CN104537889A - 一种不同车况下的防撞方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不同车况下的防撞方法和***，属于车辆安全技术领域。所述方法根据车速和对应安全距离进行车况判断，依据不同的车况确定轨迹计算量、轨迹计算周期、信息发送周期；根据轨迹计算量、轨迹计算周期、车辆运行状态，计算车辆轨迹线，周期地广播车辆轨迹线，通过比较通过自身车辆的轨迹线和其它车辆轨迹线进行碰撞检测，一旦检测到碰撞可能发生，则输出预警信号。本发明通过车况判断策略能够实现车辆不同危险等级的区分，能够有针对性对危险车辆进行防撞报警；将轨迹线计算分散到各个车辆，能够降低信息传输量，提高决策预警测速，进而有效预防车辆碰撞的发生，减少交通事故。

Description

一种不同车况下的防撞方法和***

技术领域

本发明涉及计算机及通信领域，特别涉及一种不同车况下的防撞方法和***。

背景技术

我国是一个交通事故频发的国家，交通事故的发生每年都会造成巨大的人身伤亡和财产损失，如何做到交通事故的预测预警和有效预防一直是相关问题研究的一个重点。随着通信和测绘技术的不断发展，一方面，基于现有的北斗卫星导航***，汽车相关信息的精确和实时获取成为了可能，另一方面，随着DSRC即Dedicated Short Range Communications(专用短程通信技术)的逐步成形，车辆之间的信息交互变得更加迅速和便捷。加之在二者基础之上逐步形成的车联网，为汽车防撞、交通事故的预防提供了有效的信息支持。驾驶员可以根据获取的相关车辆信息避免车辆碰撞以及其他事故的发生。

现阶段基于车辆传感网络的发展，已有很多的车辆防撞***、方法或装置被提出。申请号为200410042177.4针对高速公路这一个特殊的场景，实时收集车辆的车速，并与高速公路的速度警戒值进行比较，对超速车辆发出警告。申请号为200810197439.2的专利进利用了车载GPS和传感器模块获取本车的位置、方向、速度和加速度等信息，并将其与周围车辆的信息进行比较，运用碰撞概率的算法，设定碰撞阈值，对车辆的碰撞做出预警和决策。申请号为201110240494.7的专利在原有的汽车位置，速度和方向等交换的基础上，加入了自学习模块，由各传感器采集计算的车辆速度、油门或刹车踏板角速度等参数，代入已经经过“学习”处理的BP神经网络模型确定当前驾驶员的类型，根据驾驶员类型设定预警阈值。申请号为201210349368.X的专利针对能见度低的场景(雨雾天气、沙尘天气等等)，提出一种预警方法和装置，通过车辆间信息通讯，有利于驾驶员在很短的时间内准确做出驾驶判断，节约预警时间，从而提高驾驶的安全系数。

目前车辆之间的安全信息传递还没有形成切实可行的有效机制和规则，亟待优化。信息的传递和获取虽然可以做到快速和准确，但却无法做到及时，有针对性和有效性。首先，车辆安全信息没有危险等级的区分，会导致最容易发生碰撞或安全事故的车辆信息反而不能及时发送到位，延误事故预警。其次，不同的车况下发送和接收车辆信息的频率，内容和方式还不能做到差异化，使得车辆防撞预警没有针对性。最后，通过发送和接收相对车距，车速和方向等信息从而获取对于车辆碰撞和交通事故发生的判定，计算量大而且不够有效，不能以最快的速度为驾驶员提供最有效的做出正确决策所需的信息。基于以上三点，现有的车辆防撞方法或装置尚不能做到对汽车防撞和交通事故的预防做到真正及时，有针对性和有效性的辅助和支持。

发明内容

为做到车辆信息的及时性和有针对性，解决安全信息等级区分(即发送信息优先级区分)和发送安全信息差异化的问题，本发明提出的防撞方法采用根据车速和对应安全距离进行车况判断，对于不同车速行驶的车辆采用不同的发送信息频率，和与之对应的发送信息内容。

为解决减小信息吞吐量和计算量，提高计算效率的问题，本发明提出的防撞方法采用单个车辆根据自身的速度，位置和方向计算运动轨迹，并在车辆之间传输运动轨迹进行比对的方式来进行碰撞检测。基于此，可做到发送信息量减少的前提下，提高碰撞检测的有效性和准确性。

