CN115214706B - 一种基于v2x的危险道路预警方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于V2X的危险道路预警方法及系统，包括，通过V2X接收道路标识信息，识别在本车车道内本车前方或本车后方的路段点；当识别结果为能同时确定前方的第一个路段点和后方的第一个路段点时，本车到所述连线的距离小于预设的预警路段半径，本车所处路段为危险路段，根据到前方事故发生地最近的预警点的距离匹配对应的预警等级；当识别结果为无法确定前方的路段点时，不进行危险路段预警；当识别结果为只能确定本车前方的路段点时，则根据本车行驶矩形与距本车最近的路段的位置关系匹配对应的预警等级，根据对应的预警等级进行预警。本发明在驾驶员进入危险路段之前进行不同危险程度的预警等级，为驾驶员提供更准确的风险预判。

Description

一种基于V2X的危险道路预警方法及系统
技术领域
本发明涉及危险道路预警技术领域，特别是涉及一种基于V2X的危险道路预警方法及系统。
背景技术
当今社会，随着车辆的普及和智能驾驶技术的发展，5G通信技术的普及，车载V2X(vehicle to everything，即车对外界的信息交换)应用的要求与日俱增，V2X国际标准及国标相继出台，V2X相关功能的应用场景方案变得越来越重要。其中，危险路段预警作为国标规定最实用的V2X场景之一，旨使车辆驾驶员能预知所在车道的危险路段风险，从而能提醒驾驶员及早判断规避风险，减少交通事故的发生，在一些道路视野狭窄或视角盲区的地方尤为有效。
目前基于V2X的危险预警使用V2X作为基础，主车接受周边RSI(路边设施)发送的RSI(道路标识信息功能，Road Sign Information)国标消息集获取实时道路信息，结合本车车辆信息计算相应风险。由于V2X国标只定义了场景概述，因此该场景的具体实现当前尚无统一的算法与标准，预警上报机制与场景覆盖范围也各有不同。
目前对基于V2X的危险路段预警算法尚无标准和定义(V2X国标只定义了该场景的概述)，主流算法没有预警等级的计算，对于即将进入危险路段之前的车辆驾驶员也没有相关的提醒机制；同时目前主流方案对于RSI未收录的临时危险路段也缺乏相应的应对策略。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种基于V2X的危险道路预警方法及系统，解决现有方法没有预警等级的计算，同时对于即将进入危险路段之前的车辆驾驶员也没有相关醒机制的技术问题。
一方面，提供一种基于V2X的危险道路预警方法，包括：
本车通过V2X接收到某个RSI发出的道路标识信息，识别所述道路标识信息中的路段消息；其中，所述路段消息至少包括一个路段点；
根据所述路段消息识别在本车车道内本车前方或本车后方的路段点，得到识别结果；
当识别结果为能同时确定本车前方的第一个路段点和本车后方的第一个路段点时，确定本车到前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线的距离；将本车到所述连线的距离与预设的预警路段半径比较，若本车到所述连线的距离小于预设的预警路段半径，则根据所述道路标识信息判断本车所处路段是否为危险路段；当本车所处路段为危险路段时，则根据本车到前方事故发生地最近的预警点的距离从预设的预警级别中匹配对应的预警等级，根据对应的预警等级进行预警提示；
当识别结果为无法确定本车前方的路段点时，判定本车所处路段无风险，不进行危险路段预警；
当识别结果为只能确定本车前方的路段点时，则根据本车行驶矩形与危险路段中距本车最近的路段的位置关系从预设的预警级别中匹配对应的预警等级，根据对应的预警等级进行预警提示。
优选地，所述根据所述路段消息识别在本车车道内本车前方或本车后方的路段点，具体包括：
获取在预设坐标系中本车车头的方向向量、路段点与本车连线的向量，并计算所述本车车头的方向向量和所述路段点与本车连线的向量的点乘值；
当所述点乘值大于等于0时，判定所述路段点在本车前方；
当所述点乘值小于0时，判定所述路段点在本车后方。
优选地，根据以下公式确定本车到前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线的距离：
x10＝|OJ|*sinθ
其中，x10表示本车到前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线的距离；O表示本车质心点在预设坐标系中的坐标；J表示本车道内本车前方第一个路段点在预设坐标系中的坐标；sinθ表示∠OJK的角度；K表示本车道内本车后方第一个路段点在预设坐标系中的坐标；|OJ|表示本车质心点到本车道内本车前方第一个路段点的长度。
优选地，还包括：
若本车到所述连线的距离不小于预设的预警路段半径，则判定本车对所述道路标识信息无危险路段预警。
