基于LTE‑V通信的行人保护系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于LTE‑V通信的行人保护系统，包括车载终端和手持终端，所述车载终端包括中央决策模块、第一通信模块、信息采集模块、定位模块、执行模块和第一报警模块。所述手持终端包括通行辅助应用模块、第二通信模块、地图模块以及第二报警模块；所述车载终端和手持终端通过LTE‑V网络建立点到点通信，实现信息交互。本发明专利技术还公开了一种基于LTE‑V通信的行人保护方法，需要行人和车辆分别安装手持终端和车载终端，由行人主动发出通行请求信号，获取车辆的信息；当存在碰撞危险时同时向行人和车辆驾驶员发出警告，并且在即将碰撞驾驶员仍无反应时通过车载终端的执行模块主动控制车辆制动以避撞。

LTE pedestrian protection system and method based on V communication

The invention discloses a pedestrian protection system LTE based on V communication, including vehicle terminal and handheld terminal, the terminal comprises a central decision module, a first communication module, information collection module, positioning module, execution module and the alarm module. The handheld terminal includes common auxiliary application module, a second communication module, map module and alarm module second; the vehicle terminal and handheld terminal for establishing point-to-point communication through LTE V network, realize information exchange. The invention also discloses a pedestrian protection method of LTE V communication based on the needs of pedestrians and vehicles are installed handheld terminal and mobile terminal, send request signal by the pedestrians pass, get the information of the vehicle; when there is risk of collision to pedestrian and vehicle driver warning, and still no response in the collision when the driver of the vehicle terminal module through the implementation of active control of vehicle braking to avoid collision.

【技术实现步骤摘要】
基于LTE-V通信的行人保护系统及方法
本专利技术属于汽车主动安全与辅助驾驶领域，具体涉及一种基于LTE-V通信的行人保护系统及方法。
技术介绍
