[发明专利]一种基于LTE-V通信的前向碰撞预警方法

说明书

本发明一种基于LTE‑V通信的前向碰撞预警方法，运用车辆基本消息集(BSM)制定出符合中国汽车工程学会标准中前向碰撞预警应用场景的算法。依据通信范围远小于地球尺寸时可以忽略地球曲面的影响建立坐标系，实现大地坐标经纬度向平面坐标的转化。既满足精度的要求，又可避免传统高斯‑吕克格投影法参考椭球的选取及其计算的复杂度。进而设计车辆是否处于同一车道以及对车辆前后位置关系判断的算法，更加符合实际驾驶场景。确定安全车距的车辆动力学模型中，考虑到中国交通运输部对需要安装前向碰撞预警系统车辆车长的规定，对安全车距模型中加入对最小距离的考虑与分析。结合与车辆间实际距离的比较，可减少前向碰撞的次数和严重程度，提高驾驶安全性。

技术领域

本发明属于交通安全领域，具体涉及一种基于LTE-V通信的前向碰撞预警方法。

背景技术

据中国公安部权威发布，截至2018年中国机动车保有量达3.22亿，庞大的车辆数目给中国道路交通安全带来了极大的挑战，据the General Estimates System and theFatality Analysis Reporting System报道，前向碰撞是最常见的交通事故并且导致大量交通伤害和财产损失。超过90％的前向碰撞事故是由驾驶员分心或跟车过近引起的，因此有效可行的检测和预警系统会显著减少前向碰撞的次数和严重程度，大大提高驾驶安全性。

雷达和激光雷达系统应用在前向碰撞系统有较高的精度，但是成本相对较高而且在恶劣天气如下雨有雾等情况下受影响较大。20世纪80年代，人们开始意识到基于无线通信的车辆间的协作安全。基于LTE-V等无线通信技术实现车辆间信息共享，可以不受恶劣天气或光照影响，确保系统的适应性并且可以覆盖更广的范围。目前大部分论文中前向碰撞预警系统及方法更加注重于运用理论及仿真对安全车距模型以及评价指标等的改进，而很少针对实际经纬度等数据进行算法设计。据中国交通运输部《JT/T 1094-2016》标准规定，2018年，4月1日起，新生产的9m以上营运客车需要安装前向碰撞预警系统(forwardcollision warning system,FCWS)。因此，研究符合国标的基于LTE-V通信的前向碰撞预警方法具有非常实际的意义。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于提供一种基于LTE-V通信的前向碰撞预警方法，本发明能够有效的检测和预警、显著减少前向碰撞的次数和严重程度，大大提高驾驶安全性。

为实现上述标准中应用场景中的要求，本发明运用如下的技术方案：

一种基于LTE-V通信的前向碰撞预警方法，包括如下步骤：

S1，获取BSM消息中的数据信息；

S2，利用S1获取的数据信息建立坐标系，实现经纬度信息向平面直角坐标转化，从而得到转化后的数据信息；

S3，利用转化后数据信息判断车辆所处车道；

若两车位于同一车道，再利用转化后的数据信息判断车辆间的前后位置关系；

若远车位于主车前方，再利用转化后的数据信息计算远车与主车实际相对距离以及利用转化后的数据信息确立安全车距；

比较远车与主车实际相对距离与所述安全车距，并确定预警与否；

当实际相对距离<安全距离时，发出预警；当实际相对距离≥安全距离时，不发出预警。

S1中，获取BSM消息中的数据信息包括主车和远车的车辆经度、纬度、速度、加速度、航向角以及车辆长度和车辆宽度，根据所数据信息的据类型和分辨率，将数据信息处理为对应数值的double型。

S2中，将处理后的数据信息中的经度和纬度建立如下坐标系的方式转化为平面直角坐标；

在地球表面建立如下坐标系：