优选地，所述根据所述道路标识信息判断本车所处路段是否为危险路段，具体包括：
当所述道路标识信息消息类型为危险路段时，判定本车所处路段为危险路段；
当所述道路标识信息消息类型不为危险路段时，判定本车所处路段不为危险路段；判定此处为临时危险路段，并响应于本车驾驶员输入的上报指令将本车当前所在车道内在本车前方最近的至少两个车道坐标作为临时危险路段坐标通过V2X消息集广播一次。
优选地，所述根据本车行驶矩形与危险路段中距本车最近的路段的位置关系从预设的预警级别中匹配对应的预警等级，具体包括：
获取本车的当前航向角、当前速度、车身宽度、本车质心距本车车头的长度、本车质心距本车车尾的长度及在预设坐标系中本车当前质心的坐标；
确定本车以当前航向角和当前速度行驶预设的时间间隔后的本车质心所处的第一点坐标及所述第一点坐标与本车当前质心的坐标之间的第一距离；将本车质心距本车车头的长度、本车质心距本车车尾的长度及所述第一距离之和作为本车行驶矩形的长度，将车身宽度作为本车行驶矩形的宽度，将当前航向角作为本车行驶矩形的中轴线；
将所述第一点坐标作为原点，以当前本车航向角为X轴，建立第一坐标系；
根据本车前方第一个路段点、本车后方的第一个路段点在预设坐标系中的坐标分别确定本车前方第一个路段点、本车后方的第一个路段点在所述第一坐标系中的坐标；
当在所述第一坐标系中本车前方第一个路段点和本车后方的第一个路段点的坐标都在本车行驶矩形的坐标范围内时，判定前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线在本车行驶矩形内；
当在所述第一坐标系中本车前方第一个路段点与本车后方的第一个路段点之间连线和本车行驶矩形存在交点时，判定前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线和本车行驶矩形相交；
当前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线和本车行驶矩形相交或处于本车行驶矩形内时，判定本车即将驶入危险路段，处于第一预警等级。
优选地，还包括：
当本车到前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线的距离小于预设的预警路段半径时，判定本车已驶入危险路段，处于第二预警等级。
优选地，所述根据本车距前方最近预警点的距离从预设的预警级别中匹配对应的预警等级，具体包括：
从所述道路标识信息中识别本车前方事故发生地、距前方事故发生地最近的预警点及本车与所述距前方事故发生地最近的预警点之间的多个预警点；
将本车到本车前方的第一个预警点的距离与所述多个预警点之间的距离依次相加，得到本车距当前距事故发生地的车道距离；
根据本车当前的最大加速度和本车当前速度确定本车当前的刹车距离，并将本车当前的刹车距离与本车距当前距事故发生地的车道距离比较；
当1.5倍的本车当前的刹车距离大于本车距当前距事故发生地的车道距离时，判定本车需要刹车减速以避免到故障车辆发生地，处于第三预警等级。
优选地，所述根据本车距前方最近预警点的距离从预设的预警级别中匹配对应的预警等级，还包括：
根据距前方事故发生地最近的预警点、距前方事故发生地第二近的预警点在预设坐标系中的坐标分别确定距前方事故发生地最近的预警点、距前方事故发生地第二近的预警点在所述第一坐标系中的坐标；
当在所述第一坐标系中距前方事故发生地最近的预警点与第二近的预警点之间连线和本车行驶矩形存在交点时，判定距前方事故发生地最近的预警点与第二近的预警点之间连线和本车行驶矩形相交；
当本车当前的刹车距离大于本车距当前距事故发生地的车道距离或者距前方事故发生地最近的预警点与第二近的预警点之间连线和本车行驶矩形相交时，判定本车需要立刻刹车减速以避免到故障车辆发生地，处于第四预警等级。
优选地，还包括：
当接收到本车驾驶员输入的上报指令时，检测本车是否带有视觉感知设备，若本车带有视觉感知设备，则通过视觉感知设备图像识别前方的危险路段并通过V2X上报一次相关的临时危险路段信息。
另一方面，还提供一种基于V2X的危险道路预警系统，用以实现所述的基于V2X的危险道路预警方法，包括：
V2X识别模块，用以通过V2X接收到某个RSI发出的道路标识信息，识别所述道路标识信息中的路段消息；其中，所述路段消息至少包括一个路段点；并根据所述路段消息识别在本车车道内本车前方或本车后方的路段点，得到识别结果；
预警等级判断模块，用以当识别结果为能同时确定本车前方的第一个路段点和本车后方的第一个路段点时，确定本车到前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线的距离；将本车到所述连线的距离与预设的预警路段半径比较，若本车到所述连线的距离小于预设的预警路段半径，则根据所述道路标识信息判断本车所处路段是否为危险路段；当本车所处路段为危险路段时，则根据本车到前方事故发生地最近的预警点的距离从预设的预警级别中匹配对应的预警等级，根据对应的预警等级进行预警提示；
