CN108257418A - 车辆碰撞预警方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种车辆碰撞预警方法及装置，所述方法包括：实时获取本车与相邻车辆的当前位置与当前运动状态信息；根据所述本车与相邻车辆的当前位置和当前运动状态信息，预测在预设时间段内所述本车的第一行驶轨迹与所述相邻车辆的第二行驶轨迹；判断所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹是否相交；当所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹相交时，分别计算所述本车与相邻车辆从所述当前位置至所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹的交点的时间，得到对应的第一时间和第二时间；当所述第一时间与所述第二时间之差的绝对值小于阈值时间时，发出报警信息。上述方案可提高碰撞预测的实时性，从而提高行车的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车安全技术领域，尤其涉及一种车辆碰撞预警方法及装置。
背景技术
随着汽车的使用量不断增加，汽车的安全问题也越来越受到重视，其中的车辆碰撞预警备受关注。在实际应用中，驾驶员视野盲区、驾驶员注意力不集中或天气与环境不佳等原因，都可能成为车辆碰撞的危险，因此，需要给予驾驶员及时的预警提示，以辅助驾驶员采取修正措施防止发生车辆碰撞。
现有技术中的车辆碰撞预警主要是基于传感器获得本车的运动状态以及与其他的距离来进行是否碰撞的预测，预测实时性较低，使得行车安全性较低。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种车辆碰撞预警方法及装置，以提高预测车辆是否碰撞的实时性从而提升行车的安全性。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种车辆碰撞预警方法，包括：
实时获取本车与相邻车辆的当前位置与当前运动状态信息；
根据所述本车与相邻车辆的当前位置与当前运动状态信息，预测在预设时间段内所述本车的第一行驶轨迹与所述相邻车辆的第二行驶轨迹；
判断所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹是否相交；
当所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹相交时，分别计算所述本车与相邻车辆从所述当前位置至所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹的交点的时间，得到对应的第一时间和第二时间；
当所述第一时间与所述第二时间之差的绝对值小于阈值时间时，发出报警信息。
可选地，所述当前运动状态信息包括以下一个或多个：当前行驶速度、航向角、方向盘转角和加速度。
可选地，所述根据所述本车与相邻车辆的当前位置和当前运动状态信息，预测在预设时间段内所述本车的第一行驶轨迹与所述相邻车辆的第二行驶轨迹，包括：
当所述方向盘转角为0时，根据所述预设时间段、所述当前行驶速度和所述加速度计算第一行驶路径；
根据所述当前位置、所述第一行驶路径和所述航向角得出所述第一行驶轨迹和/或所述第二行驶轨迹。
可选地，所述根据所述本车与相邻车辆的当前位置和当前运动状态信息，预测在预设时间段内所述本车的第一行驶轨迹与所述相邻车辆的第二行驶轨迹还包括：
当所述方向盘转角不为0时，参照所述方向盘转角与车辆轴距计算转弯半径；
根据所述转弯半径、所述当前行驶速度、所述加速度与所述预设时间段计算第二行驶路径，并根据所述当前位置、所述第二行驶路径得到所述第一行驶轨迹或第二行驶轨迹。
可选地，所述分别计算所述本车与所述相邻车辆从所述当前位置至所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹的交点的行驶时间，得到对应的第一时间和第二时间，包括：
根据所述当前位置与所述交点间的距离、所述当前行驶速度和所述加速度计算所述第一时间或所述第二时间。
可选地，在预测所述第一行驶轨迹和第二行驶轨迹之前还包括：将所述当前位置映射至二维直角坐标系内。