在当前城市交通环境中，由于行人横穿道路导致的交通事故占据城市交通事故的30%左右，且常常导致重大伤亡事故，造成重大经济损失。目前基于激光雷达的行人保护系统已经应用于部分车型中，当车辆在探测到前方有行人且存在碰撞危险时，可对驾驶员进行报警，并且在驾驶员来不及反应时通过对车辆进行主动制动以避免碰撞保护行人。但是采用这种方法的系统通常只有在车速小于30km/h时才有效，在车辆高速行驶时，由于车辆惯性很大无法及时制动，最终仍然会撞到行人；并且由于雷达的物理特性无法探测到远距离及非视距内的目标且易受周围环境干扰。为解决基于激光雷达和摄像头的行人保护系统的缺点，如CN104217615A记载的一种基于车路协同的行人防碰撞系统和方法，该专利技术提供了一种通过利用无线通信（WIFI）实现车路信息交互，探测行人的装置安装在路侧，通过路侧WIFI通信模块将探测结果以及是否有危险传输至车端，如果存在危险则对驾驶员进行预警，进而采取相应的防碰撞措施。然而该方法在实现过程和最终效果中存在大量缺陷，具体体现在：（1）只能在WIFI通信范围内有效，由于WIFI传输距离通常在100m以内，且车载WIFI模块和路侧WIFI模块建立连接需要进行安全认证，通常需要1～3s的时间，导致在车辆在高速行驶时常常由于尚未完成认证危险就已经发生；（2）由于只对车辆驾驶员进行单向预警，而行人无法知晓危险情况导致常常发生误判而产生额外的危险；（3）判断是否会发生碰撞危险，依赖于路侧终端的中央处理模块的集中计算，当路侧终端周围存在的车辆过多或者行人过多时，路侧中央处理模块需要进行大量计算，导致对中央处理模块的性能要求很高且会产生秒级的通信延迟，难以推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于LTE-V通信的行人保护系统及方法，以提高对行人的保护。本专利技术所述的基于LTE-V通信的行人保护系统，包括车载终端和手持终端，所述车载终端和手持终端通过LTE-V进行通信；所述车载终端安装于车辆中，其包括第一通信模块、定位模块、信息采集模块、中央决策模块、执行模块以及第一报警模块；所述第一通信模块用于收发LTE-V数据，包括广播本车ID，所在位置信息、行驶状态信息以及接收行人通行请求信息、行人属性、位置信息、报警信息、行人等待时间，该第一通信模块与中央决策模块连接；所述定位模块用于获取车辆当前位置信息，该定位模块与中央决策模块连接；所述信息采集模块用于从CAN总线采集本车行驶状态信息，该信息采集模块与中央决策模块连接；所述中央决策模块基于所接收到的数据判断是否需要对驾驶员进行报警以及报警级别，还用于判断是否需要对车辆进行主动制动以防止碰撞；所述执行模块根据中央决策模块发出的制动命令对本车进行制动，该执行模块与中央决策模块连接；所述第一报警模块基于报警等级以不同的报警方式进行报警，该第一报警模块与中央决策模块连接；所述手持终端由行人持有，其包括第二通信模块、地图模块、通行辅助应用模块以及第二报警模块；所述地图模块用于将行人和车辆的位置、道路信息上传至通行辅助应用模块，该地图模块与通行辅助应用模块连接；所述第二通信模块用于收发LTE-V数据，包括接收车辆ID、所在位置信息、行驶状态信息并广播行人通行请求信息和其位置信息、运动状态信息、报警信息、等待时间，该第二通信模块与通行辅助应用模块连接；所述通行辅助应用模块用于发送行人通行请求信息，并根据第二通信模块和地图模块提供的数据判断是否需要向行人进行提示；所述第二报警模块用于执行通行辅助应用模块的提示，该第二报警模块与通行辅助应用模块连接。所述定位模块安装在车辆顶部的鲨鱼鳍天线中。所述第一报警模块为HMI模块，该HMI模块通过CAN总线与中央决策模块连接。所述第二报警模块为UI模块，该UI模块与通行辅助应用模块连接。所述手持终端为智能手机，或为智能手环。所述通行辅助应用模块设有请求通行按钮，用于接收行人的通行请求输入。本专利技术所述的一种基于LTE-V通信的行人保护方法，采用本专利技术所述的行人保护系统，其方法包括以下步骤：步骤一、通过手持终端发送行人通行请求信息；步骤二、手持终端将行人通行请求信息、行人属性信息、行人位置信息和所在道路信息编码成标准LTE-V数据格式，并周期性广播；步骤三、手持终端接收周围车辆广播的信息，并判断周围是否有威胁本次通行的车辆；步骤四、若周围没有威胁本次通行的车辆，则提醒行人正常通行；若存在威胁本次通行的车辆，则对行人进行报警，以提醒行人等待，同时手持终端将行人所在位置信息、道路信息、报警信息、已等待时间并附加上威胁本次通行的车辆ID进行广播。