CN115223396A - 后向碰撞预警方法、装置、控制器、车辆和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及车辆碰撞预警技术领域，公开了一种后向碰撞预警方法、装置、控制器、车辆和存储介质。方法部分包括：获取远车相对于主车的相对车速矢量；获取远车与主车之间的距离矢量；获取相对车速矢量在距离矢量的投影矢量；通过投影矢量，获取远车相对主车的最近距离；获取相对车速矢量投影到距离矢量时对应的预警距离阈值；根据最近距离与预警距离阈值，确定是否向主车发出后向碰撞预警。

Description

后向碰撞预警方法、装置、控制器、车辆和存储介质

技术领域

本申请涉及车辆碰撞预警技术领域，尤其涉及到一种后向碰撞预警方法、装置、控制器、车辆和计算机可读存储介质。

背景技术

发明人研究发现，传统的方案中虽然存在一些后向碰撞预警方案，但是传统的后向碰撞预警，主要依靠雷达和摄像头进行后向的目标车辆的识别，在一些场景下，例如，在连续弯道等道路，由于周边物体的遮挡，导致不能识别远方车辆，造成后向车辆识别不到，或者极端天气下也会导致后向碰撞预警产生漏报或者误报，预警功能不够完善。

发明内容

本申请涉及车辆碰撞预警技术领域，提供了一种后向碰撞预警方法、装置、控制器、车辆和计算机可读存储介质，用于解决传统方案中，后向碰撞预警产生漏报或者误报，预警功能不够完善的技术问题。

一种后向碰撞预警方法，包括：

获取远车相对于主车的相对车速矢量；

获取所述远车与所述主车之间的距离矢量；

获取所述相对车速矢量在所述距离矢量的投影矢量；

通过所述投影矢量，获取所述远车相对所述主车的最近距离；

获取所述相对车速矢量投影到所述距离矢量时对应的预警距离阈值；

根据所述最近距离与所述预警距离阈值，确定是否向所述主车发出后向碰撞预警。

一种后向碰撞预警装置，包括：

第一获取模块，用于获取远车相对于主车的相对车速矢量；

第二获取模块，用于获取所述远车与所述主车之间的距离矢量；

第三获取模块，用于获取所述相对车速矢量在所述距离矢量的投影矢量；

第四获取模块，用于通过所述投影矢量，获取所述远车相对所述主车的最近距离；

第五获取模块，用于获取所述相对车速矢量投影到所述距离矢量时对应的预警距离阈值；

预警模块，用于根据所述最近距离与所述预警距离阈值，确定是否向所述主车发出后向碰撞预警。

一种控制器，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如前述任一项所述的后向碰撞预警方法的步骤。

一种车辆，包括如所述的控制器。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述任一项所述的后向碰撞预警方法的步骤。

在本申请提供的其中一个方案中，先对于之前的计算相对车速，都是简单的利用远车和主车的车速直接进行相减，并且也没有考虑加速度，本申请考虑了计算时间内，通过投影矢量，将相对速度分别向矢量距离矢量进行投影，这样计算出来的预警距离阈值不依赖道路形状，使得算出的预警距离阈值更加的精细，准确，减少了漏报或误报的情况，让后碰撞预警更加准确、精细，也即使得后碰撞预警效果更好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例中一种后向碰撞预警方法的一应用环境示意图；

图2是本申请一实施例中一种后向碰撞预警方法的一流程示意图；

图3是本申请一实施例中一种后向碰撞预警方法的一弯道行驶示意图；

图4是本申请一实施例中一种后向碰撞预警方法的另一弯道行驶示意图；

图5是本申请另一实施例中一种后向碰撞预警方法的一流程示意图；

图6是本申请再一实施例中一种后向碰撞预警方法的一流程示意图；

图7是本申请一实施例中一种后向碰撞预警方法驻车HV与远车RV的相对方位示意图；

图8是本申请一实施例中后向碰撞预警装置的一结构示意图；

图9是本申请一实施例中计算机设备的一结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请提供了一种后向碰撞预警方法，可应用在如图1所示的应用环境中，如图1所示，如图1所示，表示主车(Host Vehicle，HV)在弯道行驶过程，该主车HV通过搭载有C-V2X的车载单元(On board Unit，OBU)，该主车HV通过搭载的车载单元OBU可以接收路侧单元(Road Side Uni，RSU)发送的车道信息(V2I信息)，车道信息可以包括：周边路口、道路信息、红绿灯信息，并且，主车HV搭载的车载单元OBU可以接收远车(Remote Vehicle，RV)向一定范围发送的行驶信息(V2V信息)，该行驶信息可以包括：位置坐标、航向角、横摆角、方向盘转角、车速、加速度。

