一种V2X环境下典型弯道区域无缝通信方法技术

技术编号:21143507 阅读:16 留言:0更新日期:2019-05-18 05:51
本发明专利技术涉及一种V2X环境下典型弯道区域的无缝通信方法,属于交通信息感知和通信领域。该方法包括:提取弯道中人、车、路、环境信息,对数据进行处理,建立汽车弯道避撞安全距离方程和吸引力因子模型;判断前后车相对距离Dr是否小于安全距离,判断安全度的评价等级,并根据判断决定是否切换通信模式及是否启动避撞系统。本发明专利技术充分考虑了多因素对驾驶员驾驶操作的影响,为无缝通信的判决提供参考依据并提高了行车安全性。

A Seamless Communication Method for Typical Bend Area in V2X Environment

【技术实现步骤摘要】
一种V2X环境下典型弯道区域无缝通信方法
本专利技术属于交通信息感知和通信领域,主要涉及一种V2X环境下典型弯道区域无缝通信方法。
技术介绍
弯道驾驶技术对于驾驶员是一项重要的驾驶技术,弯道行驶中有障碍物遮挡,人、车路、环境是影响行驶安全度的四大主要因素。驾驶员对于进入弯道的即时状况和突发事件的了解有延时,极易导致弯道驾驶事故的发生。鉴于此,寻找一种更有效的通信交互方式,提高数据传输速率,提前、准确、全方位地接收到实时的弯道路况信息从而提示驾驶员做出相应的预防措施,将很大程度避免交通事故发生。因此,需要一种方案能够改变单一的通信方式,设计更有效的无缝通信方式。基于V2X(VehicletoVehicleandVehicletoInfrastructure)车路协同技术已经成为目前国际智能交通领域的热门技术和研究焦点,该项技术是搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置,并融合现代通信与网络技术,实现车与X(人、车、路、后台等)智能信息的交换共享,其具有突破视觉死角的信息获取能力,具备智能决策、协同控制和执行等功能。因此,V2X为提高驾驶安全性、减少事故发生提供了更高条件。无缝通信技术是指由系统中心监测并判决,将一个处于联系状态的移动终端转换到新的信道上,并保持已经建立的链路不被中断的过程。其中的判决即要求一种能考虑多因素的预测方法。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术提供了一种V2X环境下进行弯道无缝通信方法,将V2X车联网和自车传感系统提供的有效数据综合起来,将弯道分为人、车、路、环境因素,充分考虑了车辆整个行驶环境的影响,预测车辆的最佳通信方式并适当限制车辆速度,达到安全行车目的。通过建立汽车弯道避撞安全距离方程判断安全距离后,构建行车安全度方程,提取驾龄、信用评分、车辆类型、侧向附着系数、路段车流量、天气这六个指标,建立吸引力因子和吸引力之间的回归方程,并以此为基础设计一种V2X环境下的无缝通信方法,即实现驾驶员的通信方式可实时更换,及时收到环境信息,从增强信息交流方面提高其驾驶的安全性。本专利技术的技术方案如下:一种V2X环境下典型弯道区域无缝通信方法,其步骤如下:S1:获取由V2X车联网和自车传感模块采集的弯道车辆行车信息:获取前车的行驶速度Vf,前后辆车间的相对距离Dr,结合定位模组获得弯道半径R;由车载传感模块获取自车的行驶速度Vr,同时提取车辆驾驶员驾龄、信用评分、车辆类型、侧向附着系数、路段车流畅通度、天气条件影响因素;S2:通过分析弯道车辆行车信息,建立汽车弯道避撞安全距离方程;所述汽车弯道避撞安全距离方程为:其中,Dw:弯道避撞预警距离;Db:弯道中车辆强制制动距离;Dh:表示相对速度消除后,自车与目标车辆间仍要保持的距离;Tr-d:驾驶员反应时间,即驾驶员发现前方车辆并即时制动,到脚踩上制动踏板的时间;Tr-b:车辆制动系统响应并制动时间;Vf:前车车速(注:前车若为对向来车时,计算时速度取负值,表示方向相反);g:重力加速度;μ:路面附着系数;S3:将由车联网系统获取的相关因素数据代入汽车弯道避撞安全距离方程中进行求解计算,得到弯道避撞预警距离Dw及弯道强制制动距离Db;根据安全距离方程,该方程仅能反映车速与弯道半径对安全距离的影响,不能完全代表行车安全,行车安全还会受很多其他因素影响比如车流畅通度、天气条件等,在受到一些不可预知因素的影响时往往不足以使车辆安全行驶,在此结合运用行车安全的吸引力因子模型使降低汽车驾驶受外界因素的影响;S4:建立吸