危险预警方法、系统、V2X车载终端及存储器与流程

本发明涉及智能交通(intelligenttransportationsystem，简称its)领域，尤其涉及一种基于dsrc(dedicatedshortrangecommunication，专用短距离通信)的危险预警方法、系统、v2x车载终端及存储器。

背景技术：

智能网联车是智能交通(its)系统的一个重要组成部分，其范畴既包括以导航、道路信息服务和远程车况诊断为代表的汽车信息和娱乐类业务，也包括碰撞预警、车辆失控预警、预防行人碰撞等安全类业务。在欧洲也被定义为基于通信的智能交通系统，即itsc(itscommunication)，本标准技术基于dsrc通信技术的智能交通业务，dsrc系列标准包括ieee802.11p、ieee1609系列和saej2735、j2945标准。在车辆网应用中，包括了v2v(vehicletovehicle，车到车)、v2p(vehicletopedestrian，车到人)、v2i(vehicletoinfrastructure，车到基础设施)和v2n(vehicletonetwork，车到网络)的智能交通业务。

随着技术的进步，近十几年，在智能交通领域，为了提高驾驶安全性、交通效率以及提升用户体验，汽车与汽车、汽车与行人、以及汽车与交通设施均被互相连接，形成车、行人以及基础设施互联的新场景。以汽车行驶安全、效率提升和信息服务为主要应用场景的智能网联车以及智能交通系统成为这种趋势中的焦点。在车联网的安全应用分为很多类，包括碰撞预警、车辆失控预警、预防行人碰撞等多个场景。

智能网联汽车通过车-车通信(v2v)，车-路边基础设施通信(v2i)，车-人通信(v2p)以及车-网络/云端通信(v2n/v2c)可以给adas及自动驾驶系统带来显著价值。通过给车辆及车辆驾驶员提供360度非视距信息，可以显著提升交通及道路安全，而通过车车、车路以及车和网络协同，可以有效改善交通拥堵，提升交通运行效率，并且可以提供及时及精准的信息服务，包括实时导航、支付、自动停车、车载娱乐等。

在车辆行驶过程中，驾驶员需要对周围环境的变化快速地做出正确的响应，例如，驾驶员打开左转向灯，其可能进行左转弯或者左变道，所以，左转弯和左变道两种状态在车辆安全应用中对车辆判断危险信息完全不同。但是，在传统的碰撞算法中，左转向灯打开通常被判断该车需要左转弯，处理场景也就按照左转弯碰撞预警场景中处理，在该处理场景中，很多直行左变道车辆都有很大概率被误报左转弯碰撞警告。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述易误报左转弯碰撞警告的缺陷，提供一种基于dsrc的危险预警方法、系统、v2x车载终端及存储器，能准确高效地进行危险预警。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于dsrc的危险预警方法，包括：

状态获取步骤：获取本车辆的行驶状态参数及周围车辆的行驶状态参数；

方向判断步骤：根据所述行驶状态参数判断所述周围车辆的行驶方向是否与本车辆的行驶方向反向；

车道判断步骤：根据所述行驶状态参数判断所述周围车辆是否在其行驶方向的最左侧车道；

预警生成步骤：若所述周围车辆的行驶方向与本车辆的行驶方向反向且所述周围车辆在其行驶方向的最左侧车道；同时，本车辆的前方为交叉路口，和/或，所述周围车辆的左转向灯为打开状态，则生成碰撞预警信息。

优选地，根据以下步骤判断本车辆的前方为交叉路口：

判断周围车辆中是否存在行驶方向与本车辆的行驶方向交叉的车辆，或者，判断周围车辆中是否存在在与本车辆的行驶方向同向的车道上进行左转弯的车辆，若是，则确定本车辆的前方为交叉路口。

优选地，所述车道判断步骤包括：

判断所述周围车辆的行驶方向与本车辆的行驶方向是否为反向；

若所述周围车辆的行驶方向与本车辆的行驶方向反向，则判断所述周围车辆的相邻车道是否有与本车辆的行驶方向同向的车辆，若是，则确定所述周围车辆在其行驶方向的最左侧车道。