主车HV可以接收到周围的V2V信息和V2I信息后，通过路侧单元RSU发送的有关车道信息，可以判断周围的远车RV((包括后方、左后方、右后方车辆))是否处于主车HV的同车道或者相邻车道(包括左相邻车道、右相邻车道)，然后在C-V2X通信范围内，在一应用场景中，可通过判断远车RV是否处于主车HV的相对方位，当RV是否处于主车HV的相对方位，当主车HV和远车RV位于同车道、或者处于相邻车道且在相对方位，则可以进入车辆预警计算，以实现本申请实施例提供的后方碰撞预警方法，通过计算，将潜在的具有后向碰撞危险车辆及时提醒驾驶员，提高行驶安全性。

需要说明的是，上述图1仅是本申请的一个应用环境示意图，并不对本申请造成限定，例如该应用环境是以车载单元OBU为例描述其信息交互过程，在其他应用环境中，也可以是其他车载单位实现主车HV和远车RV之间，和/或主车与路侧单元RSU之间的信息交互，例如，可以是一种控制器在此不做限定。在本申请中，会以上述C-V2X通信技术为应用环境，描述本申请实施例提供的后向碰撞预警方法。

本申请中，基于C-V2X技术，结合路测单元RSU，从大体思路上划分，主要包括两个方面的内容，一方面是会利用本申请特有的矢量法，对主车HV的远车RV的有关信息进行矢量计算，通过出的碰撞的预警距离阈值和碰撞预警时长，判断主车HV与远车RV是否有后向碰撞危险；另一方面，本申请会利用驾驶员前方仪表上方的视觉传感器(如摄像头)，获取驾驶员的脸部、眼部特征图像等表情状态，通过模式识别方法实现对驾驶员实时监控(例如通过深度学习模型识别)，对驾驶员脸部、眼部特征等表情状态的识别，获取主车上驾驶员的驾驶状态，依据驾驶员的驾驶状态进行划分。示例性的，将驾驶员的驾驶状态可以分为：正常驾驶(L＝1)、疲劳驾驶(L＝2)、分神驾驶(L＝3)、接打电话(L＝4)、抽烟(L＝5)、情绪激动驾驶(L＝6)、醉酒驾驶(L＝7)7种模式；通过对驾驶员视线判断获取驾驶员的注视视线状态，将注视视线状态分为在中控区域(q＝1)、在前挡风区域(q＝2)、在外后视镜区域(q＝3)3种视线状态；通过实时的检测驾驶状态和注视视线方向，调整后向碰撞安全距离最小值R_min和驾驶员的反应时间τ₂。如果是非正常驾驶(疲劳驾驶、分神驾驶、接打电话、抽烟、情绪激动驾驶、醉酒驾驶)或者驾驶员视线在后视镜区域，那么在此种情况下，会实时调整向碰撞安全距离最小值R_min和τ₂(具体的值(R_min，τ₂)根据标定得出)，以加大安全距离，如果有后向碰撞，便于更早的触发后向碰撞预警，提醒驾驶员注意后方车辆，安全行驶。

下面围绕本申请的上述两个大体思路，对本申请提供的后向碰撞预警方法进行更为详细的描述。

如图2和图3，图3为弯道行驶过程的一个场景示意图，图2为本申请一实施例提供的后向碰撞预警方法的一流程示意图，包括如下步骤：

S10：获取远车相对于主车的相对车速矢量；

S20：获取所述远车与所述主车之间的距离矢量；

S30：获取所述相对车速矢量在所述距离矢量的投影矢量；

S40：通过所述投影矢量，获取所述远车相对所述主车的最近距离；

关于上述步骤S10-S40，下面进行详细解释。如图3所示，图3为弯道行驶过程中，主车HV与远车RV之间的行驶示意图，在弯道行驶中的同一车道的远车RV与主车HV，主车HV与远车RV的车速分别为V_HV、V_RV，方向盘转角分别为St_HV、St_RV，车头方向角分别为H_HV，H_RV(其中，为便于描述，车头方向角以车头前进方向与大地坐标系Y轴的夹角，逆时针为正)，α_HV和α_RV则分别为主车HV与远车RV的转向角(其中，为便于描述，转向角以顺时针方向为正，逆时针方向为负)。

