CN103921791A - 车辆防碰撞安全警示方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种车辆防碰撞安全警示方法及装置，该方法包括：获取它车的位置信息，根据它车的位置信息和本车的位置信息计算它车与本车的两车连线方向；计算本车的速度方向与所述两车连线方向之间的夹角，若该夹角落入预设的角度范围内，则判定存在碰撞可能。本发明能够在事故发生前及时向驾驶员发出警报信号，以降低交通事故比率。
Description
技术领域
本发明涉及汽车安全技术领域，尤其涉及一种车辆防碰撞安全警示方法及装置。
背景技术
随着汽车保有量的不断增大，汽车事故的数量也逐年增多。现有技术中，车辆碰撞、追尾等危险情况的检测与判断手段都是使用雷达或者视频分析等被动技术。
专用短程通信(DSRC)能够为多个车辆之间提供信息共享通道，通过专用短程通信能够将车辆的信息(例如位置、速度、刹车状况等)提供给周边的其他车辆。现有技术中对于专用短程通信的应用往往集成于设备的集成，而并未有利用专用短程通信避免车辆碰撞的具体方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种车辆防碰撞安全警示方法及装置，能够在事故发生前及时向驾驶员发出警报信号，以降低交通事故比率。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种车辆防碰撞安全警示方法，包括：
获取它车的位置信息，根据它车的位置信息和本车的位置信息计算它车与本车的两车连线方向；
计算本车的速度方向与所述两车连线方向之间的夹角，若该夹角落入预设的角度范围内，则判定存在碰撞可能。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：
获取它车的速度信息，该速度信息包括速度值和速度方向；
计算本车的速度值与它车的速度值之间的差值，若该差值大于等于预设的速度阈值，则维持判定存在碰撞可能。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：
根据本车的位置信息和它车的位置信息计算两车相距距离；
采用如下公式计算碰撞时间：tImpact＝2×Distance/dspeed,其中，tImpact为碰撞时间，Distance为所述两车相距距离，dspeed为本车的速度值与它车的速度值之间的差值；
采用如下公式计算两车减速至无速度差的时间：tACC＝dSpeed/MaxAcc，其中，tACC为两车减速至无速度差的时间，dSpeed为本车的速度值与它车的速度值之间的差值，MaxAcc为车辆刹车时的最大加速度；
如果所述两车减速至无速度差的时间与预设的驾驶员反应时间之和大于等于所述碰撞时间，则发出碰撞警报。
根据本发明的一个实施例，所述预设的角度范围为小于5度，大于70度且小于110度。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：在判定存在碰撞可能时，如果接收到它车发出的急刹状况，则发出急刹警报。
根据本发明的一个实施例，本车通过专用短程通信获取它车的信息。
本发明还提供了一种车辆防碰撞安全警示装置，包括：
信息获取模块，用于获取它车的位置信息，并根据它车的位置信息和本车的位置信息计算它车与本车的两车连线方向；
计算判断模块，用于计算本车的速度方向与所述两车连线方向之间的夹角，若该夹角落入预设的角度范围内，则判定存在碰撞可能。
根据本发明的一个实施例，所述信息获取模块还获取它车的速度信息，该速度信息包括速度值和速度方向，所述装置还包括：
第一计算模块，用于计算本车的速度值与它车的速度值之间的差值，若该差值大于等于预设的速度阈值，则通知所述计算判断模块维持判定存在碰撞可能。
根据本发明的一个实施例，该装置还包括：第二计算模块，用于根据本车的位置信息和它车的位置信息计算两车相距距离，采用如下公式计算碰撞时间：tImpact＝2×Distance/dspeed,采用如下公式计算两车减速至无速度差的时间：tACC＝dSpeed/MaxAc，其中，tImpact为碰撞时间，Distance为所述两车相距距离，dspeed为本车的速度值与它车的速度值之间的差值，tACC为两车减速至无速度差的时间，MaxAcc为车辆刹车时的最大加速度，如果所述两车减速至无速度差的时间与预设的驾驶员反应时间之和大于等于所述碰撞时间，则通知所述计算判断模块发出碰撞警报。
根据本发明的一个实施例，所述预设的角度范围为小于5度，大于70度且小于110度。
根据本发明的一个实施例，所述装置还包括：急刹提示模块，在所述计算判断模块判定存在碰撞可能时，如果接收到它车发出的急刹状况，则发出急刹警报。
