一種車輛主動安全預警方法和運用該方法的安全預警系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及車輛主動安全控制和移動互聯【技術領域】，尤其涉及一種車輛主動安全預警方法和運用該方法的安全預警系統。安全預警系統包括移動智能終端、無線通信網絡和衛星定位系統，而主動安全預警方法則是在移動智能終端上安裝數據預處理模塊、軌跡追蹤和預估模塊、危險預警模塊這三個軟件，使自車能夠根據目標范圍內的行人及他車信息作出是否有碰撞危險的判斷，并在必要情況下發出安全警報。通過對普遍普及的智能手機的巧妙地利用，使低成本車輛和行人能夠享受到主動安全技術的保護，又不泄漏個人隱私，普及度高，成本低，易被大眾接受。
【專利說明】一種車輛主動安全預警方法和運用該方法的安全預警系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及車輛主動安全控制和移動互聯【技術領域】，尤其涉及一種車輛主動安全 預警方法和運用該方法的安全預警系統。
【背景技術】
[0002] 車輛主動安全控制系統可以實現車輛碰撞預警和對駕駛操作的干預，使駕駛變 得更加安全和輕松。近年來，該【技術領域】的研究熱度不斷升溫，基于雷達、攝像頭等環境 探測傳感器的主動安全控制系統如ACC(自適應巡航）、EBA(緊急制動輔助）、LKA(車道 保持輔助）等已經成熟，并且還在不斷被優化。如韓國專利KR2007023392A(ADAPTIVE CRUISE CONTROL SYSTEM AND METHOD CONSIDERING DRIVING ENVIRONMENT, CAPABLE OF AUTOMATICALLY CONTROLLING AN INTER-CAR DISTANCE ESPECIALLY WHEN IT IS RAINY OR DARK)介紹了利用雨量傳感器、夜間駕駛傳感器優化現有ACC系統，使車輛具有更好的環境 感知功能，從而更加準確地實現主動安全控制。
[0003] 然而，現階段還遠不能實現完全意義上的道路主動安全。首先，車載雷達和攝像頭 主要用于探測前后方向的車輛，對于左右方向較遠，或者駕駛員視覺的死角范圍內的障礙 物，或有障礙物遮擋的高速小型機動車輛，無法預先提出警報。其次，主動安全控制系統價 格昂貴，目前只應用在高級別車型上，對于道路車輛占比最大的普通家用轎車來說，還無法 實現該功能。第三，微車、摩托車和路上的行人更是無法享受主動安全技術帶來的安全和舒 適。
[0004] 隨著車聯網概念的興起，基于互聯的新技術-V2V，即Vehicle-to-Vehicle (也 稱作Car-to-Car)也被提出。所謂V2V，即是通過車載傳感器等設備實現車輛之間的信息交 換技術，在可能發生碰撞時，及時提醒駕駛員，避免交通事故的發生。汽車業界對于V2V技 術的主要焦點放在了車載組件上。然而，雖然這些相關的車載組件在技術上已經取得了很 大的進步，但是除了 V2V技術本身之外，技術的普及程度也是十分重要的因素，如果不能普 及，則根本不能發揮預期作用。
[0005] 隨著移動互聯技術的快速發展，如今人們的生活正在發生著深刻的變化。現在，幾 乎每個人都會隨身攜帶一部智能手機，安裝了各種各樣的應用軟件，人們可以隨時知道自 己的地理位置，可以利用導航技術順利到達目的地，而智能手機通過衛星定位系統可以對 外發出所在地理位置信息而不泄漏隱私（如不發出手機號等個人信息）。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于提供一種車輛主動安全預警方法和運用該方法的安全預警系 統。它利用廣泛普及的智能手機對外發送衛星定位系統定位的智能手機持有者所在位置信 息，并通過安裝在智能手機等移動智能終端上的軟件對自己和他人的位置信息進行速度位 置的計算預測，并在有碰撞危險時報警，具有主動安全預警的功能，并可以廣泛普及。
[0007] 對于本發明的主動安全預警方法來說，上述技術問題是這樣解決的：
