CN115424474B - 一种基于v2x和rsu的左转辅助预警方法 - Google Patents

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CN115424474B CN202211373711.4A CN202211373711A CN115424474B CN 115424474 B CN115424474 B CN 115424474B CN 202211373711 A CN202211373711 A CN 202211373711A CN 115424474 B CN115424474 B CN 115424474B
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Abstract

本发明公开了一种基于V2X和RSU的左转辅助预警方法，涉及汽车智能技术领域。本发明包括：获取交叉路口坐标点信息：本车/远车所在的车道停止线中心点B/D及在MAP中位于B/D点前的一个点A/E、本车左转驶出路口车道停止线中心点C；将交叉路口坐标点转换成相对于本车的坐标；根据交叉路口坐标点、车道航向角、远车及本车航向角，计算本车、远车在交叉路口处预测轨迹方程；计算本车、远车的碰撞点。通过基于V2X技术和路侧单元RSU对左转辅助预警场景精确计算出碰撞点，从而准确计算TTC，也从侧面提升左转辅助预警的能力，弥补了现有技术关于在左转辅助预警场景中无法准确预测碰撞点、无法满足碰撞安全时间精度要求的缺陷。

Description

一种基于V2X和RSU的左转辅助预警方法
技术领域
本发明属于汽车智能技术领域，特别是涉及一种基于V2X和RSU的左转辅助预警方法。
背景技术
在科技高速发展的时代，车辆保有量在逐年增加，但同时存在的问题是每年的交通事故也不在少数，交通安全是科技高速发展时代的必修课。V2X技术的本质就是通过路侧、行人、车辆间的相互协作、协调实现整个道路的智能化，减少甚至避免交通事故的发生。特别地，针对交叉路口车辆左转，V2X技术基于RSU站得高、看得远的特点，实时监测交叉路口车辆行驶信息并向在RSU通信范围内所有车辆发送相关信息，有效避免了由于交叉路口无红绿灯相位，本车（HV）左转不能及时发现与对向驶来的远车（RV）存在碰撞危险而造成的交通事故。
如中国专利CN114067569B提供了一种V2X车联网环境下车辆左转辅助预警方法，本车所在待左转路口区域包括进口道和路口冲突区域，包括以下步骤：获取本车处于路口的位置信息；当本车处于进口道区域时，根据本车和对向头车的实时行车轨迹数据，确定本车的左转行车策略；当本车处于冲突区域时，根据本车和对向车流的实时行车轨迹数据，确定本车的左转行车策略。还如中国专利CN114419926A提供一种基于车路协同的交叉口左转辅助预警方法，包括步骤S1，开启左转向灯，开启左转辅助使能，获取MAP信息；步骤S2，获取路口车辆列表，筛选具有碰撞风险的车辆；步骤S3，计算本车与来向车辆分别到达碰撞点的时间差，时间差小于预设值则给主车发出左转辅助安全提醒。利用车路协同技术，实时获取车辆信息和地图信息，为车辆预警提醒提供丰富数据基础。
如上，现有的左转辅助预警通过GPS定位和激光雷达融合的方法，实现在交叉路口内左转辅助预警，但该方法误报率较大，又或者是基于车路协同的左转辅助预警，通过计算本车到停止线、远车到停止线的时间阈值判断场景的触发，但该方法又存在着无法准确预测碰撞点、无法满足碰撞安全时间精度要求，一方面造成场景触发不及时，另一方面也同样存在误报。
结合现有技术存在的缺陷，本发明提出一种基于V2X和RSU的左转辅助预警的方法，提升左转辅助预警场景中碰撞点的准确性，从而提升左转辅助预警的应用能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于V2X和RSU的左转辅助预警方法，通过基于V2X技术和路侧单元RSU对左转辅助预警场景精确计算出碰撞点，从而准确计算TTC，也从侧面提升左转辅助预警的能力，解决了现有的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种基于V2X和RSU的左转辅助预警方法，包括以下步骤：
步骤一：当本车左转时，获取从对向驶来的、与本车存在碰撞危险的远车信息；
步骤二：通过RSU发送的MAP获取交叉路口坐标点信息；交叉路口坐标点信息包括本车所在的车道停止线中心点B及在MAP中位于对应车道停止线中心点的前一个点A、远车所在的对应车道停止线中心点D及在MAP中位于车道停止线中心点的前一个点E、HV左转驶出路口车道停止线中心点C；交叉路口坐标点信息的获取方法为：