可选地，所述当前位置为GPS坐标，将所述当前位置映射至二维直角坐标系内包括：
以所述本车的GPS坐标为原点建立所述二维直角坐标系；
使用公式和计算所述相邻车辆的二维直角坐标(X1，Y1)，其中，K为一个单位距离的同一经线上的纬度差或同一纬线上的经度差，(lon0，lat0)为所述本车的GPS坐标，lon0为本车当前位置的经度，lat0为本车当前位置的纬度，(lon1，lat1)为所述相邻车辆的GPS坐标，lon1为所述相邻车辆当前位置的经度，lat1为所述本车当前位置的纬度度。
可选地，所述阈值时间为6-10s。
可选地，所述车辆碰撞预警方法，还包括：
在所述判断所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹是否相交前，根据所述本车的历史车辆信息对所述第一行驶轨迹进行优化，根据所述相邻车辆的历史车辆信息和所述当前位置以及所述当前运动状态信息对所述第二行驶轨迹进行优化。
可选地，使用卡尔曼滤波算法对所述第一行驶轨迹和第二行驶轨迹进行优化。
本发明实施例还提供一种车辆碰撞预警装置，包括：
获取单元，适于获取本车与相邻车辆的当前位置与当前运动状态信息；
轨迹预测单元，适于根据所述本车与相邻车辆的当前位置和当前运动状态信息，预测在预设时间段内所述本车的第一行驶轨迹与所述相邻车辆的第二行驶轨迹；
判断单元，适于判断所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹是否相交；
时间预测单元，适于当所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹相交时，分别计算所述本车与相邻车辆从所述当前位置至所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹的交点的时间，得到对应的第一时间和第二时间；
报警单元，适于当所述第一时间与所述第二时间之差的绝对值小于阈值时间时，发出报警信息。
可选地，所述当前运动状态信息包括以下一个或多个：当前行驶速度、航向角、方向盘转角和加速度。
可选地，所述轨迹预测单元包括：
行驶路径计算子单元，适于当所述方向盘转角为0时，根据所述预设时间段、所述当前行驶速度和所述加速度计算第一行驶路径；
第一行驶轨迹计算子单元，适于根据所述当前位置、所述第一行驶路径和所述航向角得出所述第一行驶轨迹和/或所述第二行驶轨迹。
可选地，所述轨迹预测单元还包括：
转弯半径计算子单元，适于当所述方向盘转角不为0时，参照所述方向盘转角与车辆轴距计算转弯半径；
第二行驶轨迹计算子单元，适于根据所述转弯半径、所述当前行驶速度、所述加速度与所述预设时间段计算第二行驶路径，并根据所述当前位置、所述第二行驶路径得到所述第一行驶轨迹和/或第二行驶轨迹。
可选地，所述时间预测单元适于：
根据所述当前位置与所述交点间的距离、所述当前行驶速度和所述加速度计算所述第一时间或所述第二时间。
可选地，所述车辆碰撞预警装置还包括坐标转换单元：
适于在预测所述第一行驶轨迹和第二行驶轨迹之前，将所述当前位置映射至二维直角坐标系内。
可选地，所述坐标转换单元适于：
以所述本车的GPS坐标为原点建立二维直角坐标系；
使用公式和计算所述相邻车辆的二维直角坐标(X1，Y1)，其中，K为一个单位距离的同一经线上的纬度差或同一纬线上的经度差，(lon0，lat0)为所述本车的GPS坐标，lon0为本车当前位置的经度，lat0为本车当前位置的纬度，(lon1，lat1)为所述相邻车辆的GPS坐标，lon0为所述相邻车辆当前位置的经度，lat0为所述本车当前位置的纬度。
可选地，所述阈值时间为6-10s。
可选地，所述车辆碰撞预警装置还包括优化单元；
在所述判断所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹是否相交前，根据所述本车的历史车辆信息对所述第一行驶轨迹进行优化，根据所述相邻车辆的历史车辆信息和所述当前位置以及所述当前运动状态信息对所述第二行驶轨迹进行优化。