将矢量车速

在B₁为起始点，转向角α_HV转动，则远车RV相对于主车HV行驶车速为相对速度矢量

远车RV与所述主车HV之间的距离矢量

在相对速度矢量

的投影为投影矢量

其中A₁则为投影点，投影目的就是找到远车RV相对于主车HV在单位时间内距离主车HV的最近距离。其中，基于如图3的关系，可见，投影矢量

的计算公式如下：

其中θ为投影矢量

与距离矢量

的夹角；

因此

则

可以看出，在n＝1时，远车RV相对于主车HV的相对速度矢量为

为了找到主车HV到远车RV的最近距离，那么就是要找到线段外一点(主车HV所在位置)到线段

的最短距离。其中，本申请中的n表示的是循环计算周期，本申请中，如图3或图4所示的远车RV所在的位置时对应的循环计算周期为n＝1。

可见，无论主车HV所在的位置点在线段

的哪一个位置，上述公式(4)都成立，因此，在一实施例中，步骤S40中，也也即所述通过所述投影矢量，获取所述远车相对所述主车的最近距离，具体包括如下步骤：

S41：如果所述投影矢量对应的投影点在所述投影矢量上，则将所述主车与所述投影点的距离矢量作为所述最近距离；

S42：如果所述投影矢量对应的投影点在所述投影矢量的延长线上，则将所述主车与所述投影矢量的末端点的距离矢量作为所述最近距离；

S43：如果所述投影矢量对应的投影点在所述投影矢量负方向的延长线上，则将所述远车与所述主车的距离矢量作为所述最近距离。

对于步骤S41-S43，为了清楚描述最近距离与投影矢量之间的关系，不妨设定系数

则存在如下关系：

通过上述公式(5)(6)，可看出其表示的物理意义为：如果投影点A₁在投影矢量

上，那么该投影点A₁即为在第一次循环n＝1时，远车RV相对于主车HV的最近距离点(CPA₁)，所述主车HV与所述投影点A₁的距离矢量

即为最近距离DCPA₁；如果投影点A₁在投影矢量

的延长线上，将所述主车HV与所述投影矢量

的末端点的距离矢量

表示最近距离DCPA₁；如果投影点A₁在在所述投影矢量

负方向的延长线上，也即如果投影点A₁在-

的延长线上，那么所述远车与所述主车的距离作

表示最近距离DCPA₁。

S50：获取所述相对车速矢量投影到所述距离矢量时对应的预警距离阈值；

S60：根据所述最近距离与所述预警距离阈值，确定是否向所述主车发出后向碰撞预警。

上述是以第一个循环周期n为例，不妨以图4为例继续描述在其他点的计算过程，图4表示主车HV与远车RV在弯道行驶时，远车RV相对于主车HV在n＝3时根据得到CPA₃，其中-

表示的是与主车HV在n＝3，也即单位时间间隔Δt＝1s时，矢量-

与

大小相等，方向相反；因此在n＝1时，则有如下关系：

B₁点坐标：

则P₁坐标：

可以看出，当n＝n时，则有如下坐标关系：

B_n点基于GPS坐标系(全局坐标系)的坐标如下：

其中：

其中，

为初始状态(n＝1)时，远车RV的速度和加速度矢量；α_RV,1为初始状态的转向角，由于V2X应用层国标中规定了可以从整车总线上获得方向盘转角St，则远车RV的车轮转向角

为远车RV的转向转动比。

P_n点基于GPS坐标系(全局坐标系)的坐标：

其中：

为初始状态(n＝1)主车HV的速度和加速度矢量；α_HV,1为主车HV初始状态的转向角，同理，由于V2X应用层国标中规定了可以从整车总线上获得方向盘转角St，则HV车轮转向角

为主车HV的转向转动比。

由于一般的后向碰撞的预警距离阈值

其中，其中，V_RV为RV车速，V_rel为主车HV与远车RV的相对车速，τ₁为主车的系统延迟时长，τ₂为驾驶员的反应时长，R_min表示主车HV与远车RV之间预设的最小安全距离，a_RV和a_HV分别表示远车RV和主车HV的加速度，在n个计算周期后，步骤S50中，也即获取所述相对车速矢量投影到所述距离矢量时对应的预警距离阈值，具体包括如下步骤：

S51：获取所述主车的系统延迟时长τ₁、所述主车上驾驶员的反应时长τ₂、所述主车与所述远车之间预设的最小安全距离R_min；

S52：根据所述系统延迟时长τ₁、反应时长τ₂、最小安全距离R_min和所述距离矢量，计算所述对应的预警距离阈值d_w,n。

也即d_w,n为投影到

的预警距离阈值为：

对上述公式进行换算，也即是：

V_{rel,n_x}＝V_{RV,n_x}-V_{HV,n_x}

V_{rel,n_y}＝V_{RV,n_y}-V_{HV,n_y} (14)

其中：

V_{RV,n_x}＝V_RV,n sin(H_RV,n+α_RV,n)

V_{RV,n_y}＝V_RV,n sin(H_RV,n+α_RV,n)