当识别结果为无法确定本车前方的路段点时，判定本车所处路段无风险，不进行危险路段预警；
当识别结果为只能确定本车前方的路段点时，则根据本车行驶矩形与危险路段中距本车最近的路段的位置关系从预设的预警级别中匹配对应的预警等级，根据对应的预警等级进行预警提示。
综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：
本发明提供的基于V2X的危险道路预警方法及系统，能覆盖所有国标定义的V2X危险道路场景，并在此基础上定义了四种不同的预警等级，能在驾驶员即将进入危险路段之前就进行提前提醒，并对已进入危险路段的车辆计算不同危险程度的预警等级，从而为驾驶员提供更准确的风险预判。同时，还提出了一种全新的临时危险道路场景方案，即针对RSI暂时还未收集的临时危险路段进行临时上报预警，在为其他车辆提供更全面的危险路段预警的同时，也能更好地帮助RSI及时更新并完善相应的危险路段信息。临时危险路段信息上报可采用感知融合的方法通过摄像头感知并结合V2X系统进行自动上报，且相关智能设备能够通过类似的方法确认上报的临时危险路段是否确实存在危险从而在RSI中自动添加或取消相关信息。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例中一种基于V2X的危险道路预警方法的主流程示意图。
图2为本发明实施例中本车车头的方向向量和所述路段点与本车连线的向量的点乘示意图。
图3为本发明实施例中本车到前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线的距离示意图。
图4为本发明实施例中本车所在路段的示意图。
图5为本发明实施例中本车行驶矩形的示意图。
图6为本发明实施例中第一坐标系的示意图。
图7为本发明实施例中一种基于V2X的危险道路预警方法的逻辑示意图
图8为本发明实施例中一种基于V2X的危险道路预警系统的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1和图7所示，为本发明提供的一种基于V2X的危险道路预警方法的一个实施例的示意图。在该实施例中，所述方法包括以下步骤：
本车通过V2X接收到某个RSI发出的道路标识信息，并识别所述道路标识信息中的路段消息；其中，所述路段消息至少包括一个路段点；也就是，接收到某个RSI的RSI消息(道路标识信息)后，找到该RSI的路段消息。需要说明的是，所有V2X场景都依赖于高精定位的准确度，定位不可信时不应该进入V2X判断；所以本申请中默认定位结果可信；V2X相关信号的解析在国标中已有，在此不再赘述。本申请中涉及到的变量含义如表1所示，
进一步的，根据所述路段消息识别在本车车道内本车前方或本车后方的路段点，得到识别结果；也就是，识别路段消息中包括的路段点，并判断所有路段点在本车前方还是在本车后方，在判断过程中可得到多个不同的判断结果。例如：能找到本车前方的第一个点和在本车后方的第一个点；只能找到本车前方的点；无法找到本车前方的点等；针对上述不同的结果匹配相应的预警等级，进行不同的道路预警。
具体实施例中，如图2所示，获取在预设坐标系中本车车头的方向向量、路段点与本车连线的向量，并计算所述本车车头的方向向量和所述路段点与本车连线的向量的点乘值；当所述点乘值大于等于0时，判定所述路段点在本车前方；当所述点乘值小于0时，判定所述路段点在本车后方。可以理解的，路段中的点相对车辆的前后判断，如图2中所示，取本车车头方向向量与路段点和车连线向量(方向为车到路段点)的点乘，如果结果大于等于0则表明-90°≤rb10≤90°时，路段点在本车前方；反之，如果点乘结果小于0则rb10>90°或rb10<90°，则路段点在本车后方。
具体实施例中，根据以下公式确定本车到前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线的距离：
x10＝|OJ|*sinθ
其中，x10表示本车到前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线的距离；O表示本车质心点在预设坐标系中的坐标；J表示本车道内本车前方第一个路段点在预设坐标系中的坐标；sinθ表示∠OJK的角度；K表示本车道内本车后方第一个路段点在预设坐标系中的坐标；|OJ|表示本车质心点到本车道内本车前方第一个路段点的长度。如图3所示，本车质心在点O，本车道内本车前方第一个点为点J，本车道内本车后方第一个点为点K，点O到直线JK的距离即为x10。计算方法为计算∠OJK的角度θ及线段OJ的长度|OJ|，即可算出x10＝|OJ|*sinθ(点O，J，K的坐标均为已知值，通过向量叉乘即可算出sinθ)。