Step21：本车进入RSU通信范围，根据RSU发送出的MAP消息，本车进行道路匹配，获取得到本车所在的车道信息，所述车道信息包括车道ID、停止线中心点的经纬度、停止线中心点前一个点的经纬度等；其中，从MAP中索引出本车所在车道停止线中心点的前一个点记为A点，停止线中心点为B点；
Step22：RV进入RSU通信范围，根据RSU发送出的MAP消息，RV进行道路匹配，获取得到RV所在的车道信息，车道信息包括车道ID、停止线中心点的经纬度、停止线中心点前一个点的经纬度等；其中，从MAP中索引出远车所在车道停止线中心点的前一个点记为E点，停止线中心点为D点；
Step23：HV开启左转转向灯，根据标准《CSAE 53-2020 合作式智能运输系统车用通信系统应用层及应用数据交互标准（第一阶段）》中定义当前车道与下游路段中车道的连接关系，可获取HV左转驶出路口车道停止线中心点的经纬度，其中，记HV左转驶出路口车道停止线中心点为C点；
步骤三：将交叉路口坐标点转换成相对于本车的坐标；将交叉路口坐标点转换成相对于本车的坐标的方法为：
Step31：以本车车体为原点，本车航向角的方向为X轴建立直角坐标系；
Step32：分别将步骤二中获得的交叉路口坐标点A、B、C、D、E转换成相对于本车的坐标，记为：
Figure 755737DEST_PATH_IMAGE001
；
步骤四：根据交叉路口坐标点、车道航向角、远车及本车航向角，计算HV、RV在交叉路口处预测轨迹方程；转弯轨迹的起点为方向盘转角开始变化的点，一般发生在路口停止线处，即B点，在本发明中将B点视为本车转弯轨迹的切点，直线AB为本车HV转弯轨迹的切线，直线AB的斜率为HV所在车道的航向角；
步骤五：计算HV左转、RV直行的碰撞点：联合HV和RV在交叉路口处预测的轨迹方程进行求解，计算出HV与RV轨迹方程的交点坐标，碰撞点为位于B点和D点之间的交点；
进一步地，所述步骤四中，HV在交叉路口处轨迹预测的方法为：
Step41：获取直线AB的斜率：HV所在车道的航向角计算为根据两点连线与正北方 向夹角计算模块，将A、B两点输入到该模块，得到HV所在车道的航向角，即
Figure 347256DEST_PATH_IMAGE002
值， 直线AB的斜率为
Figure 307121DEST_PATH_IMAGE003
其中，
Figure 958683DEST_PATH_IMAGE004
为本车HV的航向角；
Figure 285890DEST_PATH_IMAGE002
为HV所在车道的航向角；hv_ k为直线AB的斜率；
Step42：获取直线AB的方程：
Figure 681099DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 495471DEST_PATH_IMAGE006
为直线AB的斜率；
Figure 317934DEST_PATH_IMAGE007
为交叉口坐标点B的横坐标；
Figure 584967DEST_PATH_IMAGE008
为交叉口坐标点B 的纵坐标；
Step43：根据切线方程（直线AB的方程）、B点坐标及C点坐标联合方程求解，设本车 预测轨迹方程的圆心坐标为
Figure 111763DEST_PATH_IMAGE009
，半径为
Figure 780642DEST_PATH_IMAGE010
，则有：
Figure 774006DEST_PATH_IMAGE011
其中，
Figure 528335DEST_PATH_IMAGE006
为直线AB的斜率；
Figure 582791DEST_PATH_IMAGE007
为交叉口坐标点B的横坐标；
Figure 106176DEST_PATH_IMAGE008
为交叉口坐标点B 的纵坐标；
Figure 270441DEST_PATH_IMAGE012
为交叉口坐标点C的横坐标；
Figure 512067DEST_PATH_IMAGE013
为交叉口坐标点C的纵坐标；
Figure 52770DEST_PATH_IMAGE010
为本车预测轨 迹半径；
Figure 492978DEST_PATH_IMAGE014
为本车预测轨迹圆心的横坐标；
Figure 93724DEST_PATH_IMAGE015
为本车预测轨迹方程圆心的纵坐标。
进一步地，所述步骤四中，RV在交叉路口处轨迹预测的方法为：
