一种交叉口右转车辆行驶席卷区域动态预测及警示方法技术

本发明专利技术公开了一种交叉口右转车辆行驶席卷区域动态预测及警示方法,涉及交通安全管理技术领域，包括：获取交叉口的几何参数以及即将右转车辆的类型，捕获右转车辆自身参数以及运动参数；建立右转车辆行驶席卷区域的模型，并预测刚进入交叉口的右转车辆的行驶席卷区域，将预测出右转车辆的行驶席卷区域投影到地面；建立右转车辆行驶席卷区域的迭代模型，根据实时捕获的右转运动车辆运动参数迭代出右转车辆行驶席卷区域，并将迭代出来的右转车辆的行驶席卷区域实时投影到地面；利用经验半径值预测右转车辆行驶席卷区域与实时迭代出右转车辆行驶席卷区域相结合，可以更加真实、可靠地预测出右转车辆行驶席卷区域。靠地预测出右转车辆行驶席卷区域。靠地预测出右转车辆行驶席卷区域。

【技术实现步骤摘要】
一种交叉口右转车辆行驶席卷区域动态预测及警示方法

：
[0001]本专利技术涉及交通安全管理
，尤其涉及一种交叉口右转车辆行驶席卷区域动态预测及警示方法。

技术介绍
：
[0002]随着我国道路里程和车辆保有量快速增长，道路交叉口点多面广且交通组成复杂，交通事故多发，安全问题突出。交叉口右转车辆一般不受信号控制，且右转车辆的前后轮转弯半径不同，轨迹之差会形成近似弯月的内轮差，产生视觉盲区，极易与其他流向的交通参与者发生冲突。此外，右转车辆和交通参与者对此危险区域认知和意识不足，进一步加剧了交通事故的发生几率。随着右转车辆轨迹的变化，由内轮差造成的危险区域随之动态变化。因此，研究涉及右转车辆的动态席卷区域预测及危险区域监测预警方法，是减少此类交叉口交通事故的关键。
[0003]如东南大学提供一种大型车辆交叉口转向席卷路径的确定方法，该方法包括：确定了所适用的交叉口类型和设计车辆；依据内轮差形成的根本原因，建立了内轮差的计算模型；通过假设车辆前轮的运动轨迹，建立了汽车后轮行驶轨迹方程，并可视化汽车的行驶轨迹；通过设定基础参数值确定极限内轮差，拟合优化设计车型的行车轨迹，确定大型车辆在交叉口转弯的席卷路径。此专利技术可用于提高交通参与者的注意力，警示行人和非机动车辆，从而达到降低此类交通事故的目的。
[0004]另外，南京工业大学公开了一种大型车辆交叉口右转弯内轮差区域范围确定方法及其应用，涉及交通管理与控制
，包括确定交叉口和车辆类型的适应性；根据确定的交叉口和车辆类型，依据车辆运动轨迹的几何特性以及车辆右转转角与交叉口进口道右转弯区域长宽比之间的关系，构建内轮差计算模型；通过编写辅助程序计算的内轮差模型，获得大型车辆在交叉口右转时，前内轮与后内轮的连续行驶轨迹坐标，得到大型车辆交叉口右转弯内轮差区域范围。克服了现有内轮差模型在工程应用中的技术瓶颈，可为不同几何尺寸的交叉口提供内轮差区域边界连续坐标值。
[0005]目前的车辆右转轨迹计算方法多局限于静态仿真环境，大多预先给定车辆行驶路况和轨迹，无法贴合动态随机的实际驾驶情况；此外，用于盲区监测预警的反馈技术大多较为简单，难以将转弯盲区危险信息实时地传递给驾驶员和其他车外交通参与者，在实际应用方面存在一定的局限性。
[0006]基于此，本专利技术旨在提供一种交叉口右转车辆行驶席卷区域动态预测及警示方法，解决现有技术中预测出的右转车辆行驶席卷区域动无法贴合动态随机的实际驾驶情况。