或，

若所述周围车辆的行驶方向与本车辆的行驶方向反向，则判断所述周围车辆是否在本车辆的相邻车道，若是，则确定所述周围车辆在其行驶方向的最左侧车道。

具体的，判断相邻车道的具体步骤为，计算道路水平面上车辆间和行驶方向所大致垂直的方向上的距离，若大于等于第一车道预设值，且小于等于第二车道预设值，则判断为相邻车道。

优选地，所述方向判断步骤包括：

获取所述行驶状态参数中指示车辆行驶方向的方向角，所述方向角为车辆行驶方向与地球正北方向的夹角；

计算本车辆与所述周围车辆的方向角的差值绝对值；

若所述差值绝对值在预设范围内，则确定所述周围车辆的行驶方向与本车辆的行驶方向反向，所述预设范围为140～220度。

优选地，在预警生成步骤之前，还包括：

高度判断步骤：根据所述行驶状态参数计算所述周围车辆的高度与本车辆高度，并判断两者高度的差值绝对值是否小于预设高度值，若是，则执行下面步骤。

本发明还构造一种v2x车载终端，包括：

状态获取模块，用于获取本车辆的行驶状态参数及周围车辆的行驶状态；

方向判断模块，用于根据所述行驶状态参数判断所述周围车辆的行驶方向是否与本车辆的行驶方向反向；

车道判断模块，用于根据所述行驶状态参数判断所述周围车辆是否在其行驶方向的最左侧车道；

预警生成模块，用于在所述周围车辆的行驶方向与本车辆的行驶方向反向，且所述周围车辆在其行驶方向的最左侧车道，同时，本车辆的前方为交叉路口，和/或，所述周围车辆的左转向灯为打开状态时，确定所述周围车辆的意图为左转弯，并生成碰撞预警信息。

本发明还构造一种v2x车载终端，包括处理器和存储器，其特征在于，所述存储器用于存储程序指令，所述程序指令由所述处理器加载并执行实现如上述方法的步骤。

本发明还构造一种存储器，其上存储有程序指令，其特征在于，所述程序指令被处理器加载并执行实现如上述方法的步骤。

本发明还构造一种基于dsrc的危险预警系统，包括至少两个上述的v2x车载终端。

实施本发明的技术方案，基于dsrc的v2x技术，通过对本车辆及周围车辆的行驶状态参数进行分析，若满足以下三个条件：(一)周围车辆的行驶方向与本车辆相反；(二)周围车辆在其行驶方向的最左侧车道；(三)本车辆前方为交叉路口，和/或，周围车辆的左转向灯为打开状态，就可确定该周围车辆有左转弯或掉头意图，其与本车有发生碰撞的风险，此时，本车辆会生成碰撞预警信息，因此，可准确高效地进行危险预警，保证了行驶人员的安全，具有一定的社会效益和经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是应用场景示意图；

图2是本发明基于dsrc的危险预警方法实施例一的流程图；

图3是本发明基于dsrc的危险预警方法实施例二的流程图；

图4是直行路段应用场景示意图；

图5是交叉路口应用场景示意图；

图6是本发明v2x车载终端实施例一的逻辑结构图。

具体实施方式

在车辆行驶过程中，驾驶者需要对周围环境的变化做出快速的响应。在v2v安全应用中，基本应用根据车辆位置、方向角、车速等基本安全消息来判断本车以及它车状态，并根据这些状态来做出处理。在车车通信中，车辆行驶过程中通过打左转向灯来变道或者左转弯或掉头，然而在行驶过程中，变道、左转弯、掉头对于对向车道有不同的碰撞风险。结合图1，车c、d直行，车b左转弯，车a向左向变道然后直行。在此场景中，车c与左转弯的车b有碰撞危险，而车c与向左变道后直行的车a无碰撞风险，此时车a与车b的左转向灯都为打开状态。车c收到a、b两车的bsm(basicsafetymessage，基本安全消息)都包含各自的位置、方向及左转向灯打开的消息，如何识别出两车碰撞的可能性，提高预警判断的准确性显得尤为重要。