V_{HV,n_x}＝V_HV,n sin(H_HV,n+α_HV,n)

V_{HV,n_y}＝V_HV,n sin(H_HV,n+α_HV,n)，

为

和

的夹角；

其中，需要说明的是，上述公式中省略号“...”，表示衔接上下两行的公式，在这里也就是上一行的公式加上下一行的公式，是为了放大字体使公式清楚，才采用此表达方式。

由图3可知，远车RV相对于主车HV的相对车速矢量在n＝1时，为

n＝2时，为

n＝3时，为

将

分别投影到n＝1、2、3时对应的距离矢量

上，可分别计算出对应的预警距离阈值d_w,1、d_w,2和d_w,3。

最后便可根据计算出的n计算次数时，对应的最近距离DCPA_n与对应的预警距离阈值d_w,n，确定是否向所述主车HV发出后向碰撞预警。

在一实施例中，步骤S60中，也即所述根据所述最近距离与所述预警距离阈值，确定是否向所述主车发出后向碰撞预警，具体包括如下步骤：

S61；当所述最近距离小于所述预警距离阈值，且所述远车与所述主车在同一车道或处于相邻车道时，向所述主车发出后向碰撞预警；

具体地，该步骤S61中，向所述主车发出后向碰撞预警，可以从所述远车中找到碰撞预警时长T_warning最小的目标远车；向所述主车发送所述目标远车的后向碰撞预警。

S62；当所述最近距离大于或等于所述预警距离阈值，禁止向所述主车发出后向碰撞预警；

S63；当所述远车与所述主车不在同一车道或者未处于相邻车道时，禁止向所述主车发出后向碰撞预警。

可以理解，在矢量计算中，在n个计算次数内，如果DCPA_n≤d_w,n，则停止计算，此时可以得出主车HV在未来的碰撞预警时长T_warning时间后，有后向碰撞危险。其中，根据上述公式(5)(6)可知，在n个计算次数时，则有如下关系：

其中，T_warning表示碰撞预警时长。

该实施例中，可以通过判断DCPA_n≤d_w,n&&&远车RV与主车HV是否在同一车道(或相连车道，包括左相邻、右相邻)这两个条件，来判断是否有后碰撞风险，有的话则进行后碰撞预警。

以图4为例，在3个计算单位时间内，远RV相对于主车HV的相对速度分别为V_rel,1，V_rel,2，V_rel,3，远车RV相对于主车HV在3个单位时间内，远RV这个点相对于主车HV这个点分别运动到P1，P2，P3三个点，那么在每一个线段内，比如RVP1，P1P2，P2P3，相当于找到点HV到线段RVP1，P1P2，P2P3的最小距离(具体的原理参照上述实施例中描述点到线段最小距离的描述语言)，然后利用点HV到线段RVP1，P1P2，P2P3的最小距离与公式13进行比对，如果最小距离小于公式13的d_w,n，就表示有碰撞风险。

在一实施例中，步骤S10之前，也即获取远车相对于主车的相对车速矢量之前，所述方法还包括如下步骤：

S70：获取路侧单元发送的车道信息；

S80：获取所述主车周围车辆发送的行驶信息；

S90：根据所述车道信息和所述行驶信息，判断出位于所述主车后方与所述主车满足同一车道条件的车辆作为所述远车。

所述同一车道条件的车辆，包括：与所述主车同一车道的车辆、或与所述主车相邻车道的车辆。

如前述，该主车HV通过搭载有C-V2X的车载单元(On board Unit，OBU)，该主车HV通过搭载的车载单元OBU可以接收路侧单元(Road Side Uni，RSU)发送的车道信息(V2I信息)，车道信息可以包括：周边路口、道路信息、红绿灯信息、车道ID号等，并且，主车HV搭载的车载单元OBU可以接收远车(Remote Vehicle，RV)向一定范围发送的行驶信息(V2V信息)，该行驶信息可以包括：位置坐标、航向角、横摆角、方向盘转角、车速、加速度。

主车HV可以接收到周围的V2V信息和V2I信息后，通过路侧单元RSU发送的有关车道信息，可以判断周围的远车RV((包括后方、左后方、右后方车辆))是否处于主车HV的同车道或者相邻车道(包括左相邻车道、右相邻车道)，具体可通过主车HV和远车RV两者的车道ID号识别，然后在C-V2X通信范围内，在一应用场景中，可通过判断远车RV是否处于主车HV的相对方位，当RV是否处于主车HV的相对方位，当主车HV和远车RV位于同车道、或者处于相邻车道且在相对方位，则可以进入车辆预警计算，这样，可以有效地避免不符合车道条件的远车进入计算范围内，减少计算量，也可以精确地计算出存在碰撞的远车，以实现本申请实施例提供的后方碰撞预警方法，通过计算，将潜在的具有后向碰撞危险车辆及时提醒驾驶员，提高行驶安全性。

