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    重庆时时彩冷热分析图: 车辆防碰撞安全警示方法及装置.pdf

    关 键 词:
    车辆 碰撞 安全 警示 方法 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN201410209898.3

    申请日:

    2014.05.19

    公开号:

    CN103971541A

    公开日:

    2014.08.06

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 专利权的转移IPC(主分类):G08G 1/16登记生效日:20170905变更事项:专利权人变更前权利人:上海扬梓投资管理有限公司变更后权利人:上海博泰悦臻电子设备制造有限公司变更事项:地址变更前权利人:201821 上海市嘉定工业区叶城路1630号3幢1286室变更后权利人:200235 上海市徐汇区天钥桥路30号美罗大厦19楼|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G08G 1/16申请日:20140519|||公开
    IPC分类号: G08G1/16 主分类号: G08G1/16
    申请人: 上海扬梓投资管理有限公司
    发明人: 原树宁; 郑洪江; 解正文; 王会鲜
    地址: 201821 上海市嘉定工业区叶城路1630号3幢1286室
    优先权:
    专利代理机构: 上海专利商标事务所有限公司 31100 代理人: 张振军
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410209898.3

    授权公告号:

    |||||||||

    法律状态公告日:

    2017.09.22|||2016.02.24|||2014.09.03|||2014.08.06

    法律状态类型:

    专利申请权、专利权的转移|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供了一种车辆防碰撞安全警示方法及装置,该方法包括:获取它车的速度矢量和位置,并确认本车的速度矢量和位置;根据它车的位置计算得到它车的位置矢量,并根据本车的位置计算得到本车的位置矢量,它车的位置矢量由原点指向它车的位置,本车的位置矢量由该原点指向本车的位置;如果(PB-PA)×VA、(PB-PA)×VB以及VA×VB三者同极,则判定本车与它车将在前方交汇,其中PA为本车的位置矢量,VA为本车的速度矢量,PB为它车的位置矢量,VB为它车的速度矢量。本发明能够以矢量化的计算方式判断两车是否会发生交汇,有利于提前发出预警以避免碰撞。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种车辆防碰撞安全警示方法,其特征在于,包括:
    获取它车的速度矢量和位置,并确认本车的速度矢量和位置;
    根据它车的位置计算得到它车的位置矢量,并根据本车的位置计算得到本车的位置矢量,它车的位置矢量由原点指向它车的位置,本车的位置矢量由该原点指向本车的位置;
    如果(PB-PA)×VA、(PB-PA)×VB以及VA×VB三者同极,则判定本车与它车将在前方交汇,其中PA为本车的位置矢量,VA为本车的速度矢量,PB为它车的位置矢量,VB为它车的速度矢量。

    2.  根据权利要求1所述的车辆防碰撞安全警示方法,其特征在于,该方法还包括:
    如果判定本车与它车的将在前方交汇,则计算预计碰撞时间,该预计碰撞时间等于位置矢量差与速度矢量差在该位置矢量差方向上的投影的商,其中该位置商量差为PB-PA,该速度矢量差为VB-VA;
    如果所述预计碰撞时间小于预设的阈值,则发出碰撞警报。

    3.  根据权利要求1或2所述的车辆防碰撞安全警示方法,其特征在于,该方法还包括:在判定本车与它车将在前方交汇时,如果接收到它车发出的急刹状况,则发出急刹警报。

    4.  根据权利要求1或2所述的车辆防碰撞安全警示方法,其特征在于,该方法还包括:如果(PB-PA)×VA、(PB-PA)×VB以及VA×VB中的任意两者不同极,则判定本车与它车将在前方不交汇。

    5.  根据权利要求1或2所述的车辆防碰撞安全警示方法,其特征在于,通过专用短程通信获取它车的速度矢量和位置。

    6.  一种车辆防碰撞安全警示装置,其特征在于,包括:
    信息获取???,用于获取它车的速度矢量和位置,并确认本车的速度矢量和位置;
    矢量计算???,用于根据它车的位置计算得到它车的位置矢量,并根据本车的位置计算得到本车的位置矢量,它车的位置矢量由原点指向它车的位置,本车的位置矢量由该原点指向本车的位置;
    判断???,如果(PB-PA)×VA、(PB-PA)×VB以及VA×VB三者同极,则判定本车与它车将在前方交汇,其中PA为本车的位置矢量,VA为本车的速度矢量,PB为它车的位置矢量,VB为它车的速度矢量。

