CN108810820A - 一种车辆碰撞风险评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆碰撞风险评估方法，包括如下步骤：S1、所述车载单元OBU获取车辆自身运动轨迹；S2、各车载单元OBU之间交换车辆信息及运动轨迹；S3、所述车载单元OBU将接收到的车辆信息及运动轨迹与自身运动轨迹相比较，计算评估车辆碰撞风险。该评估方法利用了V2X的技术优势，实现了车辆间的通信，车载单元OBU可以通过路边单元RSU向导航信息库直接发送道路轨迹请求，实现对运动轨迹的精准推算，车载单元OBU也可以根据车辆自身的历史运动轨迹函数获取本车的运动轨迹，并与其他车载单元OBU进行交换。

Description

一种车辆碰撞风险评估方法

技术领域

本发明涉及道路交通安全领域，特别涉及一种车辆碰撞风险评估方法。

背景技术

随着我国交通设施的日渐完善，四通八达的交通网络已基本形成，但是道路交通系统的复杂性、拥挤度及事故频发等问题也越来越严重，而高速公路的行车安全逐渐成为了人们关注的焦点。特别是高速公路在全封闭管理、行车速度快、交通流量大等情况下，一旦发生碰撞引起事故会造成一系列后续事故的发生，造成的损失难以估计。近年来，随着交通安全管理水平的提升和车辆主动安全技术的发展，交通安全环境得到了较大改善，特别是随着车辆驾驶辅助系统的推广，对交通事故进行预防和精准控制的可实现性越来越趋于现实。当前车辆碰撞预警过程多基于车辆自身传感器数据推算目标车辆运动的轨迹，进而实现碰撞预警，常见的车辆自身传感器包括摄像头、雷达等，产生的预警信息一般在仪表盘或抬头显示，通常会加以声音警告，车辆碰撞预警不仅有效提高了交通高效率，而且利于降低交通事故的发生概率。但是上述车辆预警过程需对本车历史轨迹和目标车辆的历史轨迹分别进行推算，推算过程属于被动计算，准确度和实时性相对较差，而且推算历史轨迹需要记录多个历史数据点，并根据记录的历史数据点进行复杂计算，耗费了大量的系统资源，与日益发达的高速公路网络不匹配。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种车辆碰撞风险评估方法，该车辆碰撞风险评估方法利用了V2X（Vehicle to anything）的技术优势，实现了车辆间的通信交流，可以实时获取目标车辆的运动轨迹，对本车及目标车辆的运动轨迹具有较好的预见性。

为了实现上述目标，本发明采用了如下技术方案：

一种车辆碰撞风险评估方法，基于多个车载单元OBU（On-board-unit），各车载单元OBU分别设于不同车辆，所述车载单元OBU之间通过DSRC（Dedicated Short RangeCommunications）模块通信连接；所述方法包括如下步骤：

S1、所述车载单元OBU获取车辆自身运动轨迹；

S2、各车载单元OBU之间交换车辆信息及运动轨迹；

S3、所述车载单元OBU将接收到的车辆信息及运动轨迹与自身运动轨迹相比较，计算评估车辆碰撞风险。

进一步的，所述步骤S1包括如下子步骤：

S11、所述车载单元OBU向路边单元RSU（Road-side-uinit）发送自身车辆信息及道路轨迹请求；

S12、路边单元RSU对收到的车辆信息及道路轨迹请求进行解析，并将解析后的车辆信息及道路轨迹请求转发至导航信息库；

S13、导航信息库根据车辆信息匹配道路曲线函数，所述道路曲线函数由导航信息库经路边单元RSU发送至车载单元OBU；

S14、所述车载单元OBU根据收到的道路曲线函数调整车辆运动参数，获取运动轨迹。

进一步的，所述步骤S1包括如下子步骤：

S11、所述车载单元OBU解算车辆自身的历史运动轨迹函数；

S12、所述车载单元OBU根据历史运动轨迹函数调整车辆参数，获取运动轨迹。

进一步的，所述步骤S3包括如下子步骤：

S31、所述车载单元OBU对接收到的车辆信息及运动轨迹进行解析；

S32、所述车载单元OBU将步骤S31解析得到的运动轨迹与自身运动轨迹进行对比，计算评估车辆碰撞风险；

S33、所述车载单元OBU发布车辆碰撞风险的评估信息。

进一步的，所述车辆信息包括速度、加速度及位置信息。

进一步的，所述位置信息包括经度和纬度。

进一步的，所述车载单元OBU包括定位模块、V2X模块及中心处理模块，主要用于获取、存储车辆信息及运动轨迹，并对车辆碰撞风险进行计算评估。

进一步的，所述路边单元RSU包括V2X模块及处理模块，主要用于实现车载单元OBU与导航信息库之间的信息传输。

进一步的，所述定位模块为GPS定位装置或北斗定位装置。

进一步的，所述V2X模块接收/发送信息的频率为50HZ。

本发明的有益技术效果：

与现有技术相比较，本发明公开了一种车辆碰撞风险评估方法，该车辆碰撞风险评估方法利用了V2X的技术优势，实现了车辆间的通信交流，并且车载单元OBU可以通过路边单元RSU向导航信息库直接发送道路轨迹请求，预知未来路况的轨迹，进而实现对运动轨迹的精准推算。此外，车载单元OBU也可以根据车辆自身的历史运动轨迹函数获取本车的运动轨迹，并将运动轨迹与其他车辆的车载单元OBU进行信息交换，从而直接获取目标车辆的运动轨迹，省去了对目标车辆轨迹历史点的记录和推算过程，很大程度的节约了计算资源。