结合上述实施例，不妨以图5所示的流程图再次对本申请实施例提供的后向碰撞方法进行总结，包括如下步骤：

1)接收路侧单元RSU内发送车道信息(车道ID号、限速等)；

2)搭载有C-V2X车载单元OBU的HV车辆接收某个范围内(800m范围内)的远车RV的行驶信息；

3)利用路侧单元RSU发送的行驶信息(车辆处于道路的车道ID号)，通过目标车辆识别计算，识别出主车HV车后方、左后方、右后方的远车RV即：主车HV后方同车道、相邻车道的车辆，进入步骤4)；如果没有找到，则返回步骤2)；

4)分别对步骤3)中的RV车辆与主车HV进行矢量计算，计算得到每个远车RV与主车HV之间的预警距离阈值DCPA_n，目的是实时监控主车HV后方同车道、相邻车道的远车RV，防止相邻车道或同车道远车RV在突然进入主车HV同车道时，有后向碰撞风险时，没有及时发出预警，发生后向碰撞事故；

5)通过步骤4)的矢量计算后，通过判断DCPA_n≤d_w,n&&&远车RV与主车HV是否在同一车道(或相连车道，包括左相邻、右相邻)这两个条件，如果同时满足条件，则找到碰撞预警时长最小的时长(T_warning)_min的目标远车，通过CAN总线方式向主车HV的仪表或者中控发送后向碰撞预警，提醒驾驶员行驶T_warning后将会有后向碰撞的危险；如果不满足，则返回到步骤4)，进行下一个循环计算。

可以看出，先对于之前的计算相对车速，都是简单的利用远车RV和主车HV的车速直接进行相减，并且也没有考虑加速度，这里公式13考虑了在每一个单位时间内，通过投影矢量，将相对速度V_rel,1，V_rel,2，V_rel,3分别向矢量距离矢量

进行投影，这样计算出来的距离d_w,n不依赖道路形状，并且算出的d_w,n更加的精细，准确，使得后碰撞预警更加准确、精细，也即使得后碰撞预警效果更加好。

需要说明的是，图5中是以是否在同一车道为例进行说明，实际在其他应用场景，比如相连车道也是同样的处理过程，图中为简化，并未全部表示出来。

另外需要说明的是，上述实施例是第一方面的内容，也即是会利用本申请特有的矢量法，对主车HV的远车RV的有关信息进行矢量计算，通过出的碰撞的预警距离阈值和碰撞预警时长，判断主车HV与远车RV是否有后向碰撞危险的过程。

第二方面，本申请会利用驾驶员前方仪表上方的视觉传感器(如摄像头)，获取驾驶员的脸部、眼部特征图像等表情状态，通过模式识别方法实现对驾驶员实时监控(例如通过深度学习模型识别)，对驾驶员脸部、眼部特征等表情状态的识别，获取主车上驾驶员的驾驶状态，依据驾驶员的驾驶状态进行划分，并获取驾驶员的注视视线状态，然后会依据驾驶状态和注视视线状态，实时调整向碰撞安全距离最小值R_min和τ₂(具体的值(R_min，τ₂)根据标定得出)，以加大安全距离，如果有后向碰撞，便于更早的触发后向碰撞预警，提醒驾驶员注意后方车辆，安全行驶。

也即在一实施例中，该方法还包括如下步骤：

S100：获取所述主车的驾驶员的驾驶状态，获取所述驾驶员的注视视线状态；

S110：根据所述驾驶状态和所述注视视线状态，调整所述最小安全距离和/或所述反应时长。

在一实施例中，所述根据所述驾驶状态和所述注视视线状态，调整所述最小安全距离和/或所述反应时长，包括：根据所述驾驶状态和所述注视视线状态，找出对应标定的目标距离和目标时长；将所述最小安全距离调整为所述目标距离，和/或将所述反应时长调整为所述目标时长。

本申请实施例中，可以主车驾驶员前方仪表上方的视觉传感器(摄像头)，获取驾驶员的脸部、眼部特征图像，通过模式识别方法(比如卷积神经网络模型)实现对驾驶员的驾驶状态和注视视线状态进行实时监控。

示例性的，可以通过对驾驶员脸部、眼部特征的识别，将驾驶员的驾驶状态分为：正常驾驶(L＝1)、疲劳驾驶(L＝2)、分神驾驶(L＝3)、接打电话(L＝4)、抽烟(L＝5)、情绪激动驾驶(L＝6)、醉酒驾驶(L＝7)7种模式；通过对驾驶员视线的判断，将驾驶员的注视视线状态分为在中控区域(q＝1)、在前挡风区域(q＝2)、在外后视镜区域(q＝3)3种视线状态，实时调整后的向碰撞安全距离最小值R_min和驾驶员的反应时间τ₂，(具体的值(R_min，τ₂)根据标定得出)。

