[发明专利]一种基于车联网的多工况换道安全预警系统及预警方法

权利要求书

1.一种基于车联网的多工况换道安全预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：采集本车和换道工况下相邻车辆的行驶信息，确定换道工况，并建立换道车辆矩形汽车安全轮廓；

步骤2：获取碰撞判断终点时刻：

当换道工况为本车与目标车道相邻后车换道工况时，

本车矩形前部左侧角点与目标车道相邻后车右侧位于同一直线上时为碰撞判断终点，满足如下条件：

当换道工况为本车与目标车道相邻前车换道工况时，

本车矩形前部左侧角点与目标车道相邻前车右侧位于同一直线上时为碰撞判断终点，满足如下条件：

当换道工况为本车与本车道相邻后车换道工况时，

本车矩形后部右侧角点与本车道相邻后车左侧位于同一直线上时为碰撞判断终点，满足如下条件：

当换道工况为本车与本车道相邻前车换道工况时，

本车矩形后部右侧角点与本车道相邻前车左侧位于同一直线上时为碰撞判断终点，满足如下条件：

式中，y₁为本车横向位置，t_c为碰撞判断终点时刻，y₂为换道工况下相邻车辆的横向位置，为本车横摆角，D₁为本车矩形对角线，W₂为换道工况下相邻车辆的矩形车宽，α₁本车对角线与本车横向对称轴夹角；

步骤3：获取当前时刻到碰撞判断终点时刻的时间段内本车与换道工况下相邻车辆的位移：

式中，x′₁(t_c)为当前时刻到碰撞判断终点时刻的时间段内本车位移，V₁(t)为当前时刻t时本车速度，a₁(τ)本车加速度，τ、λ为积分变量，x′₂(t_c)为当前时刻到碰撞判断终点时刻的时间段内换道工况下相邻车辆的位移，V₂(t)为当前时刻t时换道工况下相邻车辆的速度，a₂(τ)为换道工况下相邻车辆的加速度；

获取碰撞判断终点时刻本车位移和换道工况下相邻车辆的位移：

x₁(t_c)＝x′₁(t_c)+x₁(t)；

x₂(t_c)＝x′₂(t_c)+x₂(t)；

式中，x₁(t_c)为碰撞判断终点时刻本车位移，x₁(t)为t时刻本车位移，x₂(t_c)为碰撞判断终点时刻换道工况下相邻车辆的位移，x₂(t)为t时刻换道工况下相邻车辆的位移；

步骤4：根据碰撞判断终点时刻本车位移和换道工况下相邻车辆的位移获取碰撞距离Δx：

Δx＝|x₁(t_c)-x₂(t_c)|；

确定换道碰撞时间：

当L_TTC＜T_m时，输出退出换道，执行退出换道操作；

当T_m＜L_TTC＜T_y时，输出一级预警；

当T_m＜L_TTC＜T_e时，输出二级预警；

当T_e＜L_TTC＜T_s时，输出三级预警；

式中，T_m，T_y，T_e，T_s分别为退出换道门限值，一级预警阈值，二级预警阈值，三级预警阈值；

其中，通过基于车联网的多工况换道安全预警系统采集本车和换道工况下相邻车辆的行驶信息，具体包括：

信息感知系统，通过车联网换道数据采集平台采集车辆及其相邻车辆的行驶信息；

碰撞检测系统，其与所述信息感知系统连接，用于接收所述信息感知系统的检测数据，并获取车辆与其相邻车辆的碰撞距离；

安全预警系统，其与所述信息感知系统和所述碰撞检测系统连接，用于接收所述信息感知系统的检测数据和所述碰撞检测系统获取的数据，并确定安全等级。