[发明专利]一种基于车路/车车通讯的车辆弯道通行辅助系统

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通系统领域，特别是关于一种基于车路/车车通讯的车辆弯道通行辅助系统。

背景技术

随着汽车保有量增加和道路交通流量上升，道路堵塞、环境污染和交通事故等问题日益严重。在汽车行驶的路段中，弯道路段工况复杂，是行车过程中的危险路段。车辆在弯道路段行驶时，超速行驶是发生交通事故的主要原因。驾驶员难以及时准确地估计弯道的行车状况，如弯道曲率半径、道路摩擦系数、交通状况等信息，导致以过高的车速进入弯道，容易发生侧翻、驶出车道的交通事故。限制车辆在弯道路段的行驶速度，将车速控制在安全阈值，可以显著减小弯道交通事故的发生率和事故严重性。为此，交通管理部门依据不同的道路类型和道路工况制定了相应的限速标准，在道路相应路段设置限速标志牌，但多数驾驶员很少严格执行这些标准，且该限速标准也难以根据天气条件进行动态的调整。由此可看出，作为人-车-路闭环交通系统中重要的组成部分，驾驶员由于自身条件的限制，已成为这个系统中的薄弱环节。基于智能交通系统(ITS)的驾驶辅助系统(Advanced Driving Assistance Systems/ADAS)可以提升“人”对“车-路”系统的感知、决策和控制能力。驾驶辅助系统将人-车-路作为一个闭环系统，利用现代信息技术、传感技术来扩展驾驶员的环境感知能力，在路况与车况的综合信息中辨识安全隐患。因此在危险工况中，ADAS不仅为驾驶员提供危险预警信息，而且能够自动采取措施增加车辆的安全性。影响弯道安全车速的因素主要有：弯道曲率半径、道路附着系数、能见度、道路横向坡度等。早期发展的弯道安全辅助系统有车辆侧翻预警系统、车辆防侧滑预警系统、车辆电子稳定性控制系统等，这些辅助系统都依赖于对车辆和道路状态的实时感知，由于感知的准确性和实时性难以保证，始终没有特别有效的辅助系统保障车辆在弯道上行驶的安全性。

V2V(Vehicle-to-Vehicle)和V2I(Vehicle-to-Infrastructure)通讯技术的发展使得ITS技术可以有效地将人-车-路之间的信息有机地整合起来，驾驶辅助系统感知的信息内容越来越丰富、感知的范围越来越宽、感知的实时性越来越高，从而更加有效地提高车辆的行驶安全性、舒适性和经济性。因此，基于V2V和V2I通讯的协同式驾驶安全辅助系统(Cooperative Advanced Driver Assistance Systems)得到了快速发展和应用。目前，应用于弯道的驾驶安全辅助系统的基本原理是：利用路侧装置识别弯道处的路况(如交通事故)、道路条件(如路面潮湿程度)、天气条件(如雨雪)等，并将这些信息通过V2I技术发送给即将驶入弯道的车辆，使得这些车辆提前获取弯道信息，并计算出合理的通过弯道的车速，以保证行车安全。

上述现有技术存在的问题主要包括几个方面：1)获取弯道处交通状况、天气条件、道路条件等信息的手段不够成熟，获取的信息精度不高，并且实时性难以保证；2)获取弯道信息需要高精度的传感系统，成本高，难以推广应用；3)目前能够获取的信息大多是相对静态的，如弯道曲率、道路坡度等，但是对于一些动态信息如路面附着系数、弯道交通事故、天气条件等尚难以获得；4)目前弯道安全通行车速模型的建立多依据静态道路信息，难以反应动态的道路条件变化；5)目前基于车车/车路通讯的弯道通行辅助系统是从车辆动力学控制的角度建立的，没有基于历史行车数据的自学习功能，智能化程度低。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于驶过弯道的车辆的历史行车状态数据，通过无监督式学习方法聚类区分出激进、普通、保守驾驶数据集，然后采用带时间因子的加权最小二乘方法得到统计意义下最优的行车速度序列和轨迹序列，从而为不同类型的车辆通过弯道提供合理的车速建议或者辅助控制的基于车路/车车通讯的车辆弯道通行辅助系统。