一种基于V2X的车辆盲区行人感知及预警方法、系统

一种基于v2x的车辆盲区行人感知及预警方法、系统
技术领域
1.本发明属于行人交通安全技术领域，尤其设计一种基于v2x的车辆盲区行人感知及预警方法、系统。


背景技术：

2.汽车行业不断发展，车辆保有量不断增加，日益复杂的道路环境导致交通事故率也随之上升。行人作为交通参与者中最弱势的群体之一，其死亡人数占比较多。“鬼探头”通俗来讲，就是在前方有车辆或障碍物阻挡视线时，从路边突然蹿出一辆非机动车或行人的场景。由于司机避让不及时，彼此都没有反应与躲避的时间与空间，往往造成车伤人亡的惨剧，在全国的交通事故中有相当大一部分是由于行人或非机动车从驾驶员视野盲区出现所导致的，因而亟需一种预防措施来判断发生碰撞的可能性，提醒驾驶员从而减少甚至避免这样的事故发生。
3.目前对于预防“鬼探头”的研究较多，其具有一定的效果，但是局限性也十分明显。例如：依靠车辆前方摄像头监测车辆前方是否出现横向移动物体，这种预防方法往往比较被动，移动物体需要进入摄像头视野后才采取相应应急措施，在速度较快时，很难避免事故的发生。此外，一种基于刹车灯识别的“鬼探头”预警系统通过主车摄像头对前方其他车辆的刹车灯进行识别，来判断是否有行人在自车前方窜出。但是对于临时停在路边的车辆，主车无法识别到刹车灯，无法知晓遮挡车前方是否有行人出现。
4.因此，针对行人保护的主动避撞技术成为汽车主动安全技术研究的热点，解决盲区带来的隐患迫在眉睫。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的不足，本发明提出了一种基于v2x的车辆盲区行人感知及预警方法、系统，可在行人被遮挡的情况下通过车车通讯模块接收自车感知盲区内的行人信息，解决了被遮挡行人无法感知的问题，避免了事故的发生。
6.本发明所采用的技术方案如下：
7.一种基于v2x的车辆盲区行人感知及预警系统，包括：
8.设置在遮挡车上的遮挡车环境感知系统，所述遮挡车环境感知系统感知主车盲区的行人信息；
9.设置在遮挡车上的遮挡车信息加密解密系统，所述遮挡车信息加密解密系统接收并对遮挡车环境感知系统输入的行人信息进行加密；
10.设置在主车上的主车信息加密解密系统，所述主车信息加密解密系统接收并对遮挡车信息加密解密系统输入的行人信息进行解密；所述主车信息加密解密系统与遮挡车信息加密解密系统之间采用v2x通信进行信息交互；
11.设置在主车上的主车环境感知系统，所述主车环境感知系统感知主车前方的行人信息；
12.设置在主车上的主车信息处理系统，所述主车信息处理系统接收主车环境感知系统输入的行人信息、经主车信息加密解密系统解密后的行人信息；主车信息处理系统内基于行人信息对行人横穿道路的意图进行判断，并且根据纵向和横向ttc进行碰撞判断；若判断会发生碰撞，主车信息处理系统控制行人保护系统工作；若判断不会发生碰撞，主车信息处理系统仅需对实时采集的行人信息进行监测；
13.设置在主车上的行人保护系统，所述行人保护系统包括指示灯系统、驾驶员警告系统和主动刹车制动系统；所述行人保护系统根据车辆与行人的碰撞时间ttc以及人车不发生碰撞的时间阈值，依次启动指示灯系统、驾驶员警告系统和主动刹车制动系统。
14.进一步，分别设置行人不发生碰撞时间的三级时间阈值，分别表示为：t1》t2》t3；若t2《ttc《t1，启动指示灯系统；若t3《ttc《t2，启动驾驶员警告系统；若ttc≤t3，启动主动刹车制动系统。
15.进一步，所述主车环境感知系统包括设置在主车上的摄像头、毫米波雷达、激光雷达和速度编码器，所述摄像头、毫米波雷达、激光雷达和速度编码器均与主车的车载微处理器之间信号连接；所述车载微处理器根据摄像头所采集的主车周围环境的图像进行处理和特征提取，识别从主车盲区出现在主车前方的障碍物是否为行人，并实时跟踪行人的轨迹。