可选地，使用卡尔曼滤波算法对所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹进行优化。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明实施例通过获取本车与相邻车辆的当前位置与当前运动状态信息，根据所述本车与相邻车辆的当前位置和当前运动状态信息，预测在预设时间段内所述本车的第一行驶轨迹与所述相邻车辆的第二行驶轨迹，判断所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹是否相交，当所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹相交时，分别计算所述本车与相邻车辆从所述当前位置至所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹的交点的时间，得到对应的第一时间和第二时间，当所述第一时间与所述第二时间之差小于阈值时间时，发出报警信息。相比现有技术主要基于传感器获取本车的运动状态以及与其他车辆的距离来进行预测，本发明实施例由于通过主动实时地获取本车与相邻车辆的当前运动状态信息，及时预测本车与相邻车辆的行驶轨迹，从而可以及时地对是否发生碰撞做出预判，在存在碰撞危险时发出报警信息提示驾驶员，使得驾驶员能过及时采取措施避免碰撞的实际后果，提高了行车的安全性。
进一步地，使用卡尔曼滤波算法对本车的第一行驶轨迹和相邻车辆的第二行驶轨迹进行优化，使得通过预测的轨迹判断是否碰撞的结果更加准确。
附图说明
图1是本发明实施例中的一种车辆碰撞预警方法的流程图；
图2是本发明实施例中的另一种车辆碰撞预警方法的流程图；
图3是本发明实施例中的一种车辆碰撞预警装置的结构示意图；
图4是本发明实施例中的另一种车辆碰撞预警装置的结构示意图。
具体实施方式
如前所述，现有技术中的车辆碰撞预警主要是基于传感器获得本车的运动状态以及与其他车辆的距离来进行是否碰撞的预测，实时性较低，从而行车安全性较低。例如，在其他车辆突然采取加速或变换行驶方向时，本车则可能无法依靠与该车辆的距离来进行及时的碰撞预测，驾驶员无法及时的采取措施避免碰撞。
本发明实施例通过主动实时地获取本车与相邻车辆的当前运动状态信息，及时预测本车与相邻车辆的行驶轨迹，从而可以及时地对是否发生碰撞做出预判，在存在碰撞危险时发出报警信息提示驾驶员，使得驾驶员能过及时采取措施避免碰撞的实际后果，提高了行车的安全性。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图1是本发明实施例中的一种车辆碰撞预警方法的流程图。如图所示的车辆碰撞预警方法，可以包括以下步骤：
步骤S101：实时获取本车与相邻车辆的当前位置与当前运动状态信息；
步骤S102：根据所述本车与相邻车辆的当前位置和当前运动状态信息，预测在预设时间段内所述本车的第一行驶轨迹与所述相邻车辆的第二行驶轨迹；
步骤S103：判断所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹是否相交；
步骤S104：当所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹相交时，分别计算所述本车与相邻车辆从所述当前位置至所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹的交点的时间，得到对应的第一时间和第二时间；
步骤S105：当所述第一时间与所述第二时间之差的绝对值小于阈值时间时，发出报警信息。
在步骤S101的具体实施中，所述相邻车辆是指能够被本车获取当前运动状态信息的范围内与本车相邻的车辆，也即，相邻车辆相对于本车处于适当的通讯范围内。所述当前运动状态信息可以包括以下一个或多个：当前行驶速度、航向角、方向盘转角和加速度。
在车联网的应用背景的具体实施中，车与车之间可以进行实时的信息共享，当有车辆进入能与所述本车进行通讯的范围内时，本车可以使用专用短程通信技术(DedicatedShort Range Communications，DSRC)与相邻车辆进行通讯，通过控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)总线获取所述当前运动状态信息。在另一车联网应用背景下的具体实施中，本车和其他车辆的当前运动状态信息可以存储于云端，本车可以获取与之共享信息的相邻车辆的当前运动状态信息。
在步骤S102的具体实施中，当所述方向盘转角为0时，根据所述预设时间段、所述当前行驶速度和所述加速度计算第一行驶路径；根据所述当前位置、所述第一行驶距离和所述航向角得出所述第一行驶轨迹和/或所述第二行驶轨迹。
