一種道路交匯口防撞預(yù)警方法、路側(cè)設(shè)備與防撞系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于車路協(xié)同技術(shù)的道路交匯口防撞預(yù)警方法、路側(cè)設(shè)備與防撞系統(tǒng)。本發(fā)明通過設(shè)置在道路交匯口的路側(cè)設(shè)備接收每輛車通過特定的車載設(shè)備發(fā)送來的GPS信息，并對該GPS信息數(shù)據(jù)進(jìn)行碰撞預(yù)測分析，從而生成預(yù)警信息，并將該預(yù)警信息向有潛在碰撞風(fēng)險(xiǎn)的車輛進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，最終車載設(shè)備在接受到預(yù)警信息的后，對該預(yù)警信息進(jìn)行響應(yīng)，從而降低交匯口處匝道與主干道上車輛發(fā)生碰撞的可能性，極大地提高了高速行駛情況下或交匯口出現(xiàn)盲區(qū)情況下的車輛駕駛安全。
【專利說明】
一種道路交匯口防撞預(yù)警方法、路側(cè)設(shè)備與防撞系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及智能交通、智能車輛以及車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，特別涉及一種基于車路協(xié)同技 術(shù)的道路交匯口防撞預(yù)警方法、路側(cè)設(shè)備與防撞系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城鎮(zhèn)化的縱深發(fā)展，交通已面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了緩解當(dāng)前交通問題，車聯(lián)網(wǎng) 技術(shù)（Internet of Vehicles, IoV)應(yīng)運(yùn)而生，它旨在通過V2X實(shí)現(xiàn)車輛與路側(cè)設(shè)備及其他 車輛的互聯(lián)互通，以至于最終達(dá)到協(xié)同駕駛的目的。國外的研究相對較早，主要有歐洲的車 路協(xié)同系統(tǒng)項(xiàng)目（Cooperative vehicle infrastructure system，CVIS)，以及美國交通部 組織開展的111如11104代研究計(jì)劃和類似的0&廣了41(2000計(jì)劃等。國內(nèi)的研究則相對較晚， 但迄今為止車聯(lián)網(wǎng)已然成為研究熱點(diǎn)。如今，國內(nèi)外都已將車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)視為優(yōu)化當(dāng)前交通 服務(wù)水平以及解決當(dāng)前交通問題的新途徑。
[0003] 目前，車聯(lián)網(wǎng)的研究中主要分為理論及工程兩個方面。一方面，理論層面上研究 V2X的作用機(jī)制以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化的工作；另一方面，工程層面上的應(yīng)用研究也緊隨理論研究 之后正在持續(xù)跟進(jìn)。在工程層面上，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過V2V與V2I以實(shí)現(xiàn)車輛與車輛及車輛與 路側(cè)設(shè)備間的互聯(lián)互通，從而完善車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的諸多應(yīng)用，例如:服務(wù)導(dǎo)航、路徑誘導(dǎo)、道 路環(huán)境預(yù)警、追尾防撞預(yù)警、彎道盲區(qū)預(yù)警、交匯口防撞預(yù)警等。其中，交匯口防撞預(yù)警是車 聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中車路協(xié)同的重要應(yīng)用，它旨在感知車輛通過交匯口時的潛在碰撞風(fēng)險(xiǎn)，提前向 車輛發(fā)出警告信息以便駕駛員預(yù)先作出反應(yīng)，從而極大的提高了屬于事故多發(fā)地段的交匯 口處的駕駛安全性。
