CN114067611B - 一种基于v2v的盲区变道预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于V2V的盲区变道预警方法，属于智能网联汽车驾驶主动预警技术领域。包括有步骤S1：获取临车道的车辆信息、S2：计算车辆间的距离、S3：盲区范围预警的判断、S4：换道预警的判断、S5：盲区预警的判断、S6：预警结束。相比于现有技术，本发明通过V2V方式获取得到他车信息，保证了车辆信息的正确度，提升了车辆盲区预警/变道预警的准确率，进而提升系统宜人性和舒适性，保证了车辆盲区预警/变道预警系统的实用性；其次，本发明考虑到变道预警系统中驾驶人换道意图，提升仅用转向灯转态来判断是否存在换道意图的变道预警系统的安全性；另外，本发明考虑车辆驾驶人的反应时间和距离，具备不提前预警、不过迟预警的适当预警时机。

Description

一种基于V2V的盲区变道预警方法

技术领域：

本发明属于智能网联汽车驾驶主动预警技术领域，具体涉及一种基于V2V的盲区变道预警方法。

背景技术：

盲区预警/变道预警系统是一种主动安全预警措施，对于临车道内车辆进入自车盲区范围内起到预警作用。

现有的单车智能车辆的盲区预警/变道预警系统主要通过诸如摄像头、雷达系统等传统车载感知传感器来感知车辆状态。但摄像头感知需要将像素需求以及芯片计算能力在产品成本之间做出平衡；受逆光和图像动态范围影响大；夜间感知能力有限；受恶劣天气影响大。毫米波雷达感知信息为点云的速度信息，对于目标物的种类感知能力较差；探测覆盖区域存在盲点范围；目标物的高度信息无法获取，例如地面的金属井盖也会被误认为是阻碍车辆行驶的目标物。摄像头与毫米波雷达融合感知效果较好，提升测速、测距、目标物类型识别性能，但成本较高。

随着C-V2X通信技术的发展，车辆可以直接通过V2V的形式进行消息传递，保证了车辆信息获取的准确性。将V2V通信技术运用于盲区变道预警，能够有效地保证预警的准确性，进而提升预警系统宜人性和舒适性，保证了车辆盲区预警/变道预警系统的实用性。

但目前并未存在将V2V技术应用于盲区预警/变道预警中的技术，基于此，本发明主要用于解决这一技术问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明的首要目的在于提供一种基于V2V的盲区变道预警方法，通过V2V通信方式，获取准确的车辆位置、车辆类型、车辆长宽高尺寸、车速、车头方向角、转向灯状态等信息，可以保证车辆盲区预警及变道预警方法的实用性与预警正确率。

本发明的另一个目的在于提供一种基于V2V的盲区变道预警方法，能够考虑到变道预警系统中驾驶人换道意图，提升仅用转向灯转态来判断是否存在换道意图的变道预警系统的安全性。

本发明的再一个目的在于提供一种基于V2V的盲区变道预警方法，能够考虑车辆驾驶人的反应时间和距离，具备不提前预警、不过迟预警的适当预警时机。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于V2V的宜人化的FCW系统，该系统包括有定位子系统、无线通信子系统、车载设备处理模块、车载电子控制模块，所述定位子系统、无线通信子系统均与车载设备处理模块连接，所述车载设备处理模块与车载电子控制模块连接。

进一步地，在本发明中，定位子系统用于对自车进行定位，并输出高精度实时定位信息到车载设备处理模块；无线通信子系统用于车与车间V2V通信，以V2V的方式接收和发送空中无线信号，传递车辆信息；车载设备处理模块将定位子系统传输过来的高精度实时定位信息以及车内其他电子单元发送过来的信息进行处理，生成自车的空中无线信号，将空中无线信号发送给自车的无线通信子系统，并处理接收自车无线通信子系统发送过来的他车的空中无线信号；车载设备处理模块与车载电子控制模块相连，车载设备处理模块将接收到的他车空中信号处理好后发送给自车的车载电子控制模块，供自车的车载电子控制模块使用；自车的车载电子控制模块接收自车的车内总线及其他数据源等信息作为自车BSM信息发送给车载设备处理模块。