16.进一步，遮挡车环境感知系统包括设置在遮挡车上的摄像头、毫米波雷达、激光雷达和速度编码器，且遮挡车环境感知系统中的各个单元均与遮挡车的车载微处理器之间信号连接；所述车载微处理器根据摄像头所采集的的图像进行处理和特征提取，识别遮挡车前方障碍物是否为行人，并实时跟踪行人的轨迹。
17.进一步，所述主车信息加密解密系统、遮挡车信息加密解密系统均内置rsa算法，利用rsa算法对传输的信息进行加密或解密。
18.进一步，还包括路测设备，所述路测设备包括路测设备环境感知系统和路测设备信息加密解密系统；
19.所述路测设备环境感知系统包括设置在路边的摄像头、毫米波雷达、激光雷达、速度编码器、路测设备处理器，用于获取主车盲区的行人信息；
20.所述路测设备信息加密解密系统接收并对路测设备环境感知系统输入的行人信息进行加密，且路测设备信息加密解密系统与主车信息加密解密系统之间采用v2x通信进行信息交互。
21.进一步，车载微处理器或者路测设备处理器内部通过deepsort算法实时跟踪行人的轨迹。
22.一种基于v2x的车辆盲区行人感知及预警方法，包括如下步骤：
23.步骤1，主车信息处理系统接收遮挡车的环境感知系统或者路测设备环境感知系统所获取的主车盲区的行人信息；主车信息处理系统接受行人信息并对行人信息进行处理得到行人横穿道路意图；
24.步骤2，对于有横穿道路的意图的行人，进一步对行人在未来和主车发生碰撞的风险进行判断；
25.步骤3，对于存在碰撞的风险的行人，启动行人保护系统，依次启动三级预警机制；根据实时计算的行人与主车的ttc，
26.第一级预警机制：当行人保护系统判定主车和行人会发生碰撞时，且计算到的t2《
ttc《t1，此时启动指示灯系统，提醒驾驶员前方有行人出现，以让驾驶员做好刹车的准备；
27.第二级预警机制：当指示灯系统启动时，并且计算到的t3《ttc《t2，启动驾驶员警告系统，发出预警信号提示驾驶员；
28.第三级预警机制：当驾驶员警告系统启动时，并且计算到的ttc≤t3时，启动主动刹车制动系统，主车安全带收紧，采取紧急刹车的措施。
29.进一步，步骤2中判断行人在未来和主车发生碰撞的风险的方法：
30.车辆与行人的碰撞时间ttc分为纵向ttc
l
和横向ttc
t
，建立ttc
l
纵向危险状态判断模型，运动关系方程为：
[0031][0032]
式中，v
px
为行人相对于主车的纵向速度；a
px
为行人相对于主车的纵向加速度；d为主车中心与行人中心的相对距离；l＝l1+l2；l1为主车中心到主车前保险杠的距离；l2为行人中心到可能和主车发生碰撞的身体部位的距离；
[0033]
当δ＝v
px2-2a
px
(d-l)≥0时，主车与行人在纵向会发生碰撞，则此时的ttc
l
为：
[0034]
当行人和主车在纵向均为匀速行驶，且行人的纵向速度比主车的纵向速度小时，即a
px
＝0且v
px
＜0时：
[0035][0036]
当行人相对于主车的纵向加速度小于0，且行人的纵向速度比主车的纵向速度小时，即a
px
＜0且v
px
＜0时：
[0037][0038]
横向ttc
t
的计算公式如下：
[0039]
当预估碰撞点在主车前保险杠最右侧时，此时的横向ttc
t
为ttc
t1
：
[0040][0041]
当预估碰撞点在主车前保险杠最左侧时，此时的横向ttc
t
为ttc
t2
：
[0042][0043]
式中，s为行人和主车的横向相对距离；w0为主车的宽度；w
p
为行人的宽度；ds为主车和行人所需保持的最小安全距离。
[0044]
当ttc
l
≤ttc
t1
且ttc
l
≥ttc
t2
时，即行人和主车没有同时到达碰撞点，则行人和主车不会发生碰撞，此时为安全状态，继续上述对主车盲区行人进行监测；
[0045]
当ttc
t1
≤ttc
l
≤ttc
t2
时，即纵向碰撞时间在横向碰撞时间的范围内，则行人和主车会发生碰撞。
[0046]
进一步，确定行人横穿道路意图的方法为：
[0047]
步骤1.1、对行人信息进行坐标转换获取行人位置；
[0048]
步骤1.2、基于行人信息获取行人的纵向速度v
px
和横向速度v
