一种基于DSRC车车通信技术的防撞预警方法技术

本发明专利技术请求保护一种基于车车通信的防撞预警算法，根据自车位置、速度信息与其他车辆的位置、速度信息计算两车是否存在碰撞危险。该方法基于DSRC的车辆通信，相互通信的两车各自携带一个车载设备，车载设备发送自车的位置速度信息和接收通信范围内的其他车辆的位置速度信息。本发明专利技术依赖于DSRC通信协议中的BSM消息，规范性强，DSRC推广后，该方法也可大量应用，适用于未来DSRC通信的车联网系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于交通道路车辆间碰撞研究
，具体是一种基于DSRC(专用短程 通信技术）车车通信技术的防撞预警算法，根据自车位置、速度信息与其他车辆的位置、速 度信息计算两车是否存在碰撞危险。
技术介绍
代科技的飞速发展，使得交通网络也复杂起来，在经济高速发展模式下，车辆的增 长速度已远远高于道路和其它交通设施的建设速度，特别是私有汽车保有量的增长给道路 通行量带来了不小的挑战。私有汽车在带给人们更快的效率和更舒适的驾车环境的同时， 也带来了更多的交通事故。如何减少交通事故的发生，已成为当今世界交通安全的重要课 题。 车辆在高速行驶过程中，由于交通环境的影响和驾驶员反应能力受限，导致交通 事故增多。这些应为人自身缺点而加大交通事故风险的因素又无法通过规范驾驶员行为加 以有效克服。智能交通系统（ITS，IntelligentTransportationSystem)是解决大部分交 通问题的根本途径，它随当代科技充分发展进步而产生，是目前公认的减少交通事故、改善 行车环境、提高通行效率及减少空气污染等的最佳途径。因此，开发研究能实时获取道路或 车辆信息，及时提醒驾驶员或自动采取措施以避免事故发生的汽车防碰撞报警系统，就成 了解决道路交通安全问题的重要课题。 基于机器视觉方式的防撞预警技术是通过车载摄像机采集车辆行驶时的外部道 路信息，通过计算机处理后，对前方即将发生的危险情况进行报警^这种方法检测信息量 大、能够遥测，非常适合用于路径的识别与跟踪。但该方法的缺点是数据处理量大，对硬件 会有很高的要求，还受限于道路环境、路面环境、气候条件以及光线条件等的影响。 基于测距的车辆防撞技术在直行道路上有很好的精确度，但在弯道或十字路口并 不适用。由于测距技术的高方向性，在转弯的道路或十字路口上存在很大的局限性，而弯道 和十字路口是交通事故的多发路段，是最需做好防范措施的路段。 基于车车通信的防撞技术多依赖于车辆的GPS信息，只要对方的车辆在DSRC的通 信范围内就能够很好地预测其他车辆与自车的相对位置，知己知彼。并且基于测距的防撞 技术将车辆间的位置关系映射到一维的坐标系中，而基于车车通信的防撞技术则可以将车 辆间的位置关系映射到二维坐标系甚至是三维、四维坐标系中，更加适合用于车辆间的防 撞。利用GPS技术进行防撞预警，硬件上不需要对汽车进行额外扩展，对于控制成本、提高 产品性价比有着绝对的优势，并且能够融入智能交通系统（ITS)，完善系统功能。
技术实现思路
针对以下现有的不足，提出了一种更加适合用于车辆间的防撞、控制成本、融入智 能交通系统（ITS)，完善系统功能的基于DSRC车车通信技术的防撞预警方法方法。。本专利技术 的技术方案如下：一种基于DSRC车车通信技术的防撞预警方法，其特征在于，包括以下步 骤： 101、在车辆行进过程中，获取其他车辆的BSM(基本安全消息）信息及自车最新 BSM(基本安全消息）信息；102、建立自车经炜度坐标系，并根据两车之间的经炜度坐标计算两车距离： 103、将其他车的车辆坐标系映射到自车的坐标系中，并计算自车轨迹及他车轨 迹： 104、根据碰撞情形的不同，选择基于车车通信的防撞预测模型，判断是否存在碰 撞危险；若是则发出警报，否则返回到步骤101。 进一步的，步骤102中建立自车经炜度坐标系具体包括：以自车位置为原点，自车 线速度方向为y轴正方向，右手垂直方向为X轴正方向的二维直角坐标系称为自车坐标系， 记为W〇太坐标系， 进一步的，还包括将车辆自车坐标系与车辆经炜度坐标系进行转换的步骤，具体 为：车辆经炜度坐标系以自车位置为原点，以向北的经线方向为y轴正方向，向东的炜线方 向为X轴正方向，记为x〇y坐标系，车辆行驶方向与y轴正轴的顺时针夹角为θi，车辆经炜 度坐标顺时针旋转θ1角度即得到车辆的自车坐标系，车辆自车坐标系与车辆经炜度坐标 系的转换关系为：或 其中，xoy坐标系为车辆经炜度坐标系，X'oy'坐标系为自车坐标系。 