本发明还提供一种基于V2V的盲区变道预警方法，该预警方法包括以下步骤：

S1：获取临车道的车辆信息：自车的无线通信子系统通过V2V通信方式，接收临车道的车辆BSM信息，获取准确的临车道的他车车辆信息；

S2：计算车辆间的距离：自车的车载设备处理模块依据S1中获取到他车车辆的BSM信息，结合自车的车辆状态信息，计算自车与临车道的他车之间的相对纵向距离与相对横向距离；

S3：盲区范围预警的判断：自车的车载设备处理模块通过S2中计算得到的车辆间的距离，判断他车是否处于自车盲区预警范围，如果不处于自车盲区预警范围，则直接结束预警；如果处于自车盲区预警范围，则发出“盲区范围预警”的警告并进入S4与S5；

S4：换道预警的判断：自车的车载设备处理模块通过车辆状态信息判断自车是否存在换道到S3中他车所属车道的意图，如果不存在，则进入S5；如果存在，则发出“换道预警”的警告，然后进入S6；

S5：盲区预警的判断：通过自车的车载设备处理模块判断他车是否驶入自车盲区范围，如果没有驶入，则直接结束预警；如果驶入，则发出“盲区预警”的警告并进入S6；

S6：预警结束：判断他车是否驶离自车盲区范围，如果不是，则不作处理；如果是，则所述S4中的换道预警与S5中的盲区预警结束。

进一步地，所述S1中，车辆通过V2V通信方式，获取临车道的他车BSM信息，所述BSM信息包含车辆类型、车辆长宽高尺寸、车速、经纬度、车头方向角、转向灯状态等。

进一步地，所述S2中自车的车辆状态信息通过自车的车载电子控制模块来获取，所述车辆状态信息包括有车辆类型、车辆长宽高尺寸、车速、经纬度、车头方向角、转向灯状态、第九十五百分位眼椭圆的中心到车辆后缘的距离、意图识别信息等。

进一步地，所述S4中，若自车向他车所处车道的转向灯打开，或者车头方向角有变化，自车发出换道预警。

进一步地，自车的车载电子控制模块包括有意图识别模块，可以通过意图识别模块识别自车是否存在换道意图，并将换道意图传输给车载设备处理模块，避免单纯通过车辆转向灯判断车辆换道，提升仅用转向灯转态来判断是否存在换道意图的变道预警系统的安全性。

进一步地，在本发明中，自车的盲区采用现行国标所规定的盲区范围。

进一步地，所述“盲区范围预警”表示即将有车辆进入盲区范围。

进一步地，所述“盲区预警”表示已有车辆进入盲区范围。

进一步地，当车辆位置关系满足以下条件，他车车辆从自车车辆后方进入到自车车辆盲区，满足盲区预警的条件：

其中：

为自车与他车的相对纵向距离，单位为米；

为自车与他车的相对横向距离，单位为米；

为他车车辆的长度的一半，单位为米；

的长度等于

为自车车辆的长度的一半，单位为米；

为自车车辆宽度的一半，单位为米；

的长度等于

为他车车辆的宽度的一半，单位为米。

进一步地，在他车车辆进入到自车车辆盲区范围之前，考虑自车车辆驾驶人的反应时间和距离，以不提前预警、不过迟预警的适当预警时机为目标，进行盲区范围预警，当他车与自车的车辆位置关系满足以下条件，进行盲区范围预警：