需要说明的是，上述驾驶员的驾驶状态和驾驶员的注视视线状态的示例在此仅为示例性说明，在其他应用场景或实施方式中，可有其他的示例，在此不一一举例说明。

示例性的，具体的调整(R_min，τ₂)可见下表：

表2不同状态下的(R_min，τ₂)

	L＝1	L＝2	L＝3	L＝4	L＝5	L＝6	L＝7
								q＝1	(3,1)	(5,1.5)	(7,1.2)	(10,1.5)	(8,1.5)	(10,1.5)	(15,2)
q＝2	(3,1)	(5,1.5)	(7,1.2)	(10,1.6)	(8,1.5)	(10,1.5)	(18,2)
								q＝3	(4,1.2)	(5,2)	(7,1.8)	(10,2)	(9,1.8)	(10,1.8)	(20,2)

下面结合上述实施例，将调整向碰撞安全距离最小值R_min和驾驶员的反应时间τ₂的过程揉进图5的实施例中，得到如图6所示的实施例，包括如下步骤：

(1)接收路侧单元RSU发送的车道信息，包括车道ID等：

(2)主车接收某个范围内(800m范围)内远车RV的行驶信号：车速、车辆位置坐标position(X,Y,0)(目前考虑投影到同一平面)、方向盘转角St_RV、车头方向角H_RV、加速度a：

(3)后向碰撞车辆目标识别：

a)RV车辆坐标转换为HV车坐标上，其中α为HV车辆y轴旋转的角度；

x_RV>HV＝(X_RV-X_HV)cosα-(Y_RV-Y_HV)sinα

y_RV>HV＝(X_RV-X_HV)sinα-(Y_RV-Y_HV)cosα

b)判断RV处于HV的相对方位

假设车道宽度一般是2.75m～3.5m，取平均值，车道宽度设为3.125m；车辆的长度，以乘用车为例，大约在4m～5m，取平均4.5m；具体的远车RV相对于主车HV的方位为如下表：

坐标区间	远车RV相对主车HV方位
		x<sub>RV&gt;HV</sub>&gt;1.5625&amp;&amp;y<sub>RV&gt;HV</sub>≥0	右前方
x<sub>RV&gt;HV</sub>&lt;-1.5625&amp;&amp;y<sub>RV&gt;HV</sub>≥0	左前方
		-1.5625≤x<sub>RV&gt;HV</sub>≤1.5625&amp;&amp;y<sub>RV&gt;HV</sub>≥0	前方
x<sub>RV&gt;HV</sub>&lt;-1.5625&amp;&amp;y<sub>RV&gt;HV</sub>≤0	左后方
		x<sub>RV&gt;HV</sub>&gt;1.5625&amp;&amp;y<sub>RV&gt;HV</sub>≤0	右后方
-1.5625≤x<sub>RV&gt;HV</sub>≤1.5625&amp;&amp;y<sub>RV&gt;HV</sub>&lt;0	后方
		x<sub>RV&gt;HV</sub>≤-1.5625&amp;&amp;-2.25≤y<sub>RV&gt;HV</sub>≤2.25	左方
x<sub>RV&gt;HV</sub>&gt;1.5625&amp;&amp;-2.25≤y<sub>RV&gt;HV</sub>≤2.25	右方

c)根据路侧单元RSU发送的车道信息，筛选在主车HV后方的同一车道、左后方相邻车道、右后方相邻车道的目标车辆

(4)矢量计算：

a)过公式(7)-(12)计算点P_n、B_n的坐标

b)计算

c)通过公式(13)-(14)计算预警距离阈值d_w,n

d)通过驾驶员前方仪表上方的视觉传感器检测驾驶员的驾驶状态和视注视视线状态，按照不同的驾驶状态和注视视线状态，实时调整后向碰撞安全距离最小值R_min和驾驶员反应时间τ₂，从而得到不同驾驶状态和视线调整后的预警距离阈值D_w,n

e)通过公式(14)-(16)计算所有HV后方同一车道、相邻车道中RV的DCPA_n值

f)如果DCPA_n≤D_w,n，则停止迭代计算，同时根据公式(18)计算所有停止迭代的RV车辆的碰撞预警时长T_warning

(5)后向碰撞预警发送判断：

如果RV车与HV车处于同一车道(或者相邻车道)&&DCPA_n≤D_w,n条件满足，那么在所有满足条件的RV中找到碰撞预警时长最小的时间(T_warning)_min的目标远车，将后向碰撞预警信息发送给主车HV的驾驶员。