py
；
[0049]
步骤1.3、使用lstm编码器和解码器对行人运动轨迹进行预测；
[0050]
步骤1.4、将道路被划分为安全区域和危险区域，基于每次预测出的行人运动轨迹，若预测的未来t秒行人轨迹最后一个轨迹点落在安全区域内，则判断行人没有横穿道路的意图；若预测的未来t秒行人轨迹最后一个轨迹点落在危险区域内，则可视为行人有横穿道路的意图。
[0051]
本发明的有益效果：
[0052]
(1)本发明所述的一种基于v2x的车辆盲区行人感知方法及预警系统，主要特点是将基于v2x超视距感知运用到解决行人避撞的问题上来，可在行人被遮挡的情况下通过车车通讯模块接收主车感知盲区内的行人信息，解决了被遮挡行人无法感知的问题。保障了交通参与者的安全性。
[0053]
(2)本发明所述的一种基于v2x的车辆盲区行人感知方法及预警系统，主要特点是计算主车和行人的纵向ttc和横向ttc，用于判断是否有发生碰撞的危险。并基于检测到行人时的ttc
p
、启动预警时的ttcw与主动刹车时的ttcb建立行人碰撞分级预警策略，从而减少“鬼探头”所带来的安全隐患，使得盲区不再“盲”。分级预警策略有利于为驾驶员提供额外反应时间，提前进行刹车，一定程度上避免了紧急制动，大幅度提高行驶的舒适度。
[0054]
(3)本发明所述的一种基于v2x的车辆盲区行人感知方法及预警系统，主要特点是运用rsa算法来进行信息的加密。v2x实现了信息的高效共享、提高了交通安全性，但因交通环境中用户众多、v2x网络环境开放等特点，攻击者极易通过监听、篡改与重放攻击干扰车辆间的正常通信，故运用rsa公钥加密算法对中主车和遮挡车的传递信息进行加密，提高了信息传递的效率和安全。
[0055]
(4)综上，采用v2x技术可以解决现有技术中存在的问题，其超视距感知能力为解决“鬼探头”问题提供可能，可在行人被遮挡的情况下通过车车通讯模块接收自车感知盲区内的行人信息，解决了被遮挡行人无法感知的问题，避免了事故的发生。
附图说明
[0056]
图1为本发明实施例的方法示意图；
[0057]
图2为本发明实施例的行人轨迹和区域划分示意图；
[0058]
图3为本发明实施例的主车、遮挡车与行人的位置关系示意图；
[0059]
图4为本发明实施例的rsa算法的方法示意图；
[0060]
图5为本发明实施例的主车和行人横向距离信息图。
具体实施方式
[0061]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
[0062]
如图1所示，本发明所设计的一种基于v2x的车辆盲区行人感知及预警系统，包括主车和遮挡车；其中，主车包括主车环境感知系统、主车信息加密解密系统、主车信息处理系统、行人保护系统。
[0063]
遮挡车包括遮挡车环境感知系统、遮挡车信息加密解密系统。
[0064]
各系统具体结构如下：
[0065]
主车环境感知系统具体包括：设置在主车上的摄像头、毫米波雷达、激光雷达和速度编码器，上述摄像头、毫米波雷达、激光雷达和速度编码器均与主车的车载微处理器之间信号连接，用于感知主车前方的行人信息，主车感知的行人信息包括行人轨迹和运动状态信息(包括行人位置、行人速度)。更具体地，利用摄像头采集主车周围环境的图像，并通过车载微处理器对采集的图像进行处理和特征提取，识别从主车盲区出现在主车前方的障碍物是否为行人，并实时跟踪行人的轨迹，并用卡尔曼滤波器对行人轨迹进行滤波处理，去除噪点。通过车载毫米波雷达和激光雷达获取行人的位置信息，并将所获取的信息输入车载微处理器；通过速度编码器采集行人的速度信息，并将所采集的速度信息输入车载微处理器。
[0066]
