一种车辆碰撞预警方法及装置

1、一种车辆碰撞预警方法，通过以下步骤实现：
步骤1，车辆点火后车辆碰撞预警系统开始初始化各参数，包括驾驶员反应 时间基准值t(秒)、车辆高度差阈值H、碰撞概率阈值Palarm(1≥Palarm≥0)，以及 用以表征驾驶员自身状态的调节系数α，其中，调节系数α可以由驾驶员根据自 身情况进行手动设定，对于新手和疲劳状态的驾驶员，其反应时间较慢，可以 将α设置为较低的值；对于状态好的驾驶员，可以将α设置为较高的值。
步骤2，OBD信息采集模块、传感器信息采集模块、GPS信息采集模块分别 采集本车信息INFO1，包括本车的速度、加速度等车辆行驶信息和位置、运动方 向等定位信息，并发送给车辆内信息交换模块；同时，车辆间信息交换模块获 取周围车辆信息INFO2，包括周围车辆的速度、加速度等车辆行驶信息和位置、 运动方向等定位信息，并发送给车辆内信息交换模块。这里的周围车辆并非仅 指一辆车，而是指位于本车周围的其他车辆。
步骤3，车辆内信息交换模块获取本车信息INFO1后，将本车信息发送给车 辆间信息交换模块，由车辆间信息交换模块发送给周围其他车辆。
步骤4，车辆内信息交换模块综合所收到的本车和周围车辆信息(INFO1和 INFO2)，利用车辆内无线局域网发送给碰撞检测模块，进行个性化碰撞检测， 计算碰撞概率。
步骤5，判断如果碰撞概率大于给定阈值，是则转入步骤6，否则返回步骤 2。
步骤6，触发车辆碰撞报警模块向驾驶员报警，返回步骤2。
2、根据权利要求1所述的车辆碰撞预警方法，其特征在于所述OBD信息采 集模块采集本车速度信息包括以下步骤：
OBD信息采集模块利用车内的OBD接口，通过多OBD协议转换器读取汽车安 全相关的行驶信息，如车辆速度v，通过车辆内无线局域网把车辆安全相关的行 驶信息传送给车辆内信息交换模块。
3、根据权利要求1所述的车辆碰撞预警方法，其特征在于所述传感器信息 采集模块采集本车加速度信息包括以下步骤：传感器信息采集模块利用三轴加 速度传感器来获取车辆的加速度a，通过车辆内无线局域网把加速度信息传送给 车辆内信息交换模块。
4、根据权利要求1所述的车辆碰撞预警方法，其特征在于所述GPS信息采 集模块采集本车定位信息和运动方向信息包括以下步骤：
GPS信息采集模块使用5Hz的接收器，接收GPS卫星的定位信息，此处GPS 卫星并非仅指定1颗GPS卫星，而是指能够接收到GPS定位信息所需要的多个 GPS卫星；
GPS信息采集模块接收差分GPS基准站所提供的支持高精度定位的差分GPS 信息；
GPS信息采集模块利用差分GPS校正技术，将GPS定位信息和差分GPS信息 处理后得出修正后的三维位置信息p(x，y，z)和运动方向信息m；
GPS信息采集模块通过车辆内无线局域网，将所得到的本车三维位置信息p 传送给车辆内信息交换模块。
5、根据权利要求1所述的车辆碰撞预警方法，其特征在于所述车辆间信息 交换模块和周围车辆交换碰撞检测相关信息包括以下步骤：
车辆间信息交换模块接收周围车辆的行驶信息，利用无线网状网技术和周 围车辆的车辆间信息交换模块直接交换车辆信息，也可以通过路边访问点间接 交换车辆信息；无线网状网是无线自组织网络中的一种。
车辆间信息交换模块利用车辆内无线局域网将周围车辆的行驶信息INFO2 发送给车辆内信息交换模块；
通过车辆内无线局域网，车辆间信息交换模块从车辆内信息交换模块获得 本车行驶信息INFO1，并利用无线网状网技术发送给周围车辆。
6、根据权利要求1所述的车辆碰撞预警方法，其特征在于所述碰撞检测模 块包括以下步骤：