具体地，对于第一种情况中，当识别结果为只能确定本车前方的路段点时，则根据本车行驶矩形与危险路段中距本车最近的路段的位置关系从预设的预警级别中匹配对应的预警等级，根据对应的预警等级进行预警提示。也就是，表示本车即将驶入危险路段，用于提醒驾驶员提前预判，该种情况对应的是Information预警等级。该预警等级判断方法为判断本车行驶矩形QRST是否与危险路段中距本车最近的路段相交或包含，可以理解为，图5所示的矩形QRST与图4中线段AB(AB连线线段，因为是information级别的预警等级计算，故AB都在本车前方)是否相交或矩形QRST是否包含线段AB(A、B两点都在矩形QRST内部)，若已相交或包含，则触发预警。
具体实施例中，获取本车的当前航向角、当前速度、车身宽度、本车质心距本车车头的长度、本车质心距本车车尾的长度及在预设坐标系中本车当前质心的坐标；确定本车以当前航向角和当前速度行驶预设的时间间隔后的本车质心所处的第一点坐标及所述第一点坐标与本车当前质心的坐标之间的第一距离；将本车质心距本车车头的长度、本车质心距本车车尾的长度及所述第一距离之和作为本车行驶矩形的长度，将车身宽度作为本车行驶矩形的宽度，将当前航向角作为本车行驶矩形的中轴线；也就是，如图5所示，A0为本车当前质心坐标，A1为本车以当前航向角，当前速度行驶△t后的坐标，即其中为本车当前速度向量，包含本车速度大小与速度方向(航向角)，均为V2X消息中包含的已知值。图中WA是本车车身宽度，Lf,A与Lr,A分别为本车质心距本车车头与本车车尾的距离，WA、Lf,A与Lr,A来自V2X消息中的车身消息，实际计算时可使用Lf,A＝Lr,A＝LA/2,其中WA为本车车身宽度，LA为本车车身长度，为V2X消息中的必选字段。
将所述第一点坐标作为原点，以当前本车航向角为X轴，建立第一坐标系；也就是，在矩形QRST的基础上建立如图6坐标系，以A1为原点，当前本车航向角为X轴，则Q、R、S、T坐标分别为(xQ,yQ),(xR,yR),(xS,yS),(xT,yT),其中xQ＝xR＝-xS＝-xT,yQ＝-yR＝-yS＝yT。
根据本车前方第一个路段点、本车后方的第一个路段点在预设坐标系中的坐标分别确定本车前方第一个路段点、本车后方的第一个路段点在所述第一坐标系中的坐标；当在所述第一坐标系中本车前方第一个路段点和本车后方的第一个路段点的坐标都在本车行驶矩形的坐标范围内时，判定前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线在本车行驶矩形内；也就是，将图4中点B进行坐标系转换，计算点B在图6中坐标系的坐标(xB,yB)，若(xB,yB)满足xB∈[xT,xQ]且yB∈[yR,yQ],则判断点B在矩形QRST内部(在边界也算内部)，点A的判断方法同理，再次不再赘述。
当在所述第一坐标系中本车前方第一个路段点与本车后方的第一个路段点之间连线和本车行驶矩形存在交点时，判定前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线和本车行驶矩形相交；也就是，建立图6中坐标系并将图4中的点A与点B坐标转换到该坐标系中。计算直线AB在该坐标系下的方程L*y+M*x+N＝0,其中L，M，N为直线方程系数。接下来分别计算直线x＝xQ，直线x＝xT,直线y＝yR，直线y＝yQ与直线AB的的交点，并判断计算得到的交点是否在矩形边界上，若有在矩形边界上的交点则判断线段AB与矩形QRST相交。
当前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线和本车行驶矩形相交或处于本车行驶矩形内时，判定本车即将驶入危险路段，处于第一预警等级。
具体地，对于第二种情况，当识别结果为能同时确定本车前方的第一个路段点和本车后方的第一个路段点时，确定本车到前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线的距离；将本车到所述连线的距离与预设的预警路段半径比较，若本车到所述连线的距离小于预设的预警路段半径，则根据所述道路标识信息判断本车所处路段是否为危险路段；也就是，计算本车车道内，本车到本车前方第一个点和在本车后方的第一个点连线的距离x10，根据距离x10作为一个判断标准进行进一步判断。该种情况中还包括：若本车到所述连线的距离不小于预设的预警路段半径，则判定本车对所述道路标识信息无危险路段预警。