遮挡车环境感知系统具体包括：设置在遮挡车上的摄像头、毫米波雷达、激光雷达和速度编码器，且遮挡车环境感知系统中的各个单元均与遮挡车的车载微处理器之间信号连接，用于感知主车盲区的行人信息，遮挡车感知的行人信息包括行人轨迹和运动状态信息(包括行人位置、行人速度)。更具体地，利用摄像头采集遮挡车周围环境的图像，并通过车载微处理器对采集的图像进行处理和特征提取，识别遮挡车前方障碍物是否为行人，并实时跟踪行人的轨迹，并用卡尔曼滤波器对行人轨迹进行滤波处理，去除噪点。通过毫米波雷达和激光雷达获取行人的位置信息，并将所获取的信息输入车载微处理器；通过速度编码器采集行人的速度信息，并将所采集的速度信息输入车载微处理器。
[0067]
主车信息加密解密系统、遮挡车信息加密解密系统均内置rsa算法，利用rsa算法对传输的信息进行加密或解密。主车信息加密解密系统、遮挡车信息加密解密系统之间采用v2x通信，v2x包含v2v、v2i，主车与遮挡车之间的信息交互采用v2v技术，主车与路测设备之间的信息交互采用v2i技术。
[0068]
更具体地，当主车进入通信范围之后，遮挡车将其环境感知系统感知到的行人信息通过rsa算法进行加密，并通过v2x通信模块将加密后的行人信息发送给主车信息加密解密系统。主车信息加密解密系统在对遮挡车发送过来的加密信息通过rsa算法进行解密后，将解密后的行人信息输入主车信息处理系统。
[0069]
此外，在主车通过其环境感知系统识别到行人后，通过主车信息加密解密系统对主车环境感知系统获取的行人信息进行加密，并通过v2x通信模块将加密后的行人信息发送给遮挡车信息加密解密系统；遮挡车信息加密解密系统对主车发送过来的加密信息通过rsa算法进行解密，确认两者识别的行人信息是否一致，实现了相互间的信息交互。
[0070]
主车信息处理系统接受主车采集的行人信息以及经过解密的遮挡车所发送的行人信息，在主车信息处理系统内基于行人信息对行人横穿道路的意图进行判断，并且根据纵向和横向ttc进行碰撞判断；若判断会发生碰撞，主车信息处理系统控制行人保护系统工作；若判断不会发生碰撞，主车信息处理系统仅需对实时采集的行人信息进行监测。
[0071]
行人保护系统包括指示灯系统、驾驶员警告系统和主动刹车制动系统；指示灯系统包括设置在驾驶室内的指示灯，驾驶员警告系统为设置在驾驶室内语音播报单元，主动刹车制动系统为主动刹车制动系统、主车安全带单元等。
[0072]
在主车信息处理系统中，通过将主车环境感知系统获取的行人信息与主车信息处
理系统接收的例如遮挡车环境感知系统获取的行人信息进行比对，进而能够对两者识别的行人信息是否一致进行判断。
[0073]
在本实施例中，除了上述主车和遮挡车之间的v2x通信模块，本发明还可以包括行人移动智能终端，如智能手机、智能手表等，用于记录行人历史轨迹以及位置信息，并通过v2p通讯系统发送给主车，由于v2p技术和v2v以及v2i技术具有相似性，所以其具体实施方式不作具体介绍。在实际场景中，只要满足可以实现v2v、v2i和v2p技术中的至少一个时，即可较好的实现本发明的效果。当可以同时实现多个v2x技术时，可以更好地保证感知到的行人信息的准确性。
[0074]
本技术所设计的一种基于v2x的车辆盲区行人感知及预警系统的工作原理是：遮挡车通过其上的摄像头、毫米波雷达和激光雷达识别主车前方是否出现行人。若遮挡车识别到了主车盲区有行人，遮挡车通过摄像头和传感器实时跟踪行人的轨迹，并将其所获得的行人信息通过信息传递告知主车该行人的信息，使主车知晓该行人的位置，当行人从主车盲区走出时，主车的传感器也启动，两者环境感知系统同时工作，实时对比感知到的行人信息的是否相同，以保证准确跟踪行人的位置。
[0075]
在本实施例中，若遮挡车由于环境感知系统故障或者其他原因没有识别到行人，行人在走出盲区后突然出现在主车面前时，会致使主车驾驶人员反应不过来；针对该问题，本技术所设计的系统还可以增加路测设备，由路测设备感知主车盲区的行人信息。路测设备包括路测设备环境感知系统和路测设备信息加密解密系统；更具体地，路测设备环境感知系统具体包括：设置在路边的摄像头、毫米波雷达、激光雷达、速度编码器、路测设备处理器；其中，通过单目ccd摄像头采集遮挡车周围环境的图像，并输入路测设备处理器，并通过路测设备处理器对采集的图像进行处理和特征提取，识别遮挡车前方障碍物是否为行人，并实时跟踪行人的轨迹，并用卡尔曼滤波器对行人轨迹进行滤波处理，去除噪点。通过毫米波雷达和激光雷达获取行人的位置信息，并将所获取的信息输入路测设备处理器；通过速度编码器采集行人的速度信息，并将所采集的速度信息输入路测设备处理器。