其中：

t_{r_HV}为自车车辆驾驶人的反应时间；

v_RV-1为他车车辆的车速；

v_HV为自车车辆的车速。

进一步地，在他车触发预警前提下，且他车位于自车前方。如果他车与自车车辆位置关系满足以下条件之一，他车车辆驶离自车车辆盲区，预警结束。

其中：

为他车车辆与自车车辆相对纵向距离，单位为米；

为他车车辆长度的一半，单位为米；

的长度等于

为自车车辆的第九十五百分位眼椭圆的中心到车辆经纬度所在位置的相对纵向距离(作为常量)，单位为米。

相比于现有技术，本发明的有益效果是：

首先，相对单车智能系统的传统感知传感器获取的他车信息，本发明通过V2V方式获取得到他车信息，保证了车辆位置、车辆类型、车辆长宽高尺寸、车速、车头方向角、转向灯状态等信息的正确度，提升了车辆盲区预警/变道预警的准确率，进而提升系统宜人性和舒适性，保证了车辆盲区预警/变道预警系统的实用性；

其次，本发明考虑到变道预警系统中驾驶人换道意图，提升仅用转向灯转态来判断是否存在换道意图的变道预警系统的安全性；

再次，本发明考虑车辆驾驶人的反应时间和距离，具备不提前预警、不过迟预警的适当预警时机。

附图说明

图1是本发明的系统结构框图；

图2是本发明的预警方法的流程图；

图3是本发明的车辆左右两侧盲区范围示意图；

图4是本发明的盲区预警车辆位置关系示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1-4所示，本发明的实现如下：

一种基于V2V的宜人化的FCW系统，该系统包括有定位子系统、无线通信子系统、车载设备处理模块、车载电子控制模块，所述定位子系统、无线通信子系统均与车载设备处理模块连接，所述车载设备处理模块与车载电子控制模块连接。

在本发明中，定位子系统用于对自车进行定位，并输出高精度实时定位信息到车载设备处理模块；无线通信子系统用于车与车间V2V通信，以V2V的方式接收和发送空中无线信号，传递车辆信息；车载设备处理模块将定位子系统传输过来的高精度实时定位信息以及车内其他电子单元发送过来的信息进行处理，生成自车的空中无线信号，将空中无线信号发送给自车的无线通信子系统，并处理接收自车无线通信子系统发送过来的他车的空中无线信号；车载设备处理模块与车载电子控制模块相连，车载设备处理模块将接收到的他车空中信号处理好后发送给自车的车载电子控制模块，供自车的车载电子控制模块使用；自车的车载电子控制模块接收车内总线及其他数据源等数据作为自车BSM信息发送给车载设备处理模块。

本实施例还提供一种基于V2V的盲区变道预警方法，在本实施例中，如图3所示，自车为HV，左边的临车道的他车为RV-1，右边临车道的他车为RV-2。

该预警方法包括以下步骤：

S1：获取临车道的车辆信息：HV的无线通信子系统通过V2V通信方式，接收临车道的车辆BSM信息，获取准确的临车道的RV-1或RV-2车辆信息；

S2：计算车辆间的距离：HV的车载设备处理模块依据S1中获取到RV-1或RV-2车辆的BSM信息，结合HV的车辆状态信息，计算HV与临车道的RV-1或RV-2之间的相对纵向距离与相对横向距离；

S3：盲区范围预警的判断：HV的车载设备处理模块通过S2中计算得到的车辆间的距离，判断RV-1或RV-2是否处于HV盲区预警范围，如果不处于HV盲区预警范围，则直接结束预警；如果处于HV盲区预警范围，则发出“盲区范围”预警并进入S4与S5；

S4：换道预警的判断：HV的车载设备处理模块通过车辆状态信息判断HV是否存在换道到S3中RV-1或RV-2所属车道的意图，如果不存在，直接进入S5；如果存在，则发出“换道预警”的警告，然后进入S6；

S5：盲区预警的判断：通过HV的车载设备处理模块判断RV-1或RV-2是否驶入HV盲区范围，如果没有驶入，则直接结束预警；如果驶入，则发出“盲区预警”的警告并进入S6；