具体地，本发明实施例提供了一种不同车况下的防撞方法和***。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种不同车况下的防撞方法，所述方法包括：

S1，根据车速和对应安全距离进行车况判断，依据不同的车况确定轨迹计算量、轨迹计算周期、信息发送周期；

S2，根据中确定的所述轨迹计算量和所述轨迹计算周期，结合车辆运行状态，计算车辆轨迹点数据，形成车辆轨迹线，并按照确定的所述信息发送周期向其他车辆周期性地广播形成的所述车辆轨迹线；

S3，通过比较通过自身车辆的轨迹计算得到自身车辆轨迹线和接收到的其它车辆轨迹线进行碰撞检测，一旦检测到碰撞可能发生，则输出预警信号，以便车辆下一步采取应急措施。

优选地，方法还包括步骤：在车辆上安装北斗模块、传感器模块、支持802.11p无线通信协议的DSRC OBU模块以及微处理器MCU模块；其中，北斗模块用于接收车辆位置信息和北斗授时信息；传感器模块用于实时获取车辆的加速度和速度信息；OBU模块用于实现移动车辆之间的通信链路建立和双向可靠数据传输；MCU模块用于车辆***时间校准、车辆运行轨迹计算、运行轨迹碰撞检测和预警信号输出。

优选地，步骤S2包括：

S21：轨迹计算周期到达，开始进行轨迹计算；

S22：设定t初始值为1，从车辆中的传感器模块获取车辆的速度V、加速度A，计算得到轨迹长度S；

S23：将当前轨迹长度S换算成位置点，将时间t换算成时间点；作为轨迹点信息存入消息；

S24：判断轨迹长度S是否大于等于当前车速下的标准轨迹长度，是，则进入S24-B，否，则进入S24-A；

S24-A：t++，回到S22；

S24-B：完成轨迹计算，形成车辆轨迹线，并将车辆轨迹线存入消息，发送消息；

S25：重新获取速度，并根据当前速度决定定时器时长，开启计算周期定时器。

优选地，步骤S3包括：

S31：从收集到的轨迹数据队列中取出目标轨迹数据；

S32：从轨迹数据中根据自身轨迹数据中的一个轨迹点搜索出相近时间点；

S33：判断是否存在相近时间点，若存在，进入S34，否则进入S36。

S34：从轨迹点数据中取出相应的位置点，与自身轨迹数据的位置点比较，并结合轨迹数据的车辆尺寸和自身车辆的尺寸进行比较，判断是否产生碰撞，

S35：一旦检测到可能产生碰撞，则进入预警***产生预警，否则，进入S36。

S36：判断是否完成所有自身轨迹点的碰撞检测，是则进入S36-A，否则进入S36-B，

S36-A：将目标车辆的轨迹点数据移出队列，并从队列中获取下一个到达的车辆轨迹数据，进入S31；

S36-B：移动到下一个自身轨迹点的数据，进入S32。

优选地，当车辆运行方向为同向时，步骤S34中判断是否产生碰撞的具体步骤为：

S341：计算自身位置Loc_Self与目标车辆位置Loc_Other的位移D；

S342：计算自身运行方向与D的夹角，并获得位移D在自身运动方向以及与自身运动方向垂直的方向上的投影分量DL和DW；

S343：当自身轨迹点对应时间点较小时，将DL与目标车辆长度L_Other+Ldelta比较，否则将DL与自身长度L_Self+Ldelta比较，如果DL小，则有碰撞，否则长度方向无碰撞，Ldelta表示变动量，根据不同的车型有不同的变动量,主要是OBU安装位置的不同；

S344：将DW与自身车宽W_Self/2+目标车宽W_Other/2+Wdelta进行比较，如果DW小，则有碰撞，否则宽度方向无碰撞，Wdelta表示变动量，根据不同的车型有不同的变动量,主要是OBU安装位置的不同；

S345：如果长度宽度方向都产生了碰撞，则说明可能发生碰撞，否则不会发生碰撞，当前轨迹点的碰撞检测完毕。

另一方面，提供了一种不同车况下的防撞***，所述***包括：

车况判断模块，用于根据车速和对应安全距离进行车况判断，依据不同的车况确定轨迹计算量、轨迹计算周期、信息发送周期；

轨迹计算模块，用于根据车况判断模块中确定的所述轨迹计算量和所述轨迹计算周期，结合车辆运行状态，计算车辆轨迹点数据，形成车辆轨迹线，并按照车况判断模块中确定的所述信息发送周期向其他车辆周期性地广播形成的所述车辆轨迹线；

