本发明涉及车辆行驶安全技术领域，尤其涉及发明一种车辆行驶安全预警方法、装置、系统及可读存储介质。
背景技术：
通常，车主在驾驶车辆时一般都是通过自己查看来发现车辆周围其他车辆情况，进而根据当前周边车辆情况进行主动安全避险。但是，车主经常左右观察周围车辆也是导致车辆事故的原因之一。
此外，现有技术中，在视线不开阔的区域内，比如某些高级车辆采用并行辅助、雷达波探测等方式可在一定程度上解决车主需要自身去观察周边车辆的问题，但此类方式却具有较大的局限性，比如仅仅只能探测本车前方直线短距离内的其他车辆，同时也无法获知周边车辆与自身车辆之间的位置关系，进而难以为车主提供更多的安全辅助信息。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种车辆行驶安全预警方法、装置、系统及可读存储介质，旨在解决如何在视线不开阔的区域内为车主提供安全辅助信息的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供的一种车辆行驶安全预警方法，所述车辆行驶安全预警方法包括以下步骤：
基于预置定位规则，定位本车车辆的第一位置信息并计算本车运行轨迹；
接收周边车辆的第二位置信息并计算周边车辆运行轨迹；
判断本车运行轨迹与周边车辆运行轨迹是否相交；
若是，则基于预设等级，向车主发出相应安全预警提示。
优选地，所述车辆设有惯性导航仪，所述基于预置定位规则，定位本车车辆的第一位置信息并计算本车运行轨迹包括：
获取惯性导航仪测量的相关数据，其中，所述相关数据至少包括初始位置、车速、航向角；
基于所述相关数据，计算本车车辆的第一位置信息；
基于所述第一位置信息与所述相关数据计算本车的精确运行轨迹。
优选地，所述基于所述相关数据，计算本车车辆的第一位置信息包括：
获取本车车辆的GPS信息；
基于所述相关数据对所述GPS信息进行调整处理，得到本车车辆的第一位置信息。
优选地，在所述基于预置定位规则，定位本车车辆的第一位置信息并计算本车运行轨迹之后，所述车辆行驶安全预警方法还包括：
当本车车辆位于周边车辆所在的通信范围内时，将所述第一位置信息和/或所述GPS信息以广播形式发送给周边车辆。
优选地，在所述接收周边车辆的第二位置信息并计算周边车辆运行轨迹之后，所述车辆行驶安全预警方法还包括：
接收本车车辆与周边车辆的GPS信息，基于所述第一位置信息、所述第二位置信息与所述GPS信息进行相位差分处理，得到周边车辆相对于本车车辆的相对位置信息；
基于所述第一位置信息与所述相对位置信息在本地语音屏幕上进行地图显示。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种安全预警装置，所述安全预警装置包括：
存储有车辆行驶安全预警程序的存储器；
处理器，配置为执行所述车辆行驶安全预警程序以执行下述操作：
基于预置定位规则，定位本车车辆的第一位置信息并计算本车运行轨迹；
接收周边车辆的第二位置信息并计算周边车辆运行轨迹；
判断本车运行轨迹与周边车辆运行轨迹是否相交；
若是，则基于预设等级，向车主发出相应安全预警提示。
优选地，执行所述基于预置定位规则，定位本车车辆的第一位置信息并计算本车运行轨迹的操作包括：
获取惯性导航仪测量的相关数据，其中，所述相关数据至少包括初始位置、车速、航向角；
基于所述相关数据，计算本车车辆的第一位置信息；
基于所述第一位置信息与所述相关数据计算本车的精确运行轨迹。
优选地，在执行所述接收周边车辆的第二位置信息并计算周边车辆运行轨迹的操作之后，所述处理器还执行以下操作：
接收本车车辆与周边车辆的GPS信息，基于所述第一位置信息、所述第二位置信息与所述GPS信息进行相位差分处理，得到周边车辆相对于本车车辆的相对位置信息；
基于所述第一位置信息与所述相对位置信息在本地语音屏幕上进行地图显示。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种车辆行驶安全预警系统，包括若干车辆，所述车辆设有惯性导航仪，所述车辆还包括如上述中任一项所述的安全预警装置。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有车辆行驶安全预警程序，所述车辆行驶安全预警程序被处理器执行时实现如上述中任一项所述的车辆行驶安全预警方法的步骤。