具体地，在第二种情况中，还需要继续判断RSI消息类型是否为危险路段(即字段alerType否大于0)。当本车所处路段为危险路段时，则根据本车到前方事故发生地最近的预警点的距离从预设的预警级别中匹配对应的预警等级，根据对应的预警等级进行预警提示；其中，所述预设的预警级别至少包括多个不同的预警等级。也就是，若是危险路段则进行预警等级中的warning至severe三个预警等级的预警计算(warning至severe三个预警等级为预设的预警级别中的三种预警等级)。range为RSI消息中的alertRadius字段，表示预警路段宽度的一半。
一个实施例中，当所述道路标识信息消息类型为危险路段时，判定本车所处路段为危险路段；当则进行预警等级中的warning至severe三个预警等级的预警计算。
具体地，Warning预警等级，表示本车已驶入危险路段，提醒驾驶员需要做出相应的反应。当本车到前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线的距离小于预设的预警路段半径时，判定本车已驶入危险路段，处于第二预警等级。也就是，当x10＜range时触发，其中range为RSI提供的国标V2X消息集中的alertRadius字段，表示危险路段半径(注意危险路段为多段矩形，alertRadius为每小段危险路段宽度的一半，如图4所示，并非圆形半径)。
Major预警等级，表示本车驾驶员需要刹车减速以避免到故障车辆发生地。从所述道路标识信息中识别本车前方事故发生地、距前方事故发生地最近的预警点及本车与所述距前方事故发生地最近的预警点之间的多个预警点；将本车到本车前方的第一个预警点的距离与所述多个预警点之间的距离依次相加，得到本车距当前距事故发生地的车道距离；根据本车当前的最大加速度和本车当前速度确定本车当前的刹车距离，并将本车当前的刹车距离与本车距当前距事故发生地的车道距离比较；当1.5倍的本车当前的刹车距离大于本车距当前距事故发生地的车道距离时，判定本车需要刹车减速以避免到故障车辆发生地，处于第三预警等级。具体地，如图4所示，找到本车所在路段中距本车前方最近的危险路段中的点A，计算本车到前方最近点的距离DVA。找到事件发生地后方最近的预警点H，计算事件发生地到最近点的距离DGH。注意点A-H的坐标信息均为已知信息，包含在RSI发送的预警路段的MAP消息集内，其中点H为该危险路段的事件发生点。其中，D＝DVA+DAB+DBC+DCD+DDE+DEF+DFG+DGH，D表示本车距当前距事故发生地的车道距离。D2表示本车当前的刹车距离，D1表示1.5倍的本车当前的刹车距离，当D＜D1时，判定符合该等级预警(Major预警等级)：
D＜D1
Severe预警等级，表示本车驾驶员需要立刻刹车减速以避免到事故发生地，当本车当前的刹车距离大于本车距当前距事故发生地的车道距离或者距前方事故发生地最近的预警点与第二近的预警点之间连线和本车行驶矩形相交时，判定本车需要立刻刹车减速以避免到故障车辆发生地，处于第四预警等级。触发条件为以下二者(a和b)满足其一即可：
a.本车当前的刹车距离大于本车距当前距事故发生地的车道距离。具体需啊哟计算没有反应系数的刹车距离(上述Major预警等级中已经说明，在此不再赘述)，判断刹车距离是否大于剩余预警路段距离，即满足：
D＜D2
b.判断本车行驶矩形与危险路段事件发生地最近点线段是否相交，根据距前方事故发生地最近的预警点、距前方事故发生地第二近的预警点在预设坐标系中的坐标分别确定距前方事故发生地最近的预警点、距前方事故发生地第二近的预警点在所述第一坐标系中的坐标；当在所述第一坐标系中距前方事故发生地最近的预警点与第二近的预警点之间连线和本车行驶矩形存在交点时，判定距前方事故发生地最近的预警点与第二近的预警点之间连线和本车行驶矩形相交。即本车行驶矩形与图4中的GH连线是否相交，判断方法参见下述Information预警等级的预警计算，在此不再赘述。
另一个实施例中，当所述道路标识信息消息类型不为危险路段时，判定本车所处路段不为危险路段；判定此处为临时危险路段，并响应于本车驾驶员输入的上报指令将本车当前所在车道内在本车前方最近的至少两个车道坐标作为临时危险路段坐标通过V2X消息集广播一次。需要说明的是，道路标识信息消息类型不为危险路段的情况下存在一个临时危险路段预警。临时危险路段定义为RSI设备还未记录的危险路段，比如突发的交通事故，路面临时故障等，此时RSI设备本身没有记录相应数据，因此无法发出相应的V2X消息，但该路段已是危险路段，对行驶车辆有潜在威胁。也就是，带V2X功能的车辆行驶中遇到危险路段事故发生地时，若系统没有提示危险路段，则判断此处为临时危险路段，此时本车驾驶员可选择上报该事件(通过车机显示屏一键上报，可选择事件类型；V2X协议栈收到来自车机上报的指令后上报临时危险路段信息)。选择上报后，本车通过V2X消息集广播该路段事故一次，提供本车当前所在车道内在本车前方最近的两个车道坐标作为临时危险路段坐标，alerRadius采用本车当前所在车道宽度的一半。