[0076]
路测设备信息加密解密系统内置rsa算法，利用rsa算法对传输的信息进行加密或解密。路测设备信息加密解密系统与主车信息加密解密系统之间采用v2x通信，具体可以采用v2i技术。
[0077]
由此，即使在遮挡车无法识别到行人时，仍然可以由路测设备感知行人信息并传输给主车。
[0078]
在本实施例中，车载微处理器或者路测设备处理器内部可以通过deepsort算法实时跟踪行人的轨迹。
[0079]
在本实施例中，如图4所示，在主车和遮挡车进行信息交互的时候，需要rsa算法来进行信息加密,以确保安全。rsa是目前最有影响力的公钥加密算法，已被iso推荐为公钥数据加密标准。这类加密算法有一对秘钥，其中一个用来加密一个用来解密。这对秘钥中可以选择一个作为私钥(自己保存)，另一个作为公钥(对外公开),用私钥加密的内容只能用对应的公钥解密，反之用公钥加密的内容只能用对应的私钥解密，确保了信息交互的安全性及准确性。
[0080]
基于上述一种基于v2x的车辆盲区行人感知及预警系统，本发明还设计出一种基于v2x的车辆盲区行人感知及预警方法，包括如下步骤：
[0081]
步骤1、通过遮挡车的环境感知系统(或者路测设备环境感知系统)获取主车盲区的行人信息；主车信息处理系统接受行人信息并对行人信息进行处理得到行人横穿道路的意图。如图2所示，由于路测设备和遮挡车的环境感知系统起到相同的作用，这里对只有遮挡车的场景进行说明。在遮挡车识别到行人处于盲区时，其将行人信息传递给主车，主车信息处理系统利用坐标系的转换来分别计算出行人、遮挡车和主车的相对位置，便于得出相互之间的距离等信息。在图中场景中，由于某些原因，比如等红灯或者堵车，右侧车道停着一辆车，即为遮挡车，其前方有一行人即将过马路，左侧车道有一辆车即将通过，即为主车，此时，由于遮挡车的遮挡影响，行人的位置处于主车的盲区，若不采取措施极易发生交通事故。
[0082]
步骤1.1、对行人信息进行坐标转换获取行人位置
[0083]
在v2x通信中，车辆之间共享多种信息，如车辆的位置、速度、航向角等。而车辆收到的位置信息通常以经纬度的形式表示，即wgs-84坐标，该坐标系不便于计算车辆之间的相对距离等信息，因此要通过高斯-克吕格投影将wgs-84坐标系转换成高斯平面坐标系。wgs-84坐标(b，l)与高斯平面坐标(x，y)的转换关系为：
[0084][0085][0086]
式中，x0为赤道到纬度为b的平行圈子午线的弧长；l为投影点经度l与该点所处经度带轴子午线经度的差；e
′
为第二偏心率；n为卯酉圈的曲率半径；且为了简化书写式子分别用a表示l4(5-t2+9μ2+4μ2)
·
cos2b，故写成a＝l4(5-t2+9μ2+4μ2)
·
cos2b；b、c、d同理，分别表示，b＝l4(61-58t2+t4)cos4b；c＝l2(1-t2+μ2)cos2b；d＝l4(5-18t2+t4+14μ
2-58μ2t2)cos4b；μ＝e
′
cosb；
[0087]
由于高斯平面坐标系是以中央子午线投影为x轴，赤道投影为y轴，在后续计算中，需将高斯平面坐标(x，y)转换为笛卡尔坐标(x，y)，以便于将行人信息输入到lstm编码器中：
[0088][0089]
信息处理系统假设此时的全局坐标系为xoy，遮挡车车辆坐标系为x
′o′y′
，主车车辆坐标系为x
′’o′‘y′’
。(x1，y1)为遮挡车辆在全局坐标系xoy下的坐标，(x2，y2)为行人在全局坐标系xoy下的坐标，(x
′2，y
′2)为行人在车辆坐标系x
′o′y′
下的坐标，(x3，y3)为主车在全局坐标系xoy下的坐标。
[0090]
当遮挡车航向角α0∈[0
°
，180
°