    7.  根据权利要求6所述的车辆防碰撞安全警示装置,其特征在于,该装置还包括:
    时间计算???,用于在判定本车与它车将在前方交汇时计算预计碰撞时间,该预计碰撞时间等于位置矢量差与速度矢量差在该位置矢量差方向上的投影的商,其中该位置商量差为PB-PA,该速度矢量差为VB-VA;
    碰撞警报???,如果所述预计碰撞时间小于预设的阈值,则发出碰撞警报。

    8.  根据权利要求6或7所述的车辆防碰撞安全警示装置,其特征在于,该装置还包括:
    急刹警报???,在判定本车与它车将在前方交汇时,如果接收到它车发出的急刹状况,则发出急刹警报。

    9.  根据权利要求6或7所述的车辆防碰撞安全警示装置,其特征在于,如果(PB-PA)×VA、(PB-PA)×VB以及VA×VB中的任意两者不同极,则所述判断??榕卸ū境涤胨到谇胺讲唤换?。

    10.  根据权利要求6或7所述的车辆防碰撞安全警示装置,其特征在于,所述信息获取??橥üㄓ枚坛掏ㄐ呕袢∷档乃俣仁噶亢臀恢?。

    说明书

    说明书车辆防碰撞安全警示方法及装置
    技术领域
    本发明涉及汽车安全技术领域,尤其涉及一种车辆防碰撞安全警示方法及装置。
    背景技术
    随着汽车保有量的不断增大,汽车事故的数量也逐年增多。现有技术中,车辆碰撞、追尾等危险情况的检测与判断手段都是使用雷达或者视频分析等被动技术。但是,这些技术往往无法提前发出危险警告来避免车辆碰撞。
    专用短程通信(DSRC)能够为多个车辆之间提供信息共享通道,通过专用短程通信能够将车辆的信息(例如位置、速度、刹车状况等)提供给周边的其他车辆。现有技术中对于专用短程通信的应用往往集成于设备的集成,而并未有利用专用短程通信避免车辆碰撞的具体方法。
    发明内容
    本发明要解决的技术问题是提供一种车辆防碰撞安全警示方法及装置,能够以矢量化的计算方式判断两车是否会发生交汇,有利于提前发出预警以避免碰撞。
    为解决上述技术问题,本发明提供了一种车辆防碰撞安全警示方法,包括:
    获取它车的速度矢量和位置,并确认本车的速度矢量和位置;
    根据它车的位置计算得到它车的位置矢量,并根据本车的位置计算得到本车的位置矢量,它车的位置矢量由原点指向它车的位置,本车的位置矢量由该原点指向本车的位置;
    如果(PB-PA)×VA、(PB-PA)×VB以及VA×VB三者同极,则判定本车与它车将在前方交汇,其中PA为本车的位置矢量,VA为本车的速度矢量,PB为它车的位置矢量,VB为它车的速度矢量。
    根据本发明的一个实施例,该方法还包括:
    如果判定本车与它车将在前方交汇,则计算预计碰撞时间,该预计碰撞时间等于位置矢量差与速度矢量差在该位置矢量差方向上的投影的商,其中该位置商量差为PB-PA,该速度矢量差为VB-VA;
    如果所述预计碰撞时间小于预设的阈值,则发出碰撞警报。
    根据本发明的一个实施例,该方法还包括:在判定本车与它车的将在前方交汇时,如果接收到它车发出的急刹状况,则发出急刹警报。
    根据本发明的一个实施例,该方法还包括:如果(PB-PA)×VA、(PB-PA)×VB以及VA×VB中的任意两者不同极,则判定本车与它车将在前方不交汇。
    根据本发明的一个实施例,通过专用短程通信获取它车的速度矢量和位置。
    本发明还提供了一种车辆防碰撞安全警示装置,包括:
    信息获取???,用于获取它车的速度矢量和位置,并确认本车的速度矢量和位置;
    矢量计算???,用于根据它车的位置计算得到它车的位置矢量,并根据本车的位置计算得到本车的位置矢量,它车的位置矢量由原点指向它车的位置,本车的位置矢量由该原点指向本车的位置;