根据本发明的一个实施例，所述信息获取模块通过专用短程通信获取它车的信息。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明实施例的车辆防碰撞安全警示方法及装置通过DSRC等方式获取周边其他车辆的信息，通过本车速度方向与两车连线方向之间的夹角的大小迅速判断是否存在碰撞可能，判断过程更加迅速，从而能预留出更多的时间供驾驶员采取规避行动，以降低交通事故比率。
进一步而言，本发明实施例的车辆防碰撞安全警示方法及装置还可以通过两车速度差值、两车减速至无速度差的时间以及碰撞时间之间的关系来进一步判断是否存在碰撞可能，并及时发出碰撞警报，从而进一步提高碰撞预警的准确性。
此外，本发明实施例还可以根据它车的急刹状况直接发出急刹警报，以使驾驶员能尽早采取规避措施。
附图说明
图1是本发明第一实施例的车辆防碰撞安全警示方法的流程图；
图2是本发明第二实施例的车辆防碰撞安全警示方法的流程图；
图3是本发明实施例的车辆防碰撞安全警示装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
参考图1，第一实施例的车辆防碰撞安全警示方法包括如下步骤：
步骤S11，获取它车的位置信息，根据它车的位置信息和本车的位置信息计算它车与本车的两车连线方向；
步骤S12，计算本车的速度方向与所述两车连线方向之间的夹角，若该夹角落入预设的角度范围内，则判定存在碰撞可能。
步骤S11中，可以通过专用短程通信(DSRC)来获取它车的位置信息，该位置信息例如可以采用经度、纬度的方式来表示，但并不限于此。此外，本车还可以一并获得它车的其他信息，例如速度信息，该速度信息可以包括速度值以及速度方向等。
采用DSRC可以在较小的延时(通常为毫秒级)内获得周边车辆的信息。采用DSRC时，车辆可以采用10Hz的频率不断向周围的车辆广播自己的信息，例如位置信息、速度信息等，也可以接收周围车辆发送过来的信息。当然，专用短程通信仅是一种优选的方式，获取它车的信息的方式并不限于此，也可以采用其他适当的方式。
步骤S12中，该预设的角度范围优选为小于5度以及大于70度且小于110度，落入二者中的任意一个，都表明它车在本车的行进方向中，存在碰撞可能。如果该本车的速度方向与两车连线方向之间的夹角大于110度，或者小于70度且大于5度，表明两车既非同向也非垂直，本车的行进方向与两车连线基本无关，判定结果为不存在碰撞可能。
步骤S12中，判断存在碰撞可能之后，可以向本车驾驶员发出适当的提示，例如可以采用语音或者信号灯的方式告知驾驶员存在碰撞可能，提醒驾驶员注意；当然，也可以暂时不发出提示。
在根据本车速度方向以及两车连线方向的夹角判断存在碰撞可能的情况下，可以继续计算本车的速度值与它车的速度值之间的差值。如果两车速度的差值大于等于预设的速度阈值(例如可以是3km/h)，那么就继续维持先前的判定结果，也就是仍然判定存在碰撞可能，此时可以向本车驾驶员发出适当的提示，提示驾驶员存在碰撞可能，应当谨慎驾驶，或者也可以不发出提示；如果两车速度的差值小于该速度阈值，那么表示两车基本上没有相对运动，判定结果修正为不存在碰撞可能，也就是安全。
如果通过两车的速度差值仍然判定存在碰撞可能，那么可以继续做下一步计算。首先根据两车的位置信息计算两车相距距离Distance；接下来计算碰撞时间，tImpact＝2×Distance/dspeed，其中tImpact为碰撞时间，Distance为所述两车相距距离，dspeed为本车的速度值与它车的速度值之间的差值；之后计算两车减速至无速度差的时间，例如可以是本车刹车至与它车速度相同所需的时间，计算公式如下：tACC＝dSpeed/MaxAcc，其中，tACC为两车减速至无速度差的时间，dSpeed为本车的速度值与它车的速度值之间的差值，MaxAcc为车辆刹车时的最大加速度；如果两车减速至无速度差的时间tACC与预设的驾驶员反应时间Tr之和大于等于碰撞时间tImpact，则发出碰撞警报，其中驾驶员反应时间Tr是从看到碰撞警报到踩下刹车的延迟时间。
该碰撞警报可以采用语音、信号灯的方式提供给用户，警告驾驶员如果当前的状态维持不变将导致碰撞，也即是在当前两车的位置和速度条件下将最终导致碰撞，提醒驾驶员提前采取规避措施，例如制动或者适当转向等等。
另外，在判定结果为存在碰撞可能的情况下，还可以通过DSRC接收它车是否发出了急刹状况，如果接收到了急刹状况，也就是表示它车采取了紧急制动，那么直接发出急刹警报，提示本车的驾驶员采取规避行动。急刹警报的发出优选为实时的，也就是一接到它车的急刹状况就发出急刹警报，尽量使得本车驾驶员能够第一时间采取规避措施。
参考图2，图2示出了第二实施例的车辆防碰撞安全警示方法的流程图。
在201处开始。开始后，本车可以采用DSRC或其他适当的手段获取它车发出的信息，该信息可以包括位置信息、速度信息等，另外还可以同时确定本车的位置信息和速度信息。本实施例中，本车的位置信息可以包括经度LLong和纬度LLat，本车的速度信息可以包括速度值LSpeed和速度方向Lheading；它车的位置信息可以包括经度RLong和纬度RLat，它车的速度信息可以包括速度值RSpeed和速度方向Rheading。
