一种基于车车通信的高效道路交通防碰撞预警方法

1.一种基于车车通信的高效道路交通防碰撞预警方法，用于车联网当中十字路口辅助车辆驾驶员进行安全驾驶，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）获取自车以及路口邻近车辆的运动状态信息，判断车速是否低于安全车速判定阈值；
（2）如果自车或者某个邻居车辆的车速低于步骤（1）中给定的安全车速判定阈值，跳转步骤（3）；否则继续执行步骤（4）；
（3）安全系数等级高，自车与某一邻车之间不需要碰撞预警，算法退出执行；
（4）计算自车和邻车行驶路径的交汇点地理位置坐标；
（5）判定交汇点是否位于自车驾驶员在车辆行驶方向上视野的前方，如果交汇点不位于自车的前方，跳转步骤（3）执行，否则继续执行步骤（6）；
（6）计算自车和邻车到达交汇点的时间差；
（7）根据（6）得到的时间差设定安全系数，当到达某一个安全系数值，设置预警的等级；
（8）结束算法，退出执行。
2.根据权利要求1所述的一种基于车车通信的高效道路交通防碰撞预警方法，其特征在于，步骤（1）中，车辆的运动状态信息为车速、车辆行驶方向、地理位置，自车和邻车的车辆运动状态信息通过车载无线通信终端进行信息共享。
3.根据权利要求1所述的一种基于车车通信的高效道路交通防碰撞预警方法，其特征在于，在步骤（3）中安全系数的取值范围为0～9之间的整数，其中0表示最安全，不需要预警警告；9表示最不安全，需要发出紧急预警警告。
4.根据权利要求1所述的一种基于车车通信的高效道路交通防碰撞预警方法，其特征在于，步骤（4）中，计算自车和邻车行驶路径的交汇点地理位置坐标时，首先需要判断自车与邻车是否存在方向相关性，如不存在方向相关性，则不存在碰撞威胁，如存在方向相关性，则判断邻车是否处于自车的监视区域内，如处于自车的监视区域内则需要计算自车与邻车的交汇点地理位置坐标。
5.根据权利要求4所述的一种基于车车通信的高效道路交通防碰撞预警方法，其特征在于，在步骤（4）中，判断自车与邻车是否存在方向相关性需要首先计算两车运动方向之间的夹角，当两车在十字路口尚未交会，行驶方向角之差在45度～135度以及225度～315度之间，判定两车之间存在潜在的相撞危险；令α表示自车行驶方向与由南向北穿过自车的经线之间的夹角，令β表示邻车行驶方向与由南向北穿过邻车的经线之间的夹角，用γ表示两车运动方向之间的夹角，则γ的值为：
γ=(β-α+360)%360；
令IsDirectionRelated表示邻车相对自车的行驶方向，则：
其中，当IsDirectionRelated的值为1时，表示邻车相对于自车向右方行驶；当IsDirectionRelated的值为2时，表示邻车相对自车向左行驶；当IsDirectionRelated的值为0时，表示方向无关。
6.根据权利要求5所述的一种基于车车通信的高效道路交通防碰撞预警方法，其特征在于，在步骤（4）中，判断邻车是否在自车的监视区域内时，首先应计算两车的坐标差值，其计算公式为：
lat_diff=[x2×cos(θ)+y2×sin(θ)]-[x1×cos(θ)+y1×sin(θ)]
lng_diff=[y2×cos(θ)-x2×sin(θ)]-[y1×cos(θ)-x1×sin(θ)]
其中，lat_diff表示两车横坐标的差值，lng_diff表示两车纵坐标的差值，x1和y1分别表示自车的纬度、经度数值，x2和y2分别表示邻车的纬度、经度数值，θ表示自车行驶方向与与由南向北穿过自车的经线之间的夹角；
接着根据邻车相对于自车的方位判断邻车是否在自车的监视区域内，令IsInRegion表示邻车相对于自车的方位，则：
当IsInRegion值为1时，表示邻车位于自车右侧45度～135度范围的监视区域内；
当IsInRegion值为2时，表示邻车位于自车左侧45度～135度范围的监视区域内；当IsInRegion值为0时，表示邻车不在自车的监视区域内；
如邻车在自车的监视区域内，则交汇点的计算公式为：
其中x表示交汇点的纬度值，y表示交汇点的经度值。
7.根据权利要求6所述的一种基于车车通信的高效道路交通防碰撞预警方法，其特征在于，判定交汇点是否位于自车驾驶员在车辆行驶方向上视野的前方的判断式为：
x×cosα+y×sinα＞x1×α+y1×sinα
如果上述判断式成立，则交汇点在自车的未来行驶路径前方。
8.根据权利要求7所述的一种基于车车通信的高效道路交通防碰撞预警方法，其特征在于，在步骤（6）中计算自车和邻车到达交汇点的时间差包括如下步骤：
（a）计算自车到交汇点的时间t1：
其中，V1表示自车的行驶速度，单位为公里/小时（km/h），计算得到的时间单位为小时（h）；
（b）计算邻车到交汇点的时间t2：
其中，V2表示邻车的行驶速度，单位为公里/小时（km/h），计算得到的时间单位为小时（h）；
（c）计算邻车和自车到达交汇点的时间差Δt：
Δt=|t1-t2|×3600；
其中,Δt的时间单位为秒（s）。
9.根据权利要求8所述的一种基于车车通信的高效道路交通防碰撞预警方法，其特征在于，在步骤（7）设置预警安全等级按下面的方法进行设置:
当Δt≤3时，紧急报警；当3<Δt≤6时,中级报警;当6<Δt≤9时，初级报警；当Δt>9时，不报警。
10.根据权利要求1所述的一种基于车车通信的高效道路交通防碰撞预警方法，其特征在于，在步骤（1）中，安全车速判定阈值为5km/s。

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