S6：预警结束：判断RV-1或RV-2是否驶离HV盲区范围，如果不是，则不作处理；如果是，则所述S4中的换道预警与S5中的盲区预警结束。

所述S1中，车辆通过V2V通信方式，获取临车道的RV-1或RV-2BSM信息，所述BSM信息包含车辆类型、车辆长宽高尺寸、车速、经纬度、车头方向角、转向灯状态等。

所述S2中HV的车辆状态信息通过HV的车载电子控制模块来获取，所述车辆状态信息包括有车辆类型、车辆长宽高尺寸、车速、经纬度、车头方向角、转向灯状态、第九十五百分位眼椭圆的中心到车辆后缘的距离、意图识别信息等。

所述S4中，若HV向RV-1或RV-2所处车道的转向灯打开，或者HV的车头方向角有变化，HV发出换道预警。

自车的车载电子控制模块包括有意图识别模块，可以通过意图识别模块识别自车是否存在换道意图，并将换道意图传输给车载设备处理模块，避免单纯通过车辆转向灯判断车辆换道，提升仅用转向灯转态来判断是否存在换道意图的变道预警系统的安全性。

所述“盲区范围预警”表示即将有车辆进入盲区范围。

所述“盲区预警”表示已有车辆进入盲区范围。

在本发明中，HV的盲区采用现行国标所规定的盲区范围。具体为：平行于HV车辆的中心线方向，与HV车辆左(右)侧最边缘相距0.5米到与HV车辆左(右)侧最边缘相距3.0米区域，平行于HV车辆前缘，并位于第九十五百分位眼椭圆的中心至位于HV车辆后缘后部3.0米处区域，二者区域重叠的部分为HV车辆左右两侧盲区范围，即左侧盲区范围为区域ABCD，右侧盲区范围为区域EFGH。

计算RV-1车辆从HV车辆后方进入到车辆HV盲区的相对位置关系过程如下：

首先，求得RV-1车辆经纬度点A1与HV车辆经纬度点A2相对纵向距离

与相对横向距离

θ₃＝90°

θ₂＝180°-θ₁-θ₃

其中：

为A2到A1的方位角；H_RV-1为RV-1车辆行驶的方向角。

用两点经纬度求两点直线距离的方式获得A1、A2间的距离

根据是三角形正弦定理，如下，即可求得RV-1车辆经纬度点A1与HV车辆经纬度点A2相对纵向距离

与相对横向距离

其次，当车辆位置关系满足以下条件，RV-1车辆从HV车辆后方进入到HV车辆盲区，满足盲区预警的条件。

其中：

为HV车辆与RV-1车辆的相对纵向距离，单位为米；

为HV车辆与RV-1车辆的相对横向距离，单位为米；

为RV-1车辆的长度的一半，单位为米；

的长度等于

为HV车辆车辆的长度的一半，单位为米；

为HV车辆宽度的一半，单位为米；

的长度等于

为RV-1车辆的宽度的一半，单位为米。

然后，在RV-1车辆进入到HV车辆盲区范围之前，考虑HV车辆驾驶人的反应时间和距离，以不提前预警(打扰驾驶人)、不过迟预警(让驾驶人反应不过来)的适当预警时机为目标，求得HV车辆开始进行盲区预警时，车辆位置关系满足以下条件，进行盲区范围预警。

其中：

t_{r_HV}为自车车辆驾驶人的反应时间；

v_RV-1为他车车辆的车速；

v_HV为自车车辆的车速。

最后，在RV-1触发预警前提下，且RV-1位于HV前方，此时

如果RV-1与HV车辆位置关系满足以下条件之一，RV-1车辆驶离HV车辆盲区，预警结束。

其中：

为他车车辆与自车车辆相对纵向距离，单位为米；

为他车车辆长度的一半，单位为米；

的长度等于

为自车车辆的第九十五百分位眼椭圆的中心到车辆经纬度所在位置的相对纵向距离(作为常量)，单位为米。

上述所有距离，单位均为米。

本申请的车辆相对纵向距离和相对横向距离计算方式是可以变化的，在本申请技术方案的基础上，对个别方法进行的改善和等同交换，不应排除在本发明的保护范围之外。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于V2V的盲区变道预警方法，其特征在于，该预警方法包括以下步骤：