[0004] 然而，目前的車聯(lián)網(wǎng)研究中，針對車路協(xié)同應(yīng)用中的交匯口防撞預(yù)警這一重要應(yīng) 用，卻尚未從理論與工程兩個層面共舉進(jìn)行攻克。因此，本發(fā)明旨在車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下設(shè)計(jì)出一 套交匯口防撞預(yù)警方法及相應(yīng)的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于車路協(xié)同技術(shù)的道路交匯口防撞 預(yù)警方法、路側(cè)設(shè)備與防撞系統(tǒng)，其能夠降低交匯口處匝道與主干道上車輛發(fā)生碰撞的可 能性，極大地提高了高速行駛情況下或交匯口出現(xiàn)盲區(qū)情況下的車輛駕駛安全。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0007] -種基于車路協(xié)同技術(shù)的道路交匯口防撞預(yù)警方法，預(yù)先在匝道與主干道的交匯 口處設(shè)置路側(cè)設(shè)備，以及在車輛上安裝車載設(shè)備，所述車載設(shè)備與所述路側(cè)設(shè)備通過DSRC 無線通信連接，則所述道路交匯口防撞預(yù)警方法包括步驟：
[0008] 路側(cè)設(shè)備接收交匯口處各段道路上的每輛車輛通過車載設(shè)備發(fā)送來的GPS信息；
[0009] 路側(cè)設(shè)備根據(jù)所述GPS信息進(jìn)行車輛配對，并根據(jù)每對車輛各自的GPS信息分析計(jì) 算得到每對車輛之間的實(shí)時車間距離差及速度分量差；
[0010] 路側(cè)設(shè)備根據(jù)每對車輛之間的實(shí)時車間距離差及速度分量差進(jìn)行碰撞預(yù)測分析， 得到預(yù)警信息，并向該對車輛反饋預(yù)警信息。
[0011]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了 一種路側(cè)設(shè)備，其包括：
[0012] 通信模塊，以及與所述通信模塊相連的數(shù)據(jù)處理模塊，其中，
[0013] 所述通信模塊用于接收其覆蓋范圍內(nèi)所有車輛通過車載裝置發(fā)送來的GPS信息， 以及將所述數(shù)據(jù)處理模塊產(chǎn)生的預(yù)警信息反饋給對應(yīng)的車輛的車載裝置；
[0014] 所述數(shù)據(jù)處理模塊用于根據(jù)所述通信模塊所接收的GPS信息進(jìn)行車輛配對，并根 據(jù)每對車輛各自的GPS信息分析計(jì)算得到每對車輛之間的實(shí)時車間距離差及速度分量差， 再根據(jù)該實(shí)時車間距離差及速度分量差進(jìn)行預(yù)警預(yù)測分析，并生成預(yù)警信息。
[0015] 基于上述的道路交匯口防撞預(yù)警方法及路側(cè)設(shè)備，本發(fā)明還提供了一種道路交匯 口防撞系統(tǒng)，其包括:設(shè)置在交匯口處的，如上所述的路側(cè)設(shè)備，以及預(yù)先安裝在車輛上的 車載設(shè)備，所述車載設(shè)備與所述路側(cè)設(shè)備通過DSRC無線通信連接，其中，
[0016] 所述車載設(shè)備用于采集車輛自身的GPS信息，并發(fā)送至所述路側(cè)設(shè)備，以及響應(yīng)所 述路側(cè)設(shè)備反饋回來的預(yù)警信息；
[0017] 所述路側(cè)設(shè)備用于根據(jù)所述車載設(shè)備所發(fā)送來的車輛的GPS信息進(jìn)行車輛配對， 并根據(jù)每對車輛各自的GPS信息分析計(jì)算得到每對車輛之間的實(shí)時車間距離差及速度分量 差，再根據(jù)該實(shí)時車間距離差及速度分量差進(jìn)行預(yù)警預(yù)測分析，并生成預(yù)警信息。
[0018] 本發(fā)明的有益之處在于：
[0019] 1、本發(fā)明通過考慮車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下車路間的充分互聯(lián)互通，采用車路間短途通信的 手段，使得交匯口處的路側(cè)設(shè)備能夠自動地感知當(dāng)前車輛群所形成的交通環(huán)境，進(jìn)而預(yù)測 車輛間潛在的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，最終向有潛在風(fēng)險(xiǎn)的車輛提供預(yù)警信號從而提高了道路與車輛的 安全性；
[0020] 2、本發(fā)明拓展TTC理論至交匯口情形，將車輛間的瞬時速度分量差信息作為輸入， 并且同時考量行車時間與行車距離雙重因素完成交匯口防撞預(yù)警算法設(shè)計(jì)。因此，本發(fā)明 中的防撞預(yù)警方法擁有較為系統(tǒng)的理論支撐，從而可為車聯(lián)網(wǎng)中車路協(xié)同提供典型而可靠 的應(yīng)用案例；