Step411：HV左转，RV对向直行，设RV预测轨迹方程的斜率为rv_k，RV所在车道的航 向角计算为根据两点连线与正北方向夹角计算模块，将D点和E点输入到该模块，得到RV所 在车道的航向角，即为
Figure 557066DEST_PATH_IMAGE016
值，RV预测轨迹方程的斜率为：
Figure 901460DEST_PATH_IMAGE017
其中，
Figure 212487DEST_PATH_IMAGE004
为本车的航向角；
Figure 984134DEST_PATH_IMAGE016
为RV所在车道的航向角；rv_k 为RV预测轨迹方程的斜率；
Step412：RV直行的轨迹方程为：
Figure 934772DEST_PATH_IMAGE018
其中，rv_k为直线DE的斜率；
Figure 817277DEST_PATH_IMAGE019
为交叉口坐标点D的横坐标；
Figure 169761DEST_PATH_IMAGE020
为交叉口坐标点D 的纵坐标。
进一步地，所述步骤五中，HV左转、RV直行碰撞点计算方法为：
Step51：设求出的HV轨迹的圆心为
Figure 909047DEST_PATH_IMAGE021
，半径为
Figure 346982DEST_PATH_IMAGE022
，则HV轨迹方程为：
Figure 33178DEST_PATH_IMAGE023
其中，
Figure 240169DEST_PATH_IMAGE024
为HV为轨迹圆心的横坐标；
Figure 930782DEST_PATH_IMAGE025
为HV轨迹圆心的纵 坐标；
Figure 856012DEST_PATH_IMAGE022
为HV轨迹的半径；
Step52：设求出的RV轨迹直线方程的斜率为rv_k，则RV的轨迹方程为：
Figure 80320DEST_PATH_IMAGE018
其中，rv_k为直线DE的斜率；
Figure 407396DEST_PATH_IMAGE019
为交叉口坐标点D的横坐标；
Figure 488485DEST_PATH_IMAGE020
为交叉口坐标点D 的纵坐标；
Step53：联合HV、RV轨迹方程求解，得
Figure 901012DEST_PATH_IMAGE026
另外：
Figure 929011DEST_PATH_IMAGE027
Figure 110593DEST_PATH_IMAGE028
Figure 565845DEST_PATH_IMAGE029
其中：
Figure 747559DEST_PATH_IMAGE030
为碰撞点的横坐标；rv_k为直线DE的斜率；
Figure 313670DEST_PATH_IMAGE019
为交叉口坐标点D的横坐标；
Figure 615338DEST_PATH_IMAGE020
为 交叉口坐标点D的纵坐标；
Figure 241491DEST_PATH_IMAGE024
为HV为轨迹圆心的横坐标；
Figure 690927DEST_PATH_IMAGE025
为HV轨 迹圆心的纵坐标；
Figure 60729DEST_PATH_IMAGE022
为HV轨迹的半径。
进一步地，还包括HV到碰撞点的距离计算方法：
HV到碰撞点距离为HV到所在车道停止线的距离和停止线到碰撞点距离之和，具体计算公式为：
设HV到所在车道停止线距离为L1，HV所在车道停止线到碰撞点距离为L2，则HV到碰 撞点的距离为
Figure 216904DEST_PATH_IMAGE031
；
其中，L1为HV到所在车道停止线距离；L2为HV所在车道停止线到碰撞点距离；
Figure 13958DEST_PATH_IMAGE032
为HV到碰撞点的距离。
进一步地，还包括RV到碰撞点的距离计算方法：
RV到碰撞点的距离为RV到所在车道停止线的距离和停止线到碰撞点距离之和，具体计算公式为：
设RV到所在车道停止线距离为L3，RV所在车道停止线到碰撞点距离为L4，则RV到碰 撞点的距离为
Figure 622794DEST_PATH_IMAGE033
；
其中，L3为RV到所在车道停止线距离；L4为RV所在车道停止线到碰撞点距离；
Figure 576713DEST_PATH_IMAGE034
为RV到碰撞点的距离。
进一步地，还包括HV、RV到碰撞点的碰撞时间计算方法：
根据公式t=s/v，计算HV到碰撞点的时间T1，即
Figure 587394DEST_PATH_IMAGE035
