CN113624246A - 车辆位置补正装置及车辆位置补正方法 - Google Patents

车辆位置补正装置及车辆位置补正方法 Download PDF

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Abstract

一种车辆位置补正装置及车辆位置补正方法，装设于自车，利用从他车以规定的广播周期发出的BSM数据对他车的理论位置进行计算，包括：数据存储部，其接收各他车发出的BSM数据，将BSM数据存储于列表，并更新BSM数据；数据遍历部，其在收到应用场景的计算请求时，遍历到BSM数据；时间差计算部，其提取BSM数据中包含的他车的时间信息并计算与指定时间的时间差；补正条件判断部，其对位置补正条件是否成立进行判断；以及计算部，其在位置补正条件成立的情况下，计算出指定时间的他车的理论位置。能根据BSM数据丢包前的他车数据预测出指定时间的他车的理论位置，从而能提高应用场景的计算精度，准确地进行报警或者预警。

Description

车辆位置补正装置及车辆位置补正方法
技术领域
本发明涉及车辆位置补正装置及车辆位置补正方法，尤其涉及一种基于LTE-V2X的BSM车辆位置补正装置及其方法。
背景技术
随着智能驾驶的不断发展，对车联网的安全性和稳定性都提出了更高的要求。车联网技术中，普遍使用一种被称为LTE-V2X(Long Term Evolution Vehicle toEverything：基于长期演进***的车用无线通信)的***。在LTE-V2X***使用过程中，广泛使用一种称为BSM数据(Basic Safety Message：基本安全消息)的应用层消息。
上述BSM数据是用来在车辆之间交换安全状态的数据。该数据一般会周期性地进行广播，用于将自身的状态信息告知周围车辆，支持一系列协同安全应用。具体而言，每辆车通过安装的全球定位***(GPS)获知自己的位置信息、速度信息和航向信息(车辆行驶的方向)等。然后，通过广播自己的BSM数据向周围其他车辆共享时间信息、位置信息、车速信息以及航向信息等以供其他车辆计算各类场景时使用。
由于信道资源有限，BSM数据包的广播周期最快为100毫秒。并且，由于无线传输易被干扰的特性，数据的实时性难以保证。例如，BSM数据包在空中传输过程中容易丢失，从而使自车无法接收到他车最新的位置信息。
由于在很多V2X场景的计算中需要使用他车位置信息来判断是否需要触发报警，因此如果使用旧的BSM数据中的他车位置进行计算会产生误差，导致计算结果难以适用于具有高精度要求的场景。
发明内容
本发明是为解决上述现有的技术问题而作出的，其目的在于提供一种车辆位置补正装置及车辆位置补正方法，尤其是提供一种基于LTE-V2X的BSM车辆位置补正装置及其方法，能根据BSM数据丢包前的他车数据准确预测出指定时间的他车的理论位置，从而能提高应用场景的计算精度，准确地进行报警或者预警。
本发明的一方式中，一种车辆位置补正装置20装设于自车，利用从周围的他车以规定的广播周期发出的BSM数据对他车的理论位置进行计算，包括：数据存储部201，该数据存储部接收各所述他车发出的所述BSM数据，将接收到的所述BSM数据存储于列表，并更新所述BSM数据；数据遍历部202，该数据遍历部在收到应用场景的计算请求时，遍历到所述数据存储部中的所述BSM数据；时间差计算部203，该时间差计算部提取所述数据遍历部遍历到的所述BSM数据中包含的所述他车的时间信息并计算该时间信息与指定时间的时间差；补正条件判断部204、205、206、207、208，所述补正条件判断部对位置补正条件是否成立进行判断；以及计算部209，该计算部在所述补正条件判断部判断为位置补正条件成立的情况下，根据所述数据遍历部遍历到的所述BSM数据中包含的所述他车的位置信息、速度信息、航向加速度信息、航向信息以及所述时间差计算部计算到的所述时间差，计算出所述指定时间的所述他车的理论位置。
根据所述车辆位置补正装置，能在位置补正条件成立的情况下，根据所述数据遍历部遍历到的所述BSM数据中包含的所述他车的位置信息、速度信息、航向加速度信息、航向信息以及所述时间差计算部计算到的所述时间差，计算出所述指定时间的所述他车的理论位置。能根据BSM数据丢包前的他车数据准确预测出指定时间的他车的理论位置。这样，能提高应用场景的计算精度，进行准确的报警及预警。
较为理想的是，所述补正条件判断部包括时间差判断部204，所述时间差判断部对所述时间差计算部计算到的所述时间差是否大于第二阈值进行判断，在所述时间差为所述第二阈值以下的情况下，所述补正条件判断部判断为所述位置补正条件成立。
