CN110556025A - 一种基于车联网的汽车超车预警方法 - Google Patents

一种基于车联网的汽车超车预警方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于车联网的汽车超车预警方法，包括包括以下步骤：a.将驾驶车辆与周围车辆进行网络连接，并获取周围车辆的第一行驶信息；b.将超车信号发送至周围车辆的人机交互系统，并通知对应车辆的驾驶员；c.驾驶车辆超车过程中，采集驾驶车辆的第二行驶信息；d.若驾驶车辆的行驶参数超过阈值，则对驾驶车辆的驾驶员进行警示。本发明能够同时监测驾驶车辆与周围车辆的行驶状况，有助于驾驶员掌握超车过程中的路况信息，及时发现潜在危险，避免发生交通事故。

Description

一种基于车联网的汽车超车预警方法
【技术领域】
本发明涉及汽车驾驶的技术领域，特别是涉及一种基于车联网的汽车超车预警方法。
【背景技术】
随着人们生活水平的提高，驾车出行的人们越来越多，但在路上行驶过程中，很多人不满于当前的驾驶状态，进而就有了超车这种行为。超车是汽车在行驶中不可避免的一种比较危险的行为，而且对驾驶员的驾驶水平要求也比较高，驾驶员需要观察周围车辆的同时，还需要掌握自己车辆的行驶状态，对于不熟练的驾驶员来说，超车时可能因为操作不当导致与周围车辆发生刮蹭与碰撞或发生侧滑乃至侧翻，而这也恰恰成为了车辆发生事故的主要原因之一。因此，需要一种具有同时监测驾驶车辆与周围车辆行驶状况的方法，防止由于超车而导致交通事故。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种基于车联网的汽车超车预警方法，能够同时监测驾驶车辆与周围车辆的行驶状况，有助于驾驶员掌握超车过程中的路况信息，及时发现潜在危险，避免发生交通事故。
开始驾驶前或驾驶过程中，在人机交互系统中设定目的地，通过网络系统实时采集城市道路信息，并对驾驶车辆的行驶路线进行规划，所述驾驶车辆沿着规划的路线进行行驶；在行驶途中，所述驾驶车辆需要超车时，采用本发明提出了一种基于车联网的汽车超车预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.将驾驶车辆与周围车辆进行网络连接，并获取周围车辆的第一行驶信息；
b.将超车信号发送至周围车辆的人机交互系统，并通知对应车辆的驾驶员；
c.驾驶车辆超车过程中，采集驾驶车辆的第二行驶信息；
d.若驾驶车辆的行驶参数超过阈值，则对驾驶车辆的驾驶员进行警示；
步骤a中所述的第一行驶信息包括周围车辆的车速信息和位置信息；
步骤c中所述的第二行驶信息包括驾驶车辆的转向轮的转速、侧倾角和车轮纵向载荷；当驾驶车辆正常行驶时，车辆的车速v与车轮纵向载荷F的关系式为：
F(x)＝p1v4+p2v3+p3v2+p4v+ps
P1、P2、P3、P4和P5分别为不同车速所对应的函数的系数。
作为优选，所述步骤b中的具体过程为：当驾驶车辆需要超车时，采用V2V车辆信息交互技术，通过无线通信网络和传感技术的相互配合，使得周围车辆接收到后方或侧后方的超车信息，并通过语音播报对被超车辆的驾驶员提供信息，避免发生事故。
作为优选，所述步骤c中，当车速v与车轮纵向载荷F的非线性模型为四次多项式时，有95％的置信区间，即：
其中，n为样本的大小，M为样本的均值；
作为优选，超车轨迹根据超车距离的不同而确定，当驾驶车辆处于不同的超车轨迹时，将20m至60m间每10m设置为一组超车距离，共分为五条轨迹线，得到不同的纵向载荷变化曲线：
从而得到不同路径下车速的极限值分别为v1、v2、v3、v4和v5。
作为优选，所述车轮侧倾角的阈值分别在4.4508°～5.1298°之间。
