CN103065502B - 具有闯红灯紧急避撞预警功能的车路协同系统及方法 - Google Patents

具有闯红灯紧急避撞预警功能的车路协同系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具有闯红灯紧急避撞预警功能的车路协同系统及方法,系统包括:交叉口控制器,用于采集信号灯信息及红灯相位的停车线位置信息,并当红灯时将采集信息传输给红灯相位车辆,当有闯红灯的行为发生时,向绿灯相位车辆发送预警信息;红灯相位车辆的车载控制器,用于获取红灯相位车辆的位置信息、红灯相位车辆速度及接收所述采集信息,并对所述采集信息进行处理;绿灯相位车辆的车载控制器,用于接收所述预警信息。本发明通过交叉口控制器和车载控制器的信号传输,利用车辆预警模块判断红灯相位车辆是否会闯红灯,当有闯红灯行为发生,则向绿灯相位车辆发送预警信息,减少了交叉口闯红灯车辆导致的车辆相撞事故的发生。

Description

具有闯红灯紧急避撞预警功能的车路协同系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及交通安全技术领域,特别涉及一种具有闯红灯紧急避撞预警功能的车 路协同系统及方法。
背景技术
[0002] 在信控交叉口处,当驾驶员在绿灯时间内试图通过交叉口时,这时从交叉口其他 方向出现左转或直行的闯红灯车辆,极有可能与正常通行的车辆发生碰撞,由于闯红灯车 辆导致的碰撞事故严重程度比较高,因而闯红灯车辆给他人带来的生命威胁不容忽视,如 何减少闯红灯车辆带给其他车辆带来的威胁成为有待解决的一道难题。
[0003] 目前车路协同技术的发展为解决闯红灯相撞事故问题提供了思路和方法,闯红灯 紧急避撞预警技术也就应运而生,该技术就是通过一定的检测和传感设备,对可能给正常 行驶车辆造成影响的闯红灯车辆进行监视,并通过一定的车内预警装置将预警信息传送给 正常行驶车辆的驾驶员,建议和辅助驾驶员采取一些紧急避撞措施,从而避免和闯红灯车 辆发生碰撞或减少碰撞严重程度。
[0004] 由于碰撞产生的危害较大,因此紧急避撞预警技术一直是国内外众多学者研究的 重点,然而针对交叉口处的闯红灯车辆造成的碰撞,目前所涉及的研究相对较少。
发明内容
[0005] (一)解决的技术问题
[0006] 本发明解决的技术问题是为了克服交叉口闯红灯车辆造成的碰撞的发生,提供一 种具有闯红灯避撞紧急预警功能的车路协同预警系统及方法。
[0007] (二)技术方案
[0008] 本发明提出了一种具有闯红灯紧急避撞预警功能的车路协同系统,其特征在于, 所述系统包括:
[0009] 交叉口控制器,用于采集信号灯信息及红灯相位的停车线位置信息,并当信号灯 由黄变红时将采集信息传输给红灯相位车辆的车载控制器,当红灯相位车辆有闯红灯的行 为发生时,向绿灯相位车辆的车载控制器发送预警信息;
[0010] 红灯相位车辆的车载控制器,用于获取红灯相位车辆的位置信息、红灯相位车辆 速度及接收所述交叉口控制器传输的所述采集信息,并对获取信息和所述采集信息进行处 理;
[0011] 绿灯相位车辆的车载控制器,用于接收所述交叉口控制器传输的所述预警信息。
[0012] 优选地,所述交叉口控制器包括:
[0013] 第一 GPS模块,用于采集交叉口信号灯信息及停车线的位置信息;
[0014] 信号发射器,用于将第一 GPS模块采集的交叉口信号灯信息及红灯相位的停车线 位置信息发送给红灯相位车辆的车载接收器;
[0015] 信号接收器,用于接收红灯相位车辆的车载发射器发送的车辆是否有闯红灯行为 发生的判断结果。
[0016] 优选地,所述红灯相位车辆的车载控制器包括:
[0017] 第二GPS模块,用于红灯相位采集车辆的位置信息及红灯相位车辆速度;
[0018] 车载接收器,用于接收所述信号发射器发送的交叉口信号灯信息及红灯相位的停 车线位置信息;