步骤五、车载终端的中央决策模块基于所接收的信息实时判断是否需要发出报警，若不需要报警，则不进行任何操作；若需要报警，则判断当前的报警级别，并根据报警等级以对应的报警方式进行报警，并在满足主动制动条件时对车辆进行主动制动以防止碰撞。判断周围是否有威胁本次通行的车辆的方法为：3a、设置通信有效距离Dmax，检测Dmax范围内是否有车辆，如果没有，则认为没有威胁本次正常通行的车辆；3b、如果Dmax范围内检测到车辆，则获取车辆的经纬度、车速信息并下传至地图模块，得到车辆行驶的道路ID；如果行人道路ID和车辆道路ID不一致，则认为车辆与行人不在同一道路，不会对此次通行产生威胁；3c、如果行人所在道路ID和车辆所在道路ID一致，则记录车辆的历史路径信息，根据历史路径信息中每个位置点到行人的距离的变化趋势，如果距离逐渐变大，则表示车辆在逐渐远离行人，则认为车辆不会对此次通行产生威胁；3d、如果距离逐渐减小，则认为车辆在接近行人，此时手持终端的通行辅助应用模块建立以行人为中心的笛卡尔坐标系，行人准备通行的方向为X轴正，将车辆的经纬度位置转换为以笛卡尔坐标系中的位置（X,Y）；根据车辆当前到行人的距离|Y|计算出车辆按照当前车速Vv行驶至行人准备通行路线的时间Tv；3e、根据统计信息设置不同类型行人的平均速度Vp；根据当前道路宽度W计算出行人完成道路通行所需的时间Tp；3f、设置安全通行阈值时间Ts，当|Tv-Tp|≥Ts时，则车辆不会对此次通行产生威胁；否则产生威胁，并将该车辆ID发送给车载终端。所述步骤五具体为：5a、比较本车车辆ID和收到的手持终端发送的车辆ID，如果不一致，则丢弃该消息，不对驾驶员进行报警；5b、如果本车车辆ID和收到的手持终端发送的车辆ID相同，则表明本车对行人的正常通行产生威胁，通过HMI模块给予驾驶员以图像方式报警，报警等级为低级，若驾驶员选择让行动作使威胁解除，则报警解除，若驾驶员忽略此次报警，则进入步骤5c；5c、如果本车收到行人的已等待时间Twait≤Twait_expire，对驾驶员的报警仍然为低级；如果Twait>Twait_expire对驾驶员的报警等级升级为中级，通过HMI模块给予驾驶员以图像和声音的方式报警，其中，Twait_expire为统计值，表示行人可容忍的最大等待时间；5d、如果行人不顾手持终端的提醒，强行通行，则对驾驶员的报警等级升级为最高级，车载终端的HMI模块通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于LTE‑V通信的行人保护系统，其特征在于：包括车载终端（11）和手持终端（16），所述车载终端（11）和手持终端（16）通过LTE‑V进行通信；所述车载终端（11）安装于车辆（2）中，其包括第一通信模块（10）、定位模块（8）、信息采集模块（9）、中央决策模块（5）、执行模块（7）以及第一报警模块；所述第一通信模块（10）用于收发LTE‑V数据，包括广播本车ID，所在位置信息、行驶状态信息以及接收行人通行请求信息、行人属性、位置信息、报警信息、行人等待时间，该第一通信模块（10）与中央决策模块（5）连接；所述定位模块（8）用于获取车辆当前位置信息，该定位模块（8）与中央决策模块（5）连接；所述信息采集模块（9）用于从CAN总线采集本车行驶状态信息，该信息采集模块（9）与中央决策模块（5）连接；所述中央决策模块（5）基于所接收到的数据判断是否需要对驾驶员进行报警以及报警级别，还用于判断是否需要对车辆进行主动制动以防止碰撞；所述执行模块（7）根据中央决策模块（5）发出的制动命令对本车进行制动，该执行模块（7）与中央决策模块（5）连接；所述第一报警模块基于报警等级以不同的报警方式进行报警，该第一报警模块与中央决策模块（5）连接；所述手持终端（16）由行人（1）持有，其包括第二通信模块（14）、地图模块（15）、通行辅助应用模块（13）以及第二报警模块；所述地图模块（15）用于将行人（1）和车辆（2）的位置、道路信息上传至通行辅助应用模块（13），该地图模块（15）与通行辅助应用模块（13）连接；所述第二通信模块（14）用于收发LTE‑V数据，包括接收车辆ID、所在位置信息、行驶状态信息并广播行人通行请求