当接收到本车驾驶员输入的上报指令时，检测本车是否带有视觉感知设备，若本车带有视觉感知设备，则通过视觉感知设备图像识别前方的危险路段并通过V2X上报一次相关的临时危险路段信息。也就是，若本车带有摄像头等可靠的视觉感知设备，则可通过图像识别自动识别前方的危险路段并结合V2X系统进行自动上报相关的V2X临时危险路段信息，无需驾驶员手动操作。其他带V2X功能的车辆接受到该消息时，会解析相关的上报坐标及事故信息与上报车辆上报的历史路径，并进行危险路段预警计算，只不过使用上报的坐标数据替代危险路段信息。驾驶员在收到临时危险路段信息产生危险路段预警时若认为确实存在危险路段，同样可以使用一键上报功能重复广播该事件一次，以便继续通知周边的车辆及RSI。该上报功能在一定时间内不能重复触发，以避免过多重复及失真的临时上报；同时，周边相关工作人员或智能设备注意到RSI接收到该信息时会对上报地点进行确认(智能设备可通过摄像头等视觉感知仪器对相应路段进行观测，以识别是否为危险路段)，若确实存在危险路段则在相应RSI发生的消息中添加相关信息；若为虚假上报则记录相应车辆的ID，若该车出现多次虚假上报则进行相应的调查和处罚。相关路段的工作人员或智能设备会对临时危险路段进行实时监控，危险消除时会取消相应的信息广播。需要说明的是，当进行临时危险路段预警上报时，需要对广播的消息进行对应设置，时危险路段预警新增消息如下表所示，由车辆广播，属于BSM消息：
进一步的，对于第三种情况中，当识别结果为无法确定本车前方的路段点时，判定本车所处路段无风险，不进行危险路段预警。
如图8所示，为本发明提供的一种基于V2X的危险道路预警系统的一个实施例的示意图。在该实施例中，包括：
V2X识别模块，用以通过V2X接收到某个RSI发出的道路标识信息，识别所述道路标识信息中的路段消息；其中，所述路段消息至少包括一个路段点；并根据所述路段消息识别在本车车道内本车前方或本车后方的路段点，得到识别结果；
预警等级判断模块，用以当识别结果为能同时确定本车前方的第一个路段点和本车后方的第一个路段点时，确定本车到前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线的距离；将本车到所述连线的距离与预设的预警路段半径比较，若本车到所述连线的距离小于预设的预警路段半径，则根据所述道路标识信息判断本车所处路段是否为危险路段；当本车所处路段为危险路段时，则根据本车到前方事故发生地最近的预警点的距离从预设的预警级别中匹配对应的预警等级，根据对应的预警等级进行预警提示；
当识别结果为无法确定本车前方的路段点时，判定本车所处路段无风险，不进行危险路段预警；
当识别结果为只能确定本车前方的路段点时，则根据本车行驶矩形与危险路段中距本车最近的路段的位置关系从预设的预警级别中匹配对应的预警等级，根据对应的预警等级进行预警提示。
需说明的是，上述实施例所述系统与上述实施例所述方法对应，因此，上述实施例所述系统未详述部分可以参阅上述实施例所述方法的内容得到，此处不再赘述。
综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：
本发明提供的基于V2X的危险道路预警方法及系统，能覆盖所有国标定义的V2X危险道路场景，并在此基础上定义了四种不同的预警等级，能在驾驶员即将进入危险路段之前就进行提前提醒，并对已进入危险路段的车辆计算不同危险程度的预警等级，从而为驾驶员提供更准确的风险预判。同时，还提出了一种全新的临时危险道路场景方案，即针对RSI暂时还未收集的临时危险路段进行临时上报预警，在为其他车辆提供更全面的危险路段预警的同时，也能更好地帮助RSI及时更新并完善相应的危险路段信息。临时危险路段信息上报可采用感知融合的方法通过摄像头感知并结合V2X系统进行自动上报，且相关智能设备能够通过类似的方法确认上报的临时危险路段是否确实存在危险从而在RSI中自动添加或取消相关信息。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种基于V2X的危险道路预警方法，其特征在于，包括：
本车通过V2X接收到某个RSI发出的道路标识信息，并识别所述道路标识信息中的路段消息；其中，所述路段消息至少包括一个路段点；
根据所述路段消息识别在本车车道内本车前方或本车后方的路段点，得到识别结果；
当识别结果为能同时确定本车前方的第一个路段点和本车后方的第一个路段点时，确定本车到前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线的距离；将本车到所述连线的距离与预设的预警路段半径比较，若本车到所述连线的距离小于预设的预警路段半径，则根据所述道路标识信息判断本车所处路段是否为危险路段；当本车所处路段为危险路段时，则根据本车到前方事故发生地最近的预警点的距离从预设的预警级别中匹配对应的预警等级，根据对应的预警等级进行预警提示；其中，所述预设的预警级别至少包括多个不同的预警等级；