根据所述车辆位置补正装置，在他车的时间信息与指定时间(例如自车的当前时刻或者未来某一时刻，如当前时刻+500毫秒)的时间差为第二阈值以下，能根据BSM数据丢包前的他车的数据计算出他车的指定时间的理论位置，这样可以避免使用过于老旧的BSM数据进行计算，可以提高计算的精确性。
较为理想的是，所述时间差判断部204对所述时间差计算部计算到的所述时间差是否小于第一阈值进行判断，在所述时间差为所述第一阈值以上且所述第二阈值以下的情况下，所述补正条件判断部判断为所述位置补正条件成立。
根据所述车辆位置补正装置，在所述时间差为所述第一阈值以上且所述第二阈值以下的情况下，所述补正条件判断部判断为所述位置补正条件成立，所述计算部开始计算所述指定时间的所述他车的理论位置。这样，避免了在BSM数据没有发生丢包或者BSM数据丢包不严重的情况下进行不必要的计算，可以节约计算资源。
较为理想的是，所述补正条件判断部还包括速度判断部(205)，所述速度判断部提取所述数据遍历部遍历到的所述BSM数据中包含的他车的速度信息，对所述他车的速度信息是否小于第三阈值进行判断，在所述他车的速度信息为所述第三阈值以上的情况下，所述补正条件判断部判断为所述位置补正条件成立。
根据所述车辆位置补正装置，在所述他车的速度信息为所述第三阈值以上的情况下，所述补正条件判断部判断为所述位置补正条件成立，所述计算部开始计算所述指定时间的所述他车的理论位置。这样，在他车的速度过小、进行位置补正的必要性不高的情况下，可以不进行计算，从而能够实现计算资源的节约。
较为理想的是，所述补正条件判断部还包括：距离计算部206，所述距离计算部提取所述数据遍历部遍历到的所述BSM数据中包含的所述他车的位置信息并计算与自车位置的距离；以及距离判断部207，所述距离判断部对所述距离是否大于第四阈值进行判断，在所述距离为所述第四阈值以下的情况下，所述补正条件判断部判断为所述位置补正条件成立。
根据所述车辆位置补正装置，在所述距离为所述第四阈值以下的情况下，所述补正条件判断部判断为所述位置补正条件成立，所述计算部开始计算所述指定时间的所述他车的理论位置。这样，在距离过大、进行位置补正的必要性不高的情况下，可以不进行计算，从而能够实现计算资源的节约。
较为理想的是，所述补正条件判断部还包括远离判断部208，该远离判断部提取所述数据遍历部遍历到的所述BSM数据中包含的他车的航向信息以及位置信息并提取自车的航向信息以及位置信息后，对自车与他车是否相互远离进行判断，在所述远离判断部判断为自车与他车没有相互远离的情况下，所述补正条件判断部判断为所述位置补正条件成立。
根据所述车辆位置补正装置，在判断为自车与他车没有相互远离的情况下，所述补正条件判断部判断为所述位置补正条件成立，所述计算部开始计算所述指定时间的所述他车的理论位置。这样，在他车与自车相互远离、进行位置补正的必要性不高的情况下，可以不进行计算，从而能够实现计算资源的节约。
较为理想的是，所述计算部用计算出的所述他车的理论位置替换所述数据存储部的列表中的BSM数据包含的所述他车的位置信息。
根据所述车辆位置补正装置，每次计算出他车的理论位置之后，自车都会用理论位置替换列表中的BSM数据包含的位置信息，以供场景计算部使用。这样，能提高应用场景的计算精度，准确地进行报警或者预警。
本发明的第二方式中，一种车辆位置补正方法是装设于自车的车辆位置补正装置执行的方法，利用从周围的他车以规定的广播周期发出的BSM数据对他车的理论位置进行计算，包括：数据存储步骤S1，在该数据存储步骤中，接收各所述他车发出的所述BSM数据，将接收到的所述BSM数据存储于列表，并更新所述BSM数据；数据遍历步骤S3，在收到应用场景的计算请求时，在该数据遍历步骤中，遍历到在所述数据存储步骤中存储的所述BSM数据；时间差计算步骤S4，在该时间差计算步骤中，提取在所述数据遍历步骤遍历到的所述BSM数据中包含的所述他车的时间信息并计算该时间信息与指定时间的时间差；补正条件判断步骤S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12，在所述补正条件判断步骤中对位置补正条件是否成立进行判断；以及计算步骤S13、S14、S15，在通过所述补正条件判断步骤判断为所述位置补正条件成立的情况下，在该计算步骤中，根据在所述数据遍历步骤遍历到的所述BSM数据中包含的所述他车的位置信息、速度信息、航向加速度信息、航向信息以及通过所述时间差计算步骤计算到的所述时间差，计算出所述指定时间的所述他车的理论位置。
较为理想的是，还包括计算步骤S16，在所述计算步骤S16中用计算出的所述他车的理论位置替换所述数据存储部的列表中的BSM数据包含的所述他车的位置信息。
