CN104064048A - 基于车路协同的汽车曲线运行速度处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于车路协同的汽车曲线运行速度处理系统及方法，属于车联网应用领域，为了解决车辆在弯道行驶车速过快，容易翻车的问题，本发明系统包括车载模块，车载模块包括车速采集单元、GPS单元、处理器和通信单元，车速采集单元和GPS单元将采集的车速和位置信息传送给处理器，通信单元连接处理器；处理系统还包括路边模块，路边模块包括分析处理单元、数据收发单元、数据库和感知单元，数据收发单元接收车辆的车速和位置信息并存入数据库，分析处理单元查询数据库信息并将分析计算出的最佳车速传给车辆，感知单元感知环境信息并传给数据收发单元和数据库，该系统有效提高弯道行车安全。
Description
技术领域
本发明属于车联网技术领域，具体涉及一种基于车路协同的汽车曲线运行速度处理系统及方法。
背景技术
近年来，随着汽车保有量的不断攀升，汽车交通事故逐步增加。尤其是在道路交叉路口和转弯时，事故频频发生，而且大多后果严重。特别是针对转弯时，这是由于内轮差造成的。转弯半径容易理解，就是车子右转弯时，车子右侧与非机动车道边缘、人行道边缘的垂直距离。车子越长，转弯半径也越大，如果小于测算出来的最小值，就会影响安全。内轮差：内轮差是车辆转弯时的前内轮的转弯半径与后内轮的转弯半径之差。由于内轮差的存在，车辆转弯时，前、后车轮的运动轨迹不重合。在行车中如果只注意前轮能够通过而忘记内轮差，就可能造成后内轮驶出路面或与其他物体碰撞的事故。此外，转弯半径的大小以及车速在一定程度上可以影响汽车的行驶安全。汽车转弯时，需要满足向心力和向外的惯性相抵消才不翻车。因为汽车高速转弯时，相当于做一个圆周运动从而会产生离心力，也就是让汽车向外侧倾斜的力，而轮胎的抓地摩擦力，使得汽车轮胎处的离心力减小，车身离心力大，直接导致了汽车侧翻。具体原因如下：
汽车转弯时的翻车系由汽车在转弯时所产生的离心力F所致。而离心力F的大小与3个参数有关：与车的速度v的平方成正比，与车的质量(m＝G/g)成正比，与车转弯时的曲率半径r成反比。与轮胎的大小无关，与车的种类亦无关。但重心高的车，从物理的受力分析的角度来看，在坡道上行驶时，重心垂直于水平面的直线更易超出支撑面而翻车。这时有一定的离心力(指向上坡的方向)反倒能起到平衡的作用。因转弯时速度和离心力是平方的关系，所以速度太快是转弯时致命的危险因素。平常我们说的拐弯太急了，是指曲率半径太小，当然离心力就相应加大，也是很危险的。特别是针对一些国道、省道，速度较快且有比较多的转弯路口，如果速度过快，转弯半径较小的话很容易造成汽车侧翻。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种汽车曲线运行速度计算系统及方法，根据过往的汽车安全运行速度并结合天气等其他状况精算出一个安全合理的速度。
本发明的技术方案是：一种基于车路协同的汽车曲线运行速度处理系统，包括车载模块，所述车载模块包括车速采集单元、GPS单元、处理器和通信单元，车速采集单元和GPS单元将采集的车速和位置信息传送给处理器，通信单元连接处理器；计算系统还包括路边模块，所述路边模块包括分析处理单元、数据收发单元、数据库和感知单元，数据收发单元接收车辆的车速和位置信息并存入数据库，分析处理单元查询数据库信息并将分析计算出的最佳车速传给车辆，感知单元感知环境信息并传给数据收发单元和数据库。所述车载模块还包括预警单元，预警单元连接处理器，当前车速超出安全行驶车速时发出报警。所述路边模块感知单元包括环境光传感器、太阳光传感器和雨量传感器。所述的数据库为二维数据表，其数据列包括序号、位置、车速、环境光指数、太阳光指数、雨量指数、报警值。
一种基于车路协同的汽车曲线运行速度处理方法，包括如下步骤：
步骤一、车辆进入预警范围内，将车速和位置信息传送给路边模块；
步骤二、路边模块采集当前的环境参数，并筛选数据库中在当前环境参数波动范围内的所有数据组，数据组包括环境参数、车速及对应的位置；
步骤三、将所有数据组中当前位置所对应的车速取平均值，并发送给车辆。
所述步骤二中环境参数包括太阳光参数、环境光参数和雨量参数。该方案还包括步骤：当前车速超过数据库对应数据组的最大车速时发出报警信号。
本发明有如下积极效果：提高行车安全，尤其是弯道行车安全。
附图说明
图1是本发明具体实施方式的系统图；
图2是本发明具体实施方式的工作流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
