[发明专利]一种基于车车通信的车辆防碰撞方法

摘要

一种基于车车通信的车辆防碰撞方法，包括如下步骤1)初始化；2)计算自身位置坐标，并广播自身位置信息包；3)监听其他车辆的位置信息包，更新邻居车辆位置信息表；4)采用Kalman预测算法分别预测下一秒行驶状态，且m＝1；5)如果m＞Nm，跳到步骤1)，否则对自身车辆和车辆m的行驶数据进行预判断；6)预测水平方向和垂直方向的安全距离；7)预测两车辆间水平方向和垂直方向的距离；8)建立优化模型；9)求解优化模型，根据模型的解判断是否报警，m＝m+1，跳到步骤5)。本发明可准确计算碰撞预测时间，从而提高碰撞避免的概率，降低碰撞事故发生率、伤亡人数和经济损失。

主权项

一种基于车车通信的车辆防碰撞方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：1)初始化：参数初始化，将车辆的行驶行为分解成水平方向和垂直方向；2)读取自身北斗定位模块输出的经纬度，转化为地球横坐标和纵坐标，通过无线通信模块广播发送自身的位置信息包，并将自身车辆的位置信息采集时间和位置坐标添加到自身车辆位置信息表中；3)监听其他车辆的位置信息包，如果监听到位置信息包，读取该车辆ID、信息采集时间和位置坐标，判断是否第一次接收该车辆的位置信息包，如果第一次接收，则在邻居车辆位置信息表中新建一个该邻居车辆ID的信息行，将位置坐标和信息采集时间存储到该信息行中，否则将这些数据添加到已有的该邻居车辆信息行中；如果在设定时间内没有接收到该邻居车辆的位置信息包，则表示该车辆已经离开自身车辆的通信范围，删除该车辆的信息行；4)根据自身车辆位置信息表和邻居车辆位置信息表，采用Kalman预测算法分别预测水平方向和垂直方向的下一秒自身车辆和邻居车辆的位置，速度和加速度，且m＝1；5)如果m＞Nm,其中，Nm表示当前邻居车辆位置信息表中邻居车辆个数，则跳到步骤2)；否则Hflag＝0，Vflag＝0，其中Hflag表示两车辆水平方向的预测轨迹是否发生重叠的标志符，Vflag表示两车辆垂直方向的预测轨迹是否发生重叠的标志符；根据自身车辆和车辆m的当前时刻数据和下一秒的预测数据，对水平方向和垂直方向上数据进行预判断，即分析水平和垂直方向上状态无变化情况、同向行驶预测轨迹重合情况、相向行驶预测轨迹重合情况和反向不碰撞情况下的预测轨迹，确定Hflag和Vflag的值；如果Hflag＝＝2或Vflag＝＝2，则不会发生碰撞，m＝m+1，重新跳到步骤5)；如果Hflag＝＝1且Vflag＝＝1，则将发生碰撞，马上报警，m＝m+1，重新跳到步骤5)；6)预测经过k时间后水平方向和垂直方向的安全距离；7)预测经过k时间后两车辆间水平方向的距离为Ds,tH(k)=A16k3+A22k2+V1k+D1---(22)]]>其中，表示当前t时刻自身车辆水平方向的位置，表示t时刻车辆m水平方向的位置，表示t+1时刻自身车辆水平方向的预测加速度，表示t时刻车辆m水平方向的加速度，表示t时刻自身车辆水平方向的加速度，表示t+1时刻车辆m水平方向的预测加速度，ΔT表示数据采集周期，表示t时刻自身车辆水平方向的速度，表示t时刻车辆m水平方向的速度；预测经过k时间后两车辆间垂直方向的距离为Ds,tV(k)=A36k3+A42k2+V2k+ys,tV-ym,tV---(23)]]>其中，表示当前t时刻自身车辆垂直方向的位置，表示t时刻车辆m垂直方向的位置，表示t+1时刻自身车辆垂直方向的预测加速度，表示t时刻车辆m垂直方向的加速度，表示t时刻自身车辆垂直方向的加速度，表示t+1时刻车辆m垂直方向的预测加速度，ΔT表示数据采集周期，表示t时刻自身车辆垂直方向的速度，表示t时刻车辆m垂直方向的速度；8)建立优化模型(24)；min(k)  (24)s.t.0≤Ds,tH(k)≤Ds,ta,H(k),0≤Ds,tV(k)≤Ds,ta,V(k)]]>k∈R+其中，表示t+k时刻自身车辆和车辆m之间水平方向的安全距离估计值，表示t+k时刻自身车辆和车辆m之间垂直方向的安全距离估计值；9)求解优化模型(24)；如果模型无正实数解，则表示不发生碰撞，执行不报警操作，m＝m+1，返回步骤5)，否则获得正实数解K，即车辆的碰撞预测时间；判断K值和预先设置的阈值Kth的大小，如果K＜Kth时，执行报警操作，通过语音合成模块输出警报信号，否则执行不报警操作，m＝m+1，返回步骤5)。