[发明专利]车辆跟驰状态下基于车路协同的避撞预警系统及方法

权利要求书

1.一种车辆跟驰状态下基于车路协同的避撞预警系统，其特征在于，将车辆信息与道路上的控制设备进行传输交换，能够根据车辆瞬时减速度变化情况判断其可能达到的平均减速度，同时在前车减速时，能够根据车辆间的时空关系计算驾驶员的临界安全反应时间，所述系统包括：车载控制器和中央控制器；

所述车载控制器，用于采集车辆信息，将所述车辆信息发送给所述中央控制器，并接收所述中央控制器发送的预警信息和自动控制信息，所述车辆信息包括车辆速度信息和车辆位置信息；

所述中央控制器，用于接收所述车辆信息，判断车辆跟驰状态，监控车辆减速变化率，计算平均减速度和后车临界安全反应时间，判断安全距离，将预警信息和自动控制信息发送给所述车载控制器，包括：根据车辆位置信息(X_l、X_f)判断车辆是否满足跟车条件，基于“三秒间距”的安全车距判断方法，故跟车条件计算公式为：X_l(t)-X_f(t)＜3×V_f(t)，式中，X_l(t)——前车在t时刻的位置，X_f(t)——后车在t时刻的位置，V_f(t)——后车在t时刻的速度；实时计算前车减速度，同时监控前车是否减速，其计算公式为：a_l(t)＝(V_l(t)-V_l(t-T))/T，其中，T为车辆信号更新时间，当a_l(t)＜-0.5m/s²时，定义为前车开始减速，式中，V_l(t)——前车在t时刻的速度，V_l(t-T)——前车在t-T时刻的速度，a_l(t)——前车在t时刻的减速度；前车开始减速，减速时刻为t₀，实时计算(0,t₀+0.5s)时间内前车的减速度变化率，其计算公式为：J_l(t)＝(a_l(t)-a_l(t-T))/T，并进一步确定前车平均减速度，式中，J_l(t)——前车在t时刻的减速度变化率，a_l(t-T)——为前车在t-T时刻的减速度变化率；计算后车的临界安全反应时间，其计算公式为：若后车在(t₀+0.5s,t₀+t_{r_safe})内没有减速，则在t₀+t_{r_safe}时刻发布预警信息，式中，v_f为后车速度，v_l为前车速度，L₀为初始车头间距，L₁为最终车头间距，a_l为前车减速度，a_f为后车减速度，t_r-safe为特定状态下计算出来的后车临界安全反应时间；

其中，根据所述车辆位置信息和车辆速度信息判断是否对车辆进行自动控制，包括：在前车减速过程中，根据车辆速度信息V_车和车辆位置信息X_车，实时计算安全状态下的安全车头间距，安全条件计算公式为：当安全车头间距小于安全条件时，即两车即将发生碰撞时，对车辆进行自动控制操纵车辆减速，其中，v_f为后车速度，v_l为前车速度，L₀为初始车头间距，L_1-safe为安全车头间距，a_l为前车减速度，a_f为后车减速度，t_r为驾驶员实际反应时间。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车载控制器包括车辆信息采集单元、车辆信息发送单元、预警信息接收单元、语音预警单元、自动控制信息接收单元和自动控制单元；

所述车辆信息采集单元用于采集车辆速度信息和车辆位置信息；

所述车辆信息发送单元用于将所述车辆速度信息和车辆位置信息发送给所述中央控制器；

所述预警信息接收单元用于接收所述预警信息；

所述语音预警单元用于播报所述预警信息；

所述自动控制信息接收单元用于接收所述自动控制信息；

所述自动控制单元用于车辆自动控制。