根据所述车辆位置补正方法，能在位置补正条件成立的情况下，根据通过所述数据遍历步骤遍历到的所述BSM数据中包含的所述他车的位置信息、速度信息、航向加速度信息、航向信息以及通过所述时间差计算步骤计算到的所述时间差，计算出所述指定时间的所述他车的理论位置。能根据BSM数据丢包前的他车数据准确预测出指定时间的他车的理论位置。这样，能提高应用场景的计算精度，进行准确的报警及预警。
附图说明
图1是本发明的车辆位置补正装置的示意框图。
图2是记载有BSM数据的列表的数据覆盖过程的示意图。
图3是他车位于自车的大致正前方时的示意图，其中图3的(a)表示在时刻T0处他车与自车的位置关系，图3的(b)表示在自时刻T0起连续丢失三个BSM数据后的时刻T4处他车与自车的位置关系。
图4是交叉路口附近他车与自车的情况的示意图，其中图4的(a)表示在时刻T0处他车与自车的位置关系，图4的(b)表示在自时刻T0起连续丢失三个BSM数据后的时刻T4处他车与自车的位置关系。
图5是示出了各场景下的警告条件的列表。
图6是右侧车道的他车超车时的示意图。
图7是本发明的BSM车辆位置补正方法的流程图。
图8是他车的位置预测的示意图。
图9是本发明中使用的各种参数的阈值的列表。
图10是对两车相互远离的判断方法进行说明的图。
(符号说明)
20 车辆位置补正装置
201 数据存储部
202 数据遍历部
203 时间差计算部
204 时间差判断部
205 速度判断部
206 距离计算部
207 距离判断部
208 远离判断部
209 计算部
30 应用场景计算部
具体实施方式
参照附图，对本发明的基于LTE-V2X的BSM车辆位置补正方法及车辆位置补正装置进行说明。本发明的车辆位置补正方法是基于LTE-V2X通信技术，利用车辆基本安全消息(BSM)制定的车辆位置补正方法。本发明的车辆位置补正装置基于LTE-V2X的车载信息交互***，能够通过LTE-V2X通信实现对车-车(V2V)应用、车-路(V2I)应用、车-网(V2N)应用和车-人(V2P)应用的支持。通过设计定义相关应用场景，能够向用户提供道路安全类、交通效率类和信息服务类业务。
如上所述，各个车辆会周期性地广播BSM数据，BSM数据包括时间信息、位置信息、车速信息、航向加速度以及航向信息等。自车的车辆位置补正装置20包括数据存储部201，该数据存储部201将从外部接收到的他车(一个以上的周围车辆)以规定的BSM广播周期(周期根据情况而不同，在本实施方式中设为100毫秒)发出的BSM数据列入列表，并且利用下个广播周期的BSM数据覆盖上个周期的BSM数据。图2示出了记载有BSM数据的列表的数据覆盖过程。如图2中的列表所示，每辆车在列表中仅占用一个数据，例如：车辆1，车辆1的BSM数据；车辆2，车辆2的BSM数据；......。其中，B0表示在时刻T0接收到的车辆1至车辆N的BSM数据，B1表示在时刻T0之后的时刻T1接收到的车辆1至车辆N的BSM数据，依此类推。这样可以确保使用周围各车辆的最新的BSM数据进行计算。
由于在协同车辆安全***中，共享信道的容量有限，高交流密度和并发消息传输会导致BSM冲突并丢失。当BSM数据丢失(以下，也称为“丢包”)时，在某些场景计算中，由于使用丢包前的BSM数据来判断他车的情况，从而导致计算精度下降在某些报警场景中发生误报、漏报等情况。具体而言可列举以下两种场景。
(1)前车碰撞报警场景
图3示出了他车(仅示出一辆)位于自车的大致正前方时的情况，其中图3的(a)表示在时刻T0处他车位置P1与自车位置P0的关系，图3的(b)表示自时刻T0起连续丢失三个BSM数据后的时刻T4处他车位置与自车位置P04的关系，用实线表示他车的理论位置P14，用虚线表示自车从收到的他车BSM数据中获取的他车位置P14’。
具体地，假设在时刻T0处，自车以100km/h的速度行驶，他车也以100km/h的速度行驶，他车位于自车前方90米处的位置，前车碰撞报警阈值设为两车相距85米，在时刻T0处不会触发报警。假设BSM广播周期为100毫秒，若自时刻T0起他车BSM数据连续丢失3个，则会造成300毫秒的延迟。在这种情况下，如果时刻T0后他车和自车继续以100km/h匀速行驶，经计算可知，自车与他车在这300毫秒内各自将移动8.3米。然而，由于自时刻T0起他车BSM数据连续丢失3个，因此，自车的数据存储部201中列表的该他车的BSM数据没有被更新，在时刻T4处，前方碰撞场景计算中依然采用图2列表中的时刻T0的他车BSM数据B0来获取时刻T4处的他车位置P14’。此时，在这300毫秒内自车行驶8.3米，而他车位置未得到及时更新，因此，自车位置P04与他车位置P14’的相距距离为90-8.3＝81.7米，小于前车碰撞报警阈值85米，从而会触发自车的前车碰撞报警。但是，实际上在这300毫秒内他车也行驶了8.3米，时刻T4处的他车的理论位置P14如图3的(b)所示与自车位置P04依然相距90m，大于报警阈值85米，不应触发前车碰撞的报警。