S1：获取临车道的车辆信息：自车的无线通信子系统通过V2V通信方式，接收临车道的车辆BSM信息，获取准确的临车道的他车车辆信息；

S2：计算车辆间的距离：自车的车载设备处理模块依据S1中获取到他车车辆的BSM信息，结合自车的车辆状态信息，计算自车与临车道的他车之间的相对纵向距离与相对横向距离；

S3：盲区范围预警的判断：自车的车载设备处理模块通过S2中计算得到的车辆间的距离，判断他车是否处于自车盲区预警范围，如果不处于自车盲区预警范围，则直接结束预警；如果处于自车盲区预警范围，则发出“盲区范围预警”的警告并进入S4与S5；

S4：换道预警的判断：自车的车载设备处理模块通过车辆状态信息判断自车是否存在换道到S3中他车所属车道的意图，如果不存在，则进入S5；如果存在，则发出“换道预警”的警告，然后进入S6；

S5：盲区预警的判断：通过自车的车载设备处理模块判断他车是否驶入自车盲区范围，如果没有驶入，则直接结束预警；如果驶入，则发出“盲区预警”的警告并进入S6；

S6：预警结束：判断他车是否驶离自车盲区范围，如果不是，则不作处理；如果是，则所述S4中的换道预警与S5中的盲区预警结束；

当车辆位置关系满足以下条件，他车车辆从自车车辆后方进入到自车车辆盲区，满足盲区预警的条件：

其中：

为自车与他车的相对纵向距离，单位为米；

为自车与他车的相对横向距离，单位为米；

为他车车辆的长度的一半，单位为米；

的长度等于

为自车车辆的长度的一半，单位为米；

为自车车辆宽度的一半，单位为米；

的长度等于

为他车车辆的宽度的一半，单位为米；

在他车车辆进入到自车车辆盲区范围之前，考虑自车车辆驾驶人的反应时间和距离，以不提前预警、不过迟预警的适当预警时机为目标，进行盲区范围预警，当他车与自车的车辆位置关系满足以下条件，进行盲区范围预警：

其中：

t_{r_HV}为自车车辆驾驶人的反应时间；

v_RV-1为他车车辆的车速；

v_HV为自车车辆的车速。

2.如权利要求1所述的一种基于V2V的盲区变道预警方法，其特征在于，所述S1中，车辆通过V2V通信方式，获取临车道的他车BSM信息，所述BSM信息包含车辆类型、车辆长宽高尺寸、车速、经纬度、车头方向角、转向灯状态。

3.如权利要求1所述的一种基于V2V的盲区变道预警方法，其特征在于，所述S2中自车的车辆状态信息通过自车的车载电子控制模块来获取，所述车辆状态信息包括有车辆类型、车辆长宽高尺寸、车速、经纬度、车头方向角、转向灯状态、第九十五百分位眼椭圆的中心到车辆后缘的距离、意图识别信息。

4.如权利要求1所述的一种基于V2V的盲区变道预警方法，其特征在于，所述S4中，若自车向他车所处车道的转向灯打开或者车头方向角有变化，自车发出换道预警。

5.如权利要求1所述的一种基于V2V的盲区变道预警方法，其特征在于，在他车触发预警前提下，且他车位于自车前方，如果他车与自车车辆位置关系满足以下条件之一，则判断他车车辆驶离自车车辆盲区，预警结束；

其中：

为他车车辆与自车车辆相对纵向距离，单位为米；

为他车车辆长度的一半，单位为米；

的长度等于

为自车车辆的第九十五百分位眼椭圆的中心到车辆经纬度所在位置的相对纵向距离，单位为米。

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