；
根据公式t=s/v，计算RV到碰撞点的时间T2，即
Figure 555350DEST_PATH_IMAGE036
；
其中，
Figure 651482DEST_PATH_IMAGE034
为RV到碰撞点的距离；
Figure 425403DEST_PATH_IMAGE032
为HV到碰撞点的距离；T1为HV到碰撞点的时 间；T2为RV到碰撞点的时间。
进一步地，所述HV、RV到碰撞点的时间差为：
Figure 290591DEST_PATH_IMAGE037
其中，T1为HV到碰撞点的时间；T2为RV到碰撞点的时间；
Figure 429448DEST_PATH_IMAGE038
为HV、RV到达碰撞点的 时间差；
如果
Figure 12876DEST_PATH_IMAGE038
小于0.5s，则认为HV左转与对向直线行驶的RV有碰撞危险，并给HV发送左 转辅助预警。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过基于V2X技术和路侧单元RSU对左转辅助预警场景精确计算出碰撞点，从而准确计算TTC，也从侧面提升左转辅助预警的能力，弥补了现有技术关于在左转辅助预警场景中无法准确预测碰撞点、无法满足碰撞安全时间精度要求的缺陷。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明远车、本车的行驶状态示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“对向”、“前”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一：
现有左转辅助场景主要是通过计算每一个潜在威胁车辆到达路口的时间和到达路口的距离，筛选出与HV存在碰撞危险的威胁车辆，这样的计算方法无法准确预测碰撞点、无法满足碰撞安全时间精度要求，一方面造成场景触发不及时，另一方面也同样存在误报。而本发明为解决此技术问题，将应用到以下场景：左转辅助预警场景描述如下：
1、HV和RV同时从相对的方向驶向交叉路口；
2、HV和RV需具备短程无线通信能力；
3、HV启动并准备进入路口左转时，若系统检测到与对向来车RV存在碰撞危险，LTA（左转辅助：Left Turn Assist）应用对HV驾驶员发出预警；
预警时机需确保HV驾驶员收到预警后，能有足够时间采取措施，避免与RV发生碰撞。
其中，HV表示本车，RV表示远车；
本发明为一种基于V2X和RSU的左转辅助预警方法，解决现有左转辅助预警中无法准确预测碰撞点及无法满足碰撞安全时间精度要求的技术缺陷，提高左转辅助预警的准确性和提升左转辅助预警场景应用能力，包括以下步骤：
步骤一：请参阅图1所示，当本车左转时，获取从对向驶来的、与本车存在碰撞危险的远车信息；本车左转即HV开启左转向灯或者当前处于左转车道将要进入路口左转，本车左转时筛选出从相对的方向驶向交叉路口与HV存在碰撞危险的RV，本发明尤其适用于没有红绿灯的路口；远车为本车相邻车道的对向来车；
步骤二：通过RSU发送的MAP获取交叉路口坐标点信息；交叉路口坐标点信息包括本车所在的车道停止线中心点B及在MAP(地图信息)中位于对应车道停止线中心点的前一个点A、远车所在的对应车道停止线中心点D及在MAP中位于车道停止线中心点的前一个点E、HV左转驶出路口车道停止线中心点C；交叉路口坐标点信息的获取方法为：前一个点，指的是采集的RSU的MAP消息集中，一条道路上有很多点，这些点是顺序排列的，这些点只能在MAP中索引出来，具体的，在每条道路MAP中会储存道路中心点的经纬度在数组中，根据经纬度将MAP中所有的道路中心点进行顺序排列，位于车道停止线中心点的前一个点、后一个点即可以索引出来，具体的，前、后根据图中所示位置进行理解；ABCDE的位置如图1所示；
Step21：本车进入RSU通信范围，根据RSU发送出的MAP消息，本车进行道路匹配，获取得到本车所在的车道信息，所述车道信息包括车道ID、停止线中心点的经纬度、停止线中心点前一个点的经纬度等；其中，从MAP中索引出本车所在车道停止线中心点的前一个点记为A点，停止线中心点为B点；
Step22：RV进入RSU通信范围（与本车进入同一个RSU），根据RSU发送出的MAP消息，RV进行道路匹配，获取得到RV所在的车道信息，车道信息包括车道ID、停止线中心点的经纬度、停止线中心点前一个点的经纬度等；其中，从MAP中索引出远车所在车道停止线中心点的前一个点记为E点，停止线中心点为D点；
