车辆碰撞预警及车速引导的优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种车辆碰撞预警及车速引导的优化方法，包括主车获取设定范围内各目标车信号，根据获取时间形成目标信号列表；实时获取主车车辆的运行状态，并采用GPS和DR组合导航的方式优化主车行驶轨迹及行驶状态；利用主车滤波后的行驶状态量，对当前道路曲率进行估计和优化；利用主车和目标车计算相对位置关系，结合道路曲率进行相对车道、行驶方向、方位的判断；对目标信号进行分类，如果目标是车，则做基于轨迹预测，通过计算碰撞时间和碰撞距离进行碰撞预警；如果目标是路边单元，则做相应的路边单元提醒及车速引导；得出目标信号的告警信息列表。采用该技术方案对自动驾驶具有很好的辅助效果，提供更准确的预警信息,降低驾驶风险。

Optimized Method and System for Vehicle Collision Warning and Vehicle Speed Guidance

The invention discloses an optimization method for vehicle collision warning and speed guidance, which includes acquiring target vehicle signals within a set range by the main vehicle, forming a list of target signals according to acquisition time, acquiring real-time running status of the main vehicle, and optimizing the main vehicle trajectory and driving status by using GPS and DR integrated navigation, and utilizing the filtered driving state quantity of the main vehicle to deal with the current situation. The curvature of road is estimated and optimized; the relative position relationship between main vehicle and target vehicle is calculated, and the relative lane, driving direction and azimuth are judged by road curvature; the target signal is classified, and if the target is a vehicle, the trajectory is predicted, and the collision warning is made by calculating the collision time and distance; if the target is a roadside unit, the corresponding roadside is made. Unit reminder and speed guidance; get the alarm information list of target signal. This technical scheme has a good auxiliary effect on automatic driving, provides more accurate early warning information and reduces driving risk.

【技术实现步骤摘要】
车辆碰撞预警及车速引导的优化方法及系统
本专利技术涉及智能交通领域，特别涉及一种车辆碰撞预警及车速引导的优化方法及系统。
技术介绍