    判断???,如果(PB-PA)×VA、(PB-PA)×VB以及VA×VB三者同极,则判定本车与它车将在前方交汇,其中PA为本车的位置矢量,VA为本车的速度矢量,PB为它车的位置矢量,VB为它车的速度矢量。
    根据本发明的一个实施例,该装置还包括:
    时间计算???,用于在判定本车与它车的将在前方交汇时计算预计碰撞时间,该预计碰撞时间等于位置矢量差与速度矢量差在该位置矢量差方向上的投影的商,其中该位置商量差为PB-PA,该速度矢量差为VB-VA;
    碰撞警报???,如果所述预计碰撞时间小于预设的阈值,则发出碰撞警报。
    根据本发明的一个实施例,该装置还包括:急刹警报???,在判定本车与它车的将在前方交汇时,如果接收到它车发出的急刹状况,则发出急刹警报。
    根据本发明的一个实施例,如果(PB-PA)×VA、(PB-PA)×VB以及VA×VB中的任意两者不同极,则所述判断??榕卸ū境涤胨到谇胺讲唤换?。
    根据本发明的一个实施例,所述信息获取??橥üㄓ枚坛掏ㄐ呕袢∷档乃俣仁噶亢臀恢?。
    与现有技术相比,本发明具有以下优点:
    本发明实施例的车辆防碰撞安全警示方法及装置根据本车和它车的位置矢量和速度矢量,采用矢量化的计算方法来判断两车是否会发生交汇,在判定将会发生交汇的情况下,可以提前向驾驶员发出提醒,以避免碰撞。
    进一步而言,本发明实施例的车辆防碰撞安全警示方法及装置还采用矢量化的计算方法计算预计碰撞时间,如果该预计碰撞时间小于预设的阈值,则发出碰撞警报,使得驾驶员能够及时做出规避操作,降低事故率。
    另外,本发明实施例在两车将会发生交汇的情况下,还可以根据它车的急刹状况直接发出急刹警报,以使驾驶员能尽早采取规避措施。
    附图说明
    图1是本发明实施例的车辆防碰撞安全警示方法的流程示意图;
    图2是本发明实施例的车辆防碰撞安全警示方法的一个应用场景实例的矢量分布示意图;
    图3是本发明实施例的车辆防碰撞安全警示装置的结构框图。
    具体实施方式
    下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明,但不应以此限制本发明的?;し段?。
    参考图1,本实施例的车辆防碰撞安全警示方法包括如下步骤:
    步骤S11,获取它车的速度矢量和位置,并确认本车的速度矢量和位置;
    步骤S12,根据它车的位置计算得到它车的位置矢量,并根据本车的位置计算得到本车的位置矢量,它车的位置矢量由原点指向它车的位置,本车的位置矢量由该原点指向本车的位置;
    步骤S13,如果(PB-PA)×VA、(PB-PA)×VB以及VA×VB三者同极,则判定本车与它车将在前方交汇,其中PA为本车的位置矢量,VA为本车的速度矢量,PB为它车的位置矢量,VB为它车的速度矢量。
    步骤S11中,可以通过专用短程通信(DSRC)来获取周边的它车的速度矢量以及位置等信息。它车的位置和本车的位置例如可以采用经度、纬度的方式来表示, 但并不限于此。它车和本车的速度矢量包括速度值以及速度方向。
    采用DSRC可以在较小的延时(通常为毫秒级)内获得周边车辆的信息。采用DSRC时,车辆可以采用10Hz的频率不断向周围的车辆广播自己的信息,例如位置、速度矢量等,也可以接收周围车辆发送过来的信息。当然,专用短程通信仅是一种优选的方式,获取它车的信息的方式并不限于此,也可以采用其他适当的方式。
    步骤S12中的原点可以是GPS的经度/纬度的原点,或者也可以是中国大地坐标的原点,或者也可以是其他适当的原点位置。
    步骤S13中,(PB-PA)×VA、(PB-PA)×VB以及VA×VB三者同极指的是三者同方向,也就是三个矢量积的方向相同。如果三者同极,那么就可以判定两车将在前方交汇,此时可以向驾驶员发出提醒,提醒审查员注意提高警惕,当然也可以不发出提醒;如果三者其中的任意两个不同极,那么就可以判定本车与它车将不会在前方交汇。