Step23：HV开启左转转向灯，根据标准《CSAE 53-2020 合作式智能运输系统车用通信系统应用层及应用数据交互标准（第一阶段）》中定义当前车道与下游路段中车道的连接关系，可获取HV左转驶出路口车道停止线中心点的经纬度，其中，记HV左转驶出路口车道停止线中心点为C点；
步骤三：将交叉路口坐标点转换成相对于本车的坐标；将交叉路口坐标点转换成相对于本车的坐标的方法为：
Step31：以本车车体为原点（这里把车辆看成一个质点），本车航向角的方向为X轴建立直角坐标系；
Step32：分别将步骤二中获得的交叉路口坐标点A、B、C、D、E转换成相对于本车的坐标，记为：
Figure 528171DEST_PATH_IMAGE001
；
步骤四：根据交叉路口坐标点、车道航向角、远车及本车航向角，计算HV、RV在交叉路口处预测轨迹方程；转弯轨迹的起点为方向盘转角开始变化的点，一般发生在路口停止线处，即B点，在本发明中将B点视为本车转弯轨迹的切点，直线AB为本车HV转弯轨迹的切线，直线AB的斜率为HV所在车道的航向角；
步骤五：计算HV左转、RV直行的碰撞点：联合HV和RV在交叉路口处预测的轨迹方程进行求解，计算出HV与RV轨迹方程的交点坐标，碰撞点为位于B点和D点之间的交点；作为本发明提供的一个实施例，优选的，所述步骤五中，HV左转、RV直行碰撞点计算方法为：
Step51：设求出的HV轨迹的圆心为
Figure 326494DEST_PATH_IMAGE021
，半径为
Figure 636253DEST_PATH_IMAGE022
，则HV轨迹方程为：
Figure 706977DEST_PATH_IMAGE023
其中，
Figure 760383DEST_PATH_IMAGE024
为HV为轨迹圆心的横坐标；
Figure 396901DEST_PATH_IMAGE025
为HV轨迹圆心的纵 坐标；
Figure 877561DEST_PATH_IMAGE022
为HV轨迹的半径；
Step52：设求出的RV轨迹直线方程的斜率为rv_k，则RV的轨迹方程为：
Figure 435581DEST_PATH_IMAGE018
其中，rv_k为直线DE的斜率；
Figure 27100DEST_PATH_IMAGE019
为交叉口坐标点D的横坐标；
Figure 298550DEST_PATH_IMAGE020
为交叉口坐标点D 的纵坐标；
Step53：联合HV、RV轨迹方程求解，得
Figure 215690DEST_PATH_IMAGE026
另外：
Figure 995427DEST_PATH_IMAGE027
Figure 390637DEST_PATH_IMAGE028
Figure 205009DEST_PATH_IMAGE029
其中：
Figure 89788DEST_PATH_IMAGE030
为碰撞点的横坐标；rv_k为直线DE的斜率；
Figure 356822DEST_PATH_IMAGE019
为交叉口坐标点D的横坐标；
Figure 555722DEST_PATH_IMAGE020
为 交叉口坐标点D的纵坐标；
Figure 224600DEST_PATH_IMAGE024
为HV为轨迹圆心的横坐标；
Figure 765434DEST_PATH_IMAGE025
为HV轨 迹圆心的纵坐标；
Figure 519764DEST_PATH_IMAGE022
为HV轨迹的半径。
步骤六：获取HV、RV到碰撞点的时间差：
Figure 256776DEST_PATH_IMAGE037
其中，T1为HV到碰撞点的时间；T2为RV到碰撞点的时间；
Figure 780161DEST_PATH_IMAGE038
为HV、RV到达碰撞点的 时间差；
如果
Figure 210005DEST_PATH_IMAGE038
小于0.5s，则认为HV左转与对向直线行驶的RV有碰撞危险，并给HV发送左 转辅助预警。
作为本发明提供的一个实施例，优选的，所述步骤四中，HV在交叉路口处轨迹预测的方法为：
Step41：获取直线AB的斜率：将转弯轨迹的起点看做为方向盘转角开始变化的点， 转弯一般发生在路口停止线处，在本发明中，将B点视为本车转弯轨迹的切点，直线AB为本 车HV转弯轨迹的切线，HV所在车道的航向角计算方法为：根据两点连线与正北方向夹角计 算模块，将A、B两点输入到该模块，得到HV所在车道的航向角，即
Figure 779527DEST_PATH_IMAGE002