因此，在上述情况下，自车从收到的他车BSM数据中获取的位置比他车的理论位置距离自车更近，导致了前车碰撞报警***的误报。
(2)交叉路口碰撞报警场景
图4示出了交叉路口附近他车(仅示出一辆)与自车的情况，其中图4的(a)表示在时刻T0处他车位置P1与自车位置P0的关系，图4的(b)表示自时刻T0起连续丢失三个BSM数据后的时刻T4处他车位置与自车位置P04的关系，用实线表示他车的理论位置P14，用虚线表示自车从收到的他车BSM数据中获取的他车位置P14’。
具体地，假设在时刻T0，在十字路口自车以60km/h的速度行驶，并且与自车路径正交的路径上的他车也以60km/h的速度行驶，交叉路口碰撞报警阈值设为50米。如图4的(a)所示，报警范围为以交叉路口的中心为圆心、直径为50米的圆。他车位于距交叉路口中心51米处的位置，不在报警范围内，因而，在时刻T0处不会触发报警。假设BSM广播周期为100毫秒，若自时刻T0起他车BSM数据连续丢失3个，则会造成300毫秒的延迟。在这种情况下，如果自时刻T0起他车和自车继续以60km/h的速度匀速行驶，经过计算可知，自车与他车在这300毫秒内各自将移动4.8米。然而，由于自时刻T0起他车BSM数据连续丢失3个，因此，自车的数据存储部201中列表的该他车的BSM数据没有被更新，在时刻T4处，交叉路口碰撞场景计算中依然采用列表中时刻T0的他车BSM数据B0来获取时刻T4处的他车位置P14’。此时，他车位置P14’就是时刻T0处的他车位置P1，距交叉路口中心的距离为51米，大于交叉路口碰撞报警阈值50米，不在报警范围内。因此，不会触发自车的交叉路口碰撞报警。但是，实际上在这300毫秒内他车也行驶了4.8米，时刻T4处的他车的理论位置P14如图4的(b)所示距交叉路口中心的距离为51-4.8＝46.2米，小于交叉路口碰撞报警阈值50米，应该触发报警。
因此，在上述情况下，自车从收到的他车BSM数据中获取的他车位置没有进入报警范围而他车的理论位置进入了报警范围，导致了交叉路口碰撞报警***的漏报。
为了提高计算精度以避免报警的漏报和误报，本发明的车辆位置补正装置20执行图7所示的流程。
图7是本发明的车辆位置补正装置20执行的车辆位置补正方法的流程图。在车辆行驶期间，车辆位置补正装置20反复执行图7所示的流程。如图1所示，本发明的车辆位置补正装置20包括：数据存储部201、数据遍历部202、时间差计算部203、时间差判断部204、速度判断部205、距离计算部206、距离判断部207、远离判断部208、以及计算部209。
首先，在步骤S1中，数据存储部201将从外部接收到的他车(一个以上的周围车辆)以规定的BSM广播周期发出的BSM数据列入图2所示的列表，并且利用下个周期的BSM数据BN覆盖对应车辆的上个周期的BSM数据B(N-1)，其中，N为1以上的整数。接着，在步骤S2中，等待应用场景的计算请求，并在收到请求后前进到步骤S3。在步骤S3中，上述数据遍历部202遍历到数据存储部201的上述列表中的BSM数据BN。
接着，在步骤S4中，时间差计算部203提取上述数据遍历部202遍历到的BSM数据BN所包含的他车(例如车辆1)的时间信息ON并计算其与指定时间T(T＞ON，自车的当前时刻)的时间差DN。然后，在步骤S5中，时间差判断部204对时间差DN是否小于第一阈值DH1进行判断，当作出肯定判断(是)时，则意味着BSM数据没有丢包，返回到步骤S3继续遍历列表中的下一条BSM数据，例如车辆2的BSM数据。另一方面，当作出否定判断(否)时，则意味着BSM数据存在丢包的情况，前进到步骤S6。在步骤S6中，时间差判断部204对时间差DN是否大于第二阈值DH2(DH2＞DH1)进行判断，当作出肯定判断(是)时，则意味着该车辆1的BSM数据过于老旧，基于该BSM数据补正当前时刻该车辆1的位置意义不大，无需考虑该车辆1的BSM数据，返回到步骤S3继续遍历列表中的下一条BSM数据，例如车辆2的BSM数据。另一方面，当作出否定判断(否)时，则意味着该车辆1的BSM数据没有过于老旧，前进到步骤S7进行进一步判断。