在获取它车的信息以及确认本车的信息之后，可以计算相关的变量，当然，这样的计算过程也可以在后续步骤中进行，只要在使用变量进行判断之前得到该变量的值即可。相关变量的计算过程可以包括：
两车东西向距离dx＝Cos(LLat)×Sin(RLong–LLong)×R，其中R为地球半径；
两车南北向距离dy＝Sin(RLat–LLat)×R，其中R为地球半径；
两车相距距离Distance＝Sqrt(dx×dx+dy×dy)；
两车相对速度dspeed＝Abs(RSpeed–LSpeed)；
两车连线与正北方向的夹角bearing＝Arctan(dx/dy)；
本车速度方向与两车连线方向的夹角dheading＝Abs(bearing-Lheading)；
两车速度方向的夹角Heading_Difference＝Lheading–Rheading；
碰撞时间tImpact＝2×Distance/dspeed；
两车减速至无速度差的时间tACC＝dSpeed/MaxAcc，其中MaxAcc为车辆刹车时的最大加速度。
在202处，判断本车速度方向与两车连线方向的夹角dheading是否大于5度，如果否的话，表明两车基本上在同一方向行进，判定结果为存在碰撞可能，前进至203；如果是的话，转向209。
在209处，判断本车速度方向与两车连线方向的夹角dheading是否大于110度或者小于70度，如果是的话，表明两车既非同向也非垂直，本车行进方向与两车的连线方向基本无关，因此前进至212，本次判定结果为安全，也就是不存在碰撞可能；如果209的判断结果为否，那么转向203，继续判断。
在203处，判断它车是否发出急刹状况(hard braking event)，也就是它车是否采取紧急制动，如果是的话，则前进至210，直接向本车的驾驶员发出急刹警报；如果否的话，则前进至204。
在204处，两车速度方向的夹角Heading_Difference是否大于7度，如果是的话，转向211，提示本车驾驶员当前无并行车辆；如果否的话，则前进至205。本领域技术人员应当理解，步骤204是可选的。
在205处，判断两车相对速度dspeed是否小于3km/h(这里仅是示例，并不限于此)，如果是的话，表明两车基本上没有相对运动，转向212，判定结果为安全，没必要发出碰撞警报。如果否的话，继续前进至206。
在206处，判断碰撞时间tImpact是否大于两车减速至无速度差的时间tACC与驾驶员反应时间Tr之和，其中驾驶员反应时间Tr为驾驶员看到警报信号至采取制动措施的延迟，该延迟通常为一个预设的常数。如果206的判断结果为是，则表明本车减速至于它车速度相同所需要的时间tACC加上驾驶员反应时间Tr后的总时间仍然小于碰撞时间tImpact，两车不会发生碰撞，因此转向212，判断结果为安全，不存在碰撞可能；如果206的判断结果为否，则前进至207，发出碰撞警报。
212和207之后可以前进至208，结束整个判断流程。
参考图3，本实施例还提供了一种车辆防碰撞安全警示装置，包括：信息获取模块31、计算判断模块32、第一计算模块33、第二计算模块34以及急刹提示模块35。
其中，信息获取模块31用于获取它车的信息，包括位置信息、速度信息等。信息获取模块31根据它车的位置信息和本车的位置信息计算它车与本车的两车连线方向；计算判断模块32用于计算本车的速度方向与所述两车连线方向之间的夹角，若该夹角落入预设的角度范围内，则判定存在碰撞可能；第一计算模块33用于计算本车的速度值与它车的速度值之间的差值，若该差值大于等于预设的速度阈值，则通知计算判断模块32维持判定结果，也就是仍然存在碰撞可能；第二计算模块34用于根据本车的位置信息和它车的位置信息计算两车相距距离，采用如下公式计算碰撞时间：tImpact＝2×Distance/dspeed,采用如下公式计算两车减速至无速度差的时间：tACC＝dSpeed/MaxAc，其中，tImpact为碰撞时间，Distance为两车相距距离，dspeed为本车的速度值与它车的速度值之间的差值，tACC为两车减速至无速度差的时间，MaxAcc为车辆刹车时的最大加速度，如果两车减速至无速度差的时间tACC与预设的驾驶员反应时间Tr之和大于等于碰撞时间tImpact，则通知计算判断模块32发出碰撞警报；在计算判断模块32判定存在碰撞可能时，如果信息获取模块31接收到它车发出的急刹状况，则急刹提示模块35发出急刹警报，告知本车驾驶员它车采取了急刹操作。
进一步而言，信息获取模块31可以通过专用短程通信来获取它车的信息，但并不限于此。
关于该车辆防碰撞安全警示装置的更多详细信息，请参见前述第一实施例和第二实施例对于车辆防碰撞安全警示方法的相关描述，这里不再赘述。