值，直线AB的 斜率为：
Figure 54650DEST_PATH_IMAGE003
其中，
Figure 698121DEST_PATH_IMAGE004
为本车HV的航向角；
Figure 96871DEST_PATH_IMAGE002
为HV所在车道的航向角；hv_ k为直线AB的斜率；
Step42：获取直线AB的方程：
Figure 825793DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 904607DEST_PATH_IMAGE006
为直线AB的斜率；
Figure 402584DEST_PATH_IMAGE007
为交叉口坐标点B的横坐标；
Figure 236548DEST_PATH_IMAGE008
为交叉口坐标点B 的纵坐标；
Step43：根据切线方程（直线AB的方程）、B点坐标及C点坐标联合方程求解，设本车 预测轨迹方程的圆心坐标为
Figure 187187DEST_PATH_IMAGE009
，半径为
Figure 69692DEST_PATH_IMAGE010
，则有：
Figure 422176DEST_PATH_IMAGE011
其中，
Figure 364724DEST_PATH_IMAGE006
为直线AB的斜率；
Figure 881287DEST_PATH_IMAGE007
为交叉口坐标点B的横坐标；
Figure 301904DEST_PATH_IMAGE008
为交叉口坐标点B 的纵坐标；
Figure 774474DEST_PATH_IMAGE012
为交叉口坐标点C的横坐标；
Figure 887924DEST_PATH_IMAGE013
为交叉口坐标点C的纵坐标；
Figure 609892DEST_PATH_IMAGE010
为本车预测轨 迹半径；
Figure 834200DEST_PATH_IMAGE014
为本车预测轨迹圆心的横坐标；
Figure 895697DEST_PATH_IMAGE015
为本车预测轨迹方程圆心的纵坐标。
作为本发明提供的一个实施例，优选的，所述步骤四中，RV在交叉路口处轨迹预测的方法为：
Step411：HV左转，RV对向直行，设RV预测轨迹方程的斜率为rv_k，RV所在车道的航 向角计算方法为：根据两点连线与正北方向夹角计算模块，将D点和E点输入到该模块，得到 RV所在车道的航向角，即为
Figure 180048DEST_PATH_IMAGE016
值，RV预测轨迹方程的斜率为：
Figure 592574DEST_PATH_IMAGE017
其中，
Figure 197737DEST_PATH_IMAGE004
为本车的航向角；
Figure 379320DEST_PATH_IMAGE016
为RV所在车道的航向角；rv_k 为RV预测轨迹方程的斜率；
Step412：RV直行的轨迹方程为：
Figure 568992DEST_PATH_IMAGE018
其中，rv_k为直线DE的斜率；
Figure 468815DEST_PATH_IMAGE019
为交叉口坐标点D的横坐标；
Figure 97243DEST_PATH_IMAGE020
为交叉口坐标点D 的纵坐标。
实施例二：
作为本发明提供的再一个实施例，优选的，还包括HV到碰撞点的距离计算方法：
HV到碰撞点距离为HV到所在车道停止线的距离和停止线到碰撞点距离之和，具体计算公式为：
设HV到所在车道停止线距离为L1，HV所在车道停止线到碰撞点距离为L2，则HV到碰 撞点的距离为
Figure 398911DEST_PATH_IMAGE031
；
其中，L1为HV到所在车道停止线距离；L2为HV所在车道停止线到碰撞点距离；
Figure 759485DEST_PATH_IMAGE032
为HV到碰撞点的距离。
作为本发明提供的再一个实施例，优选的，还包括RV到碰撞点的距离计算方法：
RV到碰撞点的距离为RV到所在车道停止线的距离和停止线到碰撞点距离之和，具体计算公式为：
设RV到所在车道停止线距离为L3，RV所在车道停止线到碰撞点距离为L4，则RV到碰 撞点的距离为
Figure 146604DEST_PATH_IMAGE033
；
其中，L3为RV到所在车道停止线距离；L4为RV所在车道停止线到碰撞点距离；
Figure 516406DEST_PATH_IMAGE034
为RV到碰撞点的距离。
作为本发明提供的再一个实施例，优选的，还包括HV、RV到碰撞点的碰撞时间计算方法：