本发明中，首先基于预置定位规则，定位本车车辆的第一位置信息并计算本车运行轨迹；接收周边车辆的第二位置信息并计算周边车辆运行轨迹；判断本车运行轨迹与周边车辆运行轨迹是否相交；若是，则基于预设等级，向车主发出相应安全预警提示，进而使驾驶员在视线不开阔的区域内也能够获知周边车辆是否对本车存在威胁，从而主动进行安全避险，进而提升车辆的行车安全。
附图说明
图1为本发明实施例方案涉及的安全预警装置运行环境的结构示意图；
图2为本发明车辆行驶安全预警系统一实施例的功能模块示意；
图3为本发明车辆行驶安全预警系统一实施例的数据传输示意图；
图4为本发明车辆行驶安全预警方法一实施例的流程示意图；
图5为本发明车辆行驶安全预警方法一较佳实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的安全预警装置运行环境的结构示意图。
本发明实施例安全预警装置是具有定位车辆位置、访问网络、地图显示等功能的设备。
如图1所示，该安全预警装置可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括语音显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
可选地，安全预警装置还可以包括调谐解调器、回传通道、RF(Radio Frequency，射频)电路、音频电路、扬声器等等。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的安全预警装置的硬件结构并不构成对安全预警装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机可读存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及计算机程序。其中，操作系统是管理和控制安全预警装置和软件资源的程序，支持车辆行驶安全预警程序以及其它软件和/或程序的运行。
在图1所示的安全预警装置的硬件结构中，网络接口1004主要用于接入网络；用户接口1003主要用于侦测确认指令和编辑指令等。而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的车辆行驶安全预警程序，并执行以下操作：
基于预置定位规则，定位本车车辆的第一位置信息并计算本车运行轨迹；
接收周边车辆的第二位置信息并计算周边车辆运行轨迹；
判断本车运行轨迹与周边车辆运行轨迹是否相交；
若是，则基于预设等级，向车主发出相应安全预警提示。
进一步地，所述安全预警装置通过处理器1001调用存储器1005中存储的车辆行驶安全预警程序，以执行下述操作：
获取惯性导航仪测量的相关数据，其中，所述相关数据至少包括初始位置、车速、航向角；
基于所述相关数据，计算本车车辆的第一位置信息；
基于所述第一位置信息与所述相关数据计算本车的精确运行轨迹。
进一步地，所述安全预警装置通过处理器1001调用存储器1005中存储的车辆行驶安全预警程序，以执行下述操作：
获取本车车辆的GPS信息；
基于所述相关数据对所述GPS信息进行调整处理，得到本车车辆的第一位置信息。
进一步地，所述安全预警装置通过处理器1001调用存储器1005中存储的车辆行驶安全预警程序，以执行下述操作：
当本车车辆位于周边车辆所在的通信范围内时，将所述第一位置信息和/或所述GPS信息以广播形式发送给周边车辆。
进一步地，所述安全预警装置通过处理器1001调用存储器1005中存储的车辆行驶安全预警程序，以执行下述操作：
接收本车车辆与周边车辆的GPS信息，基于所述第一位置信息、所述第二位置信息与所述GPS信息进行相位差分处理，得到周边车辆相对于本车车辆的相对位置信息；
基于所述第一位置信息与所述相对位置信息在本地语音屏幕上进行地图显示。