进一步的，步骤102根据两车之间的经炜度坐标计算两车距离的步骤具体为：设第一点A的经炜度为（LonA，LatA)，第二点B的经炜度为（LonB，LatB)，根据三 角关系推导，可以得到计算两地弧长距离的如下公式： 「00201 这里，R表示地球的平均半径。 进一步的，步骤103将其他车的车辆坐标系映射到自车的坐标系中具体包括：以 x〇y坐标系为自车经炜度坐标系，记X" 〇"y"坐标系为其他车辆的"自车坐标系"。正北 方向与其他车辆的顺时针夹角为θ2，两车的直线距离为L，假设X" 〇" y"坐标系的坐标 原点〇"在x〇y坐标系中的坐标为（X。"，y。"），则X" 〇"y"坐标系与x〇y坐标系的变 换关系式为： 进一步的，步骤104中基于车车通信的防撞有三种模型：最小安全车距模型、交叉 路口防撞模型和侧向最小安全距离模型。 进一步的，所述BSM信息主要包括车辆的经炜度、海拔、速度、加速度及行驶方向 等信息。 本专利技术的优点及有益效果如下： 本专利技术采用DSRC的通信距离在1000米以下，因此通信距离的限制直接过滤掉了 无需对其进行防撞预警计算的车辆，降低了计算量，提高了防撞算法的效率。除了道路两旁 的建筑物和山体的遮挡影响通信距离外，该方法不受道路形状的限制，较基于测距的防撞 算法具有更强的通用性。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是较其他方法受到更少的限制，添加轨迹预 测功能，是防撞算法适应性更广，实用性更强。【附图说明】图1是本专利技术提供优选实施例防撞预警计算流程；图2是本专利技术提供优选实施例汽车的制动过程； 图3是本专利技术提供优选实施例运动车辆间距示意图； 图4是本专利技术提供优选实施例超车示意图；图5是本专利技术提供优选实施例交叉路口模型； 图6是本专利技术提供优选实施例弯道绝对视距；图7是本专利技术提供优选实施例一个交点情况下的车辆轨迹；图8是本专利技术提供优选实施例两个交点情况下的车辆轨迹；图9是本专利技术提供优选实施例无数个交点情况下的车辆轨迹。【具体实施方式】 以下结合附图，对本专利技术作进一步说明： 如图1所示，本专利技术依赖于DSRC协议2中定义的BSM消息（基础安全消息），以及 对消息的处理和使用。在整个碰撞预警的计算过程中，BSM消息是车辆信息的载体，当车辆 接收到其他的车辆的BSM消息后，应当对消息进行解析，并结合自车的相应信息计算，确定 是否有碰撞的危险存在。 防撞预警计算的整个流程如图1所示。 按照以上所述，本专利技术的功能实现包括以下七个方面： 1)建立自车经炜度坐标系：车辆经炜度坐标系以自车位置为原点，以向北的经线 方向为y轴，向东的炜线方向为X轴。车辆行驶方向与y轴正轴的顺时针夹角为，车辆 经炜度坐标系可由车辆的自车坐标系3逆时针旋转θi角度得到。 2)计算两车距离：以0度经线、炜线为基准，可根据地球表面任意两点的经炜度就 可以计算出这两点间的地表距离。在知晓两车经炜度的条件下，可计算出两车的直线距离； 在结合道路形状的状况下，可估算出两车的曲线距离。 3)其他车辆坐标系在自车经炜度坐标系中的映射：当自车获取到其他车辆的车 身位置等信息后，可根据其经炜度信息、速度、转向等信息建立其相应的经炜度坐标系，并 映射到自车坐标系中。 4)计算自车轨迹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于DSRC车车通信技术的防撞预警方法，其特征在于，包括以下步骤：101、在车辆行进过程中，获取其他车辆的BSM基本安全信息及自车最新BSM基本安全信息；102、建立自车经纬度坐标系，并根据两车之间的经纬度坐标计算两车距离：103、将其他车的车辆坐标系映射到自车的坐标系中，并计算自车轨迹及他车轨迹：104、根据碰撞情形的不同，选择基于车车通信的防撞预测模型，判断是否存在碰撞危险；若是则发出警报，否则返回到步骤101。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋建春，景艳梅，王开龙，曾素华，李佳隆，任铁良，时泽汉，任凡，赵建朋，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85