專利名稱：基于車聯網技術的追尾碰撞預警方法
技術領域：
本發明屬于汽車安全技術領域，具體涉及一種基于車聯網(VANET，VehicularAd-hoc Network)技術的追尾碰撞預警方法。
背景技術：
隨著交通業的飛速發展，道路車輛數激增，道路交通安全行形勢日趨嚴峻，特別是高速公路與惡略天氣情況下。在過去幾年，國內外大量研究人員致力于發展駕駛輔助系統來解決交通安全問題，此類系統能夠感知周圍交通和車輛情況，在必要時刻提醒駕駛員。車聯網正是在此基礎上應運而生。車聯網是移動自組網絡在智能化交通領域的一大分支，主要利用無線傳感網技術實現車與車、車與路邊節點之間的信息傳遞。利用車載自組網，結合自車的GPS、CAN總線數據，安全系統可以提前通知駕駛員可能發生的危險情況，降低事故發生率。目前這方面的研究主要集中在國外，日本最早從20世紀80年代開始這方面研究。近年來，歐美國家也加大了對車載自組網的研究，比較著名的有:CarTalk2000從2001年開始，為期三年，主要是為了開發一種新的基于車間通信的駕駛員輔助駕駛系統。C2C-CC (Car2Car Communication Consortium)由六家歐洲汽車廠商(BMW、DaimlerChrysler>Volkswagen等)組成,致力于制訂一個Car2Car系統的通用標準,使不同廠商的汽車能互相通信。CHAUFFEUR2主要研究”Platooning of Vehicles”，前方車輛可以向后方車輛廣播消息。基于車聯網，本發明主要致力于高速公路或者惡略天氣場景下，由于高速駕駛員來不及反應或者惡略天氣導致駕駛員視野距離過近引起的追尾碰撞問題。本方法是利用車聯網實時通信來獲取相鄰汽車的位置、方向、車速信息，進而來判斷汽車的行駛狀況，以此來決定是否有追尾可能并且在必要時刻通過動畫與聲音提醒駕駛員。
發明內容
本發明目的在于提供一種基于車聯網技術的追尾碰撞預警方法，通過車輛間的實時通信獲取“地面航向”、經緯度坐標及車速信息，從而判斷兩車是否在直行公路上處于追尾安全隱患下。如果是，則進行追尾預警，給與駕駛員提供安全輔助。本方法能夠解決高速公路上以及惡略天氣下由于駕駛員反應時間與視野距離引起的追尾碰撞，從而極大地保障了行車安全。為了解決現有技術中的這些問題，本發明提供的技術方案是:一種基于車聯網技術的追尾碰撞預警方法，其中車輛的車載終端從控制器局域網絡(Controller Area Network, CAN)獲取車輛的自身車速，從GPS獲取經緯度坐標、地面航向角、時間，并通過無線通信與周圍車輛的車載終端交換車輛的自身車速以及包括地面航向、經緯度坐標的GPS信息；其特征在于所述方法包括以下步驟:(I)車輛的車載終端判斷周圍臨近車輛與自身車輛是否同向行駛，并判斷周圍臨近車輛的位置是否在自身車輛的行駛前方；(2)當周圍臨近車輛與自身車輛同向行駛，并在自身車輛的行駛前方時，根據周圍臨近車輛與自身車輛的經緯度坐標計算出兩車間的實際距離dis，以及根據周圍臨近車輛與自身車輛的車速差計算兩車間的安全距離rd ；(3)根據兩車間的實際距離dis與安全距離rd的比較結果設定安全等級；當安全系數非O時，根據安全等級的不同，車載終端通過動畫與語音提示駕駛員不同級別的追尾危險，促其剎車減速；當安全等級為0，表示危險解除，則車載終端變更為正常行駛，報警動畫與語音取消。優選的，所述方法中根據兩車的經緯度坐標計算兩車實際距離dis的方法為:
權利要求