碰撞检测模块利用来自车辆内信息交换模块的本车和周围车辆的各类信 息，包括：通过OBD信息得到车辆运动速度v、通过差分GPS信息得到车辆的三 维位置信息p(x，y，z)和运动方向信息m、通过传感器信息得到车辆的加速度a，实 时计算从当前时间开始，车辆碰撞将要发生的时间T；
根据碰撞将要发生的相对时间T、驾驶员反应时间基准值t(秒)，以及调 节系数α，对车辆碰撞可能性进行计算，得到个性化的碰撞概率P；
如果碰撞概率大于给定阈值Palarm，则利用车辆内信息交换模块通过车辆内 无线局域网将报警信息发送到车辆碰撞报警模块。
7、根据权利要求1所述的车辆碰撞预警方法，其特征在于所述触发车辆碰 撞报警模块进行报警包括以下步骤：
车辆碰撞报警模块收到碰撞报警信息后，以声音提示驾驶员；
在LCD上以图形界面显示本车和可能碰撞车辆的位置。
8、根据权利要求6所述的车辆碰撞预警方法，其特征在于所述碰撞检测模 块利用来自车辆内信息交换模块的各类信息，计算从当前时间开始，车辆碰撞 将要发生的相对时间T包括以下步骤：
计算车辆间距离d和车辆间的高度差h；如果高度差h＞车辆高度差阈值H， 则不报警；
计算两车距离，如果两车距离在扩大，则不报警；否则，根据本车和周围 车辆的三维位置信息和运动方向信息，区分本车和周围车辆的行驶方向，具体 可以分为直道、交叉路口和弯道三种情况，计算车辆碰撞将要发生的时间T。
9、根据权利要求6所述的车辆碰撞预警方法，其特征在于所述碰撞检测 模块根据碰撞将要发生的时间T、驾驶员反应时间基准值t(秒)，以及调节系 数α计算碰撞概率P包括以下步骤：
根据公式 $P=g\left(T\right)=e^{-\frac{\alpha }{t}T}$ 计算碰撞概率P。
10、根据权利要求9所述的车辆碰撞预警方法，其特征在于所述根据分为 直道、交叉路口和弯道三种情况，计算车辆碰撞将要发生的时间T包括以下步骤：
如果是直道情况，则利用两车距离、速度和加速度来计算车辆碰撞时间T；
如果是交叉路口情况，则利用两车距离、速度和加速度来计算车辆碰撞时 间T；
如果是弯道情况，则利用两车距离、速度、加速度和运动方向来计算车辆 碰撞时间T。
11、实现车辆碰撞预警方法的装置，其特征在于所述装置包括以下组成：
GPS信息采集模块用于采集本车三维位置信息p(x，y，z)和运动方向信息m， 并通过无线收发模块发送给车辆内信息交换模块；
OBD信息采集模块用于采集本车速度信息v，并发送给车辆内信息交换模块；
传感器信息采集模块用于采集本车加速度信息a，并发送给车辆内信息交换 模块；
车辆间信息交换模块用于和周围车辆交换碰撞检测相关信息，包括本车信 息INFO1和周围车辆信息INFO2；本车信息INFO1从本车的车辆内信息交换模块 获得，从周围车辆获取的信息INFO2将被发送至本车的车辆内信息交换模块；
车辆内信息交换模块用于利用车辆内无线局域网在车辆内各模块间中转车 辆信息，包括：收集来自OBD信息采集模块、传感器信息采集模块、GPS信息采 集模块的本车信息INFO1，并将本车信息INFO1通过车辆内无线局域网发送至车 辆间信息交换模块；以及采集来自车辆间信息交换模块的周围车辆信息INFO2； 同时，将INFO1和INFO2发送给碰撞检测模块；此外，还接收来自碰撞检测模 块的报警信息，并发送给车辆碰撞报警模块；
碰撞检测模块用于根据来自车辆内信息交换模块的信息INFO1和INFO2，计 算碰撞概率，如果碰撞概率大于给定阈值，则将报警信息发送给车辆内信息交 换模块；
车辆碰撞报警模块用于在本车和周围车辆可能发生碰撞时，以声音和图像 的方式提示驾驶员。

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