技术实现思路
：
[0007]为了弥补现有技术问题的不足，本专利技术的目的是提供一种交叉口右转车辆行驶席卷区域动态预测及警示方法，通过预测右转车辆行驶席卷区域模型、右转车辆行驶席卷区
域的迭代模型的结合使用，可以根据历史参数预测即将右转车辆的行驶席卷区域，作出最初始的提醒，并根据车辆右转过程中真实轨迹、车速、内前轮偏转角等运动参数对右转车辆的行驶席卷区域进行迭代修正，使得预测结构更为准确、可靠，更加贴合动态随机的实际驾驶情况。
[0008]本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种交叉口右转车辆行驶席卷区域动态预测及警示方法，包括以下步骤：
[0010](1)在道路交叉口建立信息获取系统，所述交叉口包括右转正交的十字交叉口、T型交叉口以及错位交叉口，用于捕获即将右转车辆的类型、车辆自身参数以及运动参数，其中，右转车辆的类型分为钢性一体式车辆与挂式车辆；
[0011](2)收集该交叉口右转车辆的历史视频，对视频信息进行处理，获取钢性一体式车辆、挂式车辆牵引头内前轮各阶段的经验半径值，获取该交叉口道路的几何参数；
[0012](3)规定当钢性一体式车辆内后轮、货车挂车牵引头内后轮到达停止线时，驾驶员开始右转，为了贴近驾驶员的实际驾驶情况，采用分阶段转弯分析，即将右转车辆转弯分为n阶段，每一阶段视车辆内前轮做匀速圆周运动，每一阶段车辆内前轮转过的圆心角是相同的，在此条件下，构建预测右转车辆行驶席卷区域模型；
[0013](4)将步骤(1)中获取数据以及步骤(2)中获得的将钢性一体式车辆、挂式车辆牵引头内前轮各阶段的经验半径值，代入到预测右转车辆行驶席卷区域模型中，并预测刚进入该交叉口的右转车辆的行驶席卷区域，利用智能投影装置，将预测出右转车辆的行驶席卷区域投影到地面；
[0014](5)建立右转车辆行驶席卷区域的迭代模型，根据步骤(1)实时捕获的右转车辆参数迭代出右转车辆行驶席卷区域，并将迭代出来的右转车辆的行驶席卷区域实时投影到地面。
[0015]钢性一体式车辆行驶席卷区域与其最前方车轴的外轮行驶轨迹、最后方车轴的内轮行驶轨迹相关，将钢性一体式车辆最前方车轴的外轮、内轮分别记为外前轮A
’
、内前轮A，将钢性一体式车辆最后方车轴的外轮、内轮分别记为外后轮B
’
、内后轮B；
[0016]挂式车辆的牵引头为钢性一体式车辆，将挂式车辆的牵引头最前方车轴的外轮、内轮分别记为牵引头外前轮A
’
、牵引头内前轮A，将挂式车辆的牵引头最后方车轴的外轮、内轮分别记为牵引头外后轮B
’
、牵引头内后轮B；将挂车最后方车轴的外轮、内轮分别记为挂车外后轮C
’
、挂车内后轮C。
[0017]所述预测右转车辆行驶席卷区域模型预测右转车辆行驶席卷区域的具体步骤如下：
[0018](4.1)构建坐标系
[0019]根据交叉口几何参数，获取钢性一体式车辆、挂式车辆牵引头内前轮A点距圆心的初始转弯半径R1，
[0020][0021]h1为右转车道外边线距相交道路出口道停止线距离、h2为相交道路入口道距停止线交点距离；
[0022]对每一辆进入交叉口的车辆进行分类和建立独立的坐标系，以停止线为X轴，垂直于停止线的车辆前进方向为Y轴，在钢性一体式车辆、挂式车辆牵引头内后轮B点右侧处取点，以该点为原点O1(0,0)；
[0023](4.2)根据钢性一体式车辆、挂式车辆牵引头内前轮A各阶段的经验半径值，车辆轴距、车辆轮距、内前轮圆心偏转角θ、车辆内前轮运动速度，，获得钢性一体式车辆的外前轮行驶轨迹与内后轮行驶轨迹，以及货车挂车牵引车的外前轮行驶轨迹以及挂车的内后轮行驶轨迹；
[0024](4.3)钢性一体式车辆行驶席卷区域：由外前轮行驶轨迹、内后轮行驶轨迹、车头前方、右转车辆出道口停止线之间的区域构成；挂式车辆行驶席卷区域为牵引车的外前轮行驶轨迹、挂车的内后轮行驶轨迹、挂车前方、右转车辆出道口停止线之间区域。
[0025]步骤(4.2)中获得钢性一体式车辆的外前轮行驶轨迹与内后轮行驶轨迹，以及货车挂车牵引车的外前轮行驶轨迹以及挂车的内后轮行驶轨迹，具体如下：
[0026]根据钢性一体式车辆、挂式车辆牵引头各阶段的内前轮经验半径值得到钢性一体式车辆、挂式车辆牵引头内前轮A点经验轨迹坐标，钢性一体式车辆内前轮A点运动到第i阶段转弯时，A点坐标(x
A
，y
A
