CN110956810A - 一种基于rsu和v2x的复杂道路前向预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于RSU和V2X的复杂道路前向预警方法，包括通过获取主车行驶的道路信息并计算与主车行驶在同一道路上且位于主车前方的与主车最接近的目标车辆的第一跟车距离；根据第一跟车距离判断目标车辆是否为相干车辆，若目标车辆是相干车辆，则计算预测时间内的第一跟车距离，并根据第一跟车距离与碰撞距离判断是否存在碰撞风险，若存在碰撞风险，则发出预警。本发明通过计算与主车行驶在同一道路上且位于主车前方的与主车最接近的目标车辆的第一跟车距离，以判断是否存在碰撞风险，针对存在碰撞风险的情况下发出预警，提醒驾驶员减速，保证了行车安全；本方法针对复杂道路场景向主车提供了前向碰撞预警方法，拓宽了智能驾驶辅助系统的应用场景。

Description

一种基于RSU和V2X的复杂道路前向预警方法

技术领域

本发明涉及道路安全技术领域，特别是涉及一种基于RSU和V2X的复杂道路前向预警方法。

背景技术

目前车辆的碰撞预警方法主要针对简单的道路场景的预警问题提供解决方法，鲜有针对复杂道路，如连续弯道、上下高架、环岛等多场景结合的情况下提出解决方案，对于复杂道路场景的车辆，只依靠GPS、摄像头、雷达等传感器无法识别相干车辆，不能实现远距离目标检测，更无法实现远距离、多车协同等场景的车辆碰撞预警。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的不足，提供一种基于RSU和V2X的复杂道路前向预警方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于RSU和V2X的复杂道路前向预警方法，包括如下步骤：

通过RSU获取主车行驶的道路信息以及与主车行驶在同一道路上且位于主车前方的与主车最接近的目标车辆；

通过V2X模块获取目标车辆实时运动状态及位置信息并存储，在存储的目标车辆历史行驶信息数据中匹配与主车当前位置最接近的坐标点，根据最接近的坐标点所对应的历史时间点到当前时刻的位置，计算主车与目标车辆的第一跟车距离；

根据第一跟车距离判断目标车辆是否为相干车辆，若目标车辆是相干车辆，则计算预测时间内主车与目标车辆的第二跟车距离，并根据第二跟车距离与碰撞距离判断是否存在碰撞风险，若存在碰撞风险，则发出预警。

进一步的，作为优选技术方案，最接近的坐标点的获取具体包括：

遍历目标车辆历史行驶信息数据中的每一个坐标点，计算每一个坐标点与主车当前位置之间的距离，将与主车当前位置之间的最小距离所对应的坐标点记为最接近的坐标点。

进一步的，作为优选技术方案，第一跟车距离的计算具体包括：

求解最接近的坐标点所对应的历史时间点到当前时刻的位置的积分，得到第一跟车距离；

其通过以下公式计算：

其中，

表示当前时刻，

表示最接近的坐标点所对应的历史时间点，

表示目标车辆在当前时刻的坐标。

进一步的，作为优选技术方案，根据第一跟车距离判断目标车辆是否为相干车辆，具体包括：

判断第一跟车距离是否大于等于第一预设阈值，若是，则视为目标车辆与主车行驶在同一道路上，视该目标车辆为相干车辆；

否则，判断目标车辆与主车是否行驶在同一道路上，若是，则判断其为相干车辆，否则，判断其为不相干车辆。

进一步的，作为优选技术方案，判断目标车辆与主车是否行驶在同一道路上具体包括：

分别根据主车和目标车辆的行驶状态计算其曲率半径；

根据主车行驶的道路信息以主车的曲率半车身中心点为坐标零点建立主车相对坐标系；

在主车相对坐标系下根据目标车辆的位置信息计算目标车辆与主车之间的横向距离；

根据横向距离判断目标车辆与主车是否行驶在同一道路上；当横向距离小于第二预设阈值时，则判断目标车辆与主车行驶在同一道路上，否则，判断目标车辆与主车行驶在不同道路上。