车辆驾驶辅助系统，尤其在交通复杂的交叉路口，可以有针对性的进行辅助和预警，能有效提高交通效率，避免交通事故的发生。目前车辆驾驶辅助系统大多基于摄像头、雷达等传感器数据推算目标的运动轨迹及行驶状态，从而进行碰撞预警及车速引导。目前现有的车辆碰撞预警系统存在可预警范围较窄，目标数量有限制，且预警的场景单一，对道路的限制条件较大，受天气影响大等问题；且预警算法大多只基于瞬时的车身信息，少有对历史轨迹点的使用，导致精度不高，且车辆运动模型大多基于等速度、等航向模型，只适用于短距离、短时间的预警。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种车辆碰撞预警及车速引导的优化方法及系统，对自动驾驶具有很好的辅助效果，提供更准确的预警信息，降低驾驶风险。本专利技术实施例提供的一种车辆碰撞预警及车速引导的优化方法，包括：主车获取设定范围内各目标车信号，根据获取时间形成目标信号列表；实时获取主车车辆的运行状态，并采用GPS和DR组合导航的方式优化主车行驶轨迹及行驶状态；利用主车滤波后的行驶状态量，对当前道路曲率进行估计和优化；利用主车和目标车计算相对位置关系，结合道路曲率进行相对车道、行驶方向、方位的判断；对目标信号进行分类，如果目标是车，则做基于轨迹预测，通过计算碰撞时间和碰撞距离进行碰撞预警；如果目标是路边单元，则做相应的路边单元提醒及车速引导；得出目标信号的告警信息列表。可选地，所述道路曲率的获取方法包括：存储主车的历史车速和角速度，通过二次平滑得到实时的道路曲率，降低曲率计算的误差。可选地，计算主车与目标车之间的相对位置关系包括：计算相对直线距离、方位角、速度及主车和目标车在相对方向上的速度分量。可选地，所述碰撞预警包括目标车静止、正常行驶和紧急制动三种情况，利用航位推算方法推算主车与目标车下一时刻的位置，计算碰撞距离和碰撞时间，通过与设定的阈值相比较，如果超出阈值，则发出告警，并给出碰撞时间和告警等级。可选地，所述路边单元提醒及车速引导包括：若目标信号为路障信号、限速信号、紧急车辆信号或慢速车辆信号，则发出相应的位置提醒；若主车收到红绿灯信号及红绿灯的剩余时间，判断当前车辆直行或者转弯找出对应的红绿灯信号；根据主车的行驶状态按照匀加速运动模型计算通过红绿灯需要的时间，并与红绿灯剩余时间对比，若不能按照当前的行驶状态顺利通过，则计算在剩余时间内能通过红绿灯的引导速度；其加速度及引导速度必须在预设范围内，若超出范围，则提醒主车减速停车，等待红灯结束，绿灯通过。另外，本专利技术还提供了一种车辆碰撞预警及车速引导的优化系统，包括：目标信号获取单元，用于获取主车设定范围内各目标车信号，根据获取时间形成目标信号列表；主车车辆状态计算单元，用于实时获取主车车辆的运行状态，并采用GPS和DR组合导航的方式优化主车行驶轨迹及行驶状态；道路曲率计算单元，利用主车滤波后的行驶状态量，对当前道路曲率进行估计和优化；相对位置确定单元，用于利用主车和目标车计算相对位置关系，结合道路曲率进行相对车道、行驶方向、方位的判断；结果分析单元，用于对目标信号进行分类，如果目标是车，则做基于轨迹预测，通过计算碰撞时间和碰撞距离进行碰撞预警；如果目标是路边单元，则做相应的路边单元提醒及车速引导；输出单元，用于得出目标信号的告警信息列表。可选地，所述道路曲率的计算方法包括：存储主车的历史车速和角速度，通过二次平滑得到实时的道路曲率，降低曲率计算的误差。可选地，所述相对位置确定单元还包括计算相对直线距离、方位角、速度及主车和目标车在相对方向上的速度分量。可选地，所述碰撞预警包括目标车静止、正常行驶和紧急制动三种情况，利用航位推算方法推算主车与目标车下一时刻的位置，计算碰撞距离和碰撞时间，通过与设定的阈值相比较，如果超出阈值，则发出告警，并给出碰撞时间和告警等级。可选地，所述路边单元提醒及车速引导包括：若目标信号为路障信号、限速信号、紧急车辆信号或慢速车辆信号，则发出相应的位置提醒；若主车收到红绿灯信号及红绿灯的剩余时间，判断当前车辆直行或者转弯找出对应的红绿灯信号；根据主车的行驶状态按照匀加速运动模型计算通过红绿灯需要的时间，并与红绿灯剩余时间对比，若不能按照当前的行驶状态顺利通过，则计算在剩余时间内能通过红绿灯的引导速度；其加速度及引导速度必须在预设范围内，若超出范围，则提醒主车减速停车，等待红灯结束，绿灯通过。由上可见，应用本实施例技术方案，由于利用V2X技术可以实时获取远距离多目标信息，不易受周围环境、目标数量和种类的限制，且通信距离较长，对自动驾驶具有很好的辅助效果，提供更准确的预警信息，降低驾驶风险。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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为本专利技术提供的一种车辆碰撞预警及车速引导的方法流程图；图2为本专利技术提供的一种主车的轨迹预测和滤波估计方法流程图；图3为本专利技术提供的一种道路曲率估计方法流程图；图4为本专利技术提供的一种相对位置计算与判断方法流程图；图5为本专利技术提供的一种碰撞预警流程图；图6为本专利技术提供的一种路边单元提醒及车速引导流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。