[0021] 3、從車輛駕駛員角度出發(fā)，本發(fā)明為車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的車路間協(xié)同駕駛提供了依據(jù) 和方法，不但提高了道路的安全性與利用率，更為消除因人為因素所帶來的安全隱患做出 了貢獻(xiàn)。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明的一種基于車路協(xié)同技術(shù)的道路交匯口防撞預(yù)警方法的一實(shí)施例的 流程圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明的一種基于車路協(xié)同技術(shù)的道路交匯口防撞預(yù)警方法中步驟S3的一 實(shí)施例的流程圖；
[0024] 圖3為本發(fā)明的一種基于車路協(xié)同技術(shù)的道路交匯口防撞預(yù)警方法中步驟S5的一 實(shí)施例的流程圖；
[0025] 圖4為本發(fā)明的一種基于車路協(xié)同技術(shù)的道路交匯口防撞預(yù)警方法中步驟S7的一 實(shí)施例的流程圖；
[0026] 圖5為本發(fā)明的一種基于車路協(xié)同技術(shù)的道路交匯口防撞預(yù)警方法的一具體實(shí)施 例的流程圖；
[0027] 圖6為反映本發(fā)明的一種基于車路協(xié)同技術(shù)的道路交匯口防撞預(yù)警方法中進(jìn)行兩 兩配對的狀態(tài)示意圖；
[0028] 圖7為本發(fā)明的一種路側(cè)設(shè)備的一實(shí)施例的功能模塊圖；
[0029] 圖8為本發(fā)明的一種道路交匯口防撞預(yù)警系統(tǒng)的一實(shí)施例的功能模塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細(xì)的說明。為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更 加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描 述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0031] 本發(fā)明通過預(yù)先在道路交匯口處，如主干道與匝道交匯口處，設(shè)置一個特定的路 側(cè)設(shè)備，并在每輛車內(nèi)安裝一個特定的車載設(shè)備，參見圖6，即由該車載裝置的數(shù)據(jù)采集模 塊收集車輛的GPS信息，并與路側(cè)設(shè)備間交互所采集的數(shù)據(jù)，而路側(cè)設(shè)備則對該GPS信息數(shù) 據(jù)進(jìn)行處理生成預(yù)警信息，并將該預(yù)警信息向有潛在碰撞風(fēng)險(xiǎn)的車輛進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，最終車載 設(shè)備在接受到預(yù)警信息的后，對該預(yù)警信息進(jìn)行響應(yīng)。
[0032] 實(shí)施例一
[0033] 參見圖1，為本發(fā)明的一種基于車路協(xié)同技術(shù)的道路交匯口防撞預(yù)警方法的一實(shí) 施例的流程圖。具體地，本實(shí)施例中該道路交匯口防撞預(yù)警方法包括步驟：
[0034] S1，路側(cè)設(shè)備接收交匯口各段道路上的每輛車輛通過車載設(shè)備發(fā)送來的GPS信息。 本實(shí)施例中，采用了特定的路側(cè)設(shè)備和特定的車載設(shè)備來實(shí)現(xiàn)兩者之間的數(shù)據(jù)交互的，具 體地，該路側(cè)設(shè)備主要包括相連的通信模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，其中通信模塊具體可采用短 程通信(Dedicated Short Range Communication，DSRC)模塊，數(shù)據(jù)處理模塊可采用集成了 防撞預(yù)警算法的運(yùn)算單元，如單片機(jī)等;車載裝置包括通信模塊，以及與該通信模塊相連的 數(shù)據(jù)采集模塊和預(yù)警模塊，其中，數(shù)據(jù)采集模塊可采用用于測量位置，速度和車向等信息的 高精度差分GPS模塊，通信模塊采用DSRC通信模塊，預(yù)警模塊包括用于響應(yīng)預(yù)警信息的顯示 器，如液晶顯示屏，及蜂鳴器。