本发明的有益效果：本发明提供的车辆安全预警方法，通过与城市服务网络的连接，同时与周围车辆建立的连接，并利用所接收到的信息，来确定道路行驶路径；在途超车的过程中，通过对车辆的监测，提供了自身驾驶车辆安全行驶的标准，然后根据确定周围车辆行驶信息，来确定是否有超车条件和超车时是否有危险，从而保证了超车过程中驾驶车辆和周围车辆的安全。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明的超车过程模型图；
图2是超车时转向半径与轴距、内侧偏角的关系图；
图3是实施例中20m超车轨迹时车速与车轮纵向载荷的关系曲线图；
图4是实施例中30m超车轨迹时车速与车轮纵向载荷的关系曲线图；
图5是实施例中40m超车轨迹时车速与车轮纵向载荷的关系曲线图；
图6是实施例中50m超车轨迹时车速与车轮纵向载荷的关系曲线图；
图7是实施例中60m超车轨迹时车速与车轮纵向载荷的关系曲线图。
图中，1-驾驶车辆、2-第一周围车辆、3-第二周围车辆、4-换道轨迹、5-超越轨迹、6-并道轨迹、7-转向轮。
【具体实施方式】
如图1所示，驾驶车辆1要对第一周围车辆2进行超车，需要经过换道、超越和并道三个步骤，在超越过程中，驾驶车辆前方可能还具有第二周围车辆3，在并道过程中，驾驶车辆的前方还可能具有其它周围车辆，后方则具有被超的第一周围车辆，可见，驾驶车辆1完成一次超车时，与周围多辆车具有影响安全的相互位置关系；
开始驾驶前或驾驶过程中，在人机交互系统中设定目的地，通过网络系统实时采集城市道路信息，首先通过车联网系统获取城市服务系统中的道路通行情况，其中，城市服务系统采用的是各个路段的实时监控摄像头，对道路上的车辆行驶速度，是否发生事故等信息传输回去，并通过车-路系统传输给各个车辆，然后根据所确定的目的地对驾驶车辆1的行驶路线进行规划，从而避开拥堵路段或路面不平整地段，所述驾驶车辆1沿着规划的路线进行行驶；在行驶途中，所述驾驶车辆1需要超越第一周围车辆2，采用本发明提出了一种基于车联网的汽车超车预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.将驾驶车辆1与第一周围车辆2和第二周围车辆3进行网络连接，通过车联网系统中的车-车互联系统，并获取第一周围车辆2和第二周围车辆3的第一行驶信息；
b.将超车信号发送至第一周围车辆2和第二周围车辆3的人机交互系统，并通知第一周围车辆2和第二周围车辆3的驾驶员；
c.驾驶车辆1在行驶由换道轨迹4、超越轨迹5和并道轨迹6组成的超车过程中，实时采集驾驶车辆1的第二行驶信息；
d.若驾驶车辆1的第二行驶信息超过提前设定的阈值，则对驾驶车辆1的驾驶员进行警示；
步骤a中所述的第一行驶信息包括第一周围车辆2和第二周围车辆3各自的车速信息和位置信息；
图2中，L为前后轮之间的轴距，d为左右轮之间的跨距，如图2所示，步骤c中所述的第二行驶信息包括驾驶车辆1的转向轮7的转速、侧倾角α和车轮纵向载荷(设为F)；驾驶车辆的车速v可以由转向轮7的转速换算得到；当驾驶车辆1正常行驶时，驾驶车辆的车速v与车轮纵向载荷F的关系式为：
F(x)＝p1v4+p2v3+p3v2+p4v+ps
P1、P2、P3、P4和P5分别为不同车速所对应的函数的系数。
所述步骤b中的具体过程为：当驾驶车辆需要超车时，采用V2V车辆信息交互技术，通过无线通信网络和传感技术的相互配合，使得周围车辆接收到后方或侧后方的超车信息，并通过语音播报对被超车辆的驾驶员提供信息，解决了司机只能通过后视镜观察后方是否有超车的车辆的不便，避免发生事故；V2V车对车信息交互技术和V2I车对基础设施技术统称为V2X技术，V2X技术是基于IEEE802.11p标准开发的，使汽车之间能够相互通信，同时汽车也能和周围智能交通基础设施进行通信。
