[发明专利]一种基于矩形建模的车辆碰撞预警方法及装置

说明书

一种基于矩形建模的车辆碰撞预警方法，包括以下步骤：获取车辆的行驶状态信息，并根据行驶状态信息建立矩形模型对可能发生的碰撞分类，并判断是否可能发生碰撞；计算车辆可能发生碰撞的长边碰撞时间和短边碰撞时间；对所述长边碰撞时间和短边碰撞时间进行比较，输出最终的碰撞预警时间。本发明还提供一种基于矩形建模的车辆碰撞预警装置，不仅适用于各种大小的车辆，贴合车辆的形状建模，预测实际的运行轨迹，得到准确的碰撞时间，而且大大减小了计算量，且能够给出准确的碰撞预警时间。

技术领域

本发明属于智能交通及车路协同技术领域，尤其涉及一种V2X环境下的车辆碰撞预警方法及装置。

背景技术

汽车的智能化、网联化已成为汽车工业的发展趋势，行车安全备受重视，在行驶的车辆上采用V2V车辆通信技术是一种行之有效的减少车辆碰撞危险的方法。行驶的车辆通过车载设备提供并获取行驶的信息，预测车辆的运行轨迹，根据具体的情况进行计算，判断是否可能发生碰撞。目前用于检测车辆碰撞的指标主要有TTC(碰撞发生时间)与TTA(避险时间)，利用算法计算出碰撞发生时间，对驾驶员提前给出预警，能够有效的减少碰撞，提高行车的安全性，给出的碰撞发生时间若与实际相比过大，会使得驾驶员对系统疲劳，感受到侵略性，而若给出碰撞发生时间与实际相比过小，则会使得驾驶员不能及时做出应变，所以给出一个准确的碰撞发生时间尤为重要。

已有的避免碰撞算法一种是对车辆进行点建模，根据前进方向、速度预测运行轨迹，若前进轨迹存在交点，可能发生碰撞，则在碰撞点恢复出车辆的模型，给出一个车辆通过碰撞点的时间段t，若两车从当前位置到达碰撞点的时间差小于t，则认为两车可能发生碰撞，给出车辆到达碰撞点的时间作为碰撞预警时间。

已有的避免碰撞算法另一种思路是对车辆进行圆形建模，以车辆中心为圆心，以长宽形成的对角线为半径构成一个圆形模型，将车辆包含在内，进行轨迹预测时，若车辆的圆形模型区域存在重叠则表明两车可能发生碰撞。

现有的避免碰撞算法，局限主要在于不能贴合车辆的实际形状进行建模，预测实际的运行轨迹，给出准确的避撞时间。对车辆点建模，在碰撞点恢复车辆模型的方法的问题主要在于，首先是不能准确预测车辆的运行轨迹，导致预测的碰撞点的位置不准确，与实际应用中给出的碰撞预警时间存在较大的误差；对车辆进行圆形建模，中小型车辆能够给出比较准确的预测时间，在实际中得到比较好的应用，但是对于长宽比比较大的车辆，圆形建模的模型与车辆实际形状存在较大的差距，会导致频繁的误触预警系统。

而已有的对车辆矩形建模的避免碰撞算法，是在建立矩形模型后，对矩形向外扩充得到车辆的安全边界，对未来一定时间内车辆安全边界的位置利用插值算法进行预计，判断两车的安全边界是否存在重叠，若存在重叠则认为可能发生碰撞。

此种已有的矩形建模的方法，虽然能够克服点模型及圆形模型的部分缺点，但是由于对车辆的矩形模型进行扩充得到安全边界，利用安全边界预测未来n秒后车辆的安全边界，只可以得出未来的n秒内车辆是否可能发生碰撞，无法给出具体的碰撞发生时间；而且，在预测n秒后两车安全区域是否存在重叠时，需要分别遍历两辆车的四个顶点和四条边，以判断是否与另一辆车存在交点，计算量非常大。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于矩形建模的车辆碰撞预警方法及装置，通过车载设备获取当前车辆及可能与之发生碰撞的对方车辆的行驶状态信息，建立矩形的模型，判断是否能够发生碰撞并计算出碰撞时间，给出最终的碰撞预警时间。

为实现上述目的，本发明提供的基于矩形建模的车辆碰撞预警方法，包括以下步骤：

1)获取车辆的行驶状态信息，并根据行驶状态信息建立矩形模型；

2)对可能发生的碰撞分类，并判断是否可能发生碰撞；

3)计算车辆可能发生碰撞的长边碰撞时间和短边碰撞时间；

4)对所述长边碰撞时间和短边碰撞时间进行比较，输出最终的碰撞预警时间。