具體地，由于路側(cè)設(shè)備的通信范圍有限，則只有當(dāng)車輛進(jìn)入路 側(cè)設(shè)備的通信覆蓋范圍內(nèi)時，車輛與路側(cè)設(shè)備才能夠建立通信，即當(dāng)車輛進(jìn)入路側(cè)設(shè)備通 信范圍內(nèi)，該車載裝置的通信模塊與路側(cè)設(shè)備間交互所采集的數(shù)據(jù)，即將采集的車輛的GPS 信息發(fā)送給路側(cè)設(shè)備，進(jìn)而路側(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)處理模塊對該GPS信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理生成預(yù)警 信息，并通過路側(cè)設(shè)備中的通信模塊將該預(yù)警信息向有潛在碰撞風(fēng)險(xiǎn)的車輛進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，最 終在接受到預(yù)警信息的車輛中通過預(yù)警模塊響應(yīng)預(yù)警信息。
[0035] 具體實(shí)施時，由于在后續(xù)的數(shù)據(jù)處理過程中將運(yùn)用到各個路段的經(jīng)煒度范圍和路 側(cè)設(shè)備自身的經(jīng)煒度坐標(biāo)等GPS信息，因此，在執(zhí)行該步驟S1之前，本實(shí)施例的該道路交匯 口防撞預(yù)警方法還包括步驟S7:路側(cè)設(shè)備進(jìn)行道路數(shù)據(jù)采集。具體地，針對道路的GPS經(jīng)煒 度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集時，將道路分為匝道，匯流前主干道以及匯流后主干道三個經(jīng)煒度區(qū)域進(jìn) 行米集，如圖5和6,然后進(jìn)行存儲。
[0036] S3,路側(cè)設(shè)備根據(jù)各個車輛的GPS信息進(jìn)行車輛配對，并根據(jù)每對車輛對的GPS信 息分析計(jì)算得到每對車輛對的兩車輛之間的實(shí)時車間距離差及速度分量差。在一具體實(shí)施 例中，參見圖2，該步驟S3具體包括步驟：
[0037] S31，路側(cè)設(shè)備根據(jù)當(dāng)前車輛的GPS信息和路側(cè)設(shè)備的GPS信息判斷該當(dāng)前車輛是 否進(jìn)入當(dāng)前路段的碰撞預(yù)測區(qū)域，若是，則執(zhí)行步驟S33,否則，結(jié)束操作。
[0038] 當(dāng)車輛進(jìn)入該路側(cè)設(shè)備的通信范圍內(nèi)，則需要判斷該車輛是否進(jìn)入當(dāng)前路段的碰 撞預(yù)測區(qū)域內(nèi)，以啟動相應(yīng)的碰撞預(yù)測分析程序。
[0039] 在一具體實(shí)施例中，參見圖3和圖6,令該路側(cè)設(shè)備的通信范圍為以R為半徑的區(qū) 域，令車輛i進(jìn)入碰撞預(yù)測階段的臨界值為y，且y滿足〇<y^R，即各路段臨近該路側(cè)設(shè)備周 圍距離y范圍內(nèi)均為碰撞預(yù)測區(qū)域，令車輛i與路側(cè)設(shè)備的實(shí)際距離為△ x(t)，則當(dāng)y< Δ X (tHR時，表示該車輛i尚未進(jìn)入碰撞預(yù)測區(qū)域內(nèi)，但已與路側(cè)設(shè)備建立了無線通信連接； 當(dāng)0< Ax(tHy時，表示該車輛i進(jìn)入碰撞預(yù)測區(qū)域內(nèi)，則此時路側(cè)設(shè)備需要啟動相應(yīng)的碰 撞預(yù)測分析程序，以預(yù)測相鄰路段中碰撞預(yù)測區(qū)域內(nèi)（即〇< A x(tHy范圍內(nèi)）是否有存在 潛在碰撞風(fēng)險(xiǎn)的車輛j，因?yàn)?，若?dāng)碰撞預(yù)測區(qū)域內(nèi)有車輛j，則當(dāng)前車輛i如果繼續(xù)按照當(dāng) 前狀態(tài)行駛，則將可能與該車輛j發(fā)生碰撞。
[0040] 在另一具體實(shí)施例中，當(dāng)路側(cè)設(shè)備判斷出該當(dāng)前車輛尚未進(jìn)入碰撞預(yù)測區(qū)域時， 由于當(dāng)前車輛在不斷向路側(cè)設(shè)備靠近的行駛過程中，其與路側(cè)設(shè)備之間的實(shí)際距離是不斷 變化，或者說不斷減小的，且行駛過程中當(dāng)前車輛的車載設(shè)備會實(shí)時更新其GPS信息，并實(shí) 時反饋給該路側(cè)設(shè)備，因此，該路側(cè)設(shè)備即使判斷出當(dāng)前車輛尚未進(jìn)入碰撞預(yù)測區(qū)域，也會 相應(yīng)地根據(jù)更新后的實(shí)時GPS信息繼續(xù)判斷其是否進(jìn)入碰撞預(yù)測區(qū)域，直至其判斷出該當(dāng) 前車輛進(jìn)入碰撞預(yù)測區(qū)域，則執(zhí)行步驟S33。