碰撞检测模块，用于通过比较通过自身车辆的轨迹计算得到自身车辆轨迹线和接收到的其它车辆轨迹线进行碰撞检测，一旦检测到碰撞可能发生，则输出预警信号，以便车辆下一步采取应急措施。

优选地，***还包括安装模块，用于在车辆上安装北斗模块、传感器模块、支持802.11p无线通信协议的DSRC OBU模块以及微处理器MCU模块；其中，北斗模块用于接收车辆位置信息和北斗授时信息；传感器模块用于实时获取车辆的加速度和速度信息；OBU模块用于实现移动车辆之间的通信链路建立和双向可靠数据传输；MCU模块用于车辆***时间校准、车辆运行轨迹计算、运行轨迹碰撞检测和预警信号输出。

优选地，所述轨迹计算模块包括：

用于轨迹计算周期到达，开始进行轨迹计算的子模块；

用于设定t初始值为1，从车辆中的传感器模块获取车辆的速度V、加速度A，计算得到轨迹长度S的子模块；

用于将当前轨迹长度S换算成位置点，将时间t换算成时间点；作为轨迹点信息存入消息的子模块；

用于判断轨迹长度S是否大于等于当前车速下的标准轨迹长度的子模块，判断为是，则进入子模块B，否，则进入子模块A；

子模块A：用于使t++，并回到计算轨迹长度S的子模块；

子模块B：完成轨迹计算，形成车辆轨迹线，并将车辆轨迹线存入消息，发送消息；

用于重新获取速度，并根据当前速度决定定时器时长，开启计算周期定时器的子模块。

优选地，所述碰撞检测模块包括：

用于从收集到的轨迹数据队列中取出目标轨迹数据的子模块；

用于从轨迹数据中根据自身轨迹数据中的一个轨迹点搜索出相近时间点的子模块；

用于判断是否存在相近时间点的子模块，若存在，进入用于从轨迹点数据中取出相应的位置点，与自身轨迹数据的位置点比较，并结合轨迹数据的车辆尺寸和自身车辆的尺寸进行比较，判断是否产生碰撞的子模块，否则进入用于判断是否完成所有自身轨迹点的碰撞检测的子模块，

用于从轨迹点数据中取出相应的位置点，与自身轨迹数据的位置点比较，并结合轨迹数据的车辆尺寸和自身车辆的尺寸进行比较，判断是否产生碰撞的子模块，

用于一旦检测到可能产生碰撞，进入相关处理的子模块，若检测到可能产生碰撞，则进入预警***产生预警，否则，进入用于判断是否完成所有自身轨迹点的碰撞检测的子模块；

用于判断是否完成所有自身轨迹点的碰撞检测的子模块，是则进入的子模块A，否则进入子模块B，

子模块A，用于将目标车辆的轨迹点数据移出队列，并从队列中获取下一个到达的车辆轨迹数据，进入用于从收集到的轨迹数据队列中取出目标轨迹数据的子模块；

子模块B，用于移动到下一个自身轨迹点的数据，进入用于从轨迹数据中根据自身轨迹数据中的一个轨迹点搜索出相近时间点的子模块。

优选地，当车辆运行方向为同向时，***还包括用于从轨迹点数据中取出相应的位置点，与自身轨迹数据的位置点比较，并结合轨迹数据的车辆尺寸和自身车辆的尺寸进行比较，判断是否产生碰撞的子模块具体包括为：

用于计算自身位置Loc_Self与目标车辆位置Loc_Other的位移D的子模块；

用于计算自身运行方向与D的夹角，并获得位移D在自身运动方向以及与自身运动方向垂直的方向上的投影分量DL和DW的子模块；

用于当自身轨迹点对应时间点较小时，将DL与目标车辆长度L_Other+Ldelta比较，否则将DL与自身长度L_Self+Ldelta比较的子模块，如果DL小，则有碰撞，否则长度方向无碰撞，Ldelta表示变动量，根据不同的车型有不同的变动量,主要是OBU安装位置的不同；