在步骤S7中，速度判断部205提取上述数据遍历部202遍历到的BSM数据BN所包含的该车辆1的速度信息VN，前进到步骤S8。在步骤S8中，速度判断部205对速度信息VN是否小于第三阈值VH进行判断，当作出肯定判断(是)时，返回到步骤S3继续遍历列表中的下一条BSM数据。这是因为，若车速较小，则在规定的时间内该车辆1移动的距离过小，没有补正位置的必要。另一方面，当作出否定判断(否)时，前进到步骤S9。
在步骤S9中，距离计算部206提取上述数据遍历部202遍历到的BSM数据BN所包含的该车辆1的位置信息PN并计算其与自车位置的距离SN。接着，在步骤S10中，距离判断部207对距离SN是否大于第四阈值SH进行判断，当作出肯定判断(是)时，返回到步骤S3继续遍历列表中的下一条BSM数据。这是因为若该车辆1与自车的距离过大，则在规定的时间内，即使速度较快该车辆1也不会进入报警范围，同样没有补正位置的必要。另一方面，当作出否定判断(否)时，前进到步骤S11。
在步骤S11中，远离判断部208提取上述数据遍历部202遍历到的BSM数据BN所包含的该车辆1的航向信息HN以及位置信息PN并且提取自车的航向信息H以及位置信息P。接着，在步骤S12中，远离判断部208对自车与该车辆1是否相互远离进行判断，若作出肯定判断(是)，则返回到步骤S3继续遍历列表中的下一条BSM数据。这是因为，若自车与该车辆1相互远离，则两车会越来越远，同样没有补正位置的必要。若作出否定判断(否)，则前进到步骤S13。
关于判断两车是否相互远离的方法，例如可以是如下的方法。参照图10，以A车为例，以车辆航向为基准，在车辆尾部作垂线。垂线将空间划分为两个区域，前方和后方。A车车体所在的部分为A车前方，另一部分为A车后方。B车用同样方法划分区域。在划分完成后，如果B车位于A车的后方，并且A车也位于B车的后方，则认为A车与B车相互远离。
在步骤S13中，计算部209提取上述数据遍历部202遍历到的BSM数据BN所包含的车辆1的位置信息PN、速度信息VN、航向加速度AN以及航向信息HN。接着，在步骤S14中，计算部209根据速度信息VN、航向加速度AN计算出该车辆1在时间差DN内在当前航向上行驶的距离RN。
在步骤S15中，如图8的位置预测示意图所示，计算部209根据位置信息PN、航向信息HN、距离RN计算出车辆1在指定时间T时刻(自车的当前时刻)的理论位置信息PN’。接着，在步骤S16中，计算部209用计算出的车辆1的理论位置信息PN’替换此时列表中车辆1的BSM数据的位置信息PN。
若列表尚未完成全部遍历，则返回步骤S3继续遍历列表中的下一条BSM数据，重复执行步骤S3～S16的处理。在针对所有的周围车辆执行完步骤S3～S16的处理并更新列表中的各车辆的BSM数据中的位置信息PN后，将更新后的列表提交给应用场景计算部30，用于计算是否触发应用场景的报警***。
另外，上述第一阈值DH1、第二阈值DH2、第三阈值VH以及第四阈值SH是基于测试经验设定的，一般设定为图9所示的数值。
将上述本发明的车辆位置补正装置及车辆位置补正方法应用于场景1、场景2，可以获得以下的效果。
(1)在上述前车碰撞报警场景中，能推算出在丢包的300毫秒内他车可能移动的距离，并更新BSM数据中的他车的位置信息。借此，可以避免由于使用未更新的他车的位置信息导致报警***误报的发生，提高报警的准确性。
(2)在上述交叉路口碰撞报警场景中，能推算出在丢包的300毫秒内他车可能移动的距离，并更新BSM数据中的他车的位置信息。借此，可以避免由于使用未更新的他车的位置信息导致报警***漏报的发生，提高报警的准确性。
除了上述误报、漏报的场景以外，本发明的车辆位置补正装置及补正方法还可以应用于下述的预警场景以提高预警的准确性。
图5示出了不同场景下的预警条件。根据图5可知，当他车相对于自车的相对航向、相对速度、相对位置以及他车加速度满足一定条件时，会触发预警计算。
例如，在右侧变道超车预警的情况下，当他车相对于自车的相对航向H(度)满足-30＜H＜0、相对速度V(km/h)满足0＜V＜30、相对竖向位置PV(m)满足-8＜PV＜8、相对横向位置PH(m)满足PH＜8、他车加速度A(m/s2)满足0＜A＜3时，会触发右侧变道超车预警计算，需要预测0.5秒后自车与他车的横向车距。若0.5秒后的横向车距小于4m则发出右侧变道超车报警。
在左侧变道超车预警的情况下，当他车相对于自车的相对航向H(度)满足0＜H＜30、相对速度V(km/h)满足0＜V＜30、相对竖向位置PV(m)满足-8＜PV＜8、相对横向位置PH(m)满足PH＜8、他车加速度A(m/s2)满足0＜A＜3时，会触发左侧变道超车预警计算，需要预测0.5秒后自车与他车的横向车距。若0.5秒后的横向车距小于4m则发出左侧变道超车报警。
