002.points即车道中间点列表。points（一般2个点经纬度，由远及近），2点连成一线为Lane的中心线。如果道路弯曲，可以使用多个点。points这里会涉及MAP地图中的“停止线”的概念，MAP地图会以最后一个点的位置作为停止线。二、闯红灯预警场景涉及的MAP参数3.Maneuver定义一个（机动车）车道的允许转向行为。按位处理，直行是第一位，左转第二位，右转第三位，U行（掉头）第四位，所以0x01标识直行，0x08标识U行，0x09标识直行+U行。二进制需转换成十进制。二进制第x位数字为1对应的含义：二进制第x位数字含义1允许直行2允许左转向3允许右转向4允许掉头转向5红灯情况下允许左转向6红灯情况下允许右转向7允许变道8不允许停车9非保护车道状态，如永久黄灯状态10停车，再前行11小心前行例如：如果参数含义表示“允许直行”和“允许右转向”，那么二进制为000000000101，对应十进制为5，该参数值填写5。二、闯红灯预警场景涉及的MAP参数4.Connection定义当前车道与下游路段中车道的连接关系。其中一个参数为信号灯相位号（phaseId），此处的相位ID是MAP消息与SPAT消息之间的关联。车辆通过该相位ID数据，查看到SPAT中对应的相位实时状态，从而获得行车过程中的信号灯数据辅助。二、闯红灯预警场景涉及的MAP参数三、闯红灯预警场景描述被测车辆匀速（10km/h-70km/h）行驶，前方路口有交通信号灯，通信范围内有RSU持续广播路口信号灯信息（RSU通过信号机获取信号灯相位状态广播SPAT消息），被测车以当前速度行驶无法通过路口时，被测车辆RLVW应用发出预警，提醒驾驶员前方红灯。（无法通过路口指车辆当前位置与停止线的纵向距离除以车速小于信号灯可通行的剩余时间）课堂小测单选题1、OBU在闯红灯预警场景中的作用是（

）。a)接收来自RSU广播的MAP消息b)接收来自RSU的SPAT消息c)接收来自云平台的MAP消息d)配置地图信息2、RSU在闯红灯预警场景中的作用是（

）。a)感知车辆b)发送SPAT消息c)发送MAP消息d)发送RSI消息ABBC课堂小测单选题3、无线远程连接OBU时，OBU的IP地址（）。a)192.168.1.110b)192.168.225.2c)192.168.1.214d)192.168.110.2144、（

）条件，系统会触发闯红灯预警。a)车辆当前位置与停止线的横向距离除以车速小于信号灯可通行的剩余时间。b)车辆当前位置与停止线的纵向距离除以车速小于信号灯可通行的剩余时间。c)车辆到达停止线时，红绿灯状态为绿灯。d)车辆到达停止线时，红绿灯状态为红灯。BBD课堂小测判断题1、每条车道的停止线由车道中间点列表中第一个点的位置决定。（）2、闯红灯预警应用辅助驾驶员安全通过信号灯路口，提高信号灯路口的通行安全。（

）3、闯红灯预警检测HV当前所处位置和速度等，通过计算预测车头经过路口停止线时信号灯的状态，并向驾驶员进行预警。（

）4、HV的OBU在闯红灯预警场景中，需要依据本身GNSS地理信息，确定当前受管控信号的相位，并计算其与停止线的距离。（）×√√√思政专栏上海普陀人民法院周某闯红灯过马路，碰撞到骑行电动车的林某致其摔倒，进而被轿车碾压。周某见状逃离现场，林某于当日抢救无效死亡。9月4日，澎湃新闻记者从上海市普陀区人民法院(以下简称上海普陀法院)获悉，近期，该院审理了这起交通肇事案件。2024年5月某天早上7时许，周某在上海市普陀区武威路、红棉路路口东侧人行横道，闯红灯穿过马路约5米处时，骑着电动自行车的林某刚好经过，发生碰撞后，林某连人带车摔倒在对向机动车道内。此时，恰逢对面路口机动车道变绿灯放行，刘某驾驶的小客车起步躲闪不及，导致林某遭车辆碾压受伤，周某见状却逃离现场。后电动车主林某经抢救无效于当日死亡。思政专栏2024年7月2日，赵某某驾驶无号牌摩托二轮车沿姜尚大道由北向南行驶，行驶至与庐阳大道交叉口时，与沿庐阳大道由西向东的小型轿车发生碰撞，造成赵某某受伤及双方车辆受损的道路交通事故。赵某某无证驾驶无号牌摩托二轮车上道路行驶，违反交通信号灯，其行为违反了《中华人民共和国道路交通安全法》第十九条第一款、第十一条第一款及第三十八条之规定，赵某某负此次事故的全部责任。因此，我们在实验和实操过程中，一定要按照要求和指引进行，要有良好的安全意识，避免不幸的发生。摩托车闯红灯PART04任务实施Assignmentimplement一、闯红灯预警场景搭建安全帽工作手套工作服笔记本电脑（含鼠标和充电线）路杆设备测试车辆OBU设备（含全套线束）平板电脑移动电源无纺布1.设备工具准备及检查（1）设备工具准备一、闯红灯预警场景搭建1.设备工具准备及检查（2）设备检查1）检查是否能正常遥控车辆2）检查车辆是否处于急停状态3）检查路杆设备是否锁止、稳定4）检查平板电脑的电量是否充足5）检查场景测试APP是否能够正常使用2.部署路杆设备及OBU（1）路杆部署将路杆设备摆放到指定位置。（2）OBU部署将OBU部署到车辆上，利用移动电源给OBU供电。注意：请利用工具将OBU固定好，防止OBU在车辆运动过程中移动或掉落一、闯红灯预警场景搭建3.启动设备(1）启动路杆设备打开路杆电源开关。(2)启动车辆启动车辆，将测试车辆行驶到测试道路上。一、闯红灯预警场景搭建4.调试OBU（1）无线远程连接OBU1）笔记本电脑连接OBU的WiFi。打开MobaXterm软件，OBU的IP地址：192.168.225.2。一、闯红灯预警场景搭建4.调试OBU（1）无线远程连接OBU2）输入账号：root，成功登录OBU一、闯红灯预警场景搭建4.调试OBU（2）测试OBU定位功能在OBU会话窗口执行命令kinematics-sample-client-a测试定位功能。一、闯红灯预警场景搭建4.调试OBU一、闯红灯预警场景搭建（3）测试PC5模组状态在OBU会话窗口执行以下命令测试PC5模组状态。V2X接收和发送状态必须为1才是正常状态：V2Xrx_status=1,tx_status=1其他值（0/2）都属于异常cv2x-config--get-v2x-status5.确认RSU正常广播的SPAT消息观察OBU是否正常接收RSU广播的信号灯消息。1）输入命令/tmp/obu-pal-debug4开启SPAT消息打印模块；2）输入命令journalctl-f-ursu-app查看RSU广播的SPAT消息。一、闯红灯预警场景搭建二、闯红灯预警场景测试1.使用APP登录OBU1）打开平板电脑，在设置界面单击“WLAN”选项，连接OBU的Wi-Fi。Wi-Fi名称和密码需要查看OBU设备底部的标签。二、闯红灯预警场景测试1.使用APP登录OBU2）打开GoXLinkApp，查看GoXLink与OBU是否连接成功。二、闯红灯预警场景测试2.APP上查看信号灯消息在GoXLinkApp上查看前方路口红绿灯信息是否与实际红绿灯保持一致