具体地，当方向盘转角为0时，车辆沿着航向角方向行驶，可以通过S＝V0t+0.5*a*t2计算所述第一行驶路径，其中，S为所述第一行驶路径，V0为步骤S101中获取的所述当前行驶速度，a为所述加速度，t为所述预设时间段。这样，所述本车与所述相邻车辆在方向盘转角为0时，可以计算出所述各自的所述第一行驶路径S。再根据所述本车和所述相邻车辆各自的所述当前位置，可以标出所述本车的第一行驶轨迹和相邻车辆的第二行驶轨迹。当所述方向盘转角不为0时，所述本车或所述相邻车辆则不以上述方法进行计算。
需要说明的是，本文中方向盘转角为0并不是严格的限定，其可以是转角为0的允许误差范围内。更进一步而言，方向盘转角为0指的是车辆直行时的方向盘初始转角，以及初始转角的允许误差范围内。
在步骤S102的具体实施中，当所述方向盘转角不为0时，参照所述方向盘转角与车辆轴距计算转弯半径；根据所述当前位置、所述转弯半径、所述当前行驶速度、所述加速度与所述预设时间段计算第二行驶路径，得到所述第一行驶轨迹或第二行驶轨迹。
具体地，所述转弯半径通过公式R＝L/tanθk进行计算，其中，R为所述转弯半径，L为车辆轴距，θk为所述方向盘转角。再根据所述转弯半径、所述当前行驶速度、所述加速度与所述预设时间段计算第二行驶路径，从而结合所述当前位置得到所述第一行驶轨迹或第二行驶轨迹。
具体实施中，所述本车的方向盘转角可能为0或不为0，所述相邻车辆的方向盘转角也可能为0或不为0。
具体实施中，所述当前位置可以是GPS坐标数据或其他坐标体系的坐标数据，则可以将所述当前位置映射至二维直角坐标系中，以方便标出所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹。
由此，通过步骤S102可以预测出在所述预测时间段内的所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹，从而通过步骤S103可判断出所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹是否相交。
在步骤S104的具体实施中，可以根据所述当前位置与所述交点间的距离、所述当前行驶速度和所述加速度计算所述第一时间或所述第二时间。具体地，可以根据方程S1＝V1t1+0.5a1t1 2求解得到本车的所述第一时间t1(t1>0)，同理，可以根据方程S2＝V2t2+0.5a2t2 2求解得到相邻车辆的所述第二时间t2(t2>0)。
在步骤S105的具体实施中，所述阈值时间可以根据需要进行设定，为使本实施例有较好的实施效果，所述阈值时间可以设置在6-10s之间。当所述第一时间与所述第二时间之差的绝对值大于或等于阈值时间时，认为本车和相邻车辆不会碰撞，当所述第一时间与所述第二时间之差的绝对值小于阈值时间时，认为本车和相邻车辆会发生碰撞，此时发出报警信息至本车和相邻车辆。
需要说明的是，所述相邻车辆相对于其他车辆来说也是本车，仍然可以获得车车通讯范围内的其他相邻车辆的运动信息和位置信息，从而计算与其他车辆是否会发生碰撞。
具体实施中，所述报警信息可以通过人机交互界面呈现给驾驶员，呈现形式可以是语音、文字等。所述报警信息的内容可以进行不同的设置。
在具体实施中，可以在大于零小于所述阈值时间的范围之内具体设置不同的时间区间，分别对应不同的警报级别，根据实际计算出的时间差的警报级别来发出不同的警报信息。
相比现有技术主要基于传感器获取本车的运动状态以及与其他车辆的距离来进行预测，本发明实施例由于通过主动实时地获取本车与相邻车辆的当前运动状态信息，及时预测本车与相邻车辆的行驶轨迹，从而可以及时地通过行驶轨迹对是否发生碰撞做出预判，在存在碰撞危险时发出报警信息提示驾驶员，使得驾驶员能过及时采取措施避免碰撞的实际后果，提高了行车的安全性。
图2是本发明实施例中的另一种车辆碰撞预警方法的流程图。如图2所示的车辆碰撞预警方法，可以包括以下步骤S201至步骤S207。
步骤S201：实时获取本车与相邻车辆的当前位置与当前运动状态信息。
本实施例的步骤S201请参照步骤S101，不再赘述。
步骤S202：将所述当前位置映射至二维直角坐标系内。