用于将DW与自身车宽W_Self/2+目标车宽W_Other/2+Wdelta进行比较的子模块，如果DW小，则有碰撞，否则宽度方向无碰撞，Wdelta表示变动量，根据不同的车型有不同的变动量,主要是OBU安装位置的不同；

用于判断是否可能发生碰撞的子模块，如果长度宽度方向都产生了碰撞，则说明可能发生碰撞，否则不会发生碰撞，当前轨迹点的碰撞检测完毕。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

与现有的车辆防撞技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过车况判断策略使车辆按不同危险等级以不同发送频率向外广播车辆运行轨迹信息，达到危险车辆信息优先处理及时防撞报警的目的。

2、针对车辆危险等级设置差异化的车辆运行轨迹广播信息，车辆危险等级越高其广播的运行轨迹越长，能为车辆碰撞检测提供更多裁决信息，到达有针对性对危险车辆进行防撞报警的目的。

3、采用设计的车辆运行轨迹进行碰撞检测具有计算量小、信息有效的优点，能以最快的速度做出碰撞决策预警。

综上所述，本发明技术方案能够有效预防车辆碰撞的发生，减少交通事故。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的行驶车辆轨迹的示意图。

图2是本发明实施例一提供的超车车辆轨迹的示意图。

图3是本发明实施例一提供的弯道车辆轨迹的示意图。

图4是本发明实施例二提供的防撞***结构示意图。

图5是本发明实施例三提供的安全车距要求标准示意图。

图6是本发明实施例四提供的轨迹计算方法的流程示意图。

图7是本发明实施例五提供的碰撞检测方法的流程示意图。

图8是本发明实施例五提供的判断碰撞方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明的实施例需要在车辆上安装北斗模块、传感器模块、支持802.11p无线通信协议的DSRC OBU模块以及微处理器MCU模块；

其中，北斗模块用于接收车辆位置信息和北斗授时信息；

传感器模块用于实时获取车辆的加速度和速度信息；

OBU模块用于实现移动车辆之间的通信链路建立和双向可靠数据传输；

MCU模块用于车辆***时间校准、车辆运行轨迹计算、运行轨迹碰撞检测和预警信号输出。

本领域技术人员可以知晓，北斗模块用于提供位置和授时信息，可以使用GPS***模块，伽利略***模块，或者格洛纳斯***模块来替代。传感器模块只要能够满足速度以及加速度的提供即可，不限定模块型号以及实现方式。

本发明的实施例提供了一种防撞方法，车辆在行驶过程中根据车况周期性向周围车辆广播其运行轨迹信息同时接收其它车辆的运行轨迹信息，通过比较自身运行轨迹和其它车辆运行轨迹进行碰撞检测，一旦检测到碰撞可能发生，则输出预警信号，以便车辆下一步采取应急措施。

图1-3为目前几种常见的车辆轨迹的示意图。其中，图1显示停止的车辆、低速行驶的车辆、高速行驶的车辆的轨迹，分别参见图中的长度不同的断续线。从图中可见，低速行驶的车辆的轨迹与停止的车辆可能相交，即有可能发生碰撞。图2显示车辆超车情况下车辆的轨迹线，从图中可见，由于超车使用反向车道，超车车辆的轨迹线在超车时会与反向车道行驶车辆的轨迹有一段重叠，即有可能发生碰撞。图3显示在弯道两车相遇的情况下车辆的轨迹线，从图中可见，在弯道处，轨迹线发生交叉，即有可能发生碰撞。

因此，本发明从车辆的轨迹线出发，结合时间、车辆外形等因素，进行碰撞的判断计算。

实施例二

本发明的实施例还提供了一种防撞***，参见附图4。***涉及到一个或多个车辆，在每个车辆中均包括车况判断模块，轨迹计算模块和碰撞检测模块。车况判断模块用于判断自身车辆的当前状况，并据此决定自身车辆的轨迹计算量，以及轨迹计算周期。轨迹计算模块用于将速度、加速度、位置、时间点等车辆运行状态信息精简提炼成轨迹点数据，并将轨迹数据进行广播。碰撞检测模块用于接收其他车辆广播的轨迹数据，结合自身的轨迹数据进行碰撞检测的计算。

在优选的实施例中，车况判断模块，轨迹计算模块和碰撞检测模块可分别采用实施例三-五中的任一方法或其组合来实现。

进一步，防撞***还可包括预警子***，用于在碰撞检测模块计算将可能发生碰撞的情况下，输出预警信号，向用户提供预警，以便车辆下一步采取应急措施。预警可以采用声光、信息显示等方式。