进一步的，作为优选技术方案，判断是否存在碰撞风险具体包括：

将第二跟车距离与碰撞距离进行比较，当第二跟车距离小于碰撞距离时，则判断存在碰撞风险。

进一步的，作为优选技术方案，所述碰撞距离为主车刹车后与目标车辆相撞所需要的距离。

进一步的，作为优选技术方案，所述第一预设阈值根据主车的行驶状态确定，所述第二预设阈值根据主车和目标车辆的车宽以及行驶道路的宽度确定。

进一步的，作为优选技术方案，获取目标车辆具体包括：

通过RSU获取主车和目标车辆所行驶的道路信息；

筛选与主车行驶在同一道路上的目标车辆；

将获取的主车与目标车辆的实时位置信息与道路信息进行匹配，以筛选出与主车行驶在同一道路上且位于主车前方的目标车辆。

进一步的，作为优选技术方案，所述道路信息包括道路ID信息、道路长度和道路坐标。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明通过计算与主车行驶在同一道路上且位于主车前方的与主车最接近的目标车辆的第一跟车距离，以判断是否存在碰撞风险，针对存在碰撞风险的情况下发出预警，提醒驾驶员减速，保证了行车安全；本方法针对复杂道路场景向主车提供了前向碰撞预警方法，拓宽了智能驾驶辅助系统的应用场景。

附图说明

图1为本发明方法步骤流程图。

图2为本发明复杂道路上车辆示意图。

图3为本发明第一跟车距离计算示意图。

图4为本发明横向距离计算坐标示意图。

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

一种基于RSU和V2X的复杂道路前向预警方法，如图1所示：包括如下步骤：

S10. 通过RSU获取主车行驶的道路信息以及与主车行驶在同一道路上且位于主车前方的与主车最接近的目标车辆。

本步骤具体包括：

通过GPS获取主车和目标车辆的实时位置信息；

通过RSU获取主车和目标车辆所行驶的道路信息，筛选与主车行驶在同一道路上的目标车辆；

将主车与目标车辆的实时位置信息与道路信息进行匹配，筛选出与主车行驶在同一道路上且位于主车前方的目标车辆，如图2所示。

本步骤中，获取主车和目标车辆的实时位置信息和获取主车和目标车辆所行驶的道路信息部不分先后；其中，道路信息包括道路ID信息、道路长度、道路坐标等。

S20. 通过V2X模块获取目标车辆实时运动状态及位置信息并存储，在存储的目标车辆历史行驶信息数据中匹配与主车当前位置最接近的坐标点，根据最接近的坐标点所对应的历史时间点到当前时刻的位置，积分计算主车与目标车辆的第一跟车距离。

本步骤如图3所示，具体包括：

遍历目标车辆RV历史行驶信息数据B_RV中的每一个坐标点，计算每一个坐标点与主车HV当前位置之间的距离，将与主车HV当前位置之间的最小距离所对应的坐标点记为最接近的坐标点A_RV，同时得到最接近的坐标点A_RV所对应的历史时间点

；

根据最接近的坐标点A_RV所对应的历史时间点

与当前时刻

计算第一跟车距离L。

第一跟车距离L的计算具体包括：

求解最接近的坐标点A_RV所对应的历史时间点

到当前时刻

的位置的积分，得到第一跟车距离L；

其通过以下公式计算：

其中，

表示当前时刻，

表示最接近的坐标点A_RV所对应的历史时间点，

表示目标车辆在当前时刻的坐标，

表示第一跟车距离L。

S30. 根据第一跟车距离判断目标车辆是否为相干车辆，若目标车辆是相干车辆，则计算预测时间内主车与目标车辆的第二跟车距离，并根据第二跟车距离与碰撞距离判断是否存在碰撞风险，若存在碰撞风险，则发出预警。

本步骤具体包括；

判断第一跟车距离是否大于等于第一预设阈值，若是，则视为目标车辆与主车行驶在同一道路上，视该目标车辆为相干车辆。

否则，判断目标车辆与主车是否行驶在同一道路上，若是，则判断其为相干车辆，否则，判断其为不相干车辆。

本步骤中，判断目标车辆与主车是否行驶在同一道路上，如图4所示，具体包括：

分别根据主车HV和目标车辆RV的行驶状态计算其曲率半径；

根据主车HV行驶的道路信息以主车HV的曲率半车身中心点为坐标零点建立主车相对坐标系；

在主车相对坐标系下根据目标车辆RV的位置信息计算目标车辆RV与主车HV之间的横向距离；

其中，横向距离通过以下公式计算：

+

+

其中，（

，

）为主车的行驶状态，（

，

）为目标车辆的行驶状态，y为计算的横向距离。

根据横向距离判断目标车辆RV与主车HV是否行驶在同一道路上；当横向距离小于第二预设阈值，则判断目标车辆RV与主车HV行驶在同一道路上，否则，判断目标车辆RV与主车HV行驶在不同道路上。

