CN107867288A - 用于检测前向碰撞的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了用于检测前向碰撞的方法。一种用于机动车辆的安全系统包括：专用无线电装置，在主车辆与远程车辆之间接收和发送状态数据；全球定位系统(GPS)接收器；车载单元(OBE)，执行车辆对车辆(V2V)通信，使得主车辆以基本安全消息(BSM)的格式接收远程车辆的状态信息；以及安全控制单元。具体地，安全控制单元接收主车辆和远程车辆的状态数据，计算间距、预估地平时间，然后将预估地平时间与驾驶员的反应时间进行比较以向驾驶员生成警告。更具体地，当经扣除的预估地平时间大于零时，安全控制单元执行估计值程序以确定用于估计主车辆和远程车辆的未来位置和速度的可变系数。

Description

用于检测前向碰撞的方法
技术领域
本公开内容涉及提前预测车辆的碰撞情况并且警告驾驶员的用于车辆的方法和系统。
背景技术
该部分中的陈述仅是提供与本公开内容有关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
汽车工业致力于开发各种技术和系统以为驾驶员提供安全且舒适的驾驶环境。许多车辆已经具有使用雷达或超声来检测障碍物或者车辆的仪器。例如，安装在车辆前面的拍摄单元拍摄车辆前方的目标的图像并且处理所拍摄的图像以判定任何即将发生的碰撞情况并且警告驾驶员。然而，这个应用局限于拍摄单元可以拍摄图像的范围并且没有其他障碍物(例如，周围车辆)存在于目标物体与该拍摄单元之间。由于几个车辆长度的有限范围，配备有收集周围信息的各种传感器和雷达的车辆具有类似难题。
发明内容
本公开内容提供了用于车辆的方法和系统，其通过使用经由车辆对车辆(V2V)通信从远程车辆接收的数据来检测并避免前方碰撞，使得通过远程车辆的车辆状态将警告发送至主车辆(host vehicle，本车辆)的驾驶员。这种方法通过利用远程车辆的预测状态提前提供警告来提高驾驶的安全性，使得给驾驶员更多的时间来正确地反应以避免即将发生的碰撞。
本公开内容提供了用于机动车辆的安全系统，并且该系统包括：专用短程通信(DSRC)无线电装置，被构造成在主车辆与远程车辆之间接收和发送状态数据；全球定位系统(GPS)接收器，被构造成接收主车辆的位置并且将该位置发送至DSCR单元；车载单元(OBE)，包含DSRC无线电装置并且被构造成执行车辆对车辆(V2V)通信，使得主车辆以基本安全消息(BSM)的格式接收远程车辆的状态数据；安全控制单元。
该安全控制单元被构造成：接收主车辆和远程车辆的状态数据，该状态数据包括主车辆和远程车辆的位置、速度和前进方向；基于远程车辆和主车辆的位置来计算主车辆与远程车辆之间的间距；基于当前车辆和远程车辆的间距和速度计算预估地平时间；将预估地平时间与驾驶员的反应时间进行比较；当预估地平时间等于或小于驾驶员的反应时间时，向主车辆的驾驶员生成警告。
当预估时间大于驾驶员的反应时间时，安全控制单元进一步从预估地平时间扣除驾驶员的反应时间，并且当经扣除的预估地平时间大于零(0)时执行估计值程序。具体地，估计值程序使参数的功能最优化，并且以一种形式确定线性预测的系数，例如，主车辆和远程车辆的位置和速度并且还估计间距。在估计值程序之后，安全控制单元可以基于主车辆的可配置减速率和主车辆行使所在的路面的摩擦系数，计算主车辆与远程车辆之间的停止距离，当停止距离等于或大于间距时增加警告计数，并且当警告计数的数量大于预定警告阈值时，为驾驶员生成警告。
本公开内容的方法和系统通过向驾驶员提供碰撞警告使驾驶员能够避免与远程车辆碰撞。例如，当远程车辆减速时，该系统可检测与在主车辆前面行使的远程车辆的后部的碰撞。
在一种形式中，安全控制单元经由主车辆的内部通信网络来接收主车辆的状态数据。
估计值程序可以基于远程车辆的预测加速度，执行估计远程车辆的位置和速度，并且还基于主车辆的当前加速度执行估计主车辆的位置和速度。
具体地，远程车辆的预测加速度被计算为：
RVAccel(t+T)＝a1 RVAccel(t)+a2 RVAccel(t-T)+…+an RVAccel(t-(n-1)T)