[0008] -種基于移動智能終端位置信息的車輛主動安全預警方法，包括如下步驟：
[0009] (1)自車目標范圍內移動目標的移動智能終端通過無線通信網絡將衛星定位系統 定位的他們的位置數據傳送至自車移動智能終端的數據預處理模塊上；
[0010] (2)自車移動智能終端上的數據預處理模塊根據自車的位置適時計算自車每一時 刻的行駛距離和行駛速度，根據目標范圍內移動目標的位置適時計算移動目標每一時刻的 行駛距離和行駛速度，并將得出的自車和目標范圍內移動目標的數據傳輸給自車移動智能 終端上的軌跡追蹤和預估模塊；
[0011] (3)自車移動智能終端上的軌跡追蹤和預估模塊根據前幾個時刻自車的位置、速 度信息，預估自車下一時刻的位置、速度和運動方向，根據前幾個時刻目標范圍內移動目標 的位置、速度信息預估下一時刻目標范圍內移動目標的位置、速度和運動方向，并將得出的 自車和目標范圍內移動目標的數據信息傳輸給自車移動智能終端上的危險預警模塊；
[0012] (4)自車移動智能終端上的危險預警模塊根據自車的位置、速度和運動方向以及 目標范圍內移動目標的位置、速度和運動方向判斷是否有碰撞危險，并在判斷為有碰撞危 險時發出危險警報。
[0013] 進一步的，所述步驟（1)中目標范圍為以自車為中心半徑為250米的圓形區域。
[0014] 所述步驟（2)中自車移動智能終端上的數據預處理模塊在檢測到小范圍內有密 集多機以相同速度、相同方向運行時，則將該目標判斷為密集多機成組。
[0015] 所述自車移動智能終端上的數據預處理模塊在進行密集多機成組判斷時，將目標 范圍內移動目標上一時刻和當前時刻位置的連線方向作為速度方向。
[0016] 判斷為密集多機成組時以相同速度、相同方向運行的他機分布范圍不大于半徑為 6m2的圓形區域。
[0017] 所述步驟（2)中當數據預處理模塊判斷他機為密集多機成組時，以自車局部坐標 系為標準，將離自車最遠的他機為邊界框畫出矩形框線，并以矩形框線離自車最近的角作 為危險目標點。
[0018] 所述步驟（2)中自車或目標范圍內移動目標的速度計算方法為：首先從移動智能 終端的存儲芯片上調用當前時刻t和前一時刻t-Ι的位置信息，再根據這兩個時刻的大地 坐標（xt，yt)、Uh，ytJ通過兩點距離公式
【權利要求】
1. 一種車輛主動安全預警方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 自車目標范圍內移動目標的移動智能終端通過無線通信網絡將衛星定位系統定位 的他們的位置傳送至自車移動智能終端的數據預處理模塊上； (2) 自車移動智能終端上的數據預處理模塊根據自車的位置適時計算自車每一時刻的 行駛距離和行駛速度，根據目標范圍內移動目標的位置適時計算移動目標每一時刻的行駛 距離和行駛速度，并將得出的自車和目標范圍內移動目標的數據傳輸給自車移動智能終端 上的軌跡追蹤和預估模塊； (3) 自車移動智能終端上的軌跡追蹤和預估模塊根據前幾個時刻自車的位置、速度信 息，預估自車下一時刻的位置、速度和運動方向，根據前幾個時刻目標范圍內移動目標的位 置、速度信息預估下一時刻目標范圍內移動目標的位置、速度和運動方向，并將得出的自車 和目標范圍內移動目標的數據信息傳輸給自車移動智能終端上的危險預警模塊； (4) 自車移動智能終端上的危險預警模塊根據自車的位置、速度和運動方向以及目標 范圍內移動目標的位置、速度和運動方向判斷是否有碰撞危險，并在判斷為有碰撞危險時 發出危險警報。
2. 如權利要求1所述的一種車輛主動安全預警方法，其特征在于：所述步驟（1)中目 標范圍為以自車為中心半徑為250米的圓形區域。
3. 如權利要求1所述的一種車輛主動安全預警方法，其特征在于：所述步驟（2)中自 車移動智能終端上的數據預處理模塊在檢測到小范圍內有密集多機以相同速度、相同方向 運行時，則將該目標判斷為密集多機成組。
4. 如權利要求3所述的一種車輛主動安全預警方法，其特征在于：所述自車移動智能 終端上的數據預處理模塊在進行密集多機成組判斷時，將目標范圍內移動目標上一時刻和 當前時刻位置的連線方向作為速度方向。