在具体实施中，所获得的当前位置的数据可以是不同坐标体系下的位置信息，通过将所述当前位置映射至同一个二维直角坐标系中，从而在同一二维直角坐标系中得出所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹以判断两者是否相交。
具体实施中，如果获取的所述当前位置为GPS坐标，则可以本车的GPS坐标为原点建立二维直角坐标系，使用公式和计算所述相邻车辆的二维直角坐标(X1，Y1)，其中，K为一个单位距离的同一经线上的纬度差或同一纬线上的经度差，(lon0，lat0)为所述本车的GPS坐标，(lon1，lat1)为所述相邻车辆的GPS坐标。
例如，所述一个单位距离取1m，处在同一经线或同一纬线上距离1m的两点纬度或经度相差0.0000085，则K取0.0000085。
步骤S203：根据所述本车与相邻车辆的当前位置和当前运动状态信息，预测在预设时间段内所述本车的第一行驶轨迹与所述相邻车辆的第二行驶轨迹。
本步骤的实施可参照步骤S202，不再赘述。
步骤S204：根据所述本车的历史车辆信息和当前位置以及当前运动状态信息对所述第一行驶轨迹进行优化，根据所述相邻车辆的历史车辆信息和当前位置以及当前运动状态信息对所述第二行驶轨迹进行优化。
所述历史车辆信息为所存储的从第一次至当前时刻获取到的本车和相邻车辆的位置信息与运动状态信息。根据所述历史车辆信息和当前车辆信息可以得到卡尔曼滤波算法中的K时刻状态变量和K-1时刻的状态变量。
在具体实施中，可以使用卡尔曼滤波算法对所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹进行优化。具体使用卡尔曼滤波算法的如下公式(1)-(5)进行计算：
XK/K-1＝AXK-1/K-1 (1)
PK/K-1＝APK-1/K-1AT+R (2)
在本实施例中，系统状态变量
其中，(x，y)为车辆的二维直角坐标，Vx为车辆在x轴方向上的速度，Vy为车辆在y轴方向上的速度，ax为车辆在x轴方向上的加速度，ay为车辆在y轴方向上的加速度；
公式(1)中Xk/k-1为利用上一状态变量预测得到的结果，XK-1/K-1是上一状态使用卡尔曼滤波算法优化得到的结果，本实施例中控制量为0，
其中，t0为所述预设时间段；
公式(2)中PK/K-1为Xk/k-1对应的协方差，PK-1/K-1为XK-1/K-1对应的协方差，AT为A的转置矩阵，R是系统过程噪声的协方差，一般认为过程噪声满足正态分布，其值为0；
Xk/k＝Xk/k-1+KK(ZK-CKXk/K-1) (3)
KK＝PK/K-1CK T[CKPk/k-1CK T+Rn]-1 (4)
公式(3)中，Xk/k为当前K时刻得到的优化结果，Kk为卡尔曼增益，采用公式(4)进行计算，Zk为当前获得的测量值，Zk＝CkXk,观察矩阵Ck＝CK T为Ck的转置矩阵；
PK/k＝(I-KKCK)×PK-1 (5)
公式(5)用于更新协方差矩阵，I为单位矩阵。当系统进入k+1状态时，Pk/k就是式子(2)的PK-1/k-1。
通过使用卡尔曼滤波算法可以优化状态变量中的当前位置信息和当前运动状态信息，从而优化所述第一行驶路径和所述第二行驶路径。
步骤S205：判断所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹是否相交。
步骤S206：当所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹相交时，分别计算所述本车与相邻车辆从所述当前位置至所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹的交点的时间，得到对应的第一时间和第二时间。
步骤S207：当所述第一时间与所述第二时间之差的绝对值小于阈值时间时，发出报警信息。
步骤S205至步骤S207的实施可对应参照步骤103至步骤105，在此不再赘述。
本实施例通过本发明实施例由于通过主动实时地获取本车与相邻车辆的当前运动状态信息，及时预测本车与相邻车辆的行驶轨迹，从而可以及时地通过行驶轨迹对是否发生碰撞做出预判，在存在碰撞危险时发出报警信息提示驾驶员，使得驾驶员能过及时采取措施避免碰撞的实际后果，提高了行车的安全性。
进一步地，根据历史车辆信息对本车的第一行驶轨迹和相邻车辆的第二行驶轨迹进行优化，使得通过预测的轨迹判断是否碰撞的结果更加准确。