其中，RVAccel(t+T)是远程车辆(RV)在时间t+T时的预测加速度，RVAccel(t)是RV在时间t时的加速度，T是BSM的取样时间(例如，0.1秒)，a1，a2，…，an是线性预测的系数，并且n表示线性预测模型的程度。
在另一形式中，安全控制单元可以基于远程车辆的预测加速度以及主车辆的当前加速度估计间距。
本公开内容还提供了用于检测机动车辆的前向碰撞的方法，该机动车辆包括配备有车载单元(OBE)的专用短程通信(DSRC)无线电。
该方法包括以下步骤：通过主车辆的安全控制单元从经由车辆对车辆(V2V)通信从远程车辆接收的基本安全消息(BSM)提取远程车辆的位置、速度和前进方向；经由主车辆的内部通信网络接收主车辆的速度、位置和前进方向；通过安全控制单元基于远程车辆和主车辆的位置来计算主车辆与远程车辆之间的间距；通过安全控制单元基于当前车辆和远程车辆的间距和速度来计算预估地平时间。
在计算之后，安全控制单元将预估地平时间与驾驶员的反应时间进行比较，并且当预估地平时间等于或小于驾驶员的反应时间时，为主车辆的驾驶员生成警告。
当预估时间大于驾驶员的反应时间时，安全控制单元从预估地平时间扣除驾驶员的反应时间，当经扣除的预估地平时间大于零“0”时，执行估计值程序。
估计值程序被构造成估计主车辆和远程车辆的位置和速度并且估计间距。在估计值程序之后，安全控制单元基于主车辆的可配置减速率以及主车辆行使所在的路面的摩擦系数来计算主车辆与远程车辆之间的停止距离，并且当停止距离等于或大于间距时，增加警告计数，以便当警告计数的数量大于预定警告阈值时向驾驶员生成警告。
在另一形式中，估计值程序(cost value procedure，估计值程序)基于远程车辆的预测加速度可估计远程车辆的位置和速度，并且基于主车辆的当前加速度可估计主车辆的位置和速度。
具体地，远程车辆的预测加速度可被计算为：
RVAccel(t+T)＝a1 RVAccel(t)+a2 RVAccel(t-T)+…+an RVAccel(t-(n-1)T)
其中，RVAccel(t+T)是远程车辆(RV)在时间t+T时的预测加速度，RVAccel(t)是远程车辆RV在时间t时的加速度，T是BSM的取样时间(例如，0.1秒)，a1，a2，…，an是线性预测的系数，并且n表示线性预测模型的程度。
此外，安全控制单元可以基于主车辆的雨刮器状态或周围温度中的至少一个，确定预定校正因数(例如，校正因数从1至5)之中的一校正因数，并且可将所确定的校正因数应用至预定摩擦值，以便设置路面的摩擦系数。
在又一形式中，安全控制单元可以通过包括以下步骤的方法确定校正因数：经由主车辆的内部通信网络接收主车辆的雨刮器状态和周围温度；当雨刮器状态关闭时，确定周围温度是否小于预定第一阈值；当周围温度等于或大于预定的第一阈值时，将预定的摩擦值设置为路面的摩擦系数；当周围温度小于预定的第一阈值时，确定周围温度是否小于预定的第二阈值；当周围温度等于或大于预定的第二阈值时，应用第一校正因数；当周围温度小于预定的第二阈值时，应用第二校正因数。
在其他形式中，安全控制单元可以通过以下步骤确定校正因数：确定雨刮器状态是否打开；当雨刮器状态打开时，确定周围温度是否小于预定第一阈值；当周围温度等于或大于预定的第一阈值时，应用第三校正因数；当周围温度小于预定的第一阈值并且等于或大于预定的第二阈值时，应用第四校正因数；当周围温度小于预定的第二阈值时，应用第五校正因数。
本公开内容的方法使用基于主车辆的制动系统预先确定的主车辆的可配置的减速率，并且停止距离被计算为：
其中：rqddecel被计算为：rqddecel＝μ×rqddecel，
HVPVelocity被计算为：HVVelocity+HVAccel×tr，
RVPVelocity被计算为：RVVelocity+RVAccel×tr
其中；ds是停止距离，μ是路面的摩擦系数，rqddecel是主车辆(HV)的可配置减速率，
HVVelocity是主车辆HV的速度，HVAccel是主车辆HV的加速率，
tr是驾驶员的反应时间，RVVelocity是远程车辆(RV)的速度，RVAccel是RV的加速率。