图2是本发明基于dsrc的危险预警方法实施例一的流程图，该实施例的危险预警方法包括以下步骤：

s10.状态获取步骤：获取本车辆的行驶状态参数及周围车辆的行驶状态参数；

具体地，行驶状态参数包括但不限于：速度信息、地理位置信息、信号灯状态信息。另外，汽车上安装有v2x车载终端，该v2x车载终端可从汽车can总线获得车速、左转向灯的状态信号，接收gnss(globalnavigationsatellitesystem)提供的地理位置信息，还通过dsrc接收周围车辆的地理位置信息、速度信息、左转向灯的状态信号。同时，通过dsrc向周围车辆广播自身的地理位置信息、速度信息、左转向灯的状态信号。

s20.方向判断步骤：根据所述行驶状态参数判断所述周围车辆的行驶方向是否与本车辆的行驶方向反向；

s30.车道判断步骤：根据所述行驶状态参数判断所述周围车辆是否在其行驶方向的最左侧车道；

s40.预警生成步骤：若所述周围车辆的行驶方向与本车辆的行驶方向反向且所述周围车辆在其行驶方向的最左侧车道；同时，本车辆的前方为交叉路口，和/或，所述周围车辆的左转向灯为打开状态，则生成碰撞预警信息。

具体地，如果判断某个车辆同时满足以下三个条件：(一)该车辆的行驶方向与本车相反；(二)该车辆行驶在最左侧车道；(三)本车前方为交叉路口，和/或，该车辆的左转向灯为打开状态，就可确定该车辆有左转弯或掉头意图，与本车有碰撞的风险，此时，将会生成碰撞预警信息。而且，所生成的预警信息可通过can总线或以太网或wifi传输到显示屏，以供显示屏向用户输出，该显示屏可为v2x车载终端的显示屏，也可为汽车的显示屏，还可为用户终端(例如手机、pad)的显示屏。这里需要说明的事，本文所述的周围车辆是指可能本车行驶产生影响的车辆，比如两车距离越来越远，则说明两车已经交汇过，不会产生影响，则不认为其是周围车辆。容易理解的，如果两车相距较远，如大于200米，则也不认为其实周围车辆。

图3是本发明基于dsrc的危险预警方法实施例二的流程图，该实施例的危险预警方法相比图2所示的实施例，不同之处仅在于，在步骤s10和步骤s20之间，还包括：

s50.高度判断步骤：根据所述行驶状态参数计算所述周围车辆的高度与本车辆高度，并判断两者高度的差值绝对值是否小于预设高度值，若是，则执行步骤s20，预设高度值例如为3米。

在该实施例中，本车辆在接收到周围车辆的行驶状态参数信息，先进行高度计算，并按高度对车辆进行分类，若两车的高度差值绝对值小于预设高度值，则认为两车在同一高度的道路上行驶，然后再进行后面的方向判断步骤、车道判断步骤，并根据判断结果确定是否生成碰撞预警信息；若两者的高度差值绝对值不小于预设高度值，则认为两车并不在同一高度的道路(例如立交桥上和立交桥下)上行驶，此时，两车并没有碰撞的风险，也就没必要进行后续的步骤。

最后，还需说明的是，这只是本发明的一个实施例，在其它实施例中，步骤s50也可设置在步骤s20与步骤s30之间，或，设置在步骤s30与步骤s40之间。

在上述实施例的基础上，进一步地，步骤s20可具体包括：

s21.获取所述行驶状态参数中指示车辆行驶方向的方向角，所述方向角为车辆行驶方向与地球正北方向的夹角；

s22.计算本车辆与所述周围车辆的方向角的差值；

s23.若所述差值在预设范围内，则确定所述周围车辆的行驶方向与本车辆的行驶方向反向，所述预设范围为140～220度，优选170～190度。

在该实施例中，通过比较两车的方向角可判断两车的行驶方向是否相同，例如，若两车的方向角的差值小于10度，则认为两车的行驶方向同向；若两车的方向角的差值在80～100度之间，则认为两车的行驶方向交叉；若两车的方向角的差值在170～190度之间，则认为两车的行驶方向反向。