该车辆防碰撞安全警示装置可以采用软件、硬件或者软硬件结合的方式来实现。例如，该车辆防碰撞安全警示装置可以集成在车载终端设备中，作为其中的一个硬件模块或者软件模块，
由上，本发明实施例的车辆防碰撞安全警示方法及装置提供了主动安全检测和警示方法，可以适用于同向前行、交叉路口行车、前车紧急刹车等交通场景，能够提高碰撞预警的准确性，使得驾驶员在事故发生之前能更加快速地获得可靠的警报信号，并预留出更多的时间让驾驶员采取必要的规避措施，从而降低交通事故比率。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
Claims (12)
1.一种车辆防碰撞安全警示方法，其特征在于，包括：
获取它车的位置信息，根据它车的位置信息和本车的位置信息计算它车与本车的两车连线方向；
计算本车的速度方向与所述两车连线方向之间的夹角，若该夹角落入预设的角度范围内，则判定存在碰撞可能。
2.根据权利要求1所述的车辆防碰撞安全警示方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取它车的速度信息，该速度信息包括速度值和速度方向；
计算本车的速度值与它车的速度值之间的差值，若该差值大于等于预设的速度阈值，则维持判定存在碰撞可能。
3.根据权利要求2所述的车辆防碰撞安全警示方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据本车的位置信息和它车的位置信息计算两车相距距离；
采用如下公式计算碰撞时间：tImpact＝2×Distance/dspeed,其中，tImpact为碰撞时间，Distance为所述两车相距距离，dspeed为本车的速度值与它车的速度值之间的差值；
采用如下公式计算两车减速至无速度差的时间：tACC＝dSpeed/MaxAcc，其中，tACC为两车减速至无速度差的时间，dSpeed为本车的速度值与它车的速度值之间的差值，MaxAcc为车辆刹车时的最大加速度；
如果所述两车减速至无速度差的时间与预设的驾驶员反应时间之和大于等于所述碰撞时间，则发出碰撞警报。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆防碰撞安全警示方法，所述预设的角度范围为小于5度，大于70度且小于110度。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆防碰撞安全警示方法，其特征在于，还包括：在判定存在碰撞可能时，如果接收到它车发出的急刹状况，则发出急刹警报。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆防碰撞安全警示方法，其特征在于，本车通过专用短程通信获取它车的信息。
7.一种车辆防碰撞安全警示装置，其特征在于，包括：
信息获取模块，用于获取它车的位置信息，并根据它车的位置信息和本车的位置信息计算它车与本车的两车连线方向；
计算判断模块，用于计算本车的速度方向与所述两车连线方向之间的夹角，若该夹角落入预设的角度范围内，则判定存在碰撞可能。
8.根据权利要求7所述的车辆防碰撞安全警示装置，其特征在于，所述信息获取模块还获取它车的速度信息，该速度信息包括速度值和速度方向，所述装置还包括：
第一计算模块，用于计算本车的速度值与它车的速度值之间的差值，若该差值大于等于预设的速度阈值，则通知所述计算判断模块维持判定存在碰撞可能。
9.根据权利要求8所述的车辆防碰撞安全警示装置，其特征在于，该装置还包括：
第二计算模块，用于根据本车的位置信息和它车的位置信息计算两车相距距离，采用如下公式计算碰撞时间：tImpact＝2×Distance/dspeed,采用如下公式计算两车减速至无速度差的时间：tACC＝dSpeed/MaxAc，其中，tImpact为碰撞时间，Distance为所述两车相距距离，dspeed为本车的速度值与它车的速度值之间的差值，tACC为两车减速至无速度差的时间，MaxAcc为车辆刹车时的最大加速度，如果所述两车减速至无速度差的时间与预设的驾驶员反应时间之和大于等于所述碰撞时间，则通知所述计算判断模块发出碰撞警报。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的车辆防碰撞安全警示装置，其特征在于，所述预设的角度范围为小于5度，大于70度且小于110度。
11.根据权利要求7至9中任一项所述的车辆防碰撞安全警示装置，其特征在于，所述装置还包括：
急刹提示模块，在所述计算判断模块判定存在碰撞可能时，如果接收到它车发出的急刹状况，则发出急刹警报。
12.根据权利要求7至9中任一项所述的车辆防碰撞安全警示装置，其特征在于，所述信息获取模块通过专用短程通信获取它车的信息。
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