实施例三

本发明实施例提供了一种车况判断方法，车况具体包括安全车距要求和当前车速等。本实施例的方法中，根据已有的安全车距要求(如附图5所示的高速公路安全视距临界值)以及当前车速进行判断，由此来决定自身车辆的轨迹计算量，以及轨迹计算周期。本方法的实现能够以更少的网络吞吐量完成更多的事故预警处理。

为了符合安全车距的要求，本发明对于各种车速的下的轨迹计算量以及信息发送周期定义如下：

表1不同车速下的轨迹计算标准

车速(km/h)	轨迹长度(m)	计算周期(ms)
			x>＝120	300	100
120>x>100	234	200
			100>x>80	174	300
80>x>60	122	500
			40<X<60	79	1000
X<40	50	2000

实施例四

本发明实施例提供了一种轨迹计算方法。轨迹计算在本车辆的MCU端进行，是为了将速度，加速度，位置，时间点等信息精简提炼成轨迹点数据，在不超过网络吞吐量的前提下，简化其他车辆碰撞检测的计算。

轨迹计算公式为：S＝Vt+1/2At×t---------------公式(1)

其中t表示时间，以秒(s)为单位。A表示加速度，由车上传感器模块提供，V表示当前速度，由车上传感器模块提供。S表示轨迹长度。

图6为本实施例中轨迹计算方法的流程示意图。轨迹计算方法包括如下步骤：

S1：轨迹计算周期到达，开始进行轨迹计算。判定轨迹计算周期到达的方式具体为：计算周期定时器超时。该轨迹计算周期可采用前述车况判断方法中设定的计算周期。

S2：开始计算轨迹长度S。在该步骤中，设定t初始值为1，从车辆中的传感器模块获取车辆的速度V、加速度A，根据公式(1)计算得到轨迹长度S。

S3：将当前轨迹长度S换算成位置点，将时间t换算成时间点，换算需要的参数都由北斗模块提供，其中包括授时(时间点对齐)，位移转换(基准位置点以及方向)，作为轨迹点信息存入消息中。

S4：判断轨迹长度S是否大于等于当前车速下的标准轨迹长度，是，则进入S4-B，否，则进入S4-A.

S4-A：t++，回到S2.

S4-B：完成轨迹计算，形成车辆轨迹线，并将车辆轨迹线通过消息进行发送。

S5：重新获取速度，并根据当前速度决定定时器时长，开启计算周期定时器，定时器时长标准见表1。

消息的发送和接收在OBU终端之间进行，并采用802.11p协议，本发明实施例针对消息内容进行定义，消息内容也是为碰撞检测和轨道计算服务的：

具体定义方式为：本车辆在当前速度，加速度，方向下，每s的位置点坐标，其坐标相对于当前的坐标位移大于或等于轨迹长度。以数组的方式提供。

同时还需要提供本车辆的尺寸，以方便碰撞检测。

表2消息结构表

轨迹计算中轨迹长度的确定方式，本实施例中使用的是安全车距和车速，然而实际上还可以使用类似老司机口中的三秒可视距离规则来制定，按照时间长度来定义轨迹长度，不依据车速，只用时间点来计算，比如固定计算从当前时间点开始后三秒到五秒的轨迹点，并发送出去，来达到同样的效果。

轨迹计算部分的轨迹点，在本专利中定义为1s计算一个，然后随着硬件性能的提升，可以定义为毫秒级别。轨迹计算周期亦然，在硬件性能有限的情况下，也可以适当降低发送频率，但是大于100km的高速情况下，不能以秒级计算。

实施例五

本发明实施例提供了一种碰撞检测方法。其他车辆上的OBU终端，在接收到轨迹消息后，将发送给MCU模块并准备开始进行碰撞检测。其中碰撞检测的优先级要低于轨迹计算的优先级。