参照图2，图2为本发明车辆行驶安全预警系统一实施例的功能模块示意。
本实施例中，车辆行驶安全预警系统包括若干车辆，可以是小轿车、面包车、货车等。车辆设有惯性导航仪10，以及用于提示车主周边车辆位置的安全预警装置20。本车车辆与周边车辆之间建立V2X通信连接，比如DSRC或C-V2X等连接方式，具体根据实际需要进行设置。需要进一步说明的是，周边车辆是一个相对概念，本车是其他车辆的周边车辆，而其他车辆也相对是本车的周边车辆。
参照图3，图3为本发明车辆行驶安全预警系统一实施例的数据传输示意图。
本实施例中，如图3所示，第一车辆将位置信息发送至第二车辆与第三车辆，并且接收第二车辆与第三车辆发送的位置信息。第二车辆将位置信息发送至第一车辆与第三车辆，并且接收第一车辆与第三车辆发送的位置信息。第三车辆将位置信息发送至第一车辆与第二车辆，并且接收第一车辆与第二车辆发送的位置信息。简单的说就是基于广播的方式实现车辆之间的数据交互，即每辆车把本车的位置广播出去，同时可以接收其它车广播的数据。需要说明的是，在实际行驶过程中，周边车辆的数量不局限于两辆，还可以包括更多或更少。
基于上述安全预警装置硬件结构，提出本发明车辆行驶安全预警方法的各个实施例。
参照图4，图4为本发明车辆行驶安全预警方法一实施例的流程示意图。
本实施例中，车辆行驶安全预警方法包括：
步骤S10，基于预置定位规则，定位本车车辆的第一位置信息并计算本车运行轨迹；
本实施例中，位置就是所在或所占据的地方。车辆位置是以大地为参照系定义的。预置定位规则是由厂家开发人员预先设置好的，用于定位车辆位置的规则，比如利用GPS定位卫星进行定位或利用惯性导航测量等。当前车辆也就是本车，定位本车位置，并将本车的位置信息定义为第一位置信息。
步骤S20，接收周边车辆的第二位置信息并计算周边车辆运行轨迹；
本实施例中，随着智能交通的发展，车辆变得越来越智能化，比如车辆会集成有更多的智能终端，比如具有通信功能等，从而可实现车辆与车辆之间的数据传输。周边车辆是以本车为中心在某一范围以内的车辆，比如以本车为中心±30m以内的车辆均可认为是相对于本车的周边车辆。通过广播，接收周边车辆发送的数据，如接收周边车辆的第二位置信息。具体地，将本车的位置信息定义为第一位置信息，同时，周边车辆可能存在有多辆，为便于区分理解，将周边车辆的位置信息定义为第二位置信息。在实际使用过程中，周边车辆的数量不定，也就是第二位置信息实际为周边车辆位置的集合，存在多个命名为第二位置信息的位置，但周边的每一辆车均有其各自对应的位置信息。车辆与车辆之间相互传输数据，因而检测是否接收到周边车辆的第二位置信息，以供用于执行下一步骤。
需要说明的是，周边车辆是一个相对概念，本车是其他车辆的周边车辆，而其他车辆也相对是本车的周边车辆。而周边车辆的第二位置信息，同样是基于预置定位规则定位的位置信息。
步骤S30，判断本车运行轨迹与周边车辆运行轨迹是否相交。
本实施例中，通过第一位置信息与第二位置信息计算得到本车运行轨迹与周边车辆运行轨迹，而由运动轨迹可知车辆的运动轨迹方向、运动轨迹形式和运动幅度等。由于行驶路况复杂，因而根据本车运行轨迹与周边车辆运行轨迹，评估周边车辆对本车的威胁。
步骤S40，若是，则基于预设等级，向车主发出相应安全预警提示。
本实施例中，通过运行轨迹预测未来几分钟两车是否正面相撞或擦车或错过，当本车运行轨迹与周边车辆运行轨迹相交时，基于预设等级，并通过语音播报或屏幕显示向车主发出相应安全预警提示。预设等级，可以是非常紧急、紧急和一般，具体根据实际需要进行合作。比如本车车辆向前方行驶，而周边某一车辆向本车车辆的右侧方向行驶，若本车车辆保持当前速度行驶5分钟后即将与该周边车辆相撞，可提示“紧急！小心前方左侧行驶车辆”；或本车车辆保持当前速度行驶25分钟后即将与该周边车辆相撞，可提示“小心前方左侧行驶车辆”。进一步地，结合第一位置信息与第二位置信息向车主发出相应安全预警提示，比如第二位置距离第一位置5m时，可提示“前方距离5m有车”；或第二位置距离第一位置近时，提示“与左侧车辆行驶距离过近”；或接收到多个第二位置信息且均距离第一位置10m时，可提示“前方距离10m行驶拥堵”等，从而驾驶员可实时掌握行车路况并进行主动规避，从而提高驾驶安全性、减少交通拥堵，提高交通效率。