进一步地，可根据以下步骤判断本车辆的前方为交叉路口：判断周围车辆中是否存在行驶方向与本车辆的行驶方向交叉的车辆，或者，判断周围车辆中是否存在在与本车辆的行驶方向同向的车道上进行左转弯的车辆，若是，则确定本车辆的前方为交叉路口。优选地，为了防止个别车辆因为转向过大或者违规行驶而导致的交叉路口误判，可以增加判断冗余，将方向角差值满足条件的数量设置为多个，例如3个，如果判断本车辆与3个以上车辆的方向角差值均满足条件，例如，在80～100度之间，此时才确定前方有交叉路口的存在。

在一个具体实施例中，步骤s30可包括：

s31.判断所述周围车辆的行驶方向与本车辆的行驶方向是否为反向；

s32.若所述周围车辆的行驶方向与本车辆的行驶方向反向，则判断所述周围车辆是否在本车辆的相邻车道，若是，则确定所述周围车辆在其行驶方向的最左侧车道。

在另一个具体实施例中，步骤s30可具体包括：

s33.判断所述周围车辆的行驶方向与本车辆的行驶方向是否为反向；

s34.若所述周围车辆的行驶方向与本车辆的行驶方向反向，则判断所述周围车辆的相邻车道是否有与本车辆的行驶方向同向的车辆，若是，则确定所述周围车辆在其行驶方向的最左侧车道。

可以理解的，本车辆不管在其行驶方向的哪个车道上，均会与对向有左转弯意图的车辆有碰撞风险，即，本车辆与对向有左转弯意图的车辆可能在相邻车道上，也可能相差两个及以上的车道。

优选地，其中判断相邻车道的方法为，计算道路水平面上车辆间和行驶方向所大致垂直的方向上的距离，若大于等于第一车道预设值，且小于等于第二车道预设值，则判断为相邻车道。具体的在计算两车相对行驶的垂直距离时可采用通用的计算地球两点之间距离的算法。另外，可假设车道宽度为3m。若两车相对行驶的垂直距离小于1.5米，则认为两车在同一车道上；若两车相对行驶的垂直距离在1.5米到3米之间，则认为两车在相邻车道上；若两车相对行驶的垂直距离大于4.5米，则认为两车在非相邻车道上。

下面分别针对直行车道和交叉路口两种情况说明如何有效分辨周围车辆是否与本车具有碰撞风险：

结合图4所示的直行路段应用场景示意图，车c在直行过程中，收到车a、b、d的行驶状态参数信息，并从中可以得知车a、b的左转向灯均为打开状态。此时，车c先通过方向角的比较，便可确定车a、b的行驶方向均与其反向，而车d的行驶方向与其同向。然后，对于车a、b，车c进一步计算其分别与车a、车b相对行驶的垂直距离，进而可判断车b在其相邻车道，而车c在其相邻远车道，此时，车c可确定车b打左转向灯的意图为掉头，与其有碰撞风险。而车a打左转向灯的意图为向左变道，与其碰撞的风险较低。

结合图5所示的交叉路口应用场景示意图，首先说明的是，在路口处进行左转弯的车辆与直行车辆发生碰撞的风险极高，而有左转弯意图的车辆可能与本车车道相差两个及以上。在无路侧设备的车车通信中，没有路侧设备指示该路段是十字路口或其他分叉路口，因此，在无路侧设备的场合，需要先判断前方为交叉路口。如图5所示，本车c在向前行驶时，根据所接收的周围车辆的行驶状态参数信息，通过判断前方有车e在横向行驶(两车的的方向角差值在80～100度之间)来判断前方存在交叉路口，或者，通过判断与其同向行驶且在最左侧车道上的车d在进行左转弯来判断前方存在交叉路口。同时，在图5中，如果收到相邻两车道上有车b反向行驶且相邻同向车道有车辆d左转时，可以预估前方有路口的存在。在判断出前方有路口后，可进一步判断车b与本车c的行驶方向反向，且车b在其行驶方向的最左侧车道，此时可确定车b有左转弯意图，与本车c发生碰撞的风险较大，应生成碰撞预警信息。

在一个优选实施例中，当车辆在没有地图参数以及道路上没有设置路侧单元的前提下，依靠接收周围车辆的行驶状态参数信息来判断路况情况。具体流程如下：

1.目标分类流程

本车辆接收周围车辆的信息，然后进行高度判断，筛选出同一高度下行驶的车辆，再根据行驶方向将同一高度下的车辆再分为同向车辆(方向角差值小于10度)、反向车辆(方向角差值在170～190度之间)与交叉行驶车辆(方向角差值在80～100度之间)。

