CN103440776B - 一种基于无线通信网络的汽车行车辅助方法 - Google Patents
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Abstract
本发明中公开了一种基于无线通信网络的汽车行车辅助方法。当前车辆通过无线通信技术接收到大量由其他汽车的状态信息，根据状态信息的筛选得到对本车行车有用的车辆作为目标车辆，并根据当前车辆及目标车辆的状态信息建立当前车辆的人工势场环境，得到当前车辆的总斥力，进一步根据总斥力的大小和方向，做出相应提示，为驾驶员提供一定的行车参考。本发明的基于无线通信网络的汽车行车辅助方法从通过无线通信网络获取的周围环境信息，通过数据分析处理后，为驾驶员行车提供一定的辅助参考，有利于驾驶员根据周围汽车的状态执行最优的驾驶策略。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种基于无线通信网络的汽车行车辅助方法。
背景技术
随着社会的进步和经济的发展，汽车人们日常生活中得到了大量的普及。随着汽车使用数量的增加，关于汽车的安全性、智能性的考虑越来越引起大家的重视。保持行驶或静止的汽车之间以及汽车与环境之间的通信，也利于环境（如交通管理部门）获取汽车的状态，便于管理。
近年来，随着互联网、计算机技术以及移动通信技术的迅猛发展，现有技术中通常采用无线通信模式，建立汽车通信网络，将加入通信网络的汽车按照依靠网络协议实现汽车与环境或汽车与汽车之间的无线通信。目前的汽车通信网络，有3种建立方法：
依靠建立基站组建相应网络的方式来实现，在道路周边建立多个基站，需要通信的汽车必须加入基站组建的网络中去。这种方案可以提供高效稳定的汽车通信环境，但是要在道路周边建立大量的基站，建设和维护的成本都过于昂贵，而且通信的协议过于复杂。
另一种方案是依靠现在的移动通信网络进行通信，每辆汽车是一个移动通信终端，这样汽车可以通过移动网络进行通信。这种方式虽然解决了基站的建设和维护费用，但是仍然需要支付给移动运营商的数据流量费用。
还有一种方案是每辆汽车作为移动AdHoc网络中的一个节点，不依靠基础设施完成网络的组建。这种方案虽然不需要网络设施的支持，但是把汽车作为网络的节点，需要相应的硬件支持以及使用复杂的通信协议和算法，成本高、复杂度大。
无论在哪种情况下，通过汽车通信网络，网络中的汽车可以接收到大量的环境信息，包括周围车辆的行驶信息，而现有技术中汽车通信网络中的车辆对接收的环境信息缺乏该信息的处理及应用。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种基于该通信系统的行车辅助方法，该行车辅助方法充分利用了基于汽车通信网络的接收到的环境信息。
一种基于无线通信网络的汽车行车辅助方法，其特征在于，包括：
（1）当前车辆接收周围各个车辆的状态信息并广播自身的状态信息；
（2）当前车辆根据周围车辆的状态信息筛选得到和当前车辆相对距离减小的目标车辆；
（3）建立人工势场环境，计算各目标车辆对当前车辆的斥力，相加求和后得到所有目标车辆对当前车辆的总斥力；
（4）根据所述总斥力的大小和方向，做出相应的行驶提示。
本发明中的无线通信网络中每辆汽车都安装有信息采集模块、无线接收模块、无线发送模块和信息处理模块。车辆通过无线收发模块接收到大量由其他汽车无线发送模块发送的状态信息，通过对信息的筛选出对本车行车有用的信息，系统对这些有用信息进行进一步处理后提供给驾驶员作为行车参考。通过信息筛选去掉无用信息，大大提高了数据处理效率，提高了系统的时效性。
所述的状态信息包括所在位置、行驶速度和加速度。
车辆的状态信息通过安装在车辆上的信息采集模块得到。
某个目标车辆对当前车辆的斥力方向为沿两车的连线指向当前车辆，斥力的大小根据公式计算，Fn为目标车辆对当前车辆的斥力，r为两车之间的距离，k为比例系数。
k为比例系数，可根据实际情况设定。
所述的行驶提示根据以下步骤得到：
（1）比较所述的总斥力的大小与设定的斥力阈值，若总斥力小于或等于斥力阈值，则不操作；
（2）若总斥力大于斥力阈值，则继续判断总斥力的方向与当前车辆的行驶方向的夹角，
若夹角小于等于角度阈值，则提示“可以加速”；
若夹角大于角度阈值，且小于等于90°，则进一步作如下判断：
若总斥力方向相对于当前车辆的行驶方向偏左，则提示“左转加速”，
若总斥力方向相对于当前车辆的行驶方向偏右，则提示“右转加速”；
若夹角超过90°，则进一步作如下判断：
若总斥力方向相对于当前车辆的行驶方向偏左，则提示“左转减速”，
若总斥力方向相对于当前车辆的行驶方向偏右，则提示“右转减速”。
其中斥力阈值和角度阈值根据实际情况设定。
所述步骤（4）中的行驶提示通过语音播报的方式提供给驾驶员。
本发明的基于无线通信网络的汽车行车辅助方法从通过无线通信网络获取的周围环境信息，通过数据分析处理后，为驾驶员行车提供一定的辅助参考，有利于驾驶员根据周围汽车的状态执行最优的驾驶策略。
附图说明
图1为本实施例中的无线通信网络的通信协议示意图；
图2为本实施例中的基于无线通信网络的汽车行车辅助方法的流程图。
具体实施方式