本步骤中，当目标车辆为相干车辆时，计算预测时间内主车与目标车辆的第二跟车距离，其计算方法与第一跟车距离的计算方法相同。

将第二跟车距离与碰撞距离进行比较，当第二跟车距离小于碰撞距离时，则判断存在碰撞风险。

其中，碰撞距离为主车刹车后与目标车辆相撞所需要的距离，此时主车与目标车辆之间的距离等于最小停车距离。

在本步骤中，第一预设阈值根据主车HV的行驶状态确定，即根据主车HV的速度

确定，第二预设阈值根据主车HV和目标车辆RV的车宽以及行驶道路的宽度确定，即，第二预设阈值为主车HV车宽的/2+目标车辆RV车宽的/2+车辆行驶道理宽度/2。

当判断存在碰撞风险时，则发出预警，提醒驾驶员减速。

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)

1.一种基于RSU和V2X的复杂道路前向预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过RSU获取主车行驶的道路信息以及与主车行驶在同一道路上且位于主车前方的与主车最接近的目标车辆；

通过V2X模块获取目标车辆实时运动状态及位置信息并存储，在存储的目标车辆历史行驶信息数据中匹配与主车当前位置最接近的坐标点，根据最接近的坐标点所对应的历史时间点到当前时刻的位置，计算主车与目标车辆的第一跟车距离；

根据第一跟车距离判断目标车辆是否为相干车辆，若目标车辆是相干车辆，则计算预测时间内主车与目标车辆的第二跟车距离，并根据第二跟车距离与碰撞距离判断是否存在碰撞风险，若存在碰撞风险，则发出预警。

2.根据权利要求1所述的基于RSU和V2X的复杂道路前向预警方法，其特征在于，最接近的坐标点的获取具体包括：

遍历目标车辆历史行驶信息数据中的每一个坐标点，计算每一个坐标点与主车当前位置之间的距离，将与主车当前位置之间的最小距离所对应的坐标点记为最接近的坐标点。

3.根据权利要求1所述的基于RSU和V2X的复杂道路前向预警方法，其特征在于，第一跟车距离的计算具体包括：

求解最接近的坐标点所对应的历史时间点到当前时刻的位置的积分，得到第一跟车距离；

其通过以下公式计算：

其中，

表示当前时刻，

表示最接近的坐标点所对应的历史时间点，

表示目标车辆在当前时刻的坐标。

4.根据权利要求1所述的基于RSU和V2X的复杂道路前向预警方法，其特征在于，根据第一跟车距离判断目标车辆是否为相干车辆，具体包括：

判断第一跟车距离是否大于等于第一预设阈值，若是，则视为目标车辆与主车行驶在同一道路上，视该目标车辆为相干车辆；

否则，判断目标车辆与主车是否行驶在同一道路上，若是，则判断其为相干车辆，否则，判断其为不相干车辆。

5.根据权利要求4所述的基于RSU和V2X的复杂道路前向预警方法，其特征在于，判断目标车辆与主车是否行驶在同一道路上具体包括：

分别根据主车和目标车辆的行驶状态计算其曲率半径；

根据主车行驶的道路信息以主车的曲率半车身中心点为坐标零点建立主车相对坐标系；

在主车相对坐标系下根据目标车辆的位置信息计算目标车辆与主车之间的横向距离；

根据横向距离判断目标车辆与主车是否行驶在同一道路上；当横向距离小于第二预设阈值时，则判断目标车辆与主车行驶在同一道路上，否则，判断目标车辆与主车行驶在不同道路上。

6.根据权利要求1所述的基于RSU和V2X的复杂道路前向预警方法，其特征在于，判断是否存在碰撞风险具体包括：

将第二跟车距离与碰撞距离进行比较，当第二跟车距离小于碰撞距离时，则判断存在碰撞风险。

7.根据权利要求1所述的基于RSU和V2X的复杂道路前向预警方法，其特征在于，所述碰撞距离为主车刹车后与目标车辆相撞所需要的距离。

8.根据权利要求5所述的基于RSU和V2X的复杂道路前向预警方法，其特征在于，所述第一预设阈值根据主车的行驶状态确定，所述第二预设阈值根据主车和目标车辆的车宽以及行驶道路的宽度确定。

9.根据权利要求1所述的基于RSU和V2X的复杂道路前向预警方法，其特征在于，获取目标车辆具体包括：

通过RSU获取主车和目标车辆所行驶的道路信息；

筛选与主车行驶在同一道路上的目标车辆；

将获取的主车与目标车辆的实时位置信息与道路信息进行匹配，以筛选出与主车行驶在同一道路上且位于主车前方的目标车辆。

10.根据权利要求所述的基于RSU和V2X的复杂道路前向预警方法，其特征在于，所述道路信息包括道路ID信息、道路长度和道路坐标。

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