附图说明

图1示出了本发明车辆碰撞风险评估方法的示意图。

图2示出了本发明车载单元OBU的内部结构连接示意图。

图3示出了本发明路边单元RSU的内部结构连接示意图。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。

实施例1：

本实施例提供了一种车辆碰撞风险评估方法，基于多个车载单元OBU，所述车载单元OBU具体包括定位模块、V2X模块及中心处理模块，如图2所示。本实施例中，所述定位模块优选GPS定位装置，所述定位模块能够实时定位车辆位置，定位频率为50Hz。所述V2X模块能够发送本车位置信息及本车运动轨迹，同时也能够接收目标车辆的位置信息和运动轨迹。所述V2X模块之间采用DSRC模块进行信息交流，DSRC模块的传输距离为300m-1km之间，接收/发送信息的频率选优50HZ，所述DSRC模块的使用有效解决了移动通信网络3G/4G等无线网络信息传输存在的延时问题，一定程度提高了信息处理的能力和效率。所述中心处理模块能够通过OBD接口与CAN总线相连，并实时解析CAN总线获取车辆状态信息，同时解析定位模块的相关参数，记录本车轨迹并生成车辆自身的历史运动轨迹函数。上述车载单元OBU主要用于获取、存储车辆信息及运动轨迹，并对车辆碰撞风险进行计算评估。各车载单元OBU分别设于不同车辆，所述车载单元OBU之间通过DSRC模块进行通信连接。所述方法包括如下步骤：

S1、所述车载单元OBU获取车辆自身运动轨迹；

S2、各车载单元OBU之间交换车辆信息及运动轨迹；

S3、所述车载单元OBU将接收到的车辆信息及运动轨迹与自身运动轨迹相比较，计算评估车辆碰撞风险。

其中，所述步骤S1包括如下子步骤：

S11、所述车载单元OBU解算车辆自身的历史运动轨迹函数；

S12、所述车载单元OBU根据历史运动轨迹函数调整车辆参数，所述车辆运动参数是指车辆横摆角、加速度等，进而获取运动轨迹。

本实施例中，所述步骤S11包括如下步骤：

S111、所述车载单元OBU记录100组本车速度、加速度、横摆角度、航向等历史运行轨迹参数；

S112、采用5点3次平滑算法，对上述历史轨迹点进行平滑处理，得出新的速度、加速度、横摆角度、航向等轨迹参数；

S113、针对步骤S112中经过平滑处理后的轨迹参数，使用运动学方程得到预估运行曲线，即历史运动轨迹函数。

所述步骤S3包括如下子步骤：

S31、所述车载单元OBU对接收到的车辆信息及运动轨迹进行解析；

S32、所述车载单元OBU将步骤S31解析得到的运动轨迹与自身运动轨迹进行对比，计算评估车辆碰撞风险；

S33、所述车载单元OBU发布车辆碰撞风险的评估信息。

值得注意的是，上述步骤S32中根据两车运动轨迹计算评估车辆碰撞风险的方法具体包括如下步骤：

S321、根据两车的经度、纬度及高度，计算出两车的地心坐标（x0，y0，z0）；

S322、根据两车的航向以及地心坐标，计算两车载单元OBU之间的相对坐标（x,y,z）；

S323、根据两车横摆角速度、速度、加速度，通过微积分推算5s中，积分步长为50ms；如果在5s内两车距离小于最小距离，则评估有碰撞风险；如果5s内无碰撞，则评估无碰撞风险，不再计算。上述最小距离一般由车长、车宽及车间距所决定。

在本实施例中，上述车辆信息主要包括速度、加速度及位置信息，且所述位置信息包括车辆所在的经度和纬度。本实施例中，车载单元OBU主要根据车辆自身的历史运动轨迹函数获取本车的运动轨迹，并将运动轨迹与其他车辆的车载单元OBU进行信息交换，从而直接获取目标车辆的运动轨迹，省去了对目标车辆轨迹历史点的记录和推算过程，很大程度的节约了计算资源。