本实施例的基于无线通信网络的汽车行车辅助方法中位于无线通信网络的每辆汽车上部署一套相同的通信系统，将无线射频技术和智能汽车技术结合起来构成一个低成本的安全通信系统；方便的集成在现有的汽车系统中，部署简单，成本低，具体包括以下部分：
用于采集自身状态信息的信息采集模块，本实施例中具体为传感器电路；
用于发送自身状态信息的无线信息发送模块，该模块将采集到的状态信息按照该无线通信网络的通信协议格式进行编码。通信系统协议进行编码处理，然后进行广播；
用于接收周围车辆的状态信息的无线信息接收模块，并将接收到的信息解码；
以及用于处理解码后的状态信息的信息分析模块，对状态信息进行数据分析，得到汽车行驶决策，并通过语音播报的方式提供给驾驶员，供驾驶员参考。
本实例中，使用的无线发射模块和接收模块是nRF24L01射频模块，nRF24L01射频模块可以进行一个可以进行收发32字节的数据。一次可以广播发送状态信息处理模块传递过来的一条信息。
其中，该无线通信网络的通信协议如图1所示：
其中UTC是世界标准时间，使用5个字节；协议类型说明通信协议的类型，使用1个字节；身份编号对每辆车是独一无二的，用于标识车辆，使用4个字节；状态信息（加速度，速度，行驶里程，所在位置）使用16字节；保留字段作用是为了增加新的状态信息可以扩展，使用6个字节。一条信息共使用32个字节。状态信息经过信息处理模块后，经过无线发射模块发送出去。
本实施例的基于无线通信网络的汽车行车辅助方法，具体工作流程如图2所示，包括以下步骤：
（1）处于无线通信网络中的车辆通过数据采集模块采集自身的行车状态信息，该状态信息包括所在位置、行驶速度和加速度；
（2）当前车辆通过无线数据发送模块对采集到的行车状态信息按照通信协议进行编码，并将编码后的行车状态信息广播出去；
（3）当前车辆通过无线接收模块，接收到周围其他车辆的状态信息并进行解码；
（4）前车辆根据周围车辆的状态信息筛选得到和当前车辆相对距离减小的目标车辆；
（5）根据目标车辆的状态信息建立当前车辆的人工势场环境，并通过公式：
分别计算每个目标车辆对当前车辆的斥力大小，且周围每个目标车辆对当前车辆的斥力方向为沿两车的连线指向当期车辆斥力方向，进一步通过矢量求和得到所有目标车辆对当前车辆的斥力总和，其中，Fn为车辆n对当前车辆的斥力，r为两车之间的距离，k为比例系数（本实施例中k=2.0）。
（6）根据当前车辆的斥力总和的大小和方向，做出相应行驶提示，通过语音播报的方式提供给驾驶员，供驾驶员参考，行驶提示根据以下步骤得到：
（1）比较所述的总斥力的大小与设定的斥力阈值（本实施例中设定斥力阈值为0.005/m2），若总斥力小于或等于斥力阈值，则不操作；
（2）若总斥力大于斥力阈值，则继续判断总斥力的方向与当前车辆的行驶方向的夹角，
若夹角小于等于角度阈值（本实施例中设定角度阈值为30°），则提示“可以加速”；
若夹角大于角度阈值，且小于等于90°，则进一步作如下判断：
若总斥力方向相对于当前车辆的行驶方向偏左，则提示“左转加速”，
若总斥力方向相对于当前车辆的行驶方向偏右，则提示“右转加速”；
若夹角超过90°，则进一步作如下判断：
若总斥力方向相对于当前车辆的行驶方向偏左，则提示“左转减速”，
若总斥力方向相对于当前车辆的行驶方向偏右，则提示“右转减速”。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于无线通信网络的汽车智能行车辅助方法，其特征在于，包括：
(1)当前车辆接收各周围车辆的状态信息并广播自身的状态信息；
(2)当前车辆根据周围车辆的状态信息筛选得到和当前车辆相对距离减小的目标车辆；
(3)建立人工势场环境，计算各目标车辆对当前车辆的斥力，相加求和后得到所有目标车辆对当前车辆的总斥力；
(4)根据所述总斥力的大小和方向，做出相应的行驶提示；所述的行驶提示根据以下步骤得到：
(4-1)比较所述的总斥力的大小与设定的斥力阈值，若总斥力小于或等于斥力阈值，则不操作；
(4-2)若总斥力大于斥力阈值，则继续判断总斥力的方向与当前车辆的行驶方向的夹角，
若夹角小于等于角度阈值，则提示“可以加速”；
若夹角大于角度阈值，且小于等于90°，则进一步作如下判断：
若总斥力方向相对于当前车辆的行驶方向偏左，则提示“左转加速”，
若总斥力方向相对于当前车辆的行驶方向偏右，则提示“右转加速”；
若夹角超过90°，则进一步作如下判断：
若总斥力方向相对于当前车辆的行驶方向偏左，则提示“左转减速”，
若总斥力方向相对于当前车辆的行驶方向偏右，则提示“右转减速”。
2.如权利要求1所述的基于无线通信网络的汽车智能行车辅助方法，其特征在于，所述的状态信息包括车辆自身所在位置、行驶速度和加速度。
3.如权利要求2所述的基于无线通信网络的汽车智能行车辅助方法，其特征在于，某个目标车辆对当前车辆的斥力方向为沿两车的连线指向当前车辆，斥力的大小根据公式计算，Fn为目标车辆对当前车辆的斥力，r为两车之间的距离，k为比例系数。
4.如权利要求3所述的基于无线通信网络的汽车智能行车辅助方法，其特征在于，所述步骤(4)中的行驶提示通过语音播报的方式提供给驾驶员。
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