基于高精地图的V2X逆向超车预警方法、系统和介质与流程

本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种基于高精地图的v2x逆向超车预警方法、系统和存储介质。

背景技术：

v2x是通过相关协议标准实现车与外界进行信息交互的车联网技术，其中包括车与车通信(v2v)、车与基础设施通信(v2i)、车与人通信(v2p)，以及车与网络通信(v2n)，v2x是未来汽车技术的发展方向，也是实现高等级自动驾驶的关键技术之一，参照图2所示。

现有技术中，传统的电子地图服务于驾驶员，由于精度不高，利用传统的地图信息和gnss定位进行逆向超车指引时，有可能会造成误报或者漏报导致对主车驾驶员造成干扰，从而引起严重事故。

技术实现要素：

基于以上问题，本发明提出一种基于高精地图的v2x逆向超车预警方法、系统和存储介质，解决了现有技术中传统的电子地图服务于驾驶员，由于精度不高，利用传统的地图信息和gnss定位进行逆向超车指引时，有可能会造成误报或者漏报导致对主车驾驶员造成干扰，从而引起严重事故的技术问题。

本发明提出一种基于高精地图的v2x逆向超车预警方法，包括：

获取主车行驶路段的高精地图数据和实时采集数据；

根据高精地图数据和实时采集数据判断当前时刻是否符合逆向超车场景；

接收多个远车消息，与主车所在车道的相邻逆向车道上位于主车左前方且距离主车最近的远车为目标远车；

计算当前时刻主车变道，目标远车与主车发生碰撞需要的时间ttc和碰撞位置；

计算主车是否能在ttc时间段内完成变道超车且在距离碰撞位置预设距离前回到原车道；

根据是否能回到原车道给出预警提示。

此外，高精地图数据包括：路面几何结构、车道线属性、车道边缘线位置、车道属性、标示线位置和/或周围环境模型。

此外，实时采集数据为通过摄像头、激光雷达采集当前时刻主车的行车环境的实时数据，以及通过gnss获取的定位数据。

此外，根据高精地图数据和实时采集数据判断当前时刻是否符合逆向超车场景包括：

首先判断主车的左转向灯是否开启，若开启则认为主车有变道企图，然后判断主车是否在行驶方向的最左侧车道，最后判断当前行驶车道与相邻逆向车道之间的车道线是否支持变道。

此外，计算当前时刻主车变道，目标远车与主车发生碰撞需要的时间ttc和碰撞位置包括：通过远车消息中的远车的经纬度、海拔、速度和加速度信息，计算目标远车与主车发生碰撞需要的时间ttc和碰撞位置。

此外，根据是否能回到原车道给出预警提示包括：

若能，则提示可以逆向超车；

若否，则输出逆向超车碰撞预警信息给人机交互界面，人机交互界面显示提醒主车禁止逆向超车的信息。

本发明还提出一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行上述任一项所述的基于高精地图的v2x逆向超车预警方法。

本发明还提出一种基于高精地图的v2x逆向超车预警系统，包括至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

获取主车行驶路段的高精地图数据和实时采集数据；

根据高精地图数据和实时采集数据判断当前时刻是否符合逆向超车场景；

接收多个远车消息，与主车所在车道的相邻逆向