本实施例中，首先基于预置定位规则，定位本车车辆的第一位置信息并计算本车运行轨迹；接收周边车辆的第二位置信息并计算周边车辆运行轨迹；判断本车运行轨迹与周边车辆运行轨迹是否相交；若是，则基于预设等级，向车主发出相应安全预警提示，进而使驾驶员在视线不开阔的区域内也能够获知周边车辆是否对本车存在威胁，从而主动进行安全避险，进而提升车辆的行车安全。
进一步可选的，在本发明另一实施例中，当前车辆以及周边车辆均基于预置定位规则定位车辆位置。以本车定位位置信息进行说明，具体包括以下步骤：
1、获取惯性导航仪测量的相关数据，其中，相关数据至少包括初始位置、车速、航向角；
2、基于相关数据，计算本车车辆的第一位置信息；
3、基于第一位置信息与相关数据计算本车的精确运行轨迹。
本实施例中，惯性导航仪至少包括陀螺仪传感器和加速度计。陀螺仪传感器用来形成一个导航坐标系使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中并给出航向角和姿态角；加速度计用来测量运动体的加速度经过对时间的一次积分得到速度，速度再经过对时间的一次积分即可得到距离。通过惯性导航仪，可得到用于测量的相关数据，比如位置、速度、航向角和姿态角等数据。在行驶过程中，惯性导航仪从一已知点的初始位置，并根据连续测得的运载体航向角和速度推算出当前点的位置，也就是可实时测出运载体车辆运动的当前位置。通过初始位置以及测量运载体本身的加速度，经过积分和运算得到速度和当前位置，从而达到对运载体车辆导航定位的目的。具体地，惯性导航仪安装在车辆内，工作时不依赖外界信息，也不向外界辐射能量，因而不易受到外界电磁的干扰，进而可提高车辆位置的定位精度，因而将通过惯性导航仪测量计算的位置信息确定为本身车辆的位置信息，也就是第一位置信息。通过位置信息预测行驶的运行轨迹，具体地，结合第一位置信息与速度、航向角等，提高计算本车运行轨迹的精确度，用以预测可能存在的危险。
进一步可选的，在本发明另一实施例中，为进一步优化车辆位置信息，提高精度，获取相关数据后，还执行以下步骤：
1、获取本车车辆的GPS信息；
本实施例中，GPS是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称，是利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统。GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置信息以及用于校正该位置信息的相位信息。
2、基于相关数据对GPS信息进行调整处理，得到本车车辆的第一位置信息。
本实施例中，由于惯性导航仪测量的相关数据不受外界干扰，而GPS信息存在时空、大气影响等误差，因而通过相关数据对包含有本车位置信息的GPS信息进行调整处理，也就是通过测量的数据，消除卫星定位本车车辆的位置信息可能存在的误差，或是通过惯性导航仪计算的本车位置信息以及卫星定位的本车位置信息在地图上进行地图匹配，进而得到更高精度的本车位置信息。
进一步地，GPS信息和调整处理后的位置信息均可作为本车的第一位置信息；但调整处理后的信息来自于GPS和惯性导航仪测量的多种数据的融合结果，因而具有更高的精度，因此，优选将调整处理后的位置信息作为第一位置信息，进而精确本车位置。
进一步可选的，当本车车辆位于周边车辆所在的通信范围内时，将第一位置信息和/或GPS信息以广播形式发送给周边车辆。
本实施例中，鉴于车辆行驶环境复杂，比如车速过快、天气恶劣等因素影响，因此，车辆与车辆之间优选采用广播形式进行通信。此外，在行驶过程中，车辆是持续移动的，因而驾驶员一般只需要了解本车最近的周边车辆的位置信息，即可进行安全避险。周边车辆，比如相对于本车，在跟本车距离大概在50m～500m之间的车辆。由于驾驶员无需了解跟车距离较远的其他车辆的位置信息，因此设置发射功率，能够有效为避免当前车辆发送的无线信号干扰到跟车距离以外的车辆，比如以本车为中心±500m以内可以进行通信。采用广播方式进行数据传输，有效保证数据传输的稳定性，同时，通过控制车辆的通信范围，可减少非必要数据的接收和/或下发，提高数据传输的准确性。