    在判定两车将在前方发生交汇时,可以继续做更加精确的碰撞预判,具体如下:首先计算预计碰撞时间,该预计碰撞时间=位置矢量差/速度矢量差在该位置矢量差方向上的投影,其中,位置矢量差=它车的位置矢量-本车的位置矢量,速度矢量=它车的速度矢量-本车的速度矢量;如果计算得到的预计碰撞时间小于预设的阈值(例如5s、10s、20s,但不限于此),则发出碰撞警报。
    该碰撞警报可以采用语音、信号灯的方式提供给用户,警告驾驶员如果当前的状态维持不变将导致碰撞,也即是在当前两车的位置和速度条件下,最终将导致碰撞事故,提醒驾驶员提前采取规避措施,例如制动或者适当转向等等。
    另外,在判定本车与它车将在前方发生交汇时,本车还可以通过DSRC等方式接收它车发出的急刹状况。如果接收到了急刹状况,表明它车采取了紧急制动,那么直接发出急刹警报,提示本车的驾驶员采取规避行动。急刹警报的发出优选为实时的,也就是一旦接到它车的急刹状况就发出急刹警报,尽量使得本车驾驶员能够第一时间采取规避措施。
    下面结合一个交叉口的实例对该车辆防碰撞安全警示方法进行详细说明。
    参考图2,在交叉路口,本车A在西向东行驶,它车B自南向北行驶,两车都将经过交叉路口,有可能在交叉路口发生碰撞。
    相关参数标记如下:
    本车的位置矢量记为:PA;
    它车的位置矢量记为:PB;
    本车的速度矢量记为:VA;
    它车的速度矢量记为:VB。
    如果(PB-PA)×VA、(PB-PA)×VB以及VA×VB三者同极,则判定本车A和它车B将在前方交汇;如果(PB-PA)×VA、(PB-PA)×VB以及VA×VB中的任意两者不同极,则判定两车在前方不交汇。
    下面对计算和判断过程进行详细说明。
    本车A的位置可以用经纬度来表示,其经度记为LLong,其纬度记为LLat;它车B的位置也可以用经纬度来表示,其经度记为RLong,其纬度记为RLat。本车A的速度值记为LSpeed,本车A的速度方向记为Lheading;它车B的速度值记为RSpeed,它车B的速度方向记为Rheading。另外,地球半径记为R。
    根据以上的标记,相应的计算过程如下:
    本车A的位置矢量:PA=(LLong,LLat);
    它车B的位置矢量:PB=(RLong,RLat);
    它车B与本车A的位置矢量差:DP=PB-PA=(DPx,DPy);
    其中,DPx=Cos(LLat)×Sin(RLong–LLong)×R,DPx又为两车东西向距离;
    DPy=Sin(RLat–LLat)×R,Dpy又为两车南北向距离;
    它车B的速度矢量:VB=(VBx,VBy);
    其中,VBx=Sin(Rheading)×RSpeed;
    VBy=Cos(Rheading)×RSpeed;
    本车A的速度矢量:VA=(VAx,VAy);
    其中,VAx=Sin(Lheading)×LSpeed;
    VAy=Cos(Lheading)×LSpeed;
    它车B与本车A的速度矢量差:DV=VB-VA=(DVx,DVy);
    其中,DVx=VBx-VAx;
    DVy=VBy-VAy;
    用于判断两车是否将在前方交汇的变量计算如下:
    本车A的速度矢量与它车B的速度矢量的矢量积(或者称为叉乘):
    VA×VB=(VAx,VAy)×(VBx,VBy)=(VAx×VBy)–(VAy×VBx);
    两车的位置矢量差与本车A的速度矢量的矢量积:
    DP×VA=(DPx,DPy)×(VAx,VAy)=(DPx×VAy)-(DPy×VAx);
    两车的位置矢量差与它车B的速度矢量的矢量积:
    DP×VB=(DPx,DPy)×(VBx,VBy)=(DPx×VBy)-(DPy×VBx);
    根据以上计算,相应的判断过程如下:
    如果VA×VB<0且DP×VA<0且DP×VB<0,或者VA×VB>0且DP×VA>0且DP×VB>0,那么两车将会在前方交汇;否则两车将不会在前方交汇,两车不存在发生碰撞的可能。
    如果判定两车将在前方交汇,那么可以继续计算预计碰撞时间,具体过程如下:
    两车位置矢量差的矢量长度:DPValu=|DP|=Sqrt(DPx×DPx+DPy×DPy);
    两车速度矢量差的矢量长度:DVValu=|DV|=Sqrt(DVx×DVx+DVy×DVy);
    两车位置矢量差与两车速度矢量差的夹角余弦值:
    cosDAngle=(DPx×DVx+DPy×DVy)/(DPValu×DVValu);
    预计碰撞时间:tImpact=DPValu/(cosDAngle×DVValu);
    其中,(cosDAngle×DVValu)为速度矢量在位置矢量方向上的投影的矢量长度。
    如果该预计碰撞时间tImpact小于预设的阈值,则向本车驾驶员发出碰撞警报,提醒驾驶员提前执行规避操作。
    需要说明的是,虽然图2的实例场景是十字交叉路口的交汇,但本实施例的方法还可以适用于其他场景,例如丁字路口交汇、Y形路口交汇等等。不过,本实施例的方法在应用于十字交叉路口的碰撞预警时,效果更佳。
    参考图3,本实施例的车辆防碰撞安全警示装置包括:信息获取???1、矢量计算???2、判断???3、时间计算???4、碰撞警报???5以及急刹警报???6。
    其中,信息获取???1用于获取它车的速度矢量和位置,并确认本车的速度矢量和位置;矢量计算???2用于根据它车的位置计算得到它车的位置矢量,并 根据本车的位置计算得到本车的位置矢量,它车的位置矢量由原点指向它车的位置,本车的位置矢量由该原点指向本车的位置;判断???3用于判定两车是否将在前方交汇,如果(PB-PA)×VA、(PB-PA)×VB以及VA×VB三者同极,则判定本车与它车将在前方交汇,其中PA为本车的位置矢量,VA为本车的速度矢量,PB为它车的位置矢量,VB为它车的速度矢量;时间计算???4用于在判定本车与它车将在前方交汇时计算预计碰撞时间,该预计碰撞时间等于位置矢量差与速度矢量差在该位置矢量差方向上的投影的商,其中该位置商量差为PB-PA,该速度矢量差为VB-VA;如果所述预计碰撞时间小于预设的阈值,则碰撞警报???5发出碰撞警报;在判断???3判定本车与它车将在前方交汇时,如果信息获取???1接收到它车发出的急刹状况,则急刹警报???6发出急刹警报。
    关于该车辆防碰撞安全警示装置的更多详细信息,请参见前述实施例对于车辆防碰撞安全警示方法的相关描述,这里不再赘述。
    该车辆防碰撞安全警示装置可以采用软件、硬件或者软硬件结合的方式来实现。例如,该车辆防碰撞安全警示装置可以集成在车载终端设备中,作为其中的一个硬件??榛蛘呷砑??,
    由上,本发明实施例的车辆防碰撞安全警示方法及装置根据车辆的位置矢量、速度矢量的相关矢量运算来判断两车是否将发生交汇以及是否会发生碰撞,能够提高碰撞预警的准确性,使得驾驶员在事故发生之前能更加快速地获得可靠的警报信号,并预留出更多的时间让驾驶员采取必要的规避措施,从而降低交通事故比率。采用本实施例的技术方案,可以非常好地实现交叉路口的车辆碰撞预警,而雷达、视频等传统技术手段是无法完成这一点的。
    本发明虽然以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以做出可能的变动和修改,因此本发明的?;し段вΦ币员痉⒚魅ɡ笏缍ǖ姆段?。

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