实施例：V2X(vehicletoanything)技术是新兴的车载物理层通信技术，通过整合GPS导航技术、V2X技术、无线通信及远程感应技术等，获得实时路况、道路信息、行人信息等一系列交通信息。V2X包括V2V(车-车)、V2I(车-基础设施)、V2P(车-行人)以及V2N/V2C(车-网络/云平台)。其传输距离可达300m以上，传输频率为50HZ；实时性强，提高了消息处理能力和效率，且弥补了摄像头和雷达等传感器易受环境影响、使用限制较大的缺点。利用V2X技术，本文提出一种车辆碰撞预警及车速引导的方法，可以实时获取目标运动状态，同时对于潜在的危险进行预警和车速引导。利用V2X通信，实现车车之间的碰撞预警以及车与信号灯之间的车速引导。本实施例提供一种车辆碰撞预警及车速引导的优化方法，如图1所示，包括：主车通过V2X技术获取设定范围内各目标车信号，根据获取时间形成目标信号列表。实时获取主车车辆的运行状态，并采用GPS和DR组合导航的方式优化主车行驶轨迹及行驶状态；主车通过自身的GPS、can总线信号获取实时的车辆状态，通过轨迹推算及组合滤波得到当前准确的车辆运动状态，实现轨迹的预测优化。利用主车滤波后的行驶状态量，对当前道路曲率进行估计和优化；利用主车和目标车计算相对位置关系，结合道路曲率进行相对车道、行驶方向、方位的判断；根据主车与目标信号的位置、航向等信息，计算主车与目标车之间的相对位置关系，根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆碰撞预警及车速引导的优化方法，其特征在于，包括：主车获取设定范围内各目标车信号，根据获取时间形成目标信号列表；实时获取主车车辆的运行状态，并采用GPS和DR组合导航的方式优化主车行驶轨迹及行驶状态；利用主车滤波后的行驶状态量，对当前道路曲率进行估计和优化；利用主车和目标车计算相对位置关系，结合道路曲率进行相对车道、行驶方向、方位的判断；对目标信号进行分类，如果目标是车，则做基于轨迹预测，通过计算碰撞时间和碰撞距离进行碰撞预警；如果目标是路边单元，则做相应的路边单元提醒及车速引导；得出目标信号的告警信息列表，根据场景预警优先级优化输出列表。

【技术特征摘要】
1.一种车辆碰撞预警及车速引导的优化方法，其特征在于，包括：主车获取设定范围内各目标车信号，根据获取时间形成目标信号列表；实时获取主车车辆的运行状态，并采用GPS和DR组合导航的方式优化主车行驶轨迹及行驶状态；利用主车滤波后的行驶状态量，对当前道路曲率进行估计和优化；利用主车和目标车计算相对位置关系，结合道路曲率进行相对车道、行驶方向、方位的判断；对目标信号进行分类，如果目标是车，则做基于轨迹预测，通过计算碰撞时间和碰撞距离进行碰撞预警；如果目标是路边单元，则做相应的路边单元提醒及车速引导；得出目标信号的告警信息列表，根据场景预警优先级优化输出列表。2.如权利要求1所述的一种车辆碰撞预警及车速引导的优化方法，其特征在于，所述道路曲率的获取方法包括：存储主车的历史车速和角速度，通过二次平滑得到实时的道路曲率，降低曲率计算的误差。3.如权利要求1所述的一种车辆碰撞预警及车速引导的优化方法，其特征在于，计算主车与目标车之间的相对位置关系包括：计算相对直线距离、方位角、速度及主车和目标车在相对方向上的速度分量。4.如权利要求1所述的一种车辆碰撞预警及车速引导的优化方法，其特征在于，所述碰撞预警包括目标车静止、正常行驶和紧急制动三种情况，利用航位推算方法推算主车与目标车下一时刻的位置，计算碰撞距离和碰撞时间，通过与设定的阈值相比较，如果超出阈值，则发出告警，并给出碰撞时间和告警等级。5.如权利要求1所述的一种车辆碰撞预警及车速引导的优化方法，其特征在于，所述路边单元提醒及车速引导包括：若目标信号为路障信号、限速信号、紧急车辆信号或慢速车辆信号，则发出相应的位置提醒；若主车收到红绿灯信号及红绿灯的剩余时间，判断当前车辆直行或者转弯找出对应的红绿灯信号；根据主车的行驶状态按照匀加速运动模型计算通过红绿灯需要的时间，并与红绿灯剩余时间对比，若不能按照当前的行驶状态顺利通过，则计算在剩余时间内能通过红绿灯的引导速度；其加速度及引导速度必须在预设范围内，若超出范围，则提醒主车减速停车，等待红灯结束，绿灯通过。6.一种车辆碰撞预警及车速引导的优化系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周琼峰，邹禹，倪如金，
申请(专利权)人：惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44