图3是本发明实施例中的一种车辆碰撞预警装置的结构示意图。如图3所示的车辆碰撞预警装置30，可以包括：获取单元301、轨迹预测单元302、判断单元302、时间预测单元304和报警单元305。其中：
所述获取单元301，适于获取本车与相邻车辆的当前位置与当前运动状态信息；
轨迹预测单元302，适于根据所述本车与相邻车辆的当前位置和当前运动状态信息，预测在预设时间段内所述本车的第一行驶轨迹与所述相邻车辆的第二行驶轨迹；
判断单元303，适于判断所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹是否相交；
时间预测单元304，适于当所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹相交时，分别计算所述本车与相邻车辆从所述当前位置至所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹的交点的时间，得到对应的第一时间和第二时间；
报警单元305，适于当所述第一时间与所述第二时间之差的绝对值小于阈值时间时，发出报警信息。
在具体实施中，所述当前运动状态信息可以包括以下一个或多个：当前行驶速度、航向角、方向盘转角和加速度。
在具体实施中，所述轨迹预测单元302包括行驶路径计算子单元3021和第一行驶轨迹计算子单元3022；
所述行驶路径计算子单元3021，适于当所述方向盘转角为0时，根据所述预设时间段、所述当前行驶速度和所述加速度计算第一行驶路径；
所述第一行驶轨迹计算子单元3022，适于根据所述当前位置、所述第一行驶路径和所述航向角得出所述第一行驶轨迹和/或所述第二行驶轨迹。
在具体实施中，所述轨迹预测单元302，还包括转弯半径计算子单元3023和第二行驶轨迹计算子单元3024；
所述转弯半径计算子单元3023，适于当所述方向盘转角不为0时，参照所述方向盘转角与车辆轴距计算转弯半径；
所述第二行驶轨迹计算子单元3024，适于根据所述转弯半径、所述当前行驶速度、所述加速度与所述预设时间段计算第二行驶路径，并根据所述当前位置、所述第二行驶路径得到所述第一行驶轨迹和/或第二行驶轨迹。
在具体实施中，所述时间预测单元304适于：
根据所述当前位置与所述交点间的距离、所述当前行驶速度和所述加速度计算所述第一时间或所述第二时间。
在具体实施中，所述阈值时间可以取6s-10s。
本实施例通过主动实时地获取本车与相邻车辆的当前运动状态信息，及时预测本车与相邻车辆的行驶轨迹，从而可以及时地对是否发生碰撞做出预判，在存在碰撞危险时发出报警信息提示驾驶员，使得驾驶员能过及时采取措施避免碰撞的实际后果，提高了行车的安全性。
图4是本发型实施例中的另一种车辆碰撞预警装置，如图所示的车辆碰撞预警装置40，可以包括：获取单元401、轨迹预测单元402、判断单元403、时间预测单元404、报警单元405、坐标转换单元406和优化单元407。
其中，所述获取单元401、轨迹预测单元402、判断单元403、时间预测单元404和报警单元405的描述可以对应参照图3中的获取单元301、轨迹预测单元302、判断单元303、时间预测单元304和报警单元305，在此不赘述。
在具体实施中，所述轨迹预测单元402可以包括行驶路径计算子单元4021和第一行驶轨迹计算子单元4022，对所述行驶路径计算子单元4021和所述第一行驶轨迹计算子单元4022的描述可对应参照图3中的行驶路径计算子单元3021和第一行驶轨迹计算子单元3022，不再赘述。
在具体实施中，所述轨迹预测单元402，还可以包括转弯半径计算子单元4023和第二行驶轨迹计算子单元4024。所述转弯半径计算子单元4023和第二行驶轨迹计算子单元4024的描述可对应参照图3中的转弯半径计算子单元3023和第二行驶轨迹计算子单元3024，不再赘述。
在具体实施中，所述坐标转换单元406适于在预测所述第一行驶轨迹和第二行驶轨迹之前，将所述当前位置映射至二维直角坐标系内。
在具体实施中，所述坐标转换单元406适于：
以所述本车的GPS坐标为原点建立二维直角坐标系，使用公式和计算所述相邻车辆的二维直角坐标(X1，Y1)，其中，K为一个单位距离的同一经线上的纬度差或同一纬线上的经度差，(lon0，lat0)为所述本车的GPS坐标，lon0为本车当前位置的经度，lat0为本车当前位置的纬度，(lon1，lat1)为所述相邻车辆的GPS坐标，lon0为所述相邻车辆当前位置的经度，lat0为所述本车当前位置的纬度。