图7为本实施例中碰撞检测方法的流程示意图。碰撞检测方法包括如下步骤：

根据自己当前计算出来的轨迹，并结合接收的轨迹进行比对，确认是否会产生碰撞。按照相近时间或者相近位置的方式来比对，具体步骤如下：

S1：从收集到的轨迹数据队列中取出目标轨迹数据。初始值为第一个到达的车辆轨迹数据。

S2：从轨迹数据中根据自身轨迹数据中的一个轨迹点搜索出相近时间点，单位是毫秒(ms)，时间差为±500毫秒(ms)。初始值取第一个轨迹点。

S3：判断是否存在相近时间点。若存在，进入S4，否则进入S6。

S4：从轨迹点数据中取出相应的位置点，与自身轨迹数据的位置点比较，并结合轨迹数据的车辆尺寸和自身车辆的尺寸进行比较，判断是否产生碰撞。

S5：一旦检测到可能产生碰撞，则进入预警***产生预警。否则，进入S6。

S6：判断是否完成所有自身轨迹点的碰撞检测，是则进入S6-A，否则进入S6-B。

A.将目标车辆的轨迹点数据移出队列，并从队列中获取下一个到达的车辆轨迹数据，进入S1.

B.移动到下一个自身轨迹点的数据，进入S2.

注：如果中途一旦达到轨迹计算的周期时长要求则中断碰撞检测，开始轨迹计算，并且在轨迹计算完成后，以新的自身轨迹点数据为标准，与目前队列中的目标车辆轨迹点数据进行比对。

在优选的实施例中，碰撞检测方法的步骤S4中判断是否产生碰撞的方法如下。图8，仅以同向作为例子示意判断过程。

假设,首先假设OBU设备都安装在车辆头部中间部分,具体安装位置可以更改，使用WDelta和LDelta来调整计算误差。方法具体包括以下步骤：

S41：计算Loc_Self(自身位置)与Loc_Other(目标车辆位置)的位移D。

S42：计算自身运行方向与D的夹角，并获得位移D在自身运动方向以及与自身运动方向垂直的方向上的投影分量DL和DW。

S43：当自身轨迹点对应时间点较小时，将DL与L_Other(目标车辆长度)+Ldelta比较，否则将DL与L_Self(自身长度)+Ldelta比较，如果DL小，则有碰撞，否则长度方向无碰撞。Ldelta表示变动量，根据不同的车型有不同的变动量,主要是OBU安装位置的不同。

S44：将DW与W_Self(自身车宽)/2+W_Other(目标车宽)/2+Wdelta进行比较，如果DW小，则有碰撞，否则宽度方向无碰撞。Wdelta表示变动量，根据不同的车型有不同的变动量,主要是OBU安装位置的不同。

S45：如果长度宽度方向都产生了碰撞，则说明可能发生碰撞，否则不会发生碰撞，当前轨迹点的碰撞检测完毕。

本发明的车辆轨迹碰撞检测方法，相比较其他采用车辆的位置、方向等信息的判定法，计算简单，易于优化，在不影响判定精度的前提下，大大提高了判定效率，降低了对硬件性能的要求，可研发更低成本的设备。

本发明以车辆运行时的位置、速度、方向、加速度计算运行轨迹，采用的轨迹点计算，逻辑简单，可采用模块化方法及硬件逻辑独立实现，大大提高了计算效率。

本发明采用轨迹点为碰撞检测的信息交互数据的策略。与传统的将车辆的位置、速度等基础数据通信的方式相比，将碰撞检测的大量计算均衡分布在各个车辆的计算设备中，可令各车碰撞检测的计算量大大降低，消除了计算冗余，在满足可靠性的同时，降低了硬件的成本。

本发明中针对不同车况进行轨迹计算及数据通信。通过采用不同车速的计算周期不同，降低了低速车辆的计算量、通信频率、通信数据量，使高速车辆的轨迹信息能及时有效的传播给其他车辆，保证了检测的高速、高精度、高可靠性，降低了总体的计算负荷量。

需要说明的是：上述实施例提供的防撞***在进行车辆防撞计算时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将***的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的车辆防撞***和车辆防撞方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种不同车况下的防撞方法，其特征在于，方法包括以下步骤：

S1，根据车速和对应安全距离进行车况判断，依据不同的车况确定轨迹计算量、轨迹计算周期、信息发送周期；

S2，根据确定的所述轨迹计算量和所述轨迹计算周期，结合车辆运行状态，计算车辆轨迹点数据，形成车辆轨迹线，并按照确定的所述信息发送周期向其他车辆周期性地广播形成的所述车辆轨迹线；