尽管各种车辆可使用传感器和软件来提高安全，但是它们太容易受到坏天气、意外障碍或环境、或者复杂的城市驾驶困扰。通过利用将车辆无线联网在一起并且使用车辆的状态数据，本公开内容提供车辆的预测状态，提前检测与周围车辆的碰撞，并且警告驾驶员及时做出反应。本方法以及执行该方法的系统在行车安全上可能具有较大和更多即时效应。
从本文所提供的描述中其他的应用领域将变得显而易见。应当理解，说明和具体实例仅旨在用于说明的目的，而并非旨在限制本公开内容的范围。
附图说明
为了可以充分理解本公开内容，现在将参考附图以实例的方式描述本公开内容的各种形式，附图中：
图1是示出了根据本公开内容的警告前向碰撞的系统的示意图；
图2A至图2D是示出了主车辆与远程车辆可能发生碰撞的情况的实例的视图；
图3是示出了根据本公开内容的检测前向碰撞的方法的流程图；以及
图4是示出了估计路面摩擦系数的方法的流程图。
本文所描述的附图仅用于说明目的并且不旨在以任何方式限制本公开内容的范围。
具体实施方式
以下说明实际上仅是示例性的并不旨在限制本公开内容、应用或者用途。应当理解的是，贯穿附图，相应的参考标号指代相同或相应的部件和特征。
为了提高应对尾部、偏道和车道变换碰撞的基于车辆的碰撞对策的有效性，已经开发了尾部和偏道碰撞警告系统。然而，该系统具有的内在缺点在于，它们的有效性低并且驾驶员接受性受到限制。这些缺点包括尾部碰撞警告系统对停止车辆和道路中的障碍物的错误判断，以及偏道碰撞警告系统的地图误差和错误识别车道标识。
车辆对车辆(V2V)无线通信通过补充或可能替换自主安全设备可实现改善的安全系统有效性。V2V通信提供关于周围车辆的行为的车辆信息。通过包含由IEEE 802.11p和IEEE P1609标准定义的DSRC无线电通信的车载单元(OBE)来实现V2V通信。配备有OBE的车辆将至少提供它们的GPS信息。
我们发现，前向碰撞警告作为需要解决的最关键车辆碰撞情形中的一种，然而，所公开的系统和方法可轻易地适用于其他碰撞情况。为了在前向碰撞情况中向驾驶员给出精确警告，本公开内容提供了一种方法和系统，其处理来自周围车辆(即，远程车辆)的数据并且将该数据与车辆(即，主车辆)本身的行为配对以确定是否应该将即将发生的碰撞警告提供至驾驶员。此外，本公开内容提供了反映周围天气以提高警告情况精确性的方法。
参考图1，根据本公开内容的车辆的安全系统包括：车载单元(OBE)100，其包括专用短程通信(DSRC)无线电装置150或者其他合适的通信装置；全球定位系统(GPS)200或者其他合适的位置检测装置；以及安全控制单元300。主车辆和远程车辆都优选地配备有安全系统，使得提供关于周围车辆(例如，主车辆和远程车辆)的行为(例如，状态数据)的车辆信息所需的V2V通信能够通过包含DSRC无线电装置150的OBE 100实现，但是远程车辆可仅包含用于V2V通信的设备。每个具有V2V能力的车辆传输基于SAE J2735定义的数据，该SAEJ2735定义经由无线电装置发送的数据帧的结构。数据结构的物理层是基于IEEE 802.11p的。基本安全消息(BSM)将根据SAE J2735标准经由DSCR无线电装置150被车载设备(OBE)100接收。
BSM可包括BSM部分1和BSM部分2。BSM部分1包括：消息顺序号、车辆临时ID、时间戳、车辆位置(即，纬度、经度、高度和精度)、速度和变速器状态(transmission state)、前进方向、转向角度、加速度和偏航角速度、制动状态、车辆尺寸(即，长度和宽度)、ABS行为、稳定性控制行为、纵向加速度。BSM部分2包括：事件标记、外部光线、油门位置、路线历史、路线预测和相对定位RTCM(海事无线电技术委员会)封包。路线预测可包含非直线路径的预测的曲率半径以及该路线是直的的指示，并且过去的路线历史可包含针对GPS增量(delta)纬度、经度、高度和UTC时间等的GPS数据的约20个点。V2V数据BSM以短时间间隔(例如，每100ms)传输以足以识别车辆的动态事件。
GPS 200接收车辆(例如，主车辆或远程车辆)的位置信号并且将该车辆位置和时间提供至DSRC无线电装置150以及安全控制单元300，并且安全控制单元300还经由内部通信网络400接收车辆的组件的信息。车辆的信息可包括车辆速度和位置(即，纬度、经度、高度)、变速器状态、前进方向、转向角度、加速度和偏航角速度、制动状态、车辆尺寸(即，长度和宽度)、ABS行为、稳定性控制行为、纵向加速度、以及如果需要可添加附加信息。车辆信息可被存储在存储器500中，并且该存储器500可存储安全证书。