在具体实施中，所述优化单元407适于在所述判断所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹是否相交前，根据所述本车的历史车辆信息对所述第一行驶轨迹进行优化，根据所述相邻车辆的历史车辆信息对所述第二行驶轨迹进行优化。
在具体实施中，所述优化单元可以根据所述本车的历史车辆信息对所述第一行驶轨迹进行优化，根据所述相邻车辆的历史车辆信息对所述第二行驶轨迹进行优化。
在具体实施中，车辆的车载单元(On board unit，OBU)以采用所述车辆碰撞预警装置。
本实施例通过主动实时地获取本车与相邻车辆的当前运动状态信息，及时预测本车与相邻车辆的行驶轨迹，从而可以及时地对是否发生碰撞做出预判，在存在碰撞危险时发出报警信息提示驾驶员，使得驾驶员能过及时采取措施避免碰撞的实际后果，提高了行车的安全性。
进一步地，本实施例根据历史车辆信息对本车的第一行驶轨迹和相邻车辆的第二行驶轨迹进行优化，使得通过预测的轨迹判断是否碰撞的结果更加准确。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于以计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (20)
1.一种车辆碰撞预警方法，其特征在于，包括：
实时获取本车与相邻车辆的当前位置与当前运动状态信息；
根据所述本车与相邻车辆的当前位置与当前运动状态信息，预测在预设时间段内所述本车的第一行驶轨迹与所述相邻车辆的第二行驶轨迹；
判断所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹是否相交；
当所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹相交时，分别计算所述本车与相邻车辆从所述当前位置至所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹的交点的时间，得到对应的第一时间和第二时间；
当所述第一时间与所述第二时间之差的绝对值小于阈值时间时，发出报警信息。
2.根据权利要求1所述的车辆碰撞预警方法，其特征在于，所述当前运动状态信息包括以下一个或多个：当前行驶速度、航向角、方向盘转角和加速度。
3.根据权利要求2所述的车辆碰撞预警方法，其特征在于，所述根据所述本车与相邻车辆的当前位置和当前运动状态信息，预测在预设时间段内所述本车的第一行驶轨迹与所述相邻车辆的第二行驶轨迹，包括：
当所述方向盘转角为0时，根据所述预设时间段、所述当前行驶速度和所述加速度计算第一行驶路径；
根据所述当前位置、所述第一行驶路径和所述航向角得出所述第一行驶轨迹和/或所述第二行驶轨迹。
4.根据权利要求3所述的车辆碰撞预警方法，其特征在于，所述根据所述本车与相邻车辆的当前位置和当前运动状态信息，预测在预设时间段内所述本车的第一行驶轨迹与所述相邻车辆的第二行驶轨迹还包括：
当所述方向盘转角不为0时，参照所述方向盘转角与车辆轴距计算转弯半径；
根据所述转弯半径、所述当前行驶速度、所述加速度与所述预设时间段计算第二行驶路径，并根据所述当前位置、所述第二行驶路径得到所述第一行驶轨迹或第二行驶轨迹。
5.根据权利要求2所述的车辆碰撞预警方法，其特征在于，所述分别计算所述本车与所述相邻车辆从所述当前位置至所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹的交点的行驶时间，得到对应的第一时间和第二时间，包括：
根据所述当前位置与所述交点间的距离、所述当前行驶速度和所述加速度计算所述第一时间或所述第二时间。
6.根据权利要求1所述的车辆碰撞预警方法，其特征在于，在预测所述第一行驶轨迹和第二行驶轨迹之前还包括：将所述当前位置映射至二维直角坐标系内。
7.根据权利要求6所述的车辆碰撞预警方法，其特征在于，所述当前位置为GPS坐标，将所述当前位置映射至二维直角坐标系内包括：
以所述本车的GPS坐标为原点建立所述二维直角坐标系；
使用公式和计算所述相邻车辆的二维直角坐标(X1，Y1)，其中，K为一个单位距离的同一经线上的纬度差或同一纬线上的经度差，(lon0，lat0)为所述本车的GPS坐标，lon0为本车当前位置的经度，lat0为本车当前位置的纬度，(lon1，lat1)为所述相邻车辆的GPS坐标，lon0为所述相邻车辆当前位置的经度，lat0为所述本车当前位置的纬度度。