[0041] S33,路側(cè)設(shè)備根據(jù)自身的GPS信息，判斷當(dāng)前路段的相鄰路段的碰撞預(yù)測區(qū)域內(nèi) 是否有車輛，若是，則執(zhí)行步驟S35，否則，結(jié)束操作。
[0042] 如上所述，由于當(dāng)前車輛i駛?cè)胫鞲傻赖呐鲎差A(yù)測區(qū)域內(nèi)（0<Δχα)<5〇,因此， 需要判斷匝道的碰撞預(yù)測區(qū)域(〇< A X(tHy)內(nèi)是否有存在潛在碰撞風(fēng)險(xiǎn)的其他車輛j， 從而預(yù)測其與當(dāng)前車輛i是否發(fā)生碰撞。在一具體實(shí)施例中，參見圖5和圖6,根據(jù)匝道上各 個車輛的車輛數(shù)據(jù)及預(yù)先存儲于路側(cè)的道路數(shù)據(jù)，實(shí)時判斷匝道的碰撞預(yù)測區(qū)域內(nèi)是否有 存在潛在碰撞風(fēng)險(xiǎn)的車輛，即當(dāng)該路段內(nèi)的車輛j與路側(cè)設(shè)備的距離A x(t)滿足0<Ax(t) 時（即判斷匝道中距交匯口上游ym內(nèi)是否有車輛），則進(jìn)行碰撞預(yù)測分析，即執(zhí)行步驟 S35,否則，結(jié)束操作。
[0043] S35,路側(cè)設(shè)備將當(dāng)前車輛與當(dāng)前路段相鄰路段碰撞預(yù)測區(qū)域內(nèi)的車輛進(jìn)行配對。
[0044] 本實(shí)施例中，進(jìn)行車輛配對是指路側(cè)設(shè)備根據(jù)當(dāng)前路段通信范圍內(nèi)所有車輛的經(jīng) 煒度信息與車向信息，分析出進(jìn)入該路段碰撞預(yù)測區(qū)域內(nèi)的任意車輛N al，并將其與相鄰路 段碰撞預(yù)測區(qū)域內(nèi)的任意車輛^兩兩配對，從而得到許多車輛對（{Nal，N rj})。參見圖6,在 一具體實(shí)施例中，通過車路間交互GPS信息，路側(cè)設(shè)備可得到其通信范圍內(nèi)且在主干道匯流 前段道路中，以及匝道預(yù)測區(qū)域內(nèi)所有車輛的經(jīng)煒度信息與車向信息，從而分析得到該主 干道匯流前段中進(jìn)入預(yù)測區(qū)域內(nèi)的車輛N al與匝道預(yù)測區(qū)域內(nèi)車輛Nrj，并將這兩者進(jìn)行配 對。
[0045] S37,根據(jù)每對車輛對的GPS信息分析計(jì)算得到每對車輛對中兩車輛之間的實(shí)時車 間距離差及速度分量差，執(zhí)行步驟S5。
[0046] 在一具體實(shí)施例中，路側(cè)設(shè)備遍歷每一對車輛對，得到每對車輛中兩輛車輛各自 的GPS信息，如經(jīng)煒度，車速以及車向信息，并根據(jù)該經(jīng)煒度計(jì)算得到每對車輛對中每輛車 車向與兩車連線方向之間的夾角（參見圖6)，再根據(jù)每對車輛對中兩車輛各自的車速和夾 角分析計(jì)算得到各自的的速度分量：
[0047] v7 ai(t) =Vai(t)cosa(t)
[0048] V7 rj(t) =Vrj(t)c〇S0(t)
[0049] 其中，a(t)為主干道中車輛i速度方向與車輛i, j間連線的夾角，0(t)為匝道中車 輛j速度方向與車輛i，j間連線的夾角;vai(t)與Vrj (t)分別是主干道車輛i與匝道車輛j的 速度，V' ai (t )與/ r j ( t)分別是車輛i與j在兩車輛連線上的速度分量。
[0050] 進(jìn)一步地，根據(jù)式上述速度分量可得到兩者的速度分量差值：
[0051] Δ Vij(t) =v'以⑴-丫'rj(t) 〇
[0052] 相應(yīng)地，該路側(cè)設(shè)備根據(jù)每對車輛對中兩車輛各自的GPS信息，還需要計(jì)算兩車輛 之間的實(shí)時車間距離差A(yù) cUXt)。
[0053] S5,路側(cè)設(shè)備根據(jù)每對車輛對中兩車輛之間的實(shí)時車間距離差及速度分量差進(jìn)行 碰撞預(yù)測分析，得到預(yù)警信息并反饋給對應(yīng)的車輛。在一具體實(shí)施例中，參見圖3,該步驟S5 包括步驟：
[0054] S53,路側(cè)設(shè)備根據(jù)當(dāng)前車輛對中兩車輛之間實(shí)時車間距離差及速度分量差計(jì)算 當(dāng)前車輛對中兩車輛之間的實(shí)時預(yù)測碰撞時間
[0055] S55,路側(cè)設(shè)備判斷計(jì)算得到的當(dāng)前車輛對中兩車輛之間的TTCu(t)是否小于預(yù)設(shè) 的預(yù)測碰撞時間閾值T，若是，則執(zhí)行步驟S57，否則，執(zhí)行步驟S59。
