一种汽车防追尾预警方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种汽车防追尾预警的方法和系统，系统包括路边设置的无线通信DSRC设备，车辆上安装的车载无线通信设备、数据采集单元和车载终端，其中，数据采集单元内部有数据采集模块、GPS模块和加速度传感器；通过车载专用短程通信设备(DSRC)实现车车、车路无线通信交互；车载终端利用基于车路协同的最小安全距离模型计算自车与前车的安全距离，通过位置信息计算当前自车与前车的实际距离，判断是否存在追尾危险，如果存在追尾危险，则在车载终端界面上显示危险提醒，并通过声音报警。降低了防追尾预警系统的成本，并且提高了预警的准确性。系统具有成本低、体积小、预警准确等特点并且适用于各种路况条件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于交通汽车安全
，特别涉及一种汽车防追尾预警方法及系统。
技术介绍
目前在传统的汽车安全领域，比较常见的车辆防追尾技术主要是通过微波雷达和摄像头技术，但是微波雷达和摄像头技术容易受到天气、遮挡物的干扰，影响其性能，而且由微波雷达和摄像头技术组成的设备成本高昂，一般车辆很难安装，并且只通过测量距离和速度并没有考虑前车的加速度信息和路面信息，使设备的预警有一定的滞后性，并且不能适用于其他路况，比如潮湿路面、冰雪路面等。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本专利技术的目的在于，提供一种汽车防追尾方法和系统，采用车车、车路通信技术，使车辆能在超视距范围内获得周围车辆的速度信息、加速度信息和路况信息。为了实现上述任务，本专利技术采取如下的技术解决方案：一种汽车防追尾预警系统，其特征在于，包括下列步骤：步骤一，利用无线通信DSRC设备将设定好的路况信息向外不断广播；所述的路况信息包括：1)路面的干燥、潮湿或冰雪状况；2)路面材料是水泥、沥青或沙土；3)路面平整度； 步骤二，通过数据采集模块采集车辆行驶速度，通过加速度模块采集车 辆加速度，通过GPS模块采集车辆位置信息，并通过蓝牙把采集的信息发送到车载终端；步骤三，利用车载无线通信设备接收周围车辆的广播信息，所述的广播信息主要包括周围车辆的速度、加速度、位置以及车身尺寸信息；步骤四，车载终端通过蓝牙接收采集的自车的行驶速度、加速度以及车辆位置信息，并通过USB网络共享的UDP通信接收车载无线通信设备传回的周围车辆信息，并把这些信息在车载终端屏幕上显示，并通过UDP通信的方式将采集自车的信息发送到无线通信DSRC设备，无线通信DSRC设备通过无线广播自车信息；步骤五，车载终端首先利用接收的无线通信DSRC设备的路面信息，确定当前路面的摩擦系数，确定自车的最大减速度，然后利用基于车路协同的最小安全距离模型计算自车与前车的安全距离；步骤六，车载终端利用GPS测量的实际距离S0和计算的最小安全距离Des比较，判断是否存在追尾危险，当实际距离S0大于最小安全距离时。车辆安全行驶，当实际距离接近或等于安全距离时，车载终端开始初级预警，当实际距离小于安全距离时，车载终端开始紧急预警，并伴随声音提示。包括：数据采集单元、路侧无线通信单元、车载无线通信单元和车载终端。根据本专利技术，所述的基于车路协同的安全距离模型车路协同的安全距离模型主要考虑信息传输延时、GPS误差和路面摩擦系数对安全距离计算的影响，主要将减速过程分为驾驶员接到预警到以最大减速度制动阶段车辆所行驶的距离S0、汽车以最大减速度制动所行驶的距离S1、信息传播延时汽车行驶的距离S2、GPS测距带来的误差Derr和后车制动使两车保持相同的速度或静止之后仍要保持的真实的车头距df，最小安全距离计算如式1所示： D e s ( Δ v , Δ a , d m ) = v 0 * t 0 + Δv 2 2 Δ a + d f + T d * Δ v + 1 2 Δ a * T d 2 + D e r r - - - ( 1 ) ]]>式中，v0表示自车的速度，t0表示驾驶员的反应时间，Δv表示前车与自车的速度差，Δa表示前车和自车的加速度差，df表示后车制动后两车保持相同的速度或静止之后仍要保持的真实的车头距，Td表示信息传输延迟，Derr表示GPS误差，Des为基于车路协同的安全距离模型计算的安全距离为Des。所述的基于车路协同的安全距离模型中Δa，如下式2所示：Δa＝gu-a1 (2) 式中，g为重力加速度，u为路面摩擦系数，该路面摩擦系数是根据无线通信DSRC设备发布的路面信息得到的，a1表示前车的加速度。所述的df表示后车制动后两车保持相同的速度或静止之后仍要保持的真实的车头距，得到如下式所示：df＝(La+Lb)/2+d0 (3)式中，La和Lb是前车和自车的长度，d0表示两车保持相同的速度或静止之后仍要保持的车头距。