引力因子模型,联系安全距离与吸引力因子模型,采用线性回归方程建立吸引力因子模型对弯道可靠性评测的方法;S5:数据处理:清除缺失值数据;提取车辆驾驶员驾龄、信用评分、车辆类型、侧向附着系数、路段车流畅通度、天气条件六个因素;S6:建立行车安全度方程Y1=β0+β1x1+β2x2+……+βmxm+ε,其中:β为回归系数,ε为满足正态分布的随机误差;S7:建立吸引力因子回归模型Y=5x1+1.25x2+0x3+1.25x4+1.75x5+0.75x6;其中x1~x6分别为车辆驾驶员驾龄、信用评分、车辆类型、侧向附着系数、路段车流畅通度、天气条件;S8:判断通信方式,综合汽车弯道避撞安全距离方程和吸引力因子模型对车辆通信方式进行决策;当两车同时同方向驶入弯道时:测量的前后车相对距离Dr>Dw时:当安全度Y为良时,通信选择系统保持原有通信方式;避撞系统不开启;当安全度Y为合格时,通信选择系统保持原有通信方式;避撞系统不开启;当安全度Y为不合格时,通信选择系统不工作,即仍采取车-路通信;避撞系统工作,车载装置提示驾驶员安全度过小应小心行驶;测量的前后车相对距离Dw≥Dr>Db时:当安全度Y为良时,通信选择系统保持原有通信方式;避撞系统不开启;当安全度Y为合格时,通信选择系统工作,发出车车通信请求,若其中任一方不做选择或拒绝,则判定车-车通信失效,仍保持原有通信方式;避撞系统工作,车载装置发出减速提示;当安全度Y为不合格时,通信选择系统工作,发出车车通信请求,若其中任一方不做选择或拒绝且仍保持原速行驶,则自动转换车车通信;避撞系统工作,车载装置发出减速提示,路侧装置发出预警音;测量的前后车相对距离Dr≤Db时:当安全度Y为良时,通信选择系统工作,自动切换车-车通信;避撞系统工作,车载装置发出减速提示;当安全度Y为合格时,通信选择系统工作,自动转换车车通信;避撞系统工作,车载装置强制后车减速,并且后车发出鸣笛和双闪;当安全度Y为不合格时,通信选择系统工作,自动转换车车通信;避撞系统工作,车载装置强制后车减速,并且后车发出鸣笛和双闪,路侧装置发出预警音。作为本专利技术的进一步说明:所述步骤S6的行车安全度方程的建立过程为:设数据容量为n,因变量为yi(i=1,2,3,..,n),m个自变量为xj(j=1,2,3,...,m);令:则行车安全度方程Y1=β0+β1x1+β2x2+……+βmxm+ε;其中β为回归系数,ε是随机误差,满足ε~N(0,σ2)。作为本专利技术的进一步说明:汽车弯道避撞安全距离方程可适用于不同方向、多车辆行驶的安全距离检测;当车辆同向行驶,前车速度取正值;当车辆相向驶入弯道,即自车驶入弯道且对向也有车辆驶入弯道时,前车速度取负值,表示车辆行驶方向相反。本专利技术方法利用V2X车联网,对弯道车辆的行驶信息进行了精确的获取,显著提高了系统计算的精确度;提供了汽车通信方式与避撞系统协调控制方法,即实现弯道实时通信与弯道避撞,即克服了车辆行驶时通信未能及时衔接的问题,从信息交接方面使汽车的安全性得到显著的提高。附图说明图1为典型弯道下两车同时同方向驶入。图2为典型弯道下同向与对向均有来车。图3为实现弯道车路协同的基本信息交互过程。图4为车辆驶入弯道,并在弯道内稳定行驶且无明显减速时的流程图。图5判断流程图。图6为预测算法的创建。图7为吸引因子系统分析图。图8为车路通信原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进一步说明。实施例:为了使本专利技术的目的、技术方案及优势更加清晰明了,下面对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细描述。S1:获取由V2X车联网和自车传感模块采集的弯道车辆行车信息:获取前车的行驶速度Vf,前后辆车间的相对距离Dr,结合定位模组获本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种V2X环境下典型弯道区域无缝通信方法,其特征在于,其步骤如下:S1:获取由V2X车联网和自车传感系统采集的弯道车辆行车信息:获取前车的行驶速度Vf,前后辆车间的相对距离Dr,结合GPS定位系统获得弯道半径R;由车载传感系统获取自车的行驶速度Vr,同时提取车辆驾驶员驾龄、信用评分、车辆类型、侧向附着系数、路段车流畅通度、天气条件影响因素;S2:通过分析弯道车辆行车信息,建立汽车弯道避撞安全距离方程;所述汽车弯道避撞安全距离方程为:

【技术特征摘要】
1.一种V2X环境下典型弯道区域无缝通信方法,其特征在于,其步骤如下:S1:获取由V2X车联网和自车传感系统采集的弯道车辆行车信息:获取前车的行驶速度Vf,前后辆车间的相对距离Dr,结合GPS定位系统获得弯道半径R;由车载传感系统获取自车的行驶速度Vr,同时提取车辆驾驶员驾龄、信用评分、车辆类型、侧向附着系数、路段车流畅通度、天气条件影响因素;S2:通过分析弯道车辆行车信息,建立汽车弯道避撞安全距离方程;所述汽车弯道避撞安全距离方程为:其中,Dw:弯道避撞预警距离;Db:弯道中车辆强制制动距离;Dh:表示相对速度消除后,自车与目标车辆间仍要保持的距离;Tr-d:驾驶员反应时间,即驾驶员发现前方车辆并即时制动,到脚踩上制动踏板的时间;Tr-b:车辆制动系统响应并制动时间;Vf:前车车速(注:前车若为对向来车时,计算时速度取负值,表示方向相反);g:重力加速度;μ:路面附着系数;S3:将由车联网系统获取的相关因素数据代入汽车弯道避撞安全距离方程中进行求解计算,得到弯道避撞预警距离Dw及弯道强制制动距离Db;S4:建立吸引力因子模型,联系安全距离与吸引力因子模型,采用线性回归方程建立吸引力因子模型对弯道可靠性评测的方法;S5:数据处理:清除缺失值数据;提取车辆驾驶员驾龄、信用评分、车辆类型、侧向附着系数、路段车流畅通度、天气条件六个因素;S6:建立行车安全度方程Y1=β0+β1x1+β2x2+……+βmxm+ε,其中:β为回归系数,ε为满足正态分布的随机误差;S7:建立吸引力因子回归模型Y=5x1+1.25x2+0x3+1.25x4+1.75x5+0.75x6;其中x1~x6分别为车辆驾驶员驾龄、信用评分、车辆类型、侧向附着系数、路段车流畅通度、天气条件;S8:判断通信方式,综合汽车弯道避撞安全距离方程和吸引力因子模型对车辆通信方式进行决策;当两车同时同方向驶入弯道时:测量的前后车相对距离Dr>Dw时:当安全度Y为良时,通信选择系统保持原有通信方式;避撞系统不开启;当安全...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵红专梁栩嘉尹惠瑾薛恺李文勇周旦周奕捷
申请(专利权)人:桂林电子科技大学
类型:发明
国别省市:广西,45

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