[发明专利]一种基于专用短程通信的弯道协同避撞预警方法

摘要

本发明公开了一种基于专用短程通信的弯道协同避撞预警方法，具体步骤为：获取自车实时位置信息，结合电子地图，判断车辆是否进入弯道区域；若进入弯道，此时通过专用短程通信设备向周围广播自车的行驶信息及询问是否存在对向行驶车辆；若存在，则获取对向行驶车辆行驶信息及位置信息结合自车行驶信息及位置信息，预测车辆交会时的最小侧向距离及到达交会处所需的时间，与设定阈值进行对比判断进行分级避撞预警。本发明的优点为：能够预测车辆在交会处的最小侧向距离及到达交会处所需的时间，并通过专用短程通信的方式实现车辆状态与预警信息的交互，从而达到弯道协同避撞预警的目的。

主权项

1.一种基于专用短程通信的弯道协同避撞预警方法，其特征在于：通过下述步骤实现：步骤1：自车位置判别；实时接收自车的位置信息；并将自车的位置信息与电子地图上的各个弯道路段的入口位置信息进行比对；若自车位置与弯道路段的入口间距离小于阀值d_curve，则执行步骤2；否则，返回执行步骤1；步骤2：判断自车所进入的弯道路段是否存在相向行驶车辆；a、获取自车当前时刻的行驶信息，并将自车行驶信息打包后，向周围进行广播；若自车接收到其他车辆发送的行驶信息包，则执行步骤b；若自车未接收到其他车辆发送的行驶信息包，则每间隔时间T₁执行一次步骤6；b、将自车接收到的行驶信息包按照步骤a中的数据格式进行解析；令自车的航向角C_own∈(90°,270°)若自车接收到的行驶信息中航向角C_Other∈(270°，360°)或C_Other∈(O°，90°)，则进入步骤3；否则，每隔时间T₁执行一次步骤6；步骤3：确定自车与对向行驶车辆在交会处的最小侧向距离；A、对自车的行驶信息及相向行驶车辆的行驶信息进行处理，令自车为A车，对向行驶车辆为B车，则当A车进入弯道入口时，以A车位置为原点建立的二维坐标系xOy，取正南方向为y轴正方向，正西方向为x轴正方向；由此，A车在坐标系xOy中的初始位置为（0，0）；B车在坐标系xOy中的初始位置为且：xB0=R×cos(LatB)×cos(LonB)-R×cos(LatA)×cos(LonA)yB0=R×cos(LatB)×sin(LonB)-R×cos(LatA)×sin(LonA)---(1)]]>式（1）中，LonA与LonB分别为A车与B车的经度；LatA与LatB分别为A车与B车的纬度；R为地球半径；B、令B车位置不动，A车相对B车的运动，经过1秒后，A车将按照相对运动的轨迹向Ｂ车靠近，并且到达分别为：xA1=xA0+vA*sinθ+vB*cosδyA1=yA0+vA*cosθ+vB*sinδ---(2)]]>其中，v_A与v_B分别为A车与B车的行驶速度；θ＝270°-C_A+α_A；δ＝C_B+α_B；C_A与C_B分别为A车与B车的航向角；α_A与α_B分别为A车与B车的转向角；C、重复执行步骤B，则经过i秒后，A车按照相对运动的轨迹向Ｂ车靠近，并且将到达分别为：xAi=xAi-1+vA*sinθ+vB*cosδyAi=yAi-1+vA*cosθ+vB*sinδ---(3)]]>其中，θ＝270°-C_A+iα_A；δ＝C_B+iα_B；此时，若则返回执行步骤C；若则进入步骤D；D、确定B车到线段A_i-1A_i的距离d_{pre_side}为：dpre_side=|kxB0-yB0-kxAi-1+yAi-1|k2+1---(4)]]>其中，k=yAi-yAi-1xAi-xAi-1;]]>步骤4：确定自车与对向行驶车辆交会所需的时间；令对向行驶车辆的初始位置向线段A_i-1A_i所作垂线的垂足为D点，则自车与对向行驶车辆到达交会处的所需的时间t_{pre_side}为：tpre_side=i-1+dAi-1D/dAiAi-1---(5)]]>其中，dAi-1D=(xB0-xAi-1)2+(yB0-yAi-1)2-dpre_side2;]]>步骤5：协同避撞预警决策；令两车会车时，侧向最小安全距离为d_{safe_min}；由此根据d_{pre_side}、t_{pre_side}及d_{safe_min}进行分级预警决策，具体的预警方式如下：Ⅰ、当d_{pre_side}≤d_{safe_min}时，则根据预测的碰撞时间t_{pre_side}进行分级预警，具体为：①、当t_{pre_side}＞t_{level_3}时，t_{level_3}为3级预警对应的车辆交会时间阈值，则设定预警级别为3级，此时自车的车载端显示屏危险进度条显示为颜色A，并通过语音提示驾驶员，随后执行步骤6；②、当t_{level_2}＜t_{pre_side}＜t_{level_3}时，t_{level_2}为2级预警对应的车辆交会时间阈值，则设定预警级别为2级，此时自车车载端显示屏危险进度条显示为颜色B，并通过语音提示驾驶员，随后执行步骤6；③、当t_{pre_side}＜t_{level_2}时，设定预警级别为1级，则自车显示屏危险进度条显示为颜色B，并通过语音提示驾驶员；同时通过专用短程通信的方式向对向行驶的车辆B每隔时间T₂发送一次警示信息，随后执行步骤6；Ⅱ、当d_{pre_side}＞d_{safe_min}时，表示没有碰撞的危险，自车不进行协同避撞预警，则执行步骤6；步骤6：判断自车是否驶离弯道；根据GPS实时接收的自车的位置信息，与电子地图上的自车所在弯道路段的出口位置信息进行比对，若自车与弯道路段的出口间的距离小于阀值d'_curve，结束协同避撞预警；否则，返回执行步骤1。