OBE 100从安全控制单元300接收车辆信息并且从GPS 200接收其他信息(例如，车辆位置和时间)，并且将车辆信息(例如，远程车辆的状态数据)以BSM的格式经由DSCR天线150发送至主车辆。在一种方式中，DSCR天线可以与GPS天线整合。BSM中的远程车辆的状态数据可以每100ms被发送，可根据需要调整发送时间。
图2A至图2D描述了可能发生的所谓前向碰撞的情形。图2A示出了远程车辆(RV)减速并且主车辆(HV)的速度高于RV的速度；图2B示出了RV停止并且HV以任意速度接近RV；图2C描述了HV具有比RV更高的速度，并且HV加速或将车道变换至RV的车道；图2D示出了RV具有比HV更低的恒速。所有这些示例性情形都可导致与远程车辆发生尾部碰撞，除非采取其他安全措施。本公开内容的方法和系统能够在以上情形下检测与RV即将发生的尾部碰撞并且警告驾驶员，或者根据需要输入至HV的控制器，以避免任何碰撞。然而，本公开内容不限于示例性情形并且反而能操作用于其他各种情况以避免与车辆发生碰撞。
现在，图3详细描述了安全控制单元300如何处理所接收的远程车辆和主车辆的状态数据。主车辆的安全控制单元300可实现为由预定程序操作的一个或更多个微处理器。一旦从远程车辆经由DSRC无线电装置150接收到BSM消息(S100)，在S120中，安全控制单元300提取远程车辆的位置、速度、加速度和前进方向数据。在S130中，安全控制单元300还经由内部通信网络400(例如，通信总线)接收主车辆的位置、速度、加速度和前进方向数据。
在S140中，安全控制单元300将远程车辆和主车辆的位置的GPS坐标转换为ECEF(地心，地球固联)坐标，使得安全控制单元300基于ECEF坐标计算间距和预估地平。在S150中，间距“Sep_diss”被计算为：其中，ΔX＝XRV-XHV，ΔY＝YRV-YHV，
其中，XRV，YRV是远程车辆的经转换的位置坐标；
XHV，YHV是主车辆的经转换的位置坐标。
在S150中所计算的远程车辆与主车辆之间的间距(即，Sep_diss)被用于在S160中通过安全控制单元300计算预估地平“H”。预估地平时间“H”是旨在计算每个采样时间时的代价函数(cost function，成本函数，价值函数)的时间戳，将在以下解释该代价函数。预估地平时间“H”被计算为：
其中，HVVelocity是主车辆的速率，RVVelocity是远程车辆的速度。
如图3所示，在前向碰撞算法的每次运行中计算预估地平时间“H”。
在步骤S170中，安全控制单元300将所计算的预估地平时间“H”与预定驾驶员的反应时间tr进行比较，并且当预估地平时间(horizontal time)“H”等于或小于预定驾驶员的反应时间时，将警告信号发送至驾驶员接口600，其为主车辆的驾驶员生成警告。该警告可以以声音、振动、可视图像或它们的组合的形式，但是不限于这些形式。
如果预估地平时间“H”大于驾驶员的反应时间，则安全控制单元300进行至步骤S190，在步骤S190中，从预估地平时间(H)扣除驾驶员的反应时间tr。此外，当经扣除的预估地平时间大于零时，安全控制单元300执行估计值程序(cost value procedure，代估计值程序)，在执行停止距离计算之前，在步骤S200中，该估计值程序估计主车辆和远程车辆的位置和速度并且估计间距。
估计远程车辆(RV)的位置和速度是基于远程车辆的预测加速度，该预测加速度是通过以下将描述的称为加速度预测算法的等式计算的。然而，安全控制单元300基于主车辆的当前加速度估计主车辆的位置和速度。此外，安全控制单元300基于远程车辆的预测加速度以及主车辆的当前加速度来估计间距“Sep_diss”。在S210中，针对几个时间点重复估计值程序以准备好用于在新的时间点中的新一轮计算的值，以便减少加速度预测算法中的估算误差。