]时，根据行人在遮挡车车辆坐标系x
′o′y′
中的坐标(x
′2，y
′2)和遮挡车在全局坐标系xoy中的坐标(x1，y1)，可得行人在全局坐标系xoy中的坐标(x2，y2)：
[0091][0092]
当α0∈[180
°
，360
°
]时，行人在全局坐标系xoy中的坐标可以表示为：
[0093][0094]
步骤1.2、基于行人信息获取行人的纵向速度v
px
和横向速度v
py
[0095]
则预测的主车与行人碰撞位置处的纵向距离d、横向距离s和行人的方向角γ分别为：
[0096]
d＝d2cos(α
h-β)+stan(γ+α
h-α0)
[0097]
s＝d2sin(α
h-β)
[0098][0099]
式中，αh为主车航向角，即汽车行驶方向与y轴的夹角；α0为遮挡车航向角，即汽车行驶方向与y轴的夹角；v
px1
为遮挡车车辆坐标系x
′o′y′
中行人的纵向速度；v
py1
为遮挡车车辆坐标系x
′o′y′
中行人的横向速度；d2为主车和行人的相对距离；β为主车和行人的连线与y轴的夹角。
[0100]
将行人速度v
p
进行变换，得到行人相对于主车车辆坐标系的纵向速度v
px
和横向速度v
py
：
[0101][0102]
步骤1.3、主车获取行人位置和运动状态信息后，需要对行人运动轨迹进行预测，实现对行人位置的实时跟踪。使用lstm编码器和解码器来实现行人历史轨迹的输入和预测轨迹的输出。
[0103]
lstm编码器的输入为：
[0104][0105]
式中，表示将行人坐标位置嵌入，获得特征向量来作为lstm编码器的输入；为行人位置坐标，即wn为嵌入权重；为之前时间步的行人的隐藏状态，如速度等信息；为lstm单元的权重。
[0106]
为了预测行人的轨迹坐标，将编码器作为lstm解码器的输入，则预测流程如下：
[0107][0108][0109][0110]
式中，为t+1时刻的估计均值；为t+1时刻的方差；为t+1时刻的相关系数。
[0111]
即可预测出行人在下一时刻的位置信息，因为遮挡车、路测设备均与主车进行实时的信息交互，主车不断对实时更新的信息进行处理和判断，
[0112]
步骤1.4、基于每次预测出的行人运动轨迹判断行人横穿道路的意图，并根据行人
横穿道路的意图做出相应的决策，判断行人横穿道路的意图的方法为：
[0113]
如图3所示，道路被划分为安全区域和危险区域，将距离道路两侧、宽度为ds的范围设为安全区域的；两个区域之间为危险区域，危险区域的宽度记为dw。
[0114]
若预测的未来t秒行人轨迹a最后一个轨迹点落在安全区域内，则判断行人没有穿过马路的意图，不会和主车发生冲突，继续上述对主车盲区行人进行监测。若预测的未来t秒行人轨迹b最后一个轨迹点落在危险区域内，则可视为行人有穿过马路的意图。
[0115]
步骤2，对于有横穿道路的意图的行人，需要进一步对行人在未来和主车发生碰撞的风险进行判断。
[0116]
ttc用来表示车辆与行人的碰撞时间，由于行人的轨迹具有不确定性，其在横向和纵向都会有速度，为了精准地估计碰撞的风险，本发明将ttc分为纵向ttc
l
和横向ttc
t
。ttc的计算和判断过程如下：
[0117]
主车行驶过程中，可根据主车运动状态信息和主车接收到的行人信息，建立ttc
l
纵向危险状态判断模型，运动关系方程为：
[0118][0119]
式中，v
px
为行人相对于主车的纵向速度；a
px
为行人相对于主车的纵向加速度；d为主车中心与行人中心的相对距离；l＝l1+l2；l1为主车中心到主车前保险杠的距离；l2为行人中心到可能和主车发生碰撞的身体部位的距离。
[0120]
上述运动关系方程为二次方程，则当δ＝v
px2-2a
px
(d-l)≥0时，主车与行人在纵向会发生碰撞，则此时的ttc
l
为：
[0121]
当行人和主车在纵向均为匀速行驶，且行人的纵向速度比主车的纵向速度小时，即a
px
＝0且v
px
＜0时：
[0122][0123]