信息和其位置信息、运动状态信息、报警信息、等待时间，该第二通信模块（14）与通行辅助应用模块（13）连接；所述通行辅助应用模块（13）用于发送行人通行请求信息，并根据第二通信模块（14）和地图模块（15）提供的数据判断是否需要向行人进行提示；所述第二报警模块用于执行通行辅助应用模块（13）的提示，该第二报警模块与通行辅助应用模块（13）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于LTE-V通信的行人保护系统，其特征在于：包括车载终端（11）和手持终端（16），所述车载终端（11）和手持终端（16）通过LTE-V进行通信；所述车载终端（11）安装于车辆（2）中，其包括第一通信模块（10）、定位模块（8）、信息采集模块（9）、中央决策模块（5）、执行模块（7）以及第一报警模块；所述第一通信模块（10）用于收发LTE-V数据，包括广播本车ID，所在位置信息、行驶状态信息以及接收行人通行请求信息、行人属性、位置信息、报警信息、行人等待时间，该第一通信模块（10）与中央决策模块（5）连接；所述定位模块（8）用于获取车辆当前位置信息，该定位模块（8）与中央决策模块（5）连接；所述信息采集模块（9）用于从CAN总线采集本车行驶状态信息，该信息采集模块（9）与中央决策模块（5）连接；所述中央决策模块（5）基于所接收到的数据判断是否需要对驾驶员进行报警以及报警级别，还用于判断是否需要对车辆进行主动制动以防止碰撞；所述执行模块（7）根据中央决策模块（5）发出的制动命令对本车进行制动，该执行模块（7）与中央决策模块（5）连接；所述第一报警模块基于报警等级以不同的报警方式进行报警，该第一报警模块与中央决策模块（5）连接；所述手持终端（16）由行人（1）持有，其包括第二通信模块（14）、地图模块（15）、通行辅助应用模块（13）以及第二报警模块；所述地图模块（15）用于将行人（1）和车辆（2）的位置、道路信息上传至通行辅助应用模块（13），该地图模块（15）与通行辅助应用模块（13）连接；所述第二通信模块（14）用于收发LTE-V数据，包括接收车辆ID、所在位置信息、行驶状态信息并广播行人通行请求信息和其位置信息、运动状态信息、报警信息、等待时间，该第二通信模块（14）与通行辅助应用模块（13）连接；所述通行辅助应用模块（13）用于发送行人通行请求信息，并根据第二通信模块（14）和地图模块（15）提供的数据判断是否需要向行人进行提示；所述第二报警模块用于执行通行辅助应用模块（13）的提示，该第二报警模块与通行辅助应用模块（13）连接。2.根据权利要求1所述的基于LTE-V通信的行人保护系统，其特征在于：所述定位模块（8）安装在车辆顶部的鲨鱼鳍天线中。3.根据权利要求1或2所述的基于LTE-V通信的行人保护系统，其特征在于：所述第一报警模块为HMI模块（6），该HMI模块（6）通过CAN总线与中央决策模块（5）连接。4.根据权利要求1或2所述的基于LTE-V通信的行人保护系统，其特征在于：所述第二报警模块为UI模块（12），该UI模块（12）与通行辅助应用模块（13）连接。5.根据权利要求1或2所述的基于LTE-V通信的行人保护系统，其特征在于：所述手持终端（16）为智能手机，或为智能手环。6.根据权利要求1或2所述的基于LTE-V通信的行人保护系统，其特征在于：所述通行辅助应用模块（13）设有请求通行按钮，用于接收行人的通行请求输入。7.一种基于LTE-V通信的行人保护方法，其特征在于：采用如权利要求1至6任一所述的行人保护系统，其方法包括以下步骤：步骤一、通过手持终端（16）发送行人通行请求信息；步骤二、手持终端（16）将行人通行请求信息、行人属性信息、行人位置信息和所在道路信息编码成标准LTE-V数据格式，并周期性广播；步骤三、手持终端（16）接收周围车辆广播的信息，并判断周围是否有威胁本次通行的车辆；步骤四、若周围没有威胁本次通行的车辆，则提醒行人正常通行；若存...

【专利技术属性】
技术研发人员：张盼，李增文，刘鑫，蒲果，牛雷，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50