HV中的RV的可用状态数据被称为RV的过去历史数据，并且BSM的采样率是10Hz，即，RV的过去历史(状态数据)每100ms更新一次。为了预测RV的加速度，RV的加速度被假定根据时间而变化。加速度预测算法旨在模拟下一个加速度值，这是因为其递归地表示基于信号的过去历史(即，过去的状态数据)的信号。自回归模型被应用于将采样值拟合为如下：
RVAccel(t+T)＝a1 RVAccel(t)+a2 RVAccel(t-T)+…+an RVAccel(t-(n-1)T)等式(1)
其中，在(1)中，RVAccel(t)是RV在时间t时的加速度，T是BSM的取样时间并且为0.1s，a1，a2，…，an是线性预测的系数并且n表示模型的度。
为了找到采样时间的最佳拟合，应该考虑以下两个步骤：选择模型的度(n)，并且基于线性预测的系数来预测针对前一时间步的加速度。找到线性预测模型的最佳系数的一个方法是最小平方误差法。应注意，任何估计都包括估算误差，对于时间t，等式(1)被改写为如下：
RVAccel(t)＝a1 RVAccel(t-T)+a2 RVAccel(t-2T)+…+an RVAccel(t-nT)+e(t)
等式(2)
其中，在(2)中，e(t)是估算误差。
等式(2)的矢量表示被给出为：
其中，是数据矢量，并且θ是系数矢量。矢量和θ通过加速度预测算法被给出。
如果在HV中过去的历史点从t-mT至t中可用，则等式(2)的度量表示为如下：
其中，m是时窗长度。因为最小二乘法基于使估算误差项的能量最小化来给出最佳系数，然后以此方法将以下代价函数最小化：
代价函数关于θ的极值应该满足以下条件：
因为代价函数的二阶导数是正的，所以代价函数的极值点是最小值，并且满足最低点条件的系数向量被给出为
在这个计算模型中，系数不是固定的并且基于RV的可用过去历史在每个BSM时刻中被计算出。我们假定RV的最近5个历史点的信息总是可用的，因此在HV中估计RV的下一个加速度的方法被给出为：
RVAccel(t)＝a1 RVAccel(t-0.1)+a2 RVAccel(t-0.2)+…+a5 RVAccel(t-0.5)
等式(8)，该等式在本公开内容中被称为加速度预测算法。
在步骤S210中，使用通过加速度预测算法(即，等式(8))计算的预测加速度值。在估计值程序S200之后，安全控制单元300基于主车辆的可配置的减速率和主车辆行驶所在的路面的摩擦系数来计算主车辆与远程车辆之间的停止距离。
基于主车辆的制动系统来预先确定主车辆的可配置的减速率，并且停止距离被计算为：
其中，rqddecel被计算为：rqddecel＝μ×rqddecel，
HVPVelocity被计算为：HVVelocity+HVAccel×tr，
RVPVelocity被计算为：RVVelocity+RVAccel×tr
其中；ds是停止距离，
μ是路面的摩擦系数，
rqddecel是主车辆(HV)的可配置减速率，
HVVelocity是HV的速度，
HVAccel是HV的加速率，
tr是驾驶员的反应时间，
RVVelocity是远程车辆(RV)的速率，
RVAccel是RV的加速率。
此外，路面的摩擦系数是估计停止距离的重要因素，并且因此，该摩擦系数通过如图4所述的分开算法进行计算。具体地，安全控制单元300基于主车辆的雨刮器状态或周围温度中的至少一个来确定预定校正因数中的一校正因数，并且将所确定的校正因数应用于预定摩擦值以便设置路面的摩擦系数，从而计算停止距离。
参考图4，安全控制单元300经由主车辆的内部通信网络接收主车辆的雨刮器状态和周围温度(S300)，当雨刮器状态是关闭时，确定周围温度是否小于预定的第一阈值(S310)，并且当周围温度等于或大于预定的第一阈值时，将预定的摩擦值设置为路面的摩擦系数(S312)。
如果周围温度小于预定的第一阈值，则安全控制单元300确定周围温度是否小于预定的第二阈值(S320)，并且当周围温度等于或大于预定的第二阈值时应用第一校正因数(S322)或者如果周围温度小于预定的第二阈值，则应用第二校正因数(S324)。