实施例2：

如图1所示，本实施例与实施例1类似，主要区别在于，本实施例提供了一种车辆碰撞风险评估方法，基于多个车载单元OBU和路边单元RSU，所述车载单元OBU中含有的定位模块选用北斗定位装置。所述各车载单元OBU之间通过DSRC模块通信连接，各所述车载单元OBU与路边单元RSU通过DSRC模块通信连接，所述路边单元RSU包括V2X模块及处理模块。所述路边单元RSU的V2X模块能够接收车载单元OBU的自身车辆信息及道路轨迹请求。所述路边单元RSU的处理模块能够对V2X模块接收到的信息进行解析，并通过有线网络实现与导航信息库之间的信息传输，如图3所示。所述导航信息库能够根据车辆信息进行车道匹配，并将对应的道路曲线函数经路边单元RSU发送至车载单元OBU。

在本实施例中，所述步骤S1具体包括如下子步骤：

S11、所述车载单元OBU向路边单元RSU发送自身车辆信息及道路轨迹请求；

S12、路边单元RSU对收到的车辆信息及道路轨迹请求进行解析，并将解析后的车辆信息及道路轨迹请求转发至导航信息库；

S13、导航信息库根据车辆信息匹配道路曲线函数，所述道路曲线函数是指道路三维空间参数X、Y、Z的函数关系，所述道路曲线函数由导航信息库经路边单元RSU发送至车载单元OBU；

S14、所述车载单元OBU根据收到的道路曲线函数计算出道路的曲率、坡度等参数，并根据上述参数及时调整车辆运动参数，所述车辆运动参数是指车辆横摆角、加速度等，进而获取到运动轨迹。

在本实施例中，该车辆碰撞风险评估方法主要利用了V2X的技术优势，实现了车辆间的通信交流，并且车载单元OBU直接通过路边单元RSU向导航信息库直接发送道路轨迹请求，获取道路曲线函数，预知未来路况的轨迹，并根据未来路况轨迹调整车辆运动参数，得到自身的运动轨迹，实现对运动轨迹的精准推算，各车载单元OBU之间交换车辆信息及运动轨迹，进而对比运动轨迹评估车辆碰撞风险。上述车辆碰撞风险评估方法对本车及目标车辆的运动轨迹均具有较好的预见性，使得车辆碰撞风险评估结果更加精准。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆碰撞风险评估方法，其特征在于，基于多个车载单元OBU，各车载单元OBU分别设于不同车辆，所述车载单元OBU之间通过DSRC模块通信连接；所述方法包括如下步骤：

S1、所述车载单元OBU获取车辆自身运动轨迹；

S2、各车载单元OBU之间交换车辆信息及运动轨迹；

S3、所述车载单元OBU将接收到的车辆信息及运动轨迹与自身运动轨迹相比较，计算评估车辆碰撞风险。

2.如权利要求1所述一种车辆碰撞风险评估方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下子步骤：

S11、所述车载单元OBU向路边单元RSU发送自身车辆信息及道路轨迹请求；

S12、路边单元RSU对收到的车辆信息及道路轨迹请求进行解析，并将解析后的车辆信息及道路轨迹请求转发至导航信息库；

S13、导航信息库根据车辆信息匹配道路曲线函数，所述道路曲线函数由导航信息库经路边单元RSU发送至车载单元OBU；

S14、所述车载单元OBU根据收到的道路曲线函数调整车辆运动参数，获取运动轨迹。

3.如权利要求1所述一种车辆碰撞风险评估方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下子步骤：

S11、所述车载单元OBU解算车辆自身的历史运动轨迹函数；

S12、所述车载单元OBU根据历史运动轨迹函数调整车辆参数，获取运动轨迹。

4.如权利要求1-3任一项所述一种车辆碰撞风险评估方法，其特征在于，所述步骤S3包括如下子步骤：

S31、所述车载单元OBU对接收到的车辆信息及运动轨迹进行解析；

S32、所述车载单元OBU将步骤S31解析得到的运动轨迹与自身运动轨迹进行对比，计算评估车辆碰撞风险；

S33、所述车载单元OBU发布车辆碰撞风险的评估信息。

5.如权利要求4所述一种车辆碰撞风险评估方法，其特征在于，所述车辆信息包括速度、加速度及位置信息。

6.如权利要求5所述一种车辆碰撞风险评估方法，其特征在于，所述位置信息包括经度和纬度。

7.如权利要求1所述一种车辆碰撞风险评估方法，其特征在于，所述车载单元OBU包括定位模块、V2X模块及中心处理模块，主要用于获取、存储车辆信息及运动轨迹，并对车辆碰撞风险进行计算评估。

8.如权利要求7所述一种车辆碰撞风险评估方法，其特征在于，所述路边单元RSU包括V2X模块及处理模块，主要用于实现车载单元OBU与导航信息库之间的信息传输。

9.如权利要求8所述一种车辆碰撞风险评估方法，其特征在于，所述定位模块为GPS定位装置或北斗定位装置。

10.如权利要求9所述一种车辆碰撞风险评估方法，其特征在于，所述V2X模块接收/发送信息的频率为50HZ。