5. 如權利要求3所述的一種車輛主動安全預警方法，其特征在于：所述的小范圍為半 徑不大于6m2的圓形區域。
6. 如權利要求1所述的一種車輛主動安全預警方法，其特征在于：所述步驟（2)中當 數據預處理模塊判斷他機為密集多機成組時，以自車局部坐標系為標準，將離自車最遠的 他機為邊界框畫出矩形框線，并以矩形框線離自車最近的角作為危險目標點。
7. 如權利要求1所述的一種車輛主動安全預警方法，其特征在于：所述步驟（2)中自 車或目標范圍內移動目標的速度計算方法為：首先從移動智能終端的存儲芯片上調用當前 時刻t和前一時刻t-1的位置，再根據這兩個時刻自車或目標范圍內移動目標的大地坐標 (xt,yt) > (XmjY^1)通過兩點距離公式= -a:, 計算出兩點距離D(t), 再根據速度計算公式V(t) =D(t)/At計算出當前時刻速度大小V(t)，其中At為系統計 算周期。
8. 如權利要求1所述的一種車輛主動安全預警方法，其特征在于：所述步驟（2)中自 車或目標范圍內移動目標根據速度計算公式計算出的當前時刻速度V(t)通過低通濾波 算法：V'（t) =BtlVaha1V(t-1)+ajaD+by'（t-1)+b2V'（t-2)處理，并將處理后的速度 V'（t)作為當前時刻的速度大小，輸入到自車移動智能終端上的軌跡追蹤和預估模塊中去， 其中：a。、apa2、Vb2為濾波常數。
9. 如權利要求1所述的一種車輛主動安全預警方法，其特征在于：所述步驟（3)中自 車或目標范圍內移動目標下一時刻的位置是通過最小二乘軌跡預測算法進行預估的。
10. 如權利要求9所述的一種車輛主動安全預警方法，其特征在于：所述最小二乘軌跡 預測算法的運算過程為：調用自當前時刻往前k個時刻被測物的位置數據，并將這k個點 的軌跡假設成直線，得出下一時刻被測物的X坐標和y坐標的表達式分別為：x=a' +b't， y=a" +b"t，通過最小二乘軌跡預測算法計算出使k個時刻軌跡點預估誤差最小的a'， b'，a"，b"的值，從而得出下一時刻的預估位置，其中a'，b'，a"，b"通過最小二乘軌跡 預測算法的計算公式分別為：
其中，h為往前第i個時刻距初始計算時刻的時間間隔，t+1為下一時刻距初始計算點 的時間間隔，Xi，Yi為往前第i個時刻被測物的實際坐標。
11. 如權利要求1所述的一種車輛主動安全預警方法，其特征在于：所述步驟（3)中自 車或目標范圍內移動目標下一時刻的速度大小為經過低通濾波算法處理后的當前時刻速 度大小V'（t)。
12. 如權利要求1所述的一種車輛主動安全預警方法，其特征在于：所述步驟（3)中自 車或目標范圍內移動目標下一時刻的速度方向為運用最小二乘法預測的直線方向。
13. 如權利要求1所述的一種車輛主動安全預警方法，其特征在于：所述步驟（4)中碰 撞危險的判斷方式為：根據下一時刻自車的速度信息和位置以及目標范圍內移動目標的速 度信息和位置計算出碰撞點，若離碰撞點的行駛時間小于危險警報時間，則將危險工況標 志位置1，危險預警模塊短時間之內進行多次危險工況判斷，若危險工況標志位連續5次置 1，則發出危險警報。
14. 一種運用權利要求1-13所述車輛主動安全預警方法的安全預警系統，其特征在 于：包括移動智能終端，用于對外發送自車位置信息，接收目標范圍內移動目標位置信息并 對目標范圍內移動目標位置進行速度運算、軌跡預估和危險報警； 無線通信網絡，用于自車和目標范圍內移動目標位置的相互傳送； 衛星定位系統，用于確定移動智能終端所在位置。
15. 如權利要求14所述的主動安全預警系統，其特征在于：所述的移動智能終端為智 能手機、車載信息采集裝置T-Box、平板電腦、筆記本電腦中的一種或多種。
【文檔編號】G08G1/16GK104269070SQ201410411664
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月20日 優先權日:2014年8月20日
【發明者】白傑, 張宇探 申請人:東風汽車公司