)满足：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交叉口右转车辆行驶席卷区域动态预测及警示方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在道路交叉口建立信息获取系统，所述交叉口包括右转正交的十字交叉口、T型交叉口以及错位交叉口，用于捕获即将右转车辆的类型、车辆自身参数以及运动参数，其中，右转车辆的类型分为钢性一体式车辆与挂式车辆；(2)收集该交叉口右转车辆的历史视频，对视频信息进行处理，获取钢性一体式车辆、挂式车辆牵引头内前轮各阶段的经验半径值，获取该交叉口道路的几何参数；(3)规定当钢性一体式车辆内后轮、货车挂车牵引头内后轮到达停止线时，驾驶员开始右转，为了贴近驾驶员的实际驾驶情况，采用分阶段转弯分析，即将右转车辆转弯分为n阶段，每一阶段视车辆内前轮做匀速圆周运动，每一阶段车辆内前轮转过的圆心角是相同的，在此条件下，构建预测右转车辆行驶席卷区域模型；(4)将步骤(1)中获取数据以及步骤(2)中获得的将钢性一体式车辆、挂式车辆牵引头内前轮各阶段的经验半径值，代入到预测右转车辆行驶席卷区域模型中，并预测刚进入该交叉口的右转车辆的行驶席卷区域，利用智能投影装置，将预测出右转车辆的行驶席卷区域投影到地面；(5)建立右转车辆行驶席卷区域的迭代模型，根据步骤(1)实时捕获的右转车辆参数迭代出右转车辆行驶席卷区域，并将迭代出来的右转车辆的行驶席卷区域实时投影到地面。2.根据权利要求1所述交叉口右转车辆行驶席卷区域动态预测及警示方法,其特征在于，钢性一体式车辆行驶席卷区域与其最前方车轴的外轮行驶轨迹、最后方车轴的内轮行驶轨迹相关，将钢性一体式车辆最前方车轴的外轮、内轮分别记为外前轮A
’
、内前轮A，将钢性一体式车辆最后方车轴的外轮、内轮分别记为外后轮B
’
、内后轮B；挂式车辆的牵引头为钢性一体式车辆，将挂式车辆的牵引头最前方车轴的外轮、内轮分别记为牵引头外前轮A
’
、牵引头内前轮A，将挂式车辆的牵引头最后方车轴的外轮、内轮分别记为牵引头外后轮B
’
、牵引头内后轮B；将挂车最后方车轴的外轮、内轮分别记为挂车外后轮C
’
、挂车内后轮C。3.根据权利要求2所述交叉口右转车辆行驶席卷区域动态预测及警示方法,其特征在于，所述预测右转车辆行驶席卷区域模型预测右转车辆行驶席卷区域的具体步骤如下：(4.1)构建坐标系根据交叉口几何参数，获取钢性一体式车辆、挂式车辆牵引头内前轮A点距圆心的初始转弯半径R1，h1为右转车道外边线距相交道路出口道停止线距离、h2为相交道路入口道距停止线交点距离；对每一辆进入交叉口的车辆进行分类和建立独立的坐标系，以停止线为X轴，垂直于停止线的车辆前进方向为Y轴，在钢性一体式车辆、挂式车辆牵引头内后轮B点右侧处取点，以该点为原点O1(0,0)；(4.2)根据钢性一体式车辆、挂式车辆牵引头内前轮A各阶段的经验半径值，车辆轴距、
车辆轮距、内前轮圆心偏转角θ、车辆内前轮运动速度，，获得钢性一体式车辆的外前轮行驶轨迹与内后轮行驶轨迹，以及货车挂车牵引车的外前轮行驶轨迹以及挂车的内后轮行驶轨迹；(4.3)钢性一体式车辆行驶席卷区域：由外前轮行驶轨迹、内后轮行驶轨迹、车头前方、右转车辆出道口停止线之间的区域构成；挂式车辆行驶席卷区域为牵引车的外前轮行驶轨迹、挂车的内后轮行驶轨迹、挂车前方、右转车辆出道口停止线之间区域。4.根据权利要求3所述交叉口右转车辆行驶席卷区域动态预测及警示方法,其特征在于，步骤(4.2)中获得钢性一体式车辆的外前轮行驶轨迹与内后轮行驶轨迹，以及货车挂车牵引车的外前轮行驶轨迹以及挂车的内后轮行驶轨迹，具体如下：根据钢性一体式车辆、挂式车辆牵引头各阶段的内前轮经验半径值得到钢性一体式车辆、挂式车辆牵引头内前轮A点经验轨迹坐标，钢性一体式车辆内前轮A点运动到第i阶段转弯时，A点坐标(x
A
，y
A
)满足：R
i
表示第i阶段内前轮绕圆心旋转的半径；θ表示任意时刻车辆内前轮与当前阶段圆心的连线与与O1坐标系下负方向X轴的夹角，θ
i
表示第i阶段结束时车辆内前轮和当前阶段圆心的连线与O1坐标系下负方向X轴的夹角，钢性一体式车辆、挂式车辆牵引头内前轮A点运动速度v
A
方向沿着切线方向ε1＝(sinθ，cosθ)；钢性一体式车辆、挂式车辆牵引头内后轮B点运动速度v
B
方向沿着方向，l是刚性的普通车辆、挂式车辆牵引头内前轮与内后轮之间的轴距，(x
B
，y
B
)为B点轨迹坐标；根据匀速圆周运动几何规律可得出第i阶段车辆运动时间t与θ的关系为：根据A点运动速度方向和AB连线间夹角α满足：刚体在转弯中中轴距保持不变有：(x
A
‑
x
B
)2+(y
A
‑
y
B
)2＝l2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)v
B

【专利技术属性】
技术研发人员：冯忠祥，刘璐璐，窦思伟，黄从俊，蒋旭，方诗圣，黄河，刘宗族，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：