在前车碰撞预警的情况下，当他车相对于自车的相对航向H(度)满足-15＜H＜15、相对速度V(km/h)满足0＜V＜30、相对竖向位置PV(m)满足PV＜12、相对横向位置PH(m)满足PH＜4、他车加速度A(m/s2)满足0＜A＜3时，会触发前车碰撞预警计算，需要预测0.1秒后自车与他车的竖向车距。若0.1秒后的竖向车距小于2m则发出前车碰撞报警。
接下来，以右侧变道超车预警场景为例进行详细说明。
(3)右侧变道超车预警场景
图6示出了右侧车道的他车超车时的情况。
具体地，假设自车以50km/h的速度行驶，他车以60km/h的速度行驶，两车并排直线行驶并且横向间距为5米。此时他车准备变道超车，加速度为2m/s2。根据图5可以判断出是否需要进行右侧变道超车的预警计算，当判断结果为需要进行预警计算时，则自车基于收到的他车BSM数据计算出500毫秒后他车的位置，进而计算出500毫秒后自车与他车的横向车距。当计算出的横向车距小于4米时，应用场景计算部30则判断为他车会与自车发生碰撞，从而触发右侧变道超车预警。另一方面，当计算出的横向车距大于4米时，应用场景计算部30则判断为他车不会与自车发生碰撞，从而不触发右侧变道超车预警。
如上所述，若他车的BSM数据丢失，则在超车预警计算时使用的是丢包前的BSM数据，这会导致计算精度降低。为了提高预警的准确性，本发明的车辆位置补正装置20执行图7所示的流程。
首先，在步骤S1中，数据存储部201将从外部接收到的他车(一个以上的周围车辆)以规定的BSM广播周期发出的BSM数据列入图2所示的列表，并且利用下个周期的BSM数据BN覆盖对应车辆的上个周期的BSM数据B(N-1)，其中，N为1以上的整数。接着，在步骤S2中，等待应用场景的计算请求，并在收到请求后前进到步骤S3。在步骤S3中，上述数据遍历部202遍历到数据存储部201的上述列表中的BSM数据BN。
接着，在步骤S4中，时间差计算部204提取上述数据遍历部202遍历到的BSM数据BN所包含的他车(例如车辆1)的时间信息ON并计算其与指定时间T(T＞ON，自车的未来某一时刻，右侧变道超车预警场景的情况下例如为自车的当前时刻+500毫秒)的时间差DN。接着，在步骤S5中，时间差判断部204对时间差DN是否小于第一阈值DH1进行判断，当作出肯定判断(是)时，返回到步骤S3继续遍历列表中的下一条BSM数据，例如车辆2的BSM数据。另一方面，当作出否定判断(否)时，前进到步骤S6。在步骤S6中，时间差判断部204对时间差DN是否大于第二阈值DH2(DH2＞DH1)进行判断，当作出肯定判断(是)时，则意味着该车辆1的BSM数据过于老旧，基于该BSM数据预测500毫秒后该车辆1的位置意义不大，返回到步骤S3继续遍历列表中的下一条BSM数据。另一方面，当作出否定判断(否)时，前进到步骤S7。
在步骤S7中，速度判断部205提取上述数据遍历部202遍历到的BSM数据BN所包含的车辆1的速度信息VN，前进到步骤S8。在步骤S8中，速度判断部205对速度信息VN是否小于第三阈值VH进行判断，当作出肯定判断(是)时，返回到步骤S3继续遍历列表中的下一条BSM数据。另一方面，当作出否定判断(否)时，前进到步骤S9。
在步骤S9中，距离计算部206提取上述数据遍历部202遍历到的BSM数据BN所包含的车辆1的位置信息PN并计算其与自车位置的距离SN。接着，在步骤S10中，距离判断部207对距离SN是否大于第四阈值SH进行判断，当作出肯定判断(是)时，返回到步骤S3继续遍历列表中的下一条BSM数据。另一方面，当作出否定判断(否)时，前进到步骤S11。
在步骤S11中，远离判断部208提取上述数据遍历部202遍历到的BSM数据BN所包含的车辆1的航向信息HN以及位置信息PN并且提取自车的航向信息H以及位置信息P。接着，在步骤S12中，远离判断部208对自车与车辆1是否相互远离进行判断，若作出肯定判断(是)时，则返回到步骤S3继续遍历列表中的下一条BSM数据。另一方面，若作出否定判断(否)时，则前进到步骤S13。
在步骤S13中，计算部209提取上述数据遍历部202遍历到的BSM数据BN所包含的车辆1的位置信息PN、速度信息VN、航向加速度AN以及航向信息HN。接着，在步骤S14中，计算部209根据速度信息VN、航向加速度AN计算出车辆1在时间差DN内在当前航向上行驶的距离RN。
在步骤S15中，如图8的位置预测示意图所示，计算部209根据位置信息PN、航向信息HN、距离RN计算出车辆1在指定时间T时刻(右侧变道超车预警场景的情况下例如为自车的当前时刻+500毫秒)的理论位置信息PN’。接着，在步骤S16中，计算部209用计算出的车辆1的理论位置信息PN’替换此时列表中车辆1的BSM数据的位置信息PN。