[0019] 信息处理模块,用于对所述红灯相位车辆的位置信息、所述红灯相位车辆速度和 所述采集信息进行处理,并根据处理结果判断红灯相位车辆是否有闯红灯行为的发生;
[0020] 车载发射器,用于将红灯相位车辆是否有闯红灯行为发生的判断结果发送给所述 信号接收器。
[0021] 优选地,所述绿灯相位车辆的车载控制器包括:
[0022] 车辆预警模块,用于接收所述交叉口控制器传输的所述预警信息,所述预警信息 为红灯相位车辆有闯红灯行为发生,并语音提示驾驶员。
[0023] 本发明还提出了一种具有闯红灯紧急避撞预警功能的车路协同方法,其特征在 于,所述方法包括:
[0024] S1、交叉口控制器中的第一 GPS模块采集信号灯信息及红灯相位的停车线位置信 息(Xff,Yff),并当信号灯由黄变红时通过信号发射器将采集信息传输给红灯相位车辆的车 载控制器;
[0025] S2、所述红灯相位车辆的车载控制器中的车载接收器接收到所述信号发射器发送 的交叉口信号灯信息及红灯相位的停车线位置信息(X ff,Yff)后进行减速,并通过第二GPS 模块获得红灯相位车辆的位置信息(X¥,Y¥)和红灯相位车辆速度V¥,信息处理模块根据 红灯相位车辆的位置信息和红灯相位车辆速度计算红灯相位车辆距离停车线距离 距离、红灯相位车辆距尚停车线时距T距离停车线时距及刹车距尚L刹车距离;
[0026] S3、将红灯相位车辆距离停车线距离 L距离停线距离与刹车距尚L刹车距离进行比较,并 根据红灯相位车辆距离停车线时距判断红灯相位车辆是否有闯红灯行为的发 生,并将判断结果发送给所述交叉口控制器的信号接收器;
[0027] S4、若红灯相位车辆有闯红灯行为的发生,则交叉口控制器向绿灯相位车辆发送 预警信息。
[0028] 优选地,步骤S2中计算红灯相位车辆距离停车线距离、红灯相位车辆 距尚停车线时距T 刹车距尚的计算公式为:
Figure CN103065502BD00051
[0032] 其中,Tas为当红灯相位车辆的车载控制器中的车载接收器接收到所述信号发射 器发送的交叉口信号灯信息后驾驶员的反应时间,a ss为红灯相位车辆的减速的加速度。
[0029]
[0030]
[0031]
[0033] 优选地,步骤S3具体包括:
[0034] 当L刹车距离〉L距离停车线距离且3s〈T距离停车线时距〈5s时,则为红灯相位车辆有闯红灯 7[丁为 发生。
[0035] (三)有益效果
[0036] 本发明提供了一种具有闯红灯避撞紧急预警功能的车路协同预警系统及方法,通 过交叉口控制器和车载控制器的信号传输,最终获得车辆与交叉口停车线之间的距离,利 用车辆预警模块判断出红灯相位车辆是否会闯红灯,如果有闯红灯行为发生,则向绿灯相 位车辆发送预警信息,减少了交叉口闯红灯车辆导致的车辆相撞事故的发生。
附图说明
[0037] 图1为本发明的车路协同系统的原理图;
[0038] 图2为本发明的车路协同系统方法流程图。
具体实施方式
[0039] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述。
[0040] 实施例1 :
[0041] 本发明提出了一种具有闯红灯紧急避撞预警功能的车路协同系统,所述系统包 括:
[0042] 交叉口控制器,用于采集信号灯信息及红灯相位的停车线位置信息,并当信号灯 由黄变红时将采集信息传输给红灯相位车辆的车载控制器,当红灯相位车辆有闯红灯的行 为发生时,向绿灯相位车辆的车载控制器发送预警信息;
[0043] 红灯相位车辆的车载控制器,用于获取红灯相位车辆的位置信息、红灯相位车辆 速度及接收所述交叉口控制器传输的所述采集信息,并对获取信息和所述采集信息进行处 理;
[0044] 绿灯相位车辆的车载控制器,用于接收所述交叉口控制器传输的所述预警信息。
[0045] 如图1所示,将交叉口控制器安装在交通道路的交叉口处,A车所处方向为红灯, 无通行权,B车所处方向为绿灯方向,有通行权,其中,交叉口控制器实时采集交叉口信号灯 信息,当信号灯由黄变红时,交叉口控制器启动,所述交叉口控制器包括:
[0046] 第一 GPS模块,用于采集交叉口信号灯信息及停车线的位置信息;
[0047] 信号发射器,用于将第一 GPS模块采集的交叉口信号灯信息及红灯相位的停车线 位置信息发送给红灯相位车辆的车载接收器;
[0048] 信号接收器,用于接收红灯相位车辆的车载发射器发送的车辆是否有闯红灯行为 发生的判断结果。
[0049] 在A车和B车中都装有车载控制器,本发明中的实施例中A车即所述红灯相位车 辆的车载控制器主要由以下模块起作用,包括:
[0050] 第二GPS模块,用于红灯相位采集车辆的位置信息及红灯相位车辆速度;
[0051] 车载接收器,用于接收所述信号发射器发送的交叉口信号灯信息及红灯相位的停 车线位置信息;
[0052] 信息处理模块,用于根据所述红灯相位车辆的位置信息和所述红灯相位车辆速 度,对所述采集信息进行处理,并根据处理结果判断红灯相位车辆是否有闯红灯行为的发 生;
[0053] 车载发射器,用于将红灯相位车辆是否有闯红灯行为发生的判断结果发送给所述 信号接收器。
[0054] 在本发明中的实施例中B车即所述绿灯相位车辆的车载控制器主要由以下模块 起作用,包括:
[0055] 车辆预警模块,用于接收所述交叉口控制器传输的所述预警信息,所述预警信息 为红灯相位车辆有闯红灯行为发生,并语音提示驾驶员。
[0056] 实施例2 :
[0057] 本发明还提出了一种具有闯红灯紧急避撞预警功能的车路协同方法,如图2所 示,所述方法包括:
[0058] S1、交叉口控制器中的第一 GPS模块采集信号灯信息及红灯相位的停车线位置信 息(Xff,Yff),并当信号灯由黄变红时通过信号发射器将采集信息传输给红灯相位车辆的车 载控制器;
[0059] S2、所述红灯相位车辆的车载控制器中的车载接收器接收到所述信号发射器发送 的交叉口信号灯信息及红灯相位的停车线位置信息(X ff,Yff)后进行减速,并通过第二GPS 模块获得红灯相位车辆的位置信息(X¥,Y¥)和红灯相位车辆速度V¥,信息处理模块根据 红灯相位车辆的位置信息和红灯相位车辆速度计算红灯相位车辆距离停车线距离 距离、红灯相位车辆距尚停车线时距T距离停车线时距及刹车距尚L刹车距离;
[0060] 其中,计算公式为:
Figure CN103065502BD00071
[0061]
[0062]
[0063]
[0064] 其中,Tas为当红灯相位车辆的车载控制器中的车载接收器接收到所述信号发射 器发送的交叉口信号灯信息后驾驶员的反应时间,ass为红灯相位车辆的减速的加速度,在 本实施例中,设T as为0.75s, a减速为5m/s 〇
[0065] S3、将红灯相位车辆距离停车线距离 L距离停线距离与刹车距尚L刹车距离进行比较,并 根据红灯相位车辆距离停车线时距判断红灯相位车辆是否有闯红灯行为的发 生,并将判断结果发送给所述交叉口控制器的信号接收器;
[0066] 当L>L时,则红灯相位车辆有可能会出现闯红灯行为,根据现有技 术可知,当狱警时间为提前5s时,可起到较为理想效果,因此进一步判断红灯相位车辆距 离停车线时距Tswfw纟,当3s〈TSWfW纟A_〈5s时,则判定为红灯相位车辆有闯红灯行为 发生;
[0067] S4、若红灯相位车辆有闯红灯行为的发生,则交叉口控制器向绿灯相位车辆发送 预警信息。
[0068] 当绿灯相位车辆接收到交叉口控制发送的预警信息后,通过语音向驾驶员提示 "请注意闯红灯车辆"等提示音。绿灯相位车辆驾驶员则尽可能的避开闯红灯车辆,减少交 叉口处与闯红灯车辆碰撞的事故。
[0069] 以上实施方式仅用于说明本发明,而并非对本发明的限制,有关技术领域的普通 技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有 等同的技术方案也属于本发明的范畴,本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (4)