在该实施例中，利用路侧单元RSU发送的车道信息和接收的远车RV的行驶信息，可以实时监控主车HV后方的同车道、相邻车道的远车RV，适用于在任何弯曲道路和直道下的后向碰撞预警；同时本方案考虑了驾驶员不同驾驶状态和视线情况条件时，通过调整碰撞安全距离最小值R_min和/或驾驶员的反应时间τ₂，设计了随远车RV与主车HV的车速变化的自适应的后向碰撞预警的安全距离阈值D_w,n，更加的贴合实际情况，提高了预警功能的舒适性。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在一实施例中，提供一种后向碰撞预警装置，该后向碰撞预警装置与上述实施例中后向碰撞预警方法一一对应。如图8所示，该后向碰撞预警包括A模块、B模块、C模块和D模块。各功能模块详细说明如下：

第一获取模块101，用于获取远车相对于主车的相对车速矢量；

第二获取模块102，用于获取所述远车与所述主车之间的距离矢量；

第三获取模块103，用于获取所述相对车速矢量在所述距离矢量的投影矢量；

第四获取模块104，用于通过所述投影矢量，获取所述远车相对所述主车的最近距离；

第五获取模块105，用于获取所述相对车速矢量投影到所述距离矢量时对应的预警距离阈值；

预警模块106，用于根据所述最近距离与所述预警距离阈值，确定是否向所述主车发出后向碰撞预警。

在一实施例中，预警模块106具体用于：当所述最近距离小于所述预警距离阈值，且所述远车与所述主车在同一车道或处于相邻车道时，向所述主车发出后向碰撞预警；当所述最近距离大于或等于所述预警距离阈值，禁止向所述主车发出后向碰撞预警；当所述远车与所述主车不在同一车道或者未处于相邻车道时，禁止向所述主车发出后向碰撞预警。

在一实施例中，预警模块106还具体用于：从所述远车中找到碰撞预警时长最小的目标远车；向所述主车发送所述目标远车的后向碰撞预警。

在一实施例中，第五获取模块105具体用于：获取所述主车的系统延迟时长、所述主车上驾驶员的反应时长、所述主车与所述远车之间预设的最小安全距离；根据所述系统延迟时长、反应时长、最小安全距离和所述距离矢量，计算所述对应的预警距离阈值。

在一实施例中，第五获取模块105具体用于：如果所述投影矢量对应的投影点在所述投影矢量上，则将所述主车与所述投影点的距离作为所述最近距离；如果所述投影矢量对应的投影点在所述投影矢量的延长线上，则将所述主车与所述投影矢量的末端点的距离作为所述最近距离；如果所述投影矢量对应的投影点在所述投影矢量负方向的延长线上，则将所述远车与所述主车的距离作为所述最近距离。

在一实施例中，该后向碰撞预警装置还包括：第六获取模块，用于获取路侧单元发送的车道信息；获取所述主车周围车辆发送的行驶信息；判断模块，用于根据所述车道信息和所述行驶信息，判断出位于所述主车后方与所述主车满足同一车道条件的目标车辆作为所述远车。

在一实施例中，该后向碰撞预警装置还包括：

第七获取模块，用于获取所述主车的驾驶员的驾驶状态，获取所述驾驶员的注视视线状态；调整模块，用于根据所述驾驶状态和所述注视视线状态，调整所述最小安全距离和/或所述反应时长。

在一实施例中，该调整模块具体用于：根据所述驾驶状态和所述注视视线状态，找出对应标定的目标距离和目标时长；将所述最小安全距离调整为所述目标距离，和/或将所述反应时长调整为所述目标时长。

关于后向碰撞预警装置的具体限定可以参见上文中对于后向碰撞预警方法的限定，在此不再赘述。上述后向碰撞预警装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是车载控制器，例如整车控制器，其内部结构图可以如图9所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的路侧单元RSU、OBU单元等通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种后向碰撞预警方法，具体可参阅前述方法实施例的对应描述，这里不一一赘述。

在一个实施例中，提供了一种控制器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

获取远车相对于主车的相对车速矢量；

获取所述远车与所述主车之间的距离矢量；

获取所述相对车速矢量在所述距离矢量的投影矢量；

通过所述投影矢量，获取所述远车相对所述主车的最近距离；

获取所述相对车速矢量投影到所述距离矢量时对应的预警距离阈值；

根据所述最近距离与所述预警距离阈值，确定是否向所述主车发出后向碰撞预警。

在一实施例中，提供了一种车辆，包括如前述实施例中的控制器。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取远车相对于主车的相对车速矢量；