在S330中，如果雨刮器状态被确定为“打开”，则安全控制单元300将第三、第四和第五校正系数中的一个应用作为路面的摩擦系数。更详细地，当雨刮器状态是打开时，安全控制单元300确定周围温度是否小于预定的第一阈值(S340)，当周围温度等于或大于预定的第一阈值时，应用第三校正因数(S342)。如果周围温度小于预定的第一阈值并且等于或大于预定的第二阈值，则应用第四校正因数。在步骤S354中，当周围温度小于预定的第二阈值时，安全控制单元300应用第五校正因数。
在图4中的流程图中，校正因数_1确定道路可能有点光滑，并且因此用于制动的时间应该相应被增加。校正因数_5确定路面具有最坏情况，并且因此制动时间应该增加到最大。预定的校正因数_1至因数_5(即，第一、第二、第三、第四和第五校正因数)取决于车辆特征(例如，轮轴距、尺寸、重量、轮胎尺寸、类型、使用年限等)。还可能包括轮胎质量作为特征中的一个。当轮胎被改变时，驾驶员可以在车辆中控面板或信息娱乐系统或群集器中输入(与现今的车辆中的油质量相似)。
在步骤S220中，安全控制单元300检查警告数量(“警告_No”)，并且当停止距离等于或大于间距时，增加警告计数。例如，新的警告_No被设置为警告_No+1。
在下一步骤(即，S230)中，安全控制单元300针对一个BSM持续时间增加时间。如步骤S240所示，驾驶员的反应时间(tr)与预估地平时间“H”相比较，并且如果驾驶员的反应时间等于或小于预估地平时间“H”，则安全控制单元300进行至步骤S200。否则，进行至步骤S250。
如图3所示，当驾驶员的反应时间(tr)大于预估地平时间“H”时，在步骤S250中，安全控制单元300确定警告计数(即，警告_No)的数量大于预定的警告阈值。当警告计数的数量等于或小于预定的警告阈值时，进行至开始步骤。在警告计数的数量大于预定的警告阈值(即，警告_No>警告_阈值)的情况下，安全控制单元300在步骤S260中生成警告信号至驾驶员接口600，该接口反过来可为主车辆的驾驶员生成声音、在显示器上的图像，或者振动以通知驾驶员即将发生的碰撞。
预定的警告阈值(即，警告_阈值)基于车辆的特征和环境是可配置的参数。通常，警告阈值定义该系统的灵敏性并且可以从1到5的范围。例如，1使该系统很灵敏并且增加假警报的几率，并且5将增加精确性，5个循环以上将远程车辆检测为威胁。如果5被选定，则警告将被延迟5个循环时间。这个阈值提供实现中的灵活性。
如以上所示，本公开内容通过避免尾部碰撞来增加驾驶安全性并且可以以低成本在车辆中实现，因为它不需要各种传感器或硬件来检测即将发生的碰撞。

Claims (12)

1.一种用于机动车辆的安全系统，包括：
专用无线电装置，被构造成在主车辆与远程车辆之间接收和发送状态数据；
全球定位系统(GPS)接收器，被构造成接收所述主车辆的位置并且将所述位置发送至所述专用无线电装置；
车载单元(OBE)，包含所述专用无线电装置并且被构造成执行车辆对车辆(V2V)通信，以使得所述主车辆以基本安全消息(BSM)的格式接收所述远程车辆的状态数据；
安全控制单元，被构造成：
接收所述主车辆和所述远程车辆的所述状态数据，所述状态数据包括所述主车辆和所述远程车辆的位置、速度和前进方向；
基于所述远程车辆的位置和所述主车辆的位置来计算所述主车辆与所述远程车辆之间的间距；
基于所述主车辆和所述远程车辆的所述间距和所述速度计算预估地平时间；
将所述预估地平时间与驾驶员的反应时间进行比较；
当所述预估地平时间等于或小于所述驾驶员的反应时间时，向所述主车辆的驾驶员生成警告；
当所述预估地平时间大于所述驾驶员的反应时间时，从所述预估地平时间扣除所述驾驶员的反应时间；
当经扣除的预估地平时间大于零(0)时，执行估计值程序，所述估计值程序被构造成确定用于估计所述主车辆和所述远程车辆的未来位置和速度的可变系数并且被构造成确定用于估计所述间距的可变系数；
在所述估计值程序之后，基于所述主车辆的可配置减速度和所述主车辆行驶所在的路面的摩擦系数来计算所述主车辆与所述远程车辆之间的停止距离；
当所述停止距离等于或大于所述间距时，增加警告计数；并且