当识别结果为无法确定本车前方的路段点时，判定本车所处路段无风险，不进行危险路段预警；
当识别结果为只能确定本车前方的路段点时，则根据本车行驶矩形与危险路段中距本车最近的路段的位置关系从预设的预警级别中匹配对应的预警等级，根据对应的预警等级进行预警提示；
其中，所述根据本车行驶矩形与危险路段中距本车最近的路段的位置关系从预设的预警级别中匹配对应的预警等级，具体包括：
获取本车的当前航向角、当前速度、车身宽度、本车质心距本车车头的长度、本车质心距本车车尾的长度及在预设坐标系中本车当前质心的坐标；
确定本车以当前航向角和当前速度行驶预设的时间间隔后的本车质心所处的第一点坐标及所述第一点坐标与本车当前质心的坐标之间的第一距离；将本车质心距本车车头的长度、本车质心距本车车尾的长度及所述第一距离之和作为本车行驶矩形的长度，将车身宽度作为本车行驶矩形的宽度，将当前航向角作为本车行驶矩形的中轴线；
将所述第一点坐标作为原点，以当前本车航向角为X轴，建立第一坐标系；
根据本车前方第一个路段点、本车后方的第一个路段点在预设坐标系中的坐标分别确定本车前方第一个路段点、本车后方的第一个路段点在所述第一坐标系中的坐标；
当在所述第一坐标系中本车前方第一个路段点和本车后方的第一个路段点的坐标都在本车行驶矩形的坐标范围内时，判定前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线在本车行驶矩形内；
当在所述第一坐标系中本车前方第一个路段点与本车后方的第一个路段点之间连线和本车行驶矩形存在交点时，判定前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线和本车行驶矩形相交；
当前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线和本车行驶矩形相交或处于本车行驶矩形内时，判定本车即将驶入危险路段，处于第一预警等级。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述路段消息识别在本车车道内本车前方或本车后方的路段点，具体包括：
获取在预设坐标系中本车车头的方向向量、路段点与本车连线的向量，并计算所述本车车头的方向向量和所述路段点与本车连线的向量的点乘值；
当所述点乘值大于等于0时，判定所述路段点在本车前方；
当所述点乘值小于0时，判定所述路段点在本车后方。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据以下公式确定本车到前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线的距离：
x10＝|OJ|*sinθ
其中，x10表示本车到前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线的距离；O表示本车质心点在预设坐标系中的坐标；J表示本车道内本车前方第一个路段点在预设坐标系中的坐标；sinθ表示∠OJK的角度；K表示本车道内本车后方第一个路段点在预设坐标系中的坐标；|OJ|表示本车质心点到本车道内本车前方第一个路段点的长度。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
若本车到所述连线的距离不小于预设的预警路段半径，则判定本车对所述道路标识信息无危险路段预警。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述道路标识信息判断本车所处路段是否为危险路段，具体包括：
当所述道路标识信息消息类型为危险路段时，判定本车所处路段为危险路段；
当所述道路标识信息消息类型不为危险路段时，判定本车所处路段不为危险路段；判定此处为临时危险路段，并响应于本车驾驶员输入的上报指令将本车当前所在车道内在本车前方最近的至少两个车道坐标作为临时危险路段坐标通过V2X消息集广播一次。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
当本车到前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线的距离小于预设的预警路段半径时，判定本车已驶入危险路段，处于第二预警等级。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据本车距前方最近预警点的距离从预设的预警级别中匹配对应的预警等级，还包括：
从所述道路标识信息中识别本车前方事故发生地、距前方事故发生地最近的预警点及本车与所述距前方事故发生地最近的预警点之间的多个预警点；