根据公式t=s/v，计算HV到碰撞点的时间T1，即
Figure 954472DEST_PATH_IMAGE035
；
根据公式t=s/v，计算RV到碰撞点的时间T2，即
Figure 751526DEST_PATH_IMAGE036
；
其中，
Figure 360362DEST_PATH_IMAGE034
为RV到碰撞点的距离；
Figure 533854DEST_PATH_IMAGE032
为HV到碰撞点的距离；T1为HV到碰撞点的时 间；T2为RV到碰撞点的时间。
一种基于V2X和RSU的左转辅助预警方法，通过基于V2X技术和路侧单元RSU对左转辅助预警场景精确计算出碰撞点，从而准确计算TTC，也从侧面提升左转辅助预警的能力，弥补了现有技术关于在左转辅助预警场景中无法准确预测碰撞点、无法满足碰撞安全时间精度要求的缺陷。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种基于V2X和RSU的左转辅助预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：当本车左转时，获取从对向驶来的远车信息；
步骤二：通过RSU发送的MAP获取交叉路口坐标点信息；交叉路口坐标点信息包括本车所在的车道停止线中心点B及在MAP中位于B点前的一个点A、远车所在的车道停止线中心点E及在MAP中位于E点前的一个点D、本车左转驶出路口车道停止线中心点C，在每条道路MAP中会储存道路中心点的经纬度在数组中，根据经纬度将MAP中所有的道路中心点进行顺序排列，位于车道停止线中心点的前一个点、后一个点即可以索引出来；
步骤三：将交叉路口坐标点转换成相对于本车的坐标，所述步骤三中：将交叉路口坐标点转换成相对于本车的坐标的方法为：
Step31：以本车车体为原点，本车航向角的方向为X轴建立直角坐标系；
Step32：分别将步骤二中获得的交叉路口坐标点A、B、C、D、E转换成相对于本车的坐标，记为：
A(xA,yA)、B(xB,yB)、C(xC,yC)、D(xD,yD)、E(xE,yE)；
步骤四：根据交叉路口坐标点、车道航向角、远车及本车航向角，计算本车、远车在交叉路口处预测轨迹方程；
步骤五：计算本车左转、远车直行的碰撞点；
所述步骤四中，本车在交叉路口处轨迹预测的方法为：
Step41：获取直线AB的斜率：
hv_k＝tan(hv_heading-HV_Heading)
其中，hv_heading为本车的航向角；HV_Heading为本车所在车道的航向角；hv_k为直线AB的斜率；
Step42：获取直线AB的方程：
y-yB＝hv_k*(x-xB)
其中，xB为交叉口坐标点B的横坐标；yB为交叉口坐标点B的纵坐标；
Step43：根据直线AB的方程、B点坐标及C点坐标联合方程求解，设本车预测轨迹方程的圆心坐标为(a,b)，半径为rhv，则有：
Figure FDA0004022840380000021
其中，xC为交叉口坐标点C的横坐标；yC为交叉口坐标点C的纵坐标。
2.根据权利要求1所述的一种基于V2X和RSU的左转辅助预警方法，其特征在于，所述步骤二中，交叉路口坐标点信息的获取方法为：
Step21：本车进入RSU通信范围，根据RSU发送出的MAP消息，本车进行道路匹配，获取得到本车所在的车道信息，其中，从MAP中索引出本车所在车道停止线中心点的前一个点记为A点，停止线中心点为B点；
Step22：远车进入RSU通信范围，根据RSU发送出的MAP消息，远车进行道路匹配，获取得到远车所在的车道信息，其中，从MAP中索引出远车所在车道停止线中心点的前一个点记为E点，停止线中心点为D点；
Step23：本车开启左转转向灯，获取本车左转驶出路口车道停止线中心点的经纬度，其中，记本车左转驶出路口车道停止线中心点为C点；
所述车道信息包括车道ID、停止线中心点的经纬度和停止线中心点前一个点的经纬度。
3.根据权利要求1所述的一种基于V2X和RSU的左转辅助预警方法，其特征在于，所述步骤四中，远车在交叉路口处轨迹预测的方法为：
Step411：设远车预测轨迹方程的斜率为rv_k；
rv_k＝tan(hv_heading-RV_Heading)
其中，hv_heading为本车的航向角；RV_Heading为远车所在车道的航向角；
Step412：远车直行的轨迹方程为：
y-yD＝rv_k*(x-xD)
其中，rv_k为直线DE的斜率；xD为交叉口坐标点D的横坐标；yD为交叉口坐标点D的纵坐标。