当所述警告计数的数量大于预定警告阈值时，为驾驶员生成警告。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述安全控制单元经由所述主车辆的内部通信网络接收所述主车辆的状态数据。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述估计值程序基于所述远程车辆的预测加速度来估计所述远程车辆的位置和速度，并且基于所述主车辆的当前加速度来估计所述主车辆的位置和速度。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述远程车辆的所述预测加速度被计算为：
RVAccel(t+T)＝a1RVAccel(t)+a2RVAccel(t-T)+…+anRVAccel(t-(n-1)T)
其中：
RVAccel(t+T)是所述远程车辆(RV)在时间t+T时的预测加速度，
RVAccel(t)是所述远程车辆在时间t时的加速度，
T是所述基本安全消息的取样时间，
a1，a2，…，an是线性预测系数，并且
n表示线性预测模型的度。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述安全控制单元基于所述远程车辆的所述预测加速度和所述主车辆的所述当前加速度来估计所述间距。
6.一种用于检测机动车辆的前向碰撞的方法，所述机动车辆包括配备有车载单元(OBE)的专用短程通信(DSRC)无线电装置，所述方法包括以下步骤：
通过主车辆的安全控制单元从经由车辆对车辆(V2V)通信从远程车辆接收的基本安全消息(BSM)提取所述远程车辆的位置、速度和前进方向；
经由所述主车辆的内部通信网络接收所述主车辆的速度、位置和前进方向；
通过所述安全控制单元基于所述远程车辆的位置和所述主车辆的位置来计算所述主车辆与所述远程车辆之间的间距；
通过所述安全控制单元基于所述主车辆和所述远程车辆之间的间距以及所述主车辆和所述远程车辆的速度来计算预估地平时间；
通过所述安全控制单元将所述预估地平时间与驾驶员的反应时间进行比较；
当所述预估地平时间等于或小于所述驾驶员的反应时间时，通过所述安全控制单元为所述主车辆的驾驶员生成警告；
当所述预估时间大于所述驾驶员的反应时间时，通过所述安全控制单元从所述预估地平时间扣除所述驾驶员的反应时间；
当经扣除的预估地平时间大于零时，通过所述安全控制单元执行估计值程序，所述估计值程序被构造成估计所述主车辆和所述远程车辆的位置和速度并且被构造成估计所述间距；
在所述估计值程序之后，通过所述安全控制单元基于所述主车辆的可配置减速度和所述主车辆行驶所在的路面的摩擦系数来计算所述主车辆与所述远程车辆之间的停止距离；并且
当所述停止距离等于或大于所述间距时，通过所述安全控制单元增加警告计数；
当所述警告计数的数量大于预定警告阈值时，通过所述安全控制单元为所述驾驶员生成警告。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述估计值程序基于所述远程车辆的预测加速度来估计所述远程车辆的位置和速度，并且基于所述主车辆的当前加速度来估计所述主车辆的位置和速度。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述远程车辆的所述预测加速度被计算为：
RVAccel(t+T)＝a1RVAccel(t)+a2RVAccel(t-T)+…+anRVAccel(t-(n-1)T)
其中：
RVAccel(t+T)是所述远程车辆(RV)在时间t+T时的预测加速度，
RVAccel(t)是所述远程车辆在时间t时的加速度，
T是所述基本安全消息的取样时间，
a1，a2，…，an是线性预测系数，并且
n表示线性预测模型的度。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述安全控制单元基于所述主车辆的雨刮器状态和周围温度中的至少一个来确定预定校正因数中的一校正因数，并且将所确定的校正因数应用于预定摩擦值以便设置所述路面的摩擦系数。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述安全控制单元通过包括以下步骤的方法确定所述校正因数：
通过所述安全控制单元经由所述主车辆的内部通信网络来接收所述主车辆的所述雨刮器状态和所述周围温度；
当所述雨刮器状态是关闭时，通过所述安全控制单元确定所述周围温度是否小于预定的第一阈值；