2.车道判断流程

在车道判断中，要用到的分类车辆为本车辆的同向车辆数据与反向车辆数据。车道判断的目的只需要判断出周围同向车辆与反向车辆是否在其行驶方向的最左侧车道，具体地：对于周围同向车辆，若其相邻车道有反向行驶的车辆，则认为该周围同向车辆在其行驶方向的最左侧车道，反之亦然；对于周围反向车辆，若其相邻车道有与其相对行驶的反向行驶的车辆(该车辆的行驶方向与本车辆的行驶方向相同)，则认为该周围同向车辆在其行驶方向的最左侧车道，反之亦然。通过以上流程，本车辆能确定出周围车辆是否在其行驶方向的最左侧车道，该方法在车辆较多的时候判断的较为准确，能准确提供出车辆是否在最左侧车道。但是，在车辆较少时，特别是没有发现相邻来车，该方法判断的就不够准确，但此种场景下，其左转弯碰撞风险本身也很低，因而该方法的使用将极大的丰富左转弯意向场景的预警以及算法。当判断出周围车辆是否在其最左侧车道时，就可判断其左转向灯打开的意向，如该车在其行驶方向最左侧车道，其左转向灯打开时就象征着其有左转倾向，如果该车不在行驶方向最左侧车道，其左转向灯打开时表示其有左向变道的意向。

3.路口判断流程

交叉路口的判断是为了补充本方法的完整性，特别是针对直行车辆在判断前方有路口时，针对反向最左向车辆有提前防止碰撞的可能性。如车辆在行驶过程中，得知前方有路口且路口前方相反方向来车在最左侧车辆，该车辆很大可能在左转弯车道上。通过此种方法，在来车还没有打开左转向灯时，本车已能判断出其左转弯的意图，提前做好准备。交叉路口判断的数据来源是交叉车辆，如果交叉车辆个数大于3个，则认为前方有交叉路口。

4.左转向灯分类

在碰撞场景中，左转弯与反向行驶车辆碰撞风险很大，因此特别针对反向行驶且最左侧车辆的左转弯意向，该车有与所有正向行驶车辆发生碰撞的可能性。

设本车辆的行驶方向为正向，将反向行驶车辆分为其行驶方向最左侧车道以及行驶方向最右侧车道，不同车道的左转向灯所表示的驾驶员意图不一样。反向只有左转弯车辆才会与正向行驶的本车相撞，因而有效的提高了预警的有效性。此处分析了反向车辆左转弯分类的方法，针对正向行驶的车辆，该类方法同向奏效。该类方法的一种补充就是在路口处，可以对未打开左转向灯的车辆做出超前判断。有效的降低了路口以及左转弯与其他车辆碰撞的风险性。

图6是本发明v2x车载终端实施例一的逻辑结构图，该实施例的v2x车载终端包括状态获取模块10、方向判断模块20、车道判断模块30和预警生成模块40。其中，状态获取模块10用于获取本车辆的行驶状态参数及周围车辆的行驶状态。方向判断模块20用于根据所述行驶状态参数判断所述周围车辆的行驶方向是否与本车辆的行驶方向反向。车道判断模块30用于根据所述行驶状态参数判断所述周围车辆是否在其行驶方向的最左侧车道。预警生成模块40用于在所述周围车辆的行驶方向与本车辆的行驶方向反向，且所述周围车辆在其行驶方向的最左侧车道，同时，本车辆的前方为交叉路口，和/或，所述周围车辆的左转向灯为打开状态时，确定所述周围车辆的意图为左转弯，并生成碰撞预警信息。

本发明还构造一种v2x车载终端，包括处理器和存储器，该存储器用于存储程序指令，该程序指令由所述处理器加载并执行实现如上述危险预警方法的步骤。

本发明还构造一种存储器，其上存储有程序指令，该程序指令被处理器加载并执行时实现如上述危险预警方法的步骤。

本发明还构造一种基于dsrc的危险预警系统，该危险预警系统包括至少两个以上所述的v2x车载终端。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。