1. 一种具有闯红灯紧急避撞预警功能的车路协同系统,其特征在于,所述系统包括: 交叉口控制器,用于采集信号灯信息及红灯相位的停车线位置信息,并当信号灯由黄 变红时将采集信息传输给红灯相位车辆的车载控制器,当红灯相位车辆有闯红灯的行为发 生时,向绿灯相位车辆的车载控制器发送预警信息; 红灯相位车辆的车载控制器,用于获取红灯相位车辆的位置信息、红灯相位车辆速度 及接收所述交叉口控制器传输的所述采集信息,并对获取信息和所述采集信息进行处理; 绿灯相位车辆的车载控制器,用于接收所述交叉口控制器传输的所述预警信息, 所述交叉口控制器包括: 第一GPS模块,用于采集交叉口信号灯信息及停车线的位置信息; 信号发射器,用于将第一GPS模块采集的交叉口信号灯信息及红灯相位的停车线位置 信息发送给红灯相位车辆的车载接收器; 信号接收器,用于接收红灯相位车辆的车载发射器发送的车辆是否有闯红灯行为发生 的判断结果, 所述红灯相位车辆的车载控制器包括: 第二GPS模块,用于红灯相位采集车辆的位置信息及红灯相位车辆速度; 车载接收器,用于接收所述信号发射器发送的交叉口信号灯信息及红灯相位的停车线 位置信息; 信息处理模块,用于对所述红灯相位车辆的位置信息、所述红灯相位车辆速度和所述 采集信息进行处理,并根据处理结果判断红灯相位车辆是否有闯红灯行为的发生,信息处 理模块根据红灯相位车辆的位置信息和红灯相位车辆速度计算红灯相位车辆距离停车线 距尚L距离停车线距离、红灯相位车辆距尚停车线时距T距离停车线_及刹车距尚L刹车距离,
Figure CN103065502BC00021
其中,停车线位置信息为(X(f,Y(f),红灯相位车辆的位置信息为(χ¥,γ¥),红灯相位 车辆速度为V¥,T&jS为当红灯相位车辆的车载控制器中的车载接收器接收到所述信号发射 器发送的交叉口信号灯信息后驾驶员的反应时间,ass为红灯相位车辆的减速的加速度; 车载发射器,用于将红灯相位车辆是否有闯红灯行为发生的判断结果发送给所述信号 接收器; 所述绿灯相位车辆的车载控制器包括: 车辆预警模块,用于接收所述交叉口控制器传输的所述预警信息,所述预警信息为红 灯相位车辆有闯红灯行为发生,并语音提示驾驶员。
2. -种具有闯红灯紧急避撞预警功能的车路协同方法,其特征在于,所述方法包括: S1、交叉口控制器中的第一GPS模块采集信号灯信息及红灯相位的停车线位置信息(X ff,Yff),并当信号灯由黄变红时通过信号发射器将采集信息传输给红灯相位车辆的车载控 制器; 52、 所述红灯相位车辆的车载控制器中的车载接收器接收到所述信号发射器发送的交 叉口信号灯信息及红灯相位的停车线位置信息(Xff,Yff)后进行减速,并通过第二GPS模块 获得红灯相位车辆的位置信息(X¥,Y¥)和红灯相位车辆速度V¥,信息处理模块根据红灯 相位车辆的位置信息和红灯相位车辆速度计算红灯相位车辆距离停车线距离Lswff^^胃、 红灯相位车辆距离停车线时距及刹车距离Liww ; 53、 将红灯相位车辆距离停车线距离与刹车距离进行比较,并根据 红灯相位车辆距离停车线时距判断红灯相位车辆是否有闯红灯行为的发生,并 将判断结果发送给所述交叉口控制器的信号接收器; 54、 若红灯相位车辆有闯红灯行为的发生,则交叉口控制器向绿灯相位车辆发送预警 信息。
3. 根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤S2中计算红灯相位车辆距离停车线 距尚L距离停车线距离、红灯相位车辆距尚停车线时距T距离停线时距及刹车距尚L刹车距离 的计算公式 为:
Figure CN103065502BC00031
其中,Tas为当红灯相位车辆的车载控制器中的车载接收器接收到所述信号发射器发 送的交叉口信号灯信息后驾驶员的反应时间,ass为红灯相位车辆的减速的加速度。
4. 根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤S3具体包括: 当L刹车距离〉L距离停车线距离且3S〈T距离停车线时距〈5S时,则为红灯相位车辆有闯红灯灯为发 生。
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Application publication date: 20130424

Assignee: Ahaipu Architectural Design Consulting (Beijing) Co., Ltd.

Assignor: Beijing Jiaotong University

Contract record no.: 2019990000086

Denomination of invention: Vehicular access cooperative system with function of emergency collision avoidance early warning for red light running and method

Granted publication date: 20141224

License type: Common License

Record date: 20190319