S3，通过比较通过自身车辆的轨迹计算得到自身车辆轨迹线和接收到的其它车辆轨迹线进行碰撞检测，一旦检测到碰撞可能发生，则输出预警信号，以便车辆下一步采取应急措施。

2.如权利要求1所述的防撞方法，其特征在于，方法还包括步骤：在车辆上安装北斗模块、传感器模块、支持802.11p无线通信协议的DSRC OBU模块以及微处理器MCU模块；其中，北斗模块用于接收车辆位置信息和北斗授时信息；传感器模块用于实时获取车辆的加速度和速度信息；OBU模块用于实现移动车辆之间的通信链路建立和双向可靠数据传输；MCU模块用于车辆***时间校准、车辆运行轨迹计算、运行轨迹碰撞检测和预警信号输出。

3.如权利要求1所述的防撞方法，其特征在于，步骤S2包括：

S21：轨迹计算周期到达，开始进行轨迹计算；

S22：设定t初始值为1，从车辆中的传感器模块获取车辆的速度V、加速度A，计算得到轨迹长度S；

S23：将当前轨迹长度S换算成位置点，将时间t换算成时间点；作为轨迹点信息存入消息；

S24：判断轨迹长度S是否大于等于当前车速下的标准轨迹长度，是，则进入S24-B，否，则进入S24-A；

S24-A：t++，回到S22；

S24-B：完成轨迹计算，形成车辆轨迹线，并将车辆轨迹线存入消息，发送消息；

S25：重新获取速度，并根据当前速度决定定时器时长，开启计算周期定时器。

4.如权利要求1所述的防撞方法，其特征在于，步骤S3包括：

S31：从收集到的轨迹数据队列中取出目标轨迹数据；

S32：从轨迹数据中根据自身轨迹数据中的一个轨迹点搜索出相近时间点；

S33：判断是否存在相近时间点，若存在，进入S34，否则进入S36。

S34：从轨迹点数据中取出相应的位置点，与自身轨迹数据的位置点比较，并结合轨迹数据的车辆尺寸和自身车辆的尺寸进行比较，判断是否产生碰撞，

S35：一旦检测到可能产生碰撞，则进入预警***产生预警，否则，进入S36。

S36：判断是否完成所有自身轨迹点的碰撞检测，是则进入S36-A，否则进入S36-B，

S36-A：将目标车辆的轨迹点数据移出队列，并从队列中获取下一个到达的车辆轨迹数据，进入S31；

S36-B：移动到下一个自身轨迹点的数据，进入S32。

5.如权利要求4所述的防撞方法，其特征在于，当车辆运行方向为同向时，步骤S34中判断是否产生碰撞的具体步骤为：

S341：计算自身位置Loc_Self与目标车辆位置Loc_Other的位移D；

S342：计算自身运行方向与D的夹角，并获得位移D在自身运动方向以及与自身运动方向垂直的方向上的投影分量DL和DW；

S343：当自身轨迹点对应时间点较小时，将DL与目标车辆长度L_Other+Ldelta比较，否则将DL与自身长度L_Self+Ldelta比较，如果DL小，则有碰撞，否则长度方向无碰撞，Ldelta表示变动量，根据不同的车型有不同的变动量,主要是OBU安装位置的不同；

S344：将DW与自身车宽W_Self/2+目标车宽W_Other/2+Wdelta进行比较，如果DW小，则有碰撞，否则宽度方向无碰撞，Wdelta表示变动量，根据不同的车型有不同的变动量，主要是OBU安装位置的不同；

S345：如果长度宽度方向都产生了碰撞，则说明可能发生碰撞，否则不会发生碰撞，当前轨迹点的碰撞检测完毕。

6.一种不同车况下的防撞***，其特征在于，***包括以下模块：

车况判断模块，用于根据车速和对应安全距离进行车况判断，依据不同的车况确定轨迹计算量、轨迹计算周期、信息发送周期；

轨迹计算模块，用于根据车况判断模块中确定的所述轨迹计算量和所述轨迹计算周期，结合车辆运行状态，计算车辆轨迹点数据，形成车辆轨迹线，并按照车况判断模块中确定的所述信息发送周期向其他车辆周期性地广播形成的所述车辆轨迹线；

碰撞检测模块，用于通过比较通过自身车辆的轨迹计算得到自身车辆轨迹线和接收到的其它车辆轨迹线进行碰撞检测，一旦检测到碰撞可能发生，则输出预警信号，以便车辆下一步采取应急措施。