当行人相对于主车的纵向加速度小于0，且行人的纵向速度比主车的纵向速度小时，即a
px
＜0且v
px
＜0时：
[0124][0125]
如图5所示，车辆在行驶过程中，除要检测其前方纵向位置是否有行人外，还要检测其前方横向位置是否有行人，而行人在横向和主车碰撞点会有一个范围，即从主车的前保险杠的左侧到右侧的都有可能会成为碰撞点，横向ttc
t
的计算公式如下：
[0126]
当预估碰撞点在主车前保险杠最右侧时，此时的横向ttc
t
为ttc
t1
：
[0127][0128]
当预估碰撞点在主车前保险杠最左侧时，此时的横向ttc
t
为ttc
t2
：
[0129]
[0130]
式中，s为行人和主车的横向相对距离；w0为主车的宽度；w
p
为行人的宽度；ds为主车和行人所需保持的最小安全距离。
[0131]
当ttc
l
≤ttc
t1
且ttc
l
≥ttc
t2
时，即行人和主车没有同时到达碰撞点，则行人和主车不会发生碰撞，此时为安全状态，继续上述对主车盲区行人进行监测。
[0132]
当ttc
t1
≤ttc
l
≤ttc
t2
时，即纵向碰撞时间在横向碰撞时间的范围内，则行人和主车会发生碰撞。
[0133]
步骤3，对于存在碰撞的风险的行人，启动行人保护系统，依次启动三级预警机制。
[0134]
由于行人保护系统该系统包括指示灯系统、驾驶员警告系统和主动刹车制动系统。在接收到信息处理系统的指令之后，启动行人保护系统，该系统是一种具有前瞻性的、可预测的安全系统，用于接收行人与车辆的位置关系，启动行人保护机制，采取预警和刹车的措施，避免或减少与行人的碰撞。依次启动三级预警机制，并实时计算行人与主车的ttc。
[0135]
第一级预警机制：当行人保护系统判定主车和行人会发生碰撞时，并且计算到的t2《ttc《t1，则此时的ttc记为ttc
p
，此时需要提醒驾驶员前方有行人出现，启动指示灯系统，仪表盘中指示灯亮起，以让驾驶员做好刹车的准备。t1为以较为舒适的减速度(如小于2.5m/s2)进行制动并与行人不发生碰撞的最短时间。
[0136]
第二级预警机制：当指示灯系统启动时，并且计算到的t3《ttc《t2时，则此时的ttc记为ttcw，
[0137]
启动驾驶员警告系统，警告系统的危险信号输出端发出预警信号提示驾驶员，这为驾驶员提供了额外的反应时间，有利于做出更好的判断。t2为考虑驾驶员反应时间并与行人不发生碰撞的最短时间。
[0138]
第三级预警机制：当驾驶员警告系统启动时，并且计算到的ttc≤t3时，则此时的ttc记为ttcb，t3为主动刹车制动系统接替车辆控制权以避免碰撞危险发生所需的最短时间，判断此时主车即将和行人发生相撞，主动刹车制动系统启动，主车安全带收紧，采取紧急刹车的措施。
[0139]
综上所述，本发明首先通过遮挡车和路测设备的环境感知系统检测遮挡物前方是否有行人，并实时记录行人的轨迹和位置信息；同时主车进入通讯范围，遮挡车和路测设备的信息加密解密系统对遮挡车感知到的盲区行人信息进行加密并基于v2x模块发送给主车；然后，当行人走出盲区后，主车环境感知系统检测到行人出现在主车前方，并与遮挡车和路测设备的传感器共同跟踪行人轨迹，主车信息加密解密系统对主车感知到的信息进行加密并基于v2x模块发送给遮挡车和路测设备，以及将遮挡车和路测设备传来的信息进行解密，主车与遮挡车和路测设备进行信息交互的同时确认行人的信息是否正确；主车信息处理系统用于处理行人与车辆的关系，基于行人的历史轨迹对其未来t秒的轨迹进行预测，根据轨迹点判断行人是否有过马路的意图；随后，当判断出行人有过马路的意图时，行人保护系统启动行人保护机制，并计算横向和纵向的ttc判断是否会发生碰撞；最后，随着ttc不断减小，依次启动指示灯系统、驾驶员警告系统、主动刹车制动系统，用于提醒驾驶员前方有行人出现，警告驾驶员采取制动措施以及在有必要时主车进行主动刹车。
[0140]
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。