汽车曲线运行速度计算系统，包括车载模块和路边模块，车载模块包括车速采集单元、GPS单元、处理器和通信单元，车速采集单元和GPS单元将采集的车速和位置信息传送给处理器，通信单元连接处理器；
路边模块包括分析处理单元、数据收发单元、数据库和感知单元，数据收发单元接收车辆的车速位置信息并存入数据库，分析处理单元查询数据库信息并将分析计算出的最佳车速传给车辆，感知单元感知环境信息并传给数据收发单元和数据库。车载模块还包括预警单元，预警单元连接处理器，当前车速超出安全行驶车速时发出报警。
参见图1所示，以需要预警的距离为200米为例，路边模块部署在200米距离的中间位置。
如果我们对接近200米预警区域的车N来说，车N的最优的通行速度计算如下：
在车N通行之前的N-1辆车，分别是V1，V2，V3，……，VN-1，这N-1辆车通行这200米距离的时候，分别将时间、车速、位置信息(经纬度)传送给路边模块，路边模块根据获取的信息，并根据路边模块自身的感知单元(雨量传感器、光传感器<环境光传感器、太阳光传感器>)，从而在路边模块的处理器中虚拟简称一个二维表，如下：
其中，报警值1表示报警，当前速度行驶存在风险，判断风险的标准是：造成后内轮驶出路面或与其他物体碰撞的事故即可判定为风险；报警值0表示安全。
当车N达到预警范围内后，在不同的点将收到路测单元推送的不同的建议信息。我们拟将200米的预警信息分为10段，也就是每20米收到一个建议速度。每个段点的建议速度用SV表示，分别为SV1,SV2,…,S19,SV20
SV的计算方法相当于做一个查表功能，例如车N经过预警路段时候，根据当时的雨量指数、太阳光指数、环境光指数都相吻合的数据表中对应的车速取平均值就是当前路侧单元应该推送给车N的速度SV。路测单元将最优速度、最大素的和最小速度发送给车辆，路侧单元在该点(200米中10段中的其中一点)收集到的N辆车速的最大值为最大车速，路侧单元在该点(200米中10段中的其中一点)收集到的N辆车速的最小值为最小车速。
举例如下：
当车N通过点L7时，他收到的推荐速度SV7计算如下(假设环境光指数为5，太阳光指数为7，雨量指数为0，报警＝0)：
(1)从1到N-1中查找环4≤环境光≤6、6≤太阳光≤8，雨量指数＝0的数据，例如有30条。
(2)将符合条件的30个数据中第7点的速度去平均值，即：
(3)路侧单元将计算出的SV7在车N行驶至第7点时推送给车N，完成整个推送过程。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于车路协同的汽车曲线运行速度处理系统，包括车载模块，所述车载模块包括车速采集单元、GPS单元、处理器和通信单元，车速采集单元和GPS单元将采集的车速和位置信息传送给处理器，通信单元连接处理器；其特征在于：处理系统还包括路边模块，所述路边模块包括分析处理单元、数据收发单元、数据库和感知单元，数据收发单元接收车辆的车速和位置信息并存入数据库，分析处理单元查询数据库信息并将分析计算出的最佳车速传给车辆，感知单元感知环境信息并传给数据收发单元和数据库。
2.根据权利要求1所述的基于车路协同的汽车曲线运行速度处理系统，其特征在于：所述车载模块还包括预警单元，预警单元连接处理器，当前车速超出安全行驶车速时发出报警。
3.根据权利要求1所述的基于车路协同的汽车曲线运行速度处理系统，其特征在于：所述路边模块感知单元包括环境光传感器、太阳光传感器和雨量传感器。
4.根据权利要求1所述的基于车路协同的汽车曲线运行速度处理系统，其特征在于：所述的数据库为二维数据表，其数据列包括序号、位置、车速、环境光指数、太阳光指数、雨量指数、报警值。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种基于车路协同的汽车曲线运行速度处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、车辆进入预警范围内，将车速和位置信息传送给路边模块；
步骤二、路边模块采集当前的环境参数，并筛选数据库中在当前环境参数波动范围内的所有数据组，数据组包括环境参数、车速及对应的位置；
步骤三、将所有数据组中当前位置所对应的车速取平均值，并发送给车辆。
6.根据权利要求5所述的基于车路协同的汽车曲线运行速度处理方法，其特征在于：所述步骤二中环境参数包括太阳光参数、环境光参数和雨量参数。
7.根据权利要求5所述的基于车路协同的汽车曲线运行速度处理方法，其特征在于：还包括步骤：当前车速超过数据库对应数据组的最大车速时发出报警信号。
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