7.如权利要求6所述的防撞***，其特征在于，***还包括安装模块，用于在车辆上安装北斗模块、传感器模块、支持802.11p无线通信协议的DSRC OBU模块以及微处理器MCU模块；其中，北斗模块用于接收车辆位置信息和北斗授时信息；传感器模块用于实时获取车辆的加速度和速度信息；OBU模块用于实现移动车辆之间的通信链路建立和双向可靠数据传输；MCU模块用于车辆***时间校准、车辆运行轨迹计算、运行轨迹碰撞检测和预警信号输出。

8.如权利要求7所述的防撞***，其特征在于，所述轨迹计算模块包括：

用于轨迹计算周期到达，开始进行轨迹计算的子模块；

用于设定t初始值为1，从车辆中的传感器模块获取车辆的速度V、加速度A，计算得到轨迹长度S的子模块；

用于将当前轨迹长度S换算成位置点，将时间t换算成时间点；作为轨迹点信息存入消息的子模块；

用于判断轨迹长度S是否大于等于当前车速下的标准轨迹长度的子模块，判断为是，则进入子模块B，否，则进入子模块A；

子模块A：用于使t++，并回到计算轨迹长度S的子模块；

子模块B：完成轨迹计算，形成车辆轨迹线，并将车辆轨迹线存入消息，发送消息；

用于重新获取速度，并根据当前速度决定定时器时长，开启计算周期定时器的子模块。

9.如权利要求6所述的防撞***，其特征在于，所述碰撞检测模块包括：

用于从收集到的轨迹数据队列中取出目标轨迹数据的子模块；

用于从轨迹数据中根据自身轨迹数据中的一个轨迹点搜索出相近时间点的子模块；

用于判断是否存在相近时间点的子模块，若存在，进入用于从轨迹点数据中取出相应的位置点，与自身轨迹数据的位置点比较，并结合轨迹数据的车辆尺寸和自身车辆的尺寸进行比较，判断是否产生碰撞的子模块，否则进入用于判断是否完成所有自身轨迹点的碰撞检测的子模块，

用于从轨迹点数据中取出相应的位置点，与自身轨迹数据的位置点比较，并结合轨迹数据的车辆尺寸和自身车辆的尺寸进行比较，判断是否产生碰撞的子模块，

用于一旦检测到可能产生碰撞，进入相关处理的子模块，若检测到可能产生碰撞，则进入预警***产生预警，否则，进入用于判断是否完成所有自身轨迹点的碰撞检测的子模块；

用于判断是否完成所有自身轨迹点的碰撞检测的子模块，是则进入的子模块A，否则进入子模块B，

子模块A，用于将目标车辆的轨迹点数据移出队列，并从队列中获取下一个到达的车辆轨迹数据，进入用于从收集到的轨迹数据队列中取出目标轨迹数据的子模块；

子模块B，用于移动到下一个自身轨迹点的数据，进入用于从轨迹数据中根据自身轨迹数据中的一个轨迹点搜索出相近时间点的子模块。

10.如权利要求9所述的防撞***，其特征在于，当车辆运行方向为同向时，***还包括用于从轨迹点数据中取出相应的位置点，与自身轨迹数据的位置点比较，并结合轨迹数据的车辆尺寸和自身车辆的尺寸进行比较，判断是否产生碰撞的子模块具体包括为：

用于计算自身位置Loc_Self与目标车辆位置Loc_Other的位移D的子模块；

用于计算自身运行方向与D的夹角，并获得位移D在自身运动方向以及与自身运动方向垂直的方向上的投影分量DL和DW的子模块；

用于当自身轨迹点对应时间点较小时，将DL与目标车辆长度L_Other+Ldelta比较，否则将DL与自身长度L_Self+Ldelta比较的子模块，如果DL小，则有碰撞，否则长度方向无碰撞，Ldelta表示变动量，根据不同的车型有不同的变动量,主要是OBU安装位置的不同；

用于将DW与自身车宽W_Self/2+目标车宽W_Other/2+Wdelta进行比较的子模块，如果DW小，则有碰撞，否则宽度方向无碰撞，Wdelta表示变动量，根据不同的车型有不同的变动量,主要是OBU安装位置的不同；

用于判断是否可能发生碰撞的子模块，如果长度宽度方向都产生了碰撞，则说明可能发生碰撞，否则不会发生碰撞，当前轨迹点的碰撞检测完毕。