获取所述远车与所述主车之间的距离矢量；

获取所述相对车速矢量在所述距离矢量的投影矢量；

通过所述投影矢量，获取所述远车相对所述主车的最近距离；

获取所述相对车速矢量投影到所述距离矢量时对应的预警距离阈值；

根据所述最近距离与所述预警距离阈值，确定是否向所述主车发出后向碰撞预警。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种后向碰撞预警方法，其特征在于，包括：

获取远车相对于主车的相对车速矢量；

获取所述远车与所述主车之间的距离矢量；

获取所述相对车速矢量在所述距离矢量的投影矢量；

通过所述投影矢量，获取所述远车相对所述主车的最近距离；

获取所述相对车速矢量投影到所述距离矢量时对应的预警距离阈值；

根据所述最近距离与所述预警距离阈值，确定是否向所述主车发出后向碰撞预警。

2.如权利要求1所述的后向碰撞预警方法，其特征在于，所述根据所述最近距离与所述预警距离阈值，确定是否向所述主车发出后向碰撞预警，包括：

当所述最近距离小于所述预警距离阈值，且所述远车与所述主车在同一车道或处于相邻车道时，向所述主车发出后向碰撞预警；

当所述最近距离大于或等于所述预警距离阈值，禁止向所述主车发出后向碰撞预警；

当所述远车与所述主车不在同一车道或者未处于相邻车道时，禁止向所述主车发出后向碰撞预警。

3.如权利要求2所述的后向碰撞预警方法，其特征在于，所述向所述主车发出后向碰撞预警，包括：

从所述远车中找到碰撞预警时长最小的目标远车；

向所述主车发送所述目标远车的后向碰撞预警。

4.如权利要求1所述的后向碰撞预警方法，其特征在于，获取所述相对车速矢量投影到所述距离矢量时对应的预警距离阈值，包括：

获取所述主车的系统延迟时长、所述主车上驾驶员的反应时长、所述主车与所述远车之间预设的最小安全距离；

根据所述系统延迟时长、反应时长、最小安全距离和所述距离矢量，计算所述对应的预警距离阈值。

5.如权利要求1所述的后向碰撞预警方法，其特征在于，所述通过所述投影矢量，获取所述远车相对所述主车的最近距离，包括：

如果所述投影矢量对应的投影点在所述投影矢量上，则将所述主车与所述投影点的距离作为所述最近距离；

如果所述投影矢量对应的投影点在所述投影矢量的延长线上，则将所述主车与所述投影矢量的末端点的距离作为所述最近距离；

如果所述投影矢量对应的投影点在所述投影矢量负方向的延长线上，则将所述远车与所述主车的距离作为所述最近距离。

6.如权利要求1所述的后向碰撞预警方法，其特征在于，所述获取远车相对于主车的相对车速矢量之前，所述方法还包括：

获取路侧单元发送的车道信息；

获取所述主车周围车辆发送的行驶信息；

根据所述车道信息和所述行驶信息，判断出位于所述主车后方与所述主车满足同一车道条件的目标车辆作为所述远车。

7.如权利要求6所述的后向碰撞预警方法，其特征在于，所述同一车道条件的车辆，包括：与所述主车同一车道的车辆、或与所述主车相邻车道的车辆。

8.如权利要求4-7任一项所述的后向碰撞预警方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述主车的驾驶员的驾驶状态，获取所述驾驶员的注视视线状态；

根据所述驾驶状态和所述注视视线状态，调整所述最小安全距离和/或所述反应时长。

9.如权利要求8所述的后向碰撞预警方法，其特征在于，所述根据所述驾驶状态和所述注视视线状态，调整所述最小安全距离和/或所述反应时长，包括：

根据所述驾驶状态和所述注视视线状态，找出对应标定的目标距离和目标时长；

将所述最小安全距离调整为所述目标距离，和/或将所述反应时长调整为所述目标时长。

10.一种后向碰撞预警装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取远车相对于主车的相对车速矢量；

第二获取模块，用于获取所述远车与所述主车之间的距离矢量；

第三获取模块，用于获取所述相对车速矢量在所述距离矢量的投影矢量；

第四获取模块，用于通过所述投影矢量，获取所述远车相对所述主车的最近距离；

第五获取模块，用于获取所述相对车速矢量投影到所述距离矢量时对应的预警距离阈值；

预警模块，用于根据所述最近距离与所述预警距离阈值，确定是否向所述主车发出后向碰撞预警。

11.一种控制器，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至9任一项所述的后向碰撞预警方法的步骤。

12.一种车辆，包括如权利要求11所述的控制器。

13.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述的后向碰撞预警方法的步骤。

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