[0056] S57,路側(cè)設(shè)備生成預(yù)警信息，并反饋給對應(yīng)車輛。在一具體實(shí)施例中，該路側(cè)設(shè)備 生成的該預(yù)警信息可以是控制車輛行駛的具體的控制指令，也可以僅僅是上述的計(jì)算結(jié)果 等信息作為預(yù)警信息。
[0057] S59,路側(cè)設(shè)備根據(jù)當(dāng)前車輛對中兩車輛的GPS信息及預(yù)先存儲的道路GPS信息，實(shí) 時判斷當(dāng)前車輛對中是否有車輛已駛過路側(cè)設(shè)備所處的交匯口，若已駛過，則結(jié)束操作，否 則執(zhí)行步驟S3。在一具體實(shí)施例中，判斷該當(dāng)前車輛對中是否有車輛已駛過路側(cè)設(shè)備，具體 可判定該車輛與路側(cè)設(shè)備的實(shí)際距離是否滿足〇> A x(t)，若是，則判定該車輛已駛過路側(cè) 設(shè)備，則直接結(jié)束操作即可，而不需要執(zhí)行步驟S57。
[0058] 實(shí)施例二
[0059] 基于上述的交匯口防碰撞預(yù)警方法，本發(fā)明還提供了 一種路側(cè)設(shè)備，下面將結(jié)合 具體實(shí)施例對本發(fā)明的該路側(cè)設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0060] 參見圖7,為本發(fā)明的一種路側(cè)設(shè)備的一實(shí)施例的功能模塊圖。具體地，本實(shí)施例 中該路側(cè)設(shè)備包括通信模塊11，以及與該通信模塊11相連的數(shù)據(jù)處理模塊12,其中，
[0061] 該通信模塊11用于接收其覆蓋范圍內(nèi)所有車輛通過車載裝置發(fā)送來的GPS信息， 以及將該數(shù)據(jù)處理模塊12產(chǎn)生的預(yù)警信息反饋給對應(yīng)的車輛的車載裝置;在一具體實(shí)施例 中，該通信模塊采用DSRC通信模塊，其覆蓋范圍為以R為半徑的圓周范圍內(nèi)的各個路段，則 本實(shí)施例中該路側(cè)設(shè)備通過該DSRC模塊與車輛的車載設(shè)備中的DSRC模塊進(jìn)行無線通信； [0062]數(shù)據(jù)處理模塊12用于根據(jù)該通信模塊11所接收的GPS信息進(jìn)行車輛配對，并根據(jù) 每對車輛對中兩車輛各自的GPS信息分析計(jì)算得到每對車輛對中兩車輛之間的實(shí)時車間距 離差及速度分量差，再根據(jù)該實(shí)時車間距離差及速度分量差進(jìn)行預(yù)警預(yù)測分析，并生成預(yù) 警信息;在一具體實(shí)施例中，該數(shù)據(jù)處理模塊可采用集成了防撞預(yù)警算法的運(yùn)算單元，如單 片機(jī)等。
[0063] 本實(shí)施例中，該數(shù)據(jù)處理模塊具體包括：
[0064] 配對單元，用于根據(jù)通信模塊所接收的各個車輛的GPS信息進(jìn)行車輛配對；具體 地，該配對單元根據(jù)當(dāng)前車輛的GPS信息和路側(cè)設(shè)備自身的GPS信息，判斷當(dāng)前車輛是否進(jìn) 入當(dāng)前路段的碰撞預(yù)測區(qū)域，若當(dāng)前車輛進(jìn)入當(dāng)前路段的碰撞預(yù)測區(qū)域（即當(dāng)前車輛與路 側(cè)設(shè)備之間的距離A x(t)滿足0< △ x(tH y)時，則進(jìn)一步判斷當(dāng)前路段相鄰路段的碰撞 預(yù)測區(qū)域內(nèi)（即另一道路距交匯口上游ym內(nèi)）是否有車輛，若有車輛則將該車輛與當(dāng)前車輛 進(jìn)行兩兩配對；
[0065]預(yù)測分析單元，與該配對單元相連，用于根據(jù)每對車輛對的GPS信息分析計(jì)算得到 每對車輛對中兩車輛之間的速度分量差及實(shí)時車間距離差，并根據(jù)該速度分量差和實(shí)時車 間距離差進(jìn)行碰撞預(yù)測分析，具體地，該預(yù)測分析單元所采用的計(jì)算方法與實(shí)施例一中的 計(jì)算方法相同，這里不再贅述。
[0066]進(jìn)一步地，本實(shí)施例中，該路側(cè)設(shè)備還包括數(shù)據(jù)采集模塊13,以及與該數(shù)據(jù)采集模 塊13相連的存儲模塊14,其中，該數(shù)據(jù)采集模塊13用于采集該路側(cè)設(shè)備自身的GPS信息，以 及交匯口處各個路段的GPS信息，該存儲模塊14用于存儲該數(shù)據(jù)采集模塊13所采集到的GPS 信息，該存儲模塊14還與該數(shù)據(jù)處理模塊相連。
[0067] 實(shí)施例三