8.根据权利要求1所述的车辆碰撞预警方法，其特征在于，所述阈值时间为6-10s。
9.根据权利要求1至8任一项所述的车辆碰撞预警方法，其特征在于，还包括：
在所述判断所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹是否相交前，根据所述本车的历史车辆信息对所述第一行驶轨迹进行优化，根据所述相邻车辆的历史车辆信息和所述当前位置以及所述当前运动状态信息对所述第二行驶轨迹进行优化。
10.根据权利要求9所述的车辆碰撞预警方法，其特征在于，使用卡尔曼滤波算法对所述第一行驶轨迹和第二行驶轨迹进行优化。
11.一种车辆碰撞预警装置，其特征在于，包括：
获取单元，适于获取本车与相邻车辆的当前位置与当前运动状态信息；
轨迹预测单元，适于根据所述本车与相邻车辆的当前位置和当前运动状态信息，预测在预设时间段内所述本车的第一行驶轨迹与所述相邻车辆的第二行驶轨迹；
判断单元，适于判断所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹是否相交；
时间预测单元，适于当所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹相交时，分别计算所述本车与相邻车辆从所述当前位置至所述第一行驶轨迹与所述第二行驶轨迹的交点的时间，得到对应的第一时间和第二时间；
报警单元，适于当所述第一时间与所述第二时间之差的绝对值小于阈值时间时，发出报警信息。
12.根据权利要求11所述的车辆碰撞预警装置，其特征在于，所述当前运动状态信息包括以下一个或多个：当前行驶速度、航向角、方向盘转角和加速度。
13.根据权利要求12所述的车辆碰撞预警装置，其特征在于，所述轨迹预测单元包括：
行驶路径计算子单元，适于当所述方向盘转角为0时，根据所述预设时间段、所述当前行驶速度和所述加速度计算第一行驶路径；
第一行驶轨迹计算子单元，适于根据所述当前位置、所述第一行驶路径和所述航向角得出所述第一行驶轨迹和/或所述第二行驶轨迹。
14.根据权利要求13所述的车辆碰撞预警装置，其特征在于，所述轨迹预测单元还包括：
转弯半径计算子单元，适于当所述方向盘转角不为0时，参照所述方向盘转角与车辆轴距计算转弯半径；
第二行驶轨迹计算子单元，适于根据所述转弯半径、所述当前行驶速度、所述加速度与所述预设时间段计算第二行驶路径，并根据所述当前位置、所述第二行驶路径得到所述第一行驶轨迹和/或第二行驶轨迹。
15.根据权利要求12所述的车辆碰撞预警装置，其特征在于，所述时间预测单元适于：
根据所述当前位置与所述交点间的距离、所述当前行驶速度和所述加速度计算所述第一时间或所述第二时间。
16.根据权利要求11所述的车辆碰撞预警装置，其特征在于，还包括坐标转换单元：
适于在预测所述第一行驶轨迹和第二行驶轨迹之前，将所述当前位置映射至二维直角坐标系内。
17.根据权利要求16所述的车辆碰撞预警装置，其特征在于，所述坐标转换单元适于：
以所述本车的GPS坐标为原点建立二维直角坐标系；
使用公式和计算所述相邻车辆的二维直角坐标(X1，Y1)，其中，K为一个单位距离的同一经线上的纬度差或同一纬线上的经度差，(lon0，lat0)为所述本车的GPS坐标，lon0为本车当前位置的经度，lat0为本车当前位置的纬度，(lon1，lat1)为所述相邻车辆的GPS坐标，lon0为所述相邻车辆当前位置的经度，lat0为所述本车当前位置的纬度。
18.根据权利要求11所述的车辆碰撞预警装置，其特征在于，所述阈值时间为6-10s。
19.根据权利要求11至18任一项所述的车辆碰撞预警装置，其特征在于，还包括优化单元；
在所述判断所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹是否相交前，根据所述本车的历史车辆信息对所述第一行驶轨迹进行优化，根据所述相邻车辆的历史车辆信息和所述当前位置以及所述当前运动状态信息对所述第二行驶轨迹进行优化。
20.根据权利要求19所述的车辆碰撞预警装置，其特征在于，使用卡尔曼滤波算法对所述第一行驶轨迹和所述第二行驶轨迹进行优化。
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