将本车到本车前方的第一个预警点的距离与所述多个预警点之间的距离依次相加，得到本车距当前距事故发生地的车道距离；
根据本车当前的最大加速度和本车当前速度确定本车当前的刹车距离，并将本车当前的刹车距离与本车距当前距事故发生地的车道距离比较；
当1.5倍的本车当前的刹车距离大于本车距当前距事故发生地的车道距离时，判定本车需要刹车减速以避免到故障车辆发生地，处于第三预警等级。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据本车距前方最近预警点的距离从预设的预警级别中匹配对应的预警等级，还包括：
根据距前方事故发生地最近的预警点、距前方事故发生地第二近的预警点在预设坐标系中的坐标分别确定距前方事故发生地最近的预警点、距前方事故发生地第二近的预警点在所述第一坐标系中的坐标；
当在所述第一坐标系中距前方事故发生地最近的预警点与第二近的预警点之间连线和本车行驶矩形存在交点时，判定距前方事故发生地最近的预警点与第二近的预警点之间连线和本车行驶矩形相交；
当本车当前的刹车距离大于本车距当前距事故发生地的车道距离或者距前方事故发生地最近的预警点与第二近的预警点之间连线和本车行驶矩形相交时，判定本车需要立刻刹车减速以避免到故障车辆发生地，处于第四预警等级。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
当接收到本车驾驶员输入的上报指令时，检测本车是否带有视觉感知设备，若本车带有视觉感知设备，则通过视觉感知设备图像识别前方的危险路段并通过V2X上报一次相关的临时危险路段信息。
10.一种基于V2X的危险道路预警系统，用以实现如权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，包括：
V2X识别模块，用以通过V2X接收到某个RSI发出的道路标识信息，识别所述道路标识信息中的路段消息；其中，所述路段消息至少包括一个路段点；并根据所述路段消息识别在本车车道内本车前方或本车后方的路段点，得到识别结果；
预警等级判断模块，用以当识别结果为能同时确定本车前方的第一个路段点和本车后方的第一个路段点时，确定本车到前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线的距离；将本车到所述连线的距离与预设的预警路段半径比较，若本车到所述连线的距离小于预设的预警路段半径，则根据所述道路标识信息判断本车所处路段是否为危险路段；当本车所处路段为危险路段时，则根据本车到前方事故发生地最近的预警点的距离从预设的预警级别中匹配对应的预警等级，根据对应的预警等级进行预警提示；
当识别结果为无法确定本车前方的路段点时，判定本车所处路段无风险，不进行危险路段预警；
当识别结果为只能确定本车前方的路段点时，则根据本车行驶矩形与危险路段中距本车最近的路段的位置关系从预设的预警级别中匹配对应的预警等级，根据对应的预警等级进行预警提示；
其中，所述根据本车行驶矩形与危险路段中距本车最近的路段的位置关系从预设的预警级别中匹配对应的预警等级，具体包括：
获取本车的当前航向角、当前速度、车身宽度、本车质心距本车车头的长度、本车质心距本车车尾的长度及在预设坐标系中本车当前质心的坐标；
确定本车以当前航向角和当前速度行驶预设的时间间隔后的本车质心所处的第一点坐标及所述第一点坐标与本车当前质心的坐标之间的第一距离；将本车质心距本车车头的长度、本车质心距本车车尾的长度及所述第一距离之和作为本车行驶矩形的长度，将车身宽度作为本车行驶矩形的宽度，将当前航向角作为本车行驶矩形的中轴线；
将所述第一点坐标作为原点，以当前本车航向角为X轴，建立第一坐标系；
根据本车前方第一个路段点、本车后方的第一个路段点在预设坐标系中的坐标分别确定本车前方第一个路段点、本车后方的第一个路段点在所述第一坐标系中的坐标；
当在所述第一坐标系中本车前方第一个路段点和本车后方的第一个路段点的坐标都在本车行驶矩形的坐标范围内时，判定前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线在本车行驶矩形内；
当在所述第一坐标系中本车前方第一个路段点与本车后方的第一个路段点之间连线和本车行驶矩形存在交点时，判定前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线和本车行驶矩形相交；
当前方第一个路段点与后方的第一个路段点之间连线和本车行驶矩形相交或处于本车行驶矩形内时，判定本车即将驶入危险路段，处于第一预警等级。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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