当所述周围温度等于或大于所述预定的第一阈值时，将所述预定的摩擦值设置为所述路面的所述摩擦系数；
当所述周围温度小于所述预定的第一阈值时，通过所述安全控制单元确定所述周围温度是否小于预定的第二阈值；
当所述周围温度等于或大于所述预定的第二阈值时，通过所述安全控制单元应用第一校正因数；
当所述周围温度小于所述预定的第二阈值时，通过所述安全控制单元应用第二校正因数。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述安全控制单元通过包括以下步骤的方法确定所述校正因数：
通过所述安全控制单元确定所述雨刮器状态是否是打开的；
当所述雨刮器状态是打开时，通过所述安全控制单元确定所述周围温度是否小于预定的第一阈值；
当所述周围温度等于或大于所述预定的第一阈值时，通过所述安全控制单元应用第三校正因数；
当所述周围温度小于所述预定的第一阈值并且等于或大于预定的第二阈值时，通过所述安全控制单元应用第四校正因数；
当所述周围温度小于所述预定的第二阈值时，通过所述安全控制单元应用第五校正因数。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，基于所述主车辆的制动系统来预先确定所述主车辆的所述可配置减速度，并且所述停止距离被计算为：
<mrow> <msub> <mi>d</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>HVP</mi> <mrow> <mi>V</mi> <mi>e</mi> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>c</mi> <mi>i</mi> <mi>t</mi> <mi>y</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mrow> <mo>-</mo> <mn>2</mn> <mo>&amp;times;</mo> <msub> <mi>rqd</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>e</mi> <mi>c</mi> <mi>e</mi> <mi>l</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <mfrac> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>RVP</mi> <mrow> <mi>V</mi> <mi>e</mi> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>c</mi> <mi>i</mi> <mi>t</mi> <mi>y</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mrow> <mo>-</mo> <mn>2</mn> <mo>&amp;times;</mo> <msub> <mi>RV</mi> <mrow> <mi>A</mi> <mi>c</mi> <mi>c</mi> <mi>e</mi> <mi>l</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow>
其中：rqddecel被计算为：rqddecel＝μ×rqddecel，
HVPVelocity被计算为：HVVelocity+HVAccel×tr，
RVPVelocity被计算为：RVVelocity+RVAccel×tr，
其中；ds是所述停止距离，
μ是所述路面的所述摩擦系数，
rqddecel是所述主车辆(HV)的所述可配置减速度，
HVVelocity是所述主车辆的速度，
HVAccel是所述主车辆的加速度，
tr是所述驾驶员的反应时间，
RVVelocity是所述远程车辆(RV)的速度，
RVAccel是所述远程车辆的加速度。
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