若列表尚未完成全部遍历，则返回步骤S3继续遍历列表中的下一条BSM数据，重复执行步骤S3～S16的处理。在针对所有的周围车辆执行完步骤S3～S16的处理并更新列表中的各车辆的BSM数据中的位置信息PN后，将更新后的列表提交给应用场景计算部30。
应用场景计算部30根据更新后的列表中的各车辆的BSM数据中的位置信息PN和自车的位置信息等，进一步计算出500毫秒后自车与他车的横向车距。当计算出的500毫秒后的横向车距小于4米时，应用场景计算部30判断为该车辆会与自车发生碰撞，从而触发右侧变道超车预警。
将上述本发明的车辆位置补正装置及车辆位置补正方法应用于场景3，可以获得以下的效果。
(3)在右侧变道超车预警场景中，能够在推算出他车BSM数据丢包期间内他车可能移动的距离的基础上进行预警计算，可以提高预警的准确性。
虽然根据实施例对本发明进行了记述，但是应当理解为本发明并不限定于上述实施例、结构。本发明也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外，各种各样的组合、方式、进一步包含有仅一个要素、一个以上或一个以下的其它组合、方式也属于本发明的范畴、思想范围。
在上述实施方式中，本发明应用于前车碰撞报警场景、交叉路口碰撞报警场景以及右侧变道超车预警场景，但是也可以应用于各类其他需要预测车辆位置的V2X场景。
此外，在上述实施方式中，本发明利用BSM数据进行计算，但是不限定于此，也可以利用RSM(Road Side Message：路侧单元消息)数据包来预测他车位置。
在上述实施方式中，例示了将本发明应用于BSM数据丢失的情况，但是不限定于此，也可以应用于因车速过高等而使规定时间内的位置信息误差较大的情况。
此外，在上述实施方式中，将本发明应用于LTE-V***，但是也可以应用于其他需要预测车辆位置的***，例如5G等。
另外，在本发明中，在步骤S16中，计算部209用计算出的理论位置信息PN’替换此时列表中的BSM数据的位置信息PN。接着，应用场景计算部30提取更新后的列表的数据进行计算。但是，本发明并不限定于此，也可以是应用场景计算部30直接使用计算部209计算出的理论位置信息PN’。
此外，本发明的车辆位置补正装置也可以对进行了更新的数据和未进行更新的数据分别加以区分标记。
应当留意，权利要求书、说明书和附图中示出的装置、***、以及方法中的顺序、步骤和阶段等各处理的执行顺序并没有特别地明确表示为“之前”“在前”等，只要能实现本发明的目的，就能以任意的顺序实现。

Claims (14)

1.一种车辆位置补正装置(20)，所述车辆位置补正装置装设于自车，利用从周围的他车以规定的广播周期发出的BSM数据对他车的理论位置进行计算，包括：
数据存储部(201)，该数据存储部接收各所述他车发出的所述BSM数据，将接收到的所述BSM数据存储于列表，并更新所述BSM数据；
数据遍历部(202)，该数据遍历部在收到应用场景的计算请求时，遍历到所述数据存储部中的所述BSM数据；
时间差计算部(203)，该时间差计算部提取所述数据遍历部遍历到的所述BSM数据中包含的所述他车的时间信息并计算该时间信息与指定时间的时间差；
补正条件判断部(204、205、206、207、208)，所述补正条件判断部对位置补正条件是否成立进行判断；以及
计算部(209)，该计算部在所述补正条件判断部判断为位置补正条件成立的情况下，根据所述数据遍历部遍历到的所述BSM数据中包含的所述他车的位置信息、速度信息、航向加速度信息、航向信息以及所述时间差计算部计算到的所述时间差，计算出所述指定时间的所述他车的理论位置。
2.如权利要求1所述的车辆位置补正装置，其特征在于，
所述补正条件判断部包括时间差判断部(204)，所述时间差判断部对所述时间差计算部计算到的所述时间差是否大于第二阈值进行判断，在所述时间差为所述第二阈值以下的情况下，所述补正条件判断部判断为所述位置补正条件成立。
3.如权利要求2所述的车辆位置补正装置，其特征在于，
所述时间差判断部(204)对所述时间差计算部计算到的所述时间差是否小于第一阈值进行判断，在所述时间差为所述第一阈值以上且所述第二阈值以下的情况下，所述补正条件判断部判断为所述位置补正条件成立。
4.如权利要求1至3中任一项所述的车辆位置补正装置，其特征在于，
所述补正条件判断部还包括速度判断部(205)，所述速度判断部提取所述数据遍历部遍历到的所述BSM数据中包含的他车的速度信息，对所述他车的速度信息是否小于第三阈值进行判断，在所述他车的速度信息为所述第三阈值以上的情况下，所述补正条件判断部判断为所述位置补正条件成立。
5.如权利要求1至4中任一项所述的车辆位置补正装置，其特征在于，
