[发明专利]一种信号交叉口左转冲突预警系统及预警方法

权利要求书

1.一种信号交叉口左转冲突预警方法，其特征在于：所述方法具体过程为：

步骤一、分别在车辆上安置数据采集装置(1)、冲突判断装置(2)和车载预警发布装置(3)；当车辆左转时，数据采集装置(1)开启；

数据采集装置(1)用于实时采集当前车辆运动信息；

所述当前车辆运动信息为当前车辆位置坐标、速度、加速度、偏航角；

步骤二、将步骤一得到的当前车辆运动信息传递给冲突判断装置(2)，通过冲突判别算法得到当前车辆的后侵时间PET；通过设备采集当前车辆所处交叉口视频，根据视频观察当前车辆所处交叉口左转车和直行车的车辆后侵时间，选取其中100组作为样本，由此得到100个后侵时间PET′，对100个后侵时间PET′进行分布拟合，得到拟合结果，选取拟合结果的15％和85％分位值作为严重冲突和潜在冲突的冲突阈值，将当前车辆的后侵时间PET与冲突阈值进行比较，得到当前车辆的冲突等级，冲突等级对应预警指令；

步骤三、将步骤二得到的冲突等级的信息实时发送至车载预警发布装置(3)，进行实时发布。

2.根据权利要求1所述一种信号交叉口左转冲突预警方法，其特征在于：所述步骤二中将步骤一得到的当前车辆运动信息传递给冲突判断装置(2)，通过冲突判别算法得到当前车辆的后侵时间PET；具体过程为：

当左转车辆距离交叉口1至3米时，左转车辆决定停车，车速降到小于期望的转弯速度，若驾驶员重新加速到期望的转弯速度，并保持匀速直至完成左转，则车辆从进入交叉口引道直至安全完成左转的时间T为：

t₂＝(v₀-v₁)/a (1)

t₁＝(d₁-d₂)/v₀ (3)

T＝t₁+t₂+t₃ (5)

其中，t₁为车辆到达停车线前匀速运动时间；t₂为车速降到期望转弯速度的匀减速时间；t₃为车辆保持匀速进行左转时间；d₁为左转车辆距转弯处的初始距离，单位为m；d₂为t₂左转车辆减速通过的距离，单位为m；v₀为左转车辆初始速度，单位为m/s；v₁为左转车辆期望的转弯速度，单位为m/s；r为左转车辆转弯半径，单位为m；a为左转车辆减速，再加速的期望加速度，单位为m²/s；l为左转车辆车身长度，单位为m；

当左转车辆在进入转弯之前不能完成减速再加速阶段，则使用以下等式计算t₃，根据式(6)中的t₃计算T＝t₁+t₂+t₃；

当考虑驾驶员的知觉-反应时间时，用左转车辆决定停车的减速度a₁替换式(1)中的a，计算车辆从进入交叉口引道直至安全完成左转的时间T，左转车辆决定停车的减速度a₁的公式如下：

式中

v′为左转车辆最终速度，单位为m/s；

v₀为左转车辆初始速度，单位为m/s；

x′为左转车辆最后距交叉口距离，单位为m；

x₀为左转车辆最初距交叉口距离，单位为m；

t_反为驾驶员知觉-反应时间，单位为s；

a₀为假设左转车辆进行左转情况下的期望减速度，单位为m²/s；

a₁为考虑驾驶员的知觉-反应时间时，左转车辆决定停车的减速度，单位为m²/s；

则：

PET＝T₁-T-T₂ (8)

式中，

PET为当前车辆的后侵时间，后侵时间指处于交通冲突的两车辆，依次通过冲突区域的时间差；

T₁为左转车辆预计驶离冲突区域的时刻；

T₂为直行车预计到达冲突区域的时刻。

3.根据权利要求2所述一种信号交叉口左转冲突预警方法，其特征在于：所述步骤二中通过设备采集当前车辆所处交叉口视频，根据视频观察当前车辆所处交叉口左转车和直行车的车辆后侵时间，选取其中100组作为样本，由此得到100个后侵时间PET′，对100个后侵时间PET′进行分布拟合，得到拟合结果，选取拟合结果的15％和85％分位值作为严重冲突和潜在冲突的冲突阈值，将当前车辆后侵时间PET与冲突阈值进行比较，得到当前车辆的冲突等级，具体过程为：

通过设备采集当前车辆所处交叉口视频，根据视频观察当前车辆所处交叉口左转车和直行车的车辆后侵时间PET′，PET′＝T₁-T₂；

对得到的当前车辆所处交叉口左转车和直行车的车辆后侵时间PET′分别采用正态分布、伽马分布和韦布尔分布进行拟合，得到三种对数似然值，取对数似然值最大的值为拟合结果，分别选取拟合结果的15％和85％分位值作为严重冲突和潜在冲突的冲突阈值；

当前车辆后侵时间PET小于15％分位值，预警等级为1级，当前车辆的冲突等级为严重冲突；

当前车辆后侵时间PET在15％和85％分位值之间，预警等级为2级，当前车辆的冲突等级为轻微冲突；

当前车辆后侵时间PET大于85％分位值，预警等级为3级，当前车辆的冲突等级为潜在冲突。