进一步可选的，在本发明另一实施例中，通过相位差分定位，能够提高本车与周边车辆之间位置的精度，减少误差，避免突发情况而造成车辆间的碰撞。当接收到周边车辆的第二位置信息时，还需接收本车与周边车辆的GPS信息，其中，GPS信息至少包括相位信息和位置信息，通过相位信息可校准位置信息。基于第一位置信息、第二位置信息与GPS信息进行相位差分处理，得到周边车辆相对于本车车辆的相对位置信息，简单的说就是根据两个位置测量的多个GPS卫星信号的相位差来确定两者之间的相对位置，进而基于本车位置与相对位置在本地语音屏幕上进行地图显示，以供车主通过屏幕直观了解到本身驾驶的车辆与周边车辆之间的位置关系，从而进行主动安全避险，比如更换驾驶车道、减缓行车速度等。
参照图5，图5为本发明车辆行驶安全预警方法一较佳实施例的流程示意图。
1.获取惯性导航仪测量的相关数据，其中，相关数据至少包括初始位置、车速、航向角；
2.获取本车车辆的GPS信息；
3.基于相关数据对本车车辆的GPS信息进行调整处理，得到本车车辆的第一位置信息；
本实施例中，通过惯性导航仪，可得到用于测量的相关数据，比如位置、速度、航向角和姿态角等数据。在行驶过程中，通过初始位置以及测量运载体本身的加速度，经过积分和运算得到速度、本车位置等数据。获取卫星定位本车车辆的GPS信息，并将GPS信息和惯性导航仪测量的多种数据进行融合，得到校准后的本车位置，其精确地与可靠地优于GPS信息与惯性导航仪测量的位置信息。
4.基于第一位置信息与相关数据计算本车的精确运行轨迹；
5.当本车车辆位于周边车辆所在的通信范围内时，将第一位置信息和GPS信息以广播形式发送给周边车辆；
本实施例中，鉴于车辆行驶环境复杂，比如车速过快、天气恶劣等因素影响，因此，车辆与车辆之间优选采用广播形式进行通信。通过控制车辆的通信范围，可减少非必要数据的接收和/或下发，提高数据传输的准确性。
6.接收周边车辆的第二位置信息并计算周边车辆运行轨迹，并跳转第7与第9步；
7.判断本车运行轨迹与周边车辆运行轨迹是否相交，若是，继续，若否则不做任何操作；
8.若是，则基于预设等级，向车主发出相应安全预警提示；
9.接收周边车辆的GPS信息，基于第一位置信息、第二位置信息与GPS信息进行相位差分处理，得到周边车辆相对于本车车辆的相对位置信息；
10.基于第一位置信息与相对位置信息在本地语音屏幕上进行地图显示。
本实施例中，车辆均基于预置定位规则，定位本车的位置。具体是通过GPS测得位置信息，再利用惯导测量的数据和/或地图进行调整，得到当前车辆的第一位置信息。然后接收到周边车辆的第二位置信息与GPS信息，并基于第一位置信息、第二位置信息与GPS信息进行计算与相位差分处理，得到本车车辆与周边车辆的运行轨迹，以及周边车辆相对于本车车辆的相对位置信息。根据运行轨迹或本车位置与相对位置在本地语音屏幕上进行地图显示和/或向车主发出相应安全预警提示，从而使驾驶员在视线不开阔的区域内也能够获知周边车辆是否对本车存在威胁以及实时掌握周边车辆的位置，并进行主动规避，从而提高驾驶安全性、减少交通拥堵，提高交通效率。
进一步可选的，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，在本实施例中提出的计算机可读存储介质上存储有车辆行驶安全预警程序，包括定位、接收位置信息和地图显示等。存储的车辆行驶安全预警程序能够被处理器读取、解读并执行，从而实现上述任一车辆行驶安全预警方法实施例中的车辆行驶安全预警方法的步骤。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个可读存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，这些均属于本发明的保护之内。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。