所述补正条件判断部还包括：
距离计算部(206)，所述距离计算部提取所述数据遍历部遍历到的所述BSM数据中包含的所述他车的位置信息并计算与自车位置的距离；以及
距离判断部(207)，所述距离判断部对所述距离是否大于第四阈值进行判断，
在所述距离为所述第四阈值以下的情况下，所述补正条件判断部判断为所述位置补正条件成立。
6.如权利要求1至5中任一项所述的车辆位置补正装置，其特征在于，
所述补正条件判断部还包括远离判断部(208)，该远离判断部提取所述数据遍历部遍历到的所述BSM数据中包含的他车的航向信息以及位置信息并提取自车的航向信息以及位置信息后，对自车与他车是否相互远离进行判断，
在所述远离判断部判断为自车与他车没有相互远离的情况下，所述补正条件判断部判断为所述位置补正条件成立。
7.如权利要求1至6中任一项所述的车辆位置补正装置，其特征在于，
所述计算部用计算出的所述他车的理论位置替换所述数据存储部的列表中的BSM数据包含的所述他车的位置信息。
8.一种车辆位置补正方法，是装设于自车的车辆位置补正装置执行的方法，利用从周围的他车以规定的广播周期发出的BSM数据对他车的理论位置进行计算，包括：
数据存储步骤(S1)，在该数据存储步骤中，接收各所述他车发出的所述BSM数据，将接收到的所述BSM数据存储于列表，并更新所述BSM数据；
数据遍历步骤(S3)，在收到应用场景的计算请求时，在该数据遍历步骤中，遍历到在所述数据存储步骤中存储的所述BSM数据；
时间差计算步骤(S4)，在该时间差计算步骤中，提取在所述数据遍历步骤遍历到的所述BSM数据中包含的所述他车的时间信息并计算该时间信息与指定时间的时间差；
补正条件判断步骤(S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12)，在所述补正条件判断步骤中对位置补正条件是否成立进行判断；以及
计算步骤(S13、S14、S15)，在通过所述补正条件判断步骤判断为所述位置补正条件成立的情况下，在该计算步骤中，根据在所述数据遍历步骤遍历到的所述BSM数据中包含的所述他车的位置信息、速度信息、航向加速度信息、航向信息以及通过所述时间差计算步骤计算到的所述时间差，计算出所述指定时间的所述他车的理论位置。
9.如权利要求8所述的车辆位置补正方法，其特征在于，
所述补正条件判断步骤还包括时间差判断步骤，在所述时间差判断步骤中，对通过所述时间差计算步骤计算到的所述时间差是否大于第二阈值进行判断，在所述时间差为所述第二阈值以下的情况下，所述补正条件判断步骤判断为所述位置补正条件成立。
10.如权利要求9所述的车辆位置补正方法，其特征在于，
所述时间差判断步骤对通过所述时间差计算步骤计算到的所述时间差是否小于第一阈值进行判断，在所述时间差为所述第一阈值以上且所述第二阈值以下的情况下，所述补正条件判断步骤判断为所述位置补正条件成立。
11.如权利要求8至10中任一项所述的车辆位置补正方法，其特征在于，
所述补正条件判断步骤还包括速度判断步骤(S7、S8)，在所述速度判断步骤中提取通过所述数据遍历步骤遍历到的所述BSM数据中包含的他车的速度信息，对所述他车的速度信息是否小于第三阈值进行判断，在所述他车的速度信息为所述第三阈值以上的情况下，所述补正条件判断步骤判断为所述位置补正条件成立。
12.如权利要求8至11中任一项所述的车辆位置补正方法，其特征在于，
所述补正条件判断步骤还包括：
距离计算步骤(S9)，在所述距离计算步骤中，提取通过所述数据遍历步骤遍历到的所述BSM数据中包含的所述他车的位置信息并计算与自车位置的距离；以及
距离判断步骤(S10)，在所述距离判断步骤中，对所述距离是否大于第四阈值进行判断，
在所述距离为所述第四阈值以下的情况下，所述补正条件判断步骤判断为所述位置补正条件成立。
13.如权利要求8至12中任一项所述的车辆位置补正方法，其特征在于，
所述补正条件判断步骤还包括远离判断步骤(S11、S12)，在该远离判断步骤中，提取通过所述数据遍历步骤遍历到的所述BSM数据中包含的他车的航向信息以及位置信息并提取自车的航向信息以及位置信息后，对自车与他车是否相互远离进行判断，
在所述远离判断步骤判断为自车与他车没有相互远离的情况下，所述补正条件判断步骤判断为所述位置补正条件成立。
14.如权利要求8至13中任一项所述的车辆位置补正方法，其特征在于，
在所述计算步骤(S16)中，用计算出的所述他车的理论位置替换在所述数据存储步骤存储的列表中的BSM数据包含的所述他车的位置信息。
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