所述的Td是通信信息传输延时，分为信号在传播途中的延时Ttr和系统接收到信息后对信息处理周期的延时Tap，Tap为防追尾系统的处理周期，所以Tap＝T，得下式：Td＝Ttr+T (4)所述的Drr为GPS误差，采用的GPS误差为±2.5m，按照正态分布计算GPS误差，得到误差的概率分布如下式所示： F ( D e r r ) = ∫ - ∞ D e r r 0.138 e - y 2 / 3.28 d y - - - ( 5 ) ]]>通过误差的概率分布得到误差的概率密度函数为： f ( D e r r ) = 0.138 e - D e r r 2 / 3.28 - - - 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车防追尾预警方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤一，利用无线通信DSRC设备将设定好的路况信息向外不断广播；所述的路况信息包括：1)路面的干燥、潮湿或冰雪状况；2)路面材料是水泥、沥青或沙土；3)路面平整度；步骤二，通过数据采集模块采集车辆行驶速度，通过加速度模块采集车辆加速度，通过GPS模块采集车辆位置信息，并通过蓝牙把采集的信息发送到车载终端；步骤三，利用DSRC车载无线通信设备接收周围车辆的广播信息，所述的广播信息主要包括周围车辆的速度、加速度、位置以及车身尺寸信息；步骤四，车载终端通过蓝牙接收采集的自车的行驶速度、加速度以及车辆位置信息，并通过USB网络共享功能，利用socket通信接收车载无线通信设备传回的周围车辆信息，并把这些信息在车载终端屏幕上显示，并通过socket通信的方式将采集自车的信息发送到无线通信DSRC设备，无线通信DSRC设备通过无线广播自车信息；步骤五，车载终端首先利用接收的无线通信DSRC设备的路面信息，确定当前路面的摩擦系数，确定自车的最大减速度，然后利用基于车路协同的最小安全距离模型计算自车与前车的安全距离；步骤六，车载终端利用GPS测量的实际距离S0和计算的最小安全距离Des比较，判断是否存在追尾危险，当实际距离S0大于最小安全距离时。车辆安全行驶，当实际距离接近或等于安全距离时，车载终端开始初级预警，当实际距离小于安全距离时，车载终端开始紧急预警，并伴随声音提示。...

【技术特征摘要】
1.一种汽车防追尾预警方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤一，利用无线通信DSRC设备将设定好的路况信息向外不断广播；所述的路况信息包括：1)路面的干燥、潮湿或冰雪状况；2)路面材料是水泥、沥青或沙土；3)路面平整度；步骤二，通过数据采集模块采集车辆行驶速度，通过加速度模块采集车辆加速度，通过GPS模块采集车辆位置信息，并通过蓝牙把采集的信息发送到车载终端；步骤三，利用DSRC车载无线通信设备接收周围车辆的广播信息，所述的广播信息主要包括周围车辆的速度、加速度、位置以及车身尺寸信息；步骤四，车载终端通过蓝牙接收采集的自车的行驶速度、加速度以及车辆位置信息，并通过USB网络共享功能，利用socket通信接收车载无线通信设备传回的周围车辆信息，并把这些信息在车载终端屏幕上显示，并通过socket通信的方式将采集自车的信息发送到无线通信DSRC设备，无线通信DSRC设备通过无线广播自车信息；步骤五，车载终端首先利用接收的无线通信DSRC设备的路面信息，确定当前路面的摩擦系数，确定自车的最大减速度，然后利用基于车路协同的最小安全距离模型计算自车与前车的安全距离；步骤六，车载终端利用GPS测量的实际距离S0和计算的最小安全距离Des比较，判断是否存在追尾危险，当实际距离S0大于最小安全距离时。车辆安全行驶，当实际距离接近或等于安全距离时，车载终端开始初级预警，当实际距离小于安全距离时，车载终端开始紧急预警，并伴随声音提示。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的基于车路协同的安 全距离模型车路协同的安全距离模型主要考虑信息传输延时、GPS误差和路面摩擦系数对安全距离计算的影响，主要将减速过程分为驾驶员接到预警到以最大减速度制动阶段车辆所行驶的距离S0、汽车以最大减速度制动所行驶的距离S1、信息传播延时汽车行驶的距离S2、GPS测距带来的误差Derr和后车制动使两车保持相同的速度或静止之后仍要保持的真实的车头距df，最小安全距离计算如式1所示：式中，v0表示自车的速度，t0表示驾驶员的反应时间，Δv表示前车与自车的速度差，Δa表示前车和自车的加速度差，df表示后车制动后两车保持相同的速度或静止之后仍要保持的真实的车头距，Td表示信息传输延迟，Derr表示GPS误差，Des为基于车路协同的安全距离模型计算的安全距离为Des。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的基于车路协同的安全距离模型中Δa，如下式2所示：Δa＝gu-a1 (2) 式中，g为...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵祥模，惠飞，景首才，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61