[0068] 相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種基于車路協(xié)同技術(shù)的道路交匯口防撞預(yù)警系統(tǒng)，下面 將結(jié)合具體實(shí)施例和說明書附圖對其進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0069] 參見圖8,為本發(fā)明的一種基于車路協(xié)同技術(shù)的道路交匯口防撞預(yù)警系統(tǒng)的一實(shí) 施例的功能模塊圖。具體地，本實(shí)施例中該道路交匯口防撞預(yù)警系統(tǒng)包括上述實(shí)施例二中 設(shè)置在交匯口處的路側(cè)設(shè)備，以及安裝在各個車輛上的車載設(shè)備，該路側(cè)設(shè)備與駛?cè)朐撀?側(cè)設(shè)備通信范圍內(nèi)的車輛的車載設(shè)備通過DSRC無線通信連接，其中，
[0070] 該車載設(shè)備用于采集車輛自身的GPS信息，并發(fā)送至上述路側(cè)設(shè)備，以及響應(yīng)上述 路側(cè)設(shè)備反饋回來的預(yù)警信息;本實(shí)施例中，該車載設(shè)備具體包括數(shù)據(jù)采集模塊21，預(yù)警模 塊22,以及與該數(shù)據(jù)采集模塊21和預(yù)警模塊22相連的通信模塊23,其中，數(shù)據(jù)采集模塊21可 采用用于測量位置、速度和車向等GPS信息的高精度差分GPS模塊;通信模塊23可采用DSRC 通信模塊;預(yù)警模塊22包括用于響應(yīng)預(yù)警信息的顯示器，如液晶顯示屏，以及蜂鳴器；
[0071] 路側(cè)設(shè)備用于根據(jù)上述車載設(shè)備所發(fā)送來的所有車輛的GPS信息進(jìn)行車輛配對， 并根據(jù)每對車輛各自的GPS信息分析計(jì)算得到每對車輛對中兩車輛之間的實(shí)時車間距離差 及速度分量差，再根據(jù)該實(shí)時車間距離差及速度分量差進(jìn)行預(yù)警預(yù)測分析，并生成預(yù)警信 息。本實(shí)施例中該路側(cè)設(shè)備與上述實(shí)施例二中的路側(cè)設(shè)備相同，相同的部件采用相同的附 圖標(biāo)記，這里不再贅述。
[0072] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于車路協(xié)同技術(shù)的道路交匯口防撞預(yù)警方法，其特征在于，預(yù)先在匝道與主 干道的交匯口處設(shè)置路側(cè)設(shè)備，以及在車輛上安裝車載設(shè)備，所述車載設(shè)備與所述路側(cè)設(shè) 備通過DSRC無線通信連接，則所述道路交匯口防撞預(yù)警方法包括步驟： 路側(cè)設(shè)備接收交匯口處各段道路上的每輛車輛通過車載設(shè)備發(fā)送來的GPS信息； 路側(cè)設(shè)備根據(jù)所述GPS信息進(jìn)行車輛配對，并根據(jù)每對車輛對的GPS信息分析計(jì)算得到 每對車輛對的兩車輛之間的實(shí)時車間距離差及速度分量差； 路側(cè)設(shè)備根據(jù)每對車輛對中兩車輛之間的實(shí)時車間距離差及速度分量差進(jìn)行碰撞預(yù) 測分析，得到預(yù)警信息，并向?qū)?yīng)的車輛反饋預(yù)警信息。2. 如權(quán)利要求1所述的基于車路協(xié)同技術(shù)的道路交匯口防撞預(yù)警方法，其特征在于，所 述路側(cè)設(shè)備接收交匯口各段道路上的車輛通過車載設(shè)備發(fā)送來的GPS信息的步驟之前，還 包括步驟： 路側(cè)設(shè)備預(yù)先收集交匯口各段道路的GPS信息，以及路側(cè)設(shè)備自身的GPS信息，并存儲。3. 如權(quán)利要求2所述的基于車路協(xié)同技術(shù)的道路交匯口防撞預(yù)警方法，其特征在于，所 述路側(cè)設(shè)備根據(jù)所述GPS信息進(jìn)行車輛配對的步驟，具體包括步驟： 根據(jù)當(dāng)前車輛的GPS信息和路側(cè)設(shè)備的GPS信息，判斷所述當(dāng)前車輛是否進(jìn)入當(dāng)前路段 的碰撞預(yù)測區(qū)域， 若所述當(dāng)前車輛進(jìn)入所述碰撞預(yù)測區(qū)域，則所述路側(cè)設(shè)備根據(jù)自身的GPS信息判斷所 述當(dāng)前路段相鄰路段的碰撞預(yù)測區(qū)域內(nèi)是否有車輛，若是，則將所述當(dāng)前車輛與所述碰撞 預(yù)測區(qū)域內(nèi)的車輛進(jìn)行兩兩配對。4. 如權(quán)利要求3所述的基于車路協(xié)同技術(shù)的道路交匯口防撞預(yù)警方法，其特征在于，所 述速度分量差的計(jì)算公式為： Δ Vij(t) =V1 aiCt)^1 rj(t) =Vai(t)c〇Sa(t)-Vrj(t)c〇S^(t) 其中，a(t)為當(dāng)前路段中當(dāng)前車輛i的速度方向與配對車輛i和j間連線的夾角，i3(t)為 相鄰路段預(yù)測區(qū)域內(nèi)車輛j的速度方向與配對車輛i，j間連線的夾角，Val(t)與Vrj(t)分別 是車輛i與車輛j的速度，v\i(t)與vWt)分別是車輛i與車輛j在兩者連線上的速度分量。