[发明专利]一种基于V2X的车车碰撞检测方法及应用系统

说明书

本发明公开了一种基于V2X的车车碰撞检测方法及应用系统，包括(1)数据交互模块：实现汽车运动状态原始数据与V2V通信消息集报文解析与封装。(2)坐标转换及投影模块：基于汽车运动状态数据、外部配置地球几何属性数据，实现由大地地心坐标系到基于本车载体的高斯平面坐标系转换。(3)安全车距计算模块：求解汽车预计运动距离、汽车平面顶点坐标，引入安全车距参数，实现碰撞风险预测。(4)碰撞风险检测模块：判断汽车两两之间覆盖区域重叠情况，实现碰撞检测。本发明基于V2V通信广播的BSM车辆基本安全属性消息，为了提高碰撞检测准确性，通过引入车身尺寸参数，实现对车身边缘精确计算，达到碰撞检测的目的。

【技术领域】

本发明涉及交通安全的汽车碰撞检测技术领域，特别涉及一种基于V2X的车车碰撞检测方法及应用系统。

【背景技术】

V2X车联网环境下基于车车通信的目标检测和状态感知，车车碰撞危险检测是辅助驾驶员行驶、提升行车安全的重要手段。车联网环境保障了车车通信高频、低时延及数据准确性，支持车辆运动状态和静态配置信息实时传输。然而，基于信息传输，如何实现精准、多维度的汽车目标检测与状态感知是当前面临的一个问题。一方面由于缺乏完整的汽车静态数据(如车身尺寸)，另一方面也缺乏合适的方法针对汽车覆盖区域建立二维数值模型。此外，合理的安全距离模型，在考虑碰撞危险预测的基础上，实现相对位置预测，避免碰撞事故发生尚需深入研究。综上原因成为了目前车车碰撞检测预警应用不够准确的主要因素。

为了辅助驾驶员行车、提升驾驶员安全，因此提出车联网环境下基于车车通信的碰撞检测方法显得十分重要，将是对交通安全类应用的极大补充。

【发明内容】

有鉴于此，为克服现有技术的不足，本发明提供一种基于V2X的车车碰撞检测方法及应用系统，针对车联网环境下汽车目标检测维度不够的问题，建立汽车覆盖区域二维数值模型，准确预测车辆两两之间相对位置，针对碰撞检测不准确问题，提出顶点射线与平面边缘相交法，准确判定车车碰撞。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于V2X的车车碰撞检测方法，包括以下步骤：

(1)通过数据交互模块提取车辆信息，实现汽车运动状态原始数据与V2V通信信息集报文解析与封装；(2)通过坐标及投影模块实现坐标系转换及平面投影，基于汽车运动状态数据、外部配置地球基本属性数据，实现由大地地心坐标系到基于本车载体的高斯平面坐标系转换；(3)通过安全车距计算模块，在考虑通信时延、驾驶员反映时延、制动时延的前提下，求解汽车预计运动距离、汽车平面顶点坐标，进而引入安全车距参数，实现碰撞风险的提前预测，保障驾驶安全；(4)碰撞风险检测模块：求解汽车顶点射线及边缘线段解析式，结合顶点射线与平面边缘相交法，通过统计交点数量，判断汽车两两之间覆盖区域重叠情况，实现碰撞检测。

进一步，在步骤(1)中，所述数据交互模块解析接收到的V2V通信信息集(BSM)生成汽车运动状态数据，并提供完整运动状态数据结构，再根据汽车运动状态封装成消息集以支持V2V通信信息传输。

所述步骤(2)中，坐标系转换及平面投影方式如下：(21)基于地球球面半径及汽车位置数据完成由大地地心坐标系到东北天坐标系转换；

(22)基于东北天坐标系坐标，完成以本车GPS定位模块为原点，当前行驶方向为横轴正向，符合右手坐标系的载体坐标系转换；

(23)结合地球表面任意点海拔高度，完成三维载体坐标系向二维高斯平面坐标系投影；

(24)并对外提供不同坐标系下其他车辆位置数据API。

进一步，所述步骤(3)中，通过安全车距计算模块具体计算方法包括：

(31)计算考虑通信时延、驾驶员反应时延、制动时延的前提下，本车在水平和垂直方向上运动的距离，从而求得平面顶点坐标值；