所述步骤c中，当车速v与车轮纵向载荷F的非线性模型为四次多项式时，有95％的置信区间，即：
其中，n为样本的大小，M为样本的均值；
作为优选，超车轨迹根据超车距离的不同而确定，当驾驶车辆处于不同的超车轨迹时，将20m至60m间每10m设置为一组超车距离，共分为五条轨迹线，得到不同的纵向载荷变化曲线：
从而得到不同路径下车速的极限值分别为v1、v2、v3、v4和v5；
参考图3-图7，当车辆处于五条不同轨迹路径下行驶时，车辆分别以30km/h-200km/h的速度分别进行测试，得出五条不同的线性拟合曲线；通过Adams仿真得到不同路径下纵向载荷的极限值，从到得到该时刻下的车轮侧倾角和车速的极限值；其表达式为：
从而得到不同路径下车速的极限值分别在85km/h-150km/h之间；
所述车轮侧倾角的阈值分别在4.4508°～5.1298°之间。
当车辆不满足超车条件时，人机交互系统会给驾驶车辆的驾驶员提供预警，采用的方式为语音播报；具体内容为：“超车危险系数高，请停止超车”；上述实施例提供的车载人机交互系统设置在车辆的中控屏幕中，中控屏幕中还显示有第一周围车辆2和第二周围车辆3的行驶信息，人机交互系统与驾驶车辆的传感器相连，可以实时获取驾驶车辆在行驶途中的动力学参数。
以上所述的第一周围车辆2和第二周围车辆3并非仅表示两辆车，而是代表所述驾驶车辆1在超车过程中所遇到的任意周围车辆；上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于车联网的汽车超车预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.将驾驶车辆与周围车辆进行网络连接，并获取周围车辆的第一行驶信息；
b.将超车信号发送至周围车辆的人机交互系统，并通知对应车辆的驾驶员；
c.驾驶车辆超车过程中，采集驾驶车辆的第二行驶信息；
d.若驾驶车辆的行驶参数超过阈值，则对驾驶车辆的驾驶员进行警示；
步骤a中所述的第一行驶信息包括周围车辆的车速信息和位置信息；
步骤c中所述的第二行驶信息包括驾驶车辆的转向轮的转速、侧倾角和车轮纵向载荷；当驾驶车辆正常行驶时，车辆的车速v与车轮纵向载荷F的关系式为：
F(x)＝p1v4+p2v3+p3v2+p4v+p5
P1、P2、P3、P4和P5分别为不同车速所对应的函数的系数。
2.如权利要求1所述的基于车联网的汽车超车预警方法，其特征在于，所述步骤b中的具体过程为：当驾驶车辆需要超车时，采用V2V车辆信息交互技术，通过无线通信网络和传感技术的相互配合，使得周围车辆接收到后方或侧后方的超车信息，并通过语音播报对被超车辆的驾驶员提供信息。
3.如权利要求1所述的基于车联网的汽车超车预警方法，其特征在于：所述步骤c中，当车速v与车轮纵向载荷F的非线性模型为四次多项式时，有95％的置信区间，即：
其中，n为样本的大小，M为样本的均值。
4.如权利要求1所述的基于车联网的汽车超车预警方法，其特征在于：超车轨迹根据超车距离的不同而确定，当驾驶车辆处于不同的超车轨迹时，将20m至60m间每10m设置为一组超车距离，共分为五条轨迹线，得到不同的纵向载荷变化曲线：
从而得到不同路径下车速的极限值分别为v1、v2、v3、v4和v5。
5.如权利要求1所述的基于车联网的汽车超车预警方法，其特征在于：所述车轮侧倾角的阈值分别在4.4508°～5.1298°之间。
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