1.一種基于車聯網技術的追尾碰撞預警方法，其中車輛的車載終端從控制器局域網絡(Controller Area Network, CAN)獲取車輛的自身車速，以及從GPS獲取經緯度、地面航向角、時間，并通過無線通信與周圍車輛的車載終端交換車輛的自身車速以及包括地面航向、經緯度坐標的GPS信息；其特征在于所述方法包括以下步驟: (1)車輛的車載終端判斷周圍臨近車輛與自身車輛是否同向行駛，并判斷周圍臨近車輛的位置是否在自身車輛的行駛前方； (2)當周圍臨近車輛與自身車輛同向行駛，并在自身車輛的行駛前方時，根據周圍臨近車輛與自身車輛的經緯度坐標計算出兩車間的實際距離dis，以及根據周圍臨近車輛與自身車輛的車速差計算兩車間的安全距離rd ； (3)根據兩車間的實際距離dis與安全距離rd的比較結果設定安全等級；當安全系數非O時，根據安全等級的不同，車載終端通過動畫與語音提示駕駛員不同級別的追尾危險，促其剎車減速；當安全等級為0，表示危險解除，則車載終端變更為正常行駛，報警動畫與語音取消。
2.根據權利要求1中所述的基于車聯網技術追尾碰撞預警方法，其特征在于所述方法中根據兩車的經緯度坐標計算兩車實際距離dis的方法為:..../.2 ,rodLatl — radLat2、 .., Τ 、、.，.radLonl — radLoifl、._, dis = 2xarcsin(-lsin {-) + cos(raaLan)xcos(raaLat2)xsm"(-))xR， 其中radLatl和radLat2分別表示兩車的纟韋度，radLonl和radLon2分別表示兩車的經度，R表示地球半徑常量，dis表示兩車間的實際距離。
3.根據權利要求1中所述的基于車聯網技術追尾碰撞預警方法，其特征在于所述方法中判斷周圍 臨近車輛與自身車輛是否同向行駛是通過周圍臨近車輛與自身車輛的行駛夾角進行計算的，所述行駛夾角公式為:Δ = surfacecoursel-surfacecourse2 ； 其中surfacecoursel和surfacecourse2分別表示自身車輛與周圍臨近車輛的地面航向角度，△代表兩車行駛方向差。
4.根據權利要求1中所述的基于車聯網技術的追尾碰撞預警方法，其特征在于所述方法中判斷周圍臨近車輛的位置是否在自身車輛的行駛前方是通過計算車輛前后關系得到的，其計算公式為: j {racilAml - ran 1.οι ) xR -1 an (Surfacecoii rs t*l + 45) x (rad/,al2 - radLatl) x R < 0 ; I (radLonl - ran1.0uY) xR — tan( Surfacecoursel - 45) x (raJLall - raciLai] )x R >0 其中radLatl和radLat2分別表示兩車的纟韋度，radLonl和radLon2分別表示兩車的經度，R表示地球半徑常量。
5.根據權利要求1中所屬的基于車聯網技術的追尾碰撞預警方法，其特征在于所述方法中安全距離計算公式為:rd = T* (V1-V2)； 其中V1是自車車速，V2是鄰車車速，T為反應時間，rd為安全距離。
6.根據權利要求1中所述的基于車聯網技術的追尾碰撞預警方法，其特征在于所述方法中安全等級按照如下規則進行設定: 如果(rd-dis)/dis < 0.0安全等級為O如果(rd-dis)/dis < 0.5安全等級為I如果(rd-dis)/dis < 1.0安全等級為2°如果(rd-dis)/dis≥1.0安全等級為全文摘要
本發明公開了一種基于車聯網技術的追尾碰撞預警方法，依靠車聯網實時通信獲取周圍車節點GPS數據(包括地面航向角度以及經緯度坐標信息)以及從CAN總線獲取速度信息，計算并判斷汽車間位置關系，進而判斷是否有追尾碰撞危險，為解決高速行駛或者由于天氣原因導致視野模糊情況下潛在的追尾行車危險問題提供了一種有效的解決方法。
文檔編號B60W30/095GK103144633SQ20121057670
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者黃劉生, 趙揚, 徐宏力, 謝立嘉, 李春杰 申請人:中國科學技術大學蘇州研究院