4.根据权利要求1所述的一种基于V2X和RSU的左转辅助预警方法，其特征在于，所述步骤五中，本车左转、远车直行碰撞点计算方法为：
Step51：设求出的本车轨迹的圆心为(hv_center_x,hv_center_y)，半径为hv_radius，则本车轨迹方程为：
(x-hv_center_x)2+(y-hv_center_y)2＝hv_radius2；
Step52：设求出的远车轨迹直线方程的斜率为rv_k，则远车的轨迹方程为：
y-yD＝rv_k*(x-xD)
其中，rv_k为直线DE的斜率；xD为交叉口坐标点D的横坐标；yD为交叉口坐标点D的纵坐标；
Step53：联合本车、远车轨迹方程求解，得
Figure FDA0004022840380000041
另外：
m＝1+rv_k2
n＝-2*(hv_center_x-rv_k*(yD-rv_k*xD)+rv_k*hv_center_y)
c＝hv_center_x2+(yD-rv_k*xD)2+hv_center_y2-hv_radius2-2*(yD-rv_k*xD)*hv_center_y
其中：
x为碰撞点的横坐标；rv_k为直线DE的斜率。
5.根据权利要求4所述的一种基于V2X和RSU的左转辅助预警方法，其特征在于，还包括本车到碰撞点的距离计算方法：
本车到碰撞点距离为本车到所在车道停止线的距离和停止线到碰撞点距离之和，具体计算公式为：
设本车到所在车道停止线距离为L1，本车所在车道停止线到碰撞点距离为L2，则本车到碰撞点的距离为LHV＝L1+L2。
6.根据权利要求5所述的一种基于V2X和RSU的左转辅助预警方法，其特征在于，还包括远车到碰撞点的距离计算方法：
远车到碰撞点的距离为远车到所在车道停止线的距离和停止线到碰撞点距离之和，具体计算公式为：
设远车到所在车道停止线距离为L3，远车所在车道停止线到碰撞点距离为L4，则远车到碰撞点的距离为LRV＝L3+L4。
7.根据权利要求1所述的一种基于V2X和RSU的左转辅助预警方法，其特征在于，还包括本车、远车到碰撞点的碰撞时间计算方法：
根据公式t＝s/v，计算本车到碰撞点的时间T1，即
Figure FDA0004022840380000051
根据公式t＝s/v，计算远车到碰撞点的时间T2，即
Figure FDA0004022840380000052
其中，LRV为远车到碰撞点的距离；LHV为本车到碰撞点的距离；VHV为本车瞬时速度、VRV为远车瞬时速度。
8.根据权利要求7所述的一种基于V2X和RSU的左转辅助预警方法，其特征在于，所述本车、远车到碰撞点的时间差为：
ΔT＝abs(T1-T2)
其中，T1为本车到碰撞点的时间；T2为远车到碰撞点的时间；ΔT为本车、远车到达碰撞点的时间差；
若ΔT小于0.5s，则认为本车左转与对向直线行驶的远车有碰撞危险，并给本车发送左转辅助预警。
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Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3174833B2 (ja) * 1999-10-27 2001-06-11 建設省土木研究所長 右折衝突防止システム
CN105427669B (zh) * 2015-12-04 2019-05-31 重庆邮电大学 一种基于dsrc车车通信技术的防撞预警方法
CN106023652B (zh) * 2016-07-29 2018-06-08 重庆长安汽车股份有限公司 车辆交叉口碰撞预警方法
JP6974191B2 (ja) * 2018-01-18 2021-12-01 アルパイン株式会社 衝突点算出装置および衝突点算出方法
CN110588510B (zh) * 2019-08-26 2021-09-07 华为技术有限公司 一种对本车的预警方法及装置
CN111508274A (zh) * 2020-03-17 2020-08-07 东软集团股份有限公司 一种碰撞预警方法、装置及设备
CN114067569B (zh) * 2022-01-14 2022-06-10 华砺智行(武汉)科技有限公司 V2x车联网环境下车辆左转辅助预警方法
CN114419926B (zh) * 2022-01-24 2022-12-20 浙江海康智联科技有限公司 一种基于车路协同的交叉口左转辅助预警系统和方法

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