5. 如權(quán)利要求4所述的基于車路協(xié)同技術(shù)的道路交匯口防撞預(yù)警方法，其特征在于，所 述路側(cè)設(shè)備根據(jù)每對車輛之間的實(shí)時車間距離差及速度分量差進(jìn)行碰撞預(yù)測，得到預(yù)警信 息，并向?qū)?yīng)的車輛反饋預(yù)警信息的步驟，具體包括步驟： 根據(jù)所述速度分量差和所述實(shí)時車間距離差分析計(jì)算得到配對車輛發(fā)生碰撞的實(shí)時 預(yù)測碰撞時間； 判斷所述實(shí)時預(yù)測碰撞時間是否小于預(yù)設(shè)的預(yù)測碰撞時間閾值，若是，則生成預(yù)警信 息，并發(fā)送給對應(yīng)的配對車輛。6. 如權(quán)利要求5所述的基于車路協(xié)同技術(shù)的道路交匯口防撞預(yù)警方法，其特征在于，所 述實(shí)時預(yù)測碰撞時間TTCuU)的計(jì)算公式為：其中，Adij(t)為實(shí)時車間距離差，Δ Vij(t)為速度分量差。 -種路側(cè)設(shè)備，其特征在于，包括:通信模塊，以及與所述通信模塊相連的數(shù)據(jù)處理 模塊，其中， 所述通信模塊用于接收其覆蓋范圍內(nèi)所有車輛通過車載裝置發(fā)送來的GPS信息，以及 將所述數(shù)據(jù)處理模塊產(chǎn)生的預(yù)警信息反饋給對應(yīng)的車輛的車載裝置； 所述數(shù)據(jù)處理模塊用于根據(jù)所述通信模塊所接收的GPS信息進(jìn)行車輛配對，并根據(jù)每 對車輛各自的GPS信息分析計(jì)算得到每對車輛之間的實(shí)時車間距離差及速度分量差，再根 據(jù)該實(shí)時車間距離差及速度分量差進(jìn)行預(yù)警預(yù)測分析，并生成預(yù)警信息。8. 如權(quán)利要求7所述的路側(cè)設(shè)備，其特征在于，還包括： 數(shù)據(jù)采集模塊，用于預(yù)先采集交匯口各段道路的GPS信息，以及所述路側(cè)設(shè)備自身的 GPS信息； 存儲模塊，與所述數(shù)據(jù)采集模塊和所述數(shù)據(jù)處理模塊相連，用于存儲所述數(shù)據(jù)采集模 塊所采集的GPS信息。9. 一種道路交匯口防撞系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)置在交匯口處的，如權(quán)利要求7或8所 述的路側(cè)設(shè)備，以及預(yù)先安裝在車輛上的車載設(shè)備，所述車載設(shè)備與所述路側(cè)設(shè)備通過 DSRC無線通信連接，其中， 所述車載設(shè)備用于采集車輛自身的GPS信息，并發(fā)送至所述路側(cè)設(shè)備，以及響應(yīng)所述路 側(cè)設(shè)備反饋回來的預(yù)警信息； 所述路側(cè)設(shè)備用于根據(jù)所述車載設(shè)備所發(fā)送來的車輛的GPS信息進(jìn)行車輛配對，并根 據(jù)每對車輛各自的GPS信息分析計(jì)算得到每對車輛之間的實(shí)時車間距離差及速度分量差， 再根據(jù)該實(shí)時車間距離差及速度分量差進(jìn)行預(yù)警預(yù)測分析，并生成預(yù)警信息。10. 如權(quán)利要求9所述的道路交匯口防防撞預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述車載設(shè)備包括： 數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集車輛的GPS信息； 通信模塊，與所述數(shù)據(jù)采集模塊相連，用于將所述數(shù)據(jù)采集模塊所采集的GPS信息通過 DSRC無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至所述路側(cè)設(shè)備，以及接收所述路側(cè)設(shè)備通過無線通信網(wǎng)絡(luò)反饋回 來的預(yù)警信息； 預(yù)警模塊，與所述通信模塊相連，用于響應(yīng)所述通信模塊所接收的預(yù)警信息。
【文檔編號】G08G1/16GK105869439SQ201610228081
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】李永福, 張力, 宋宇, 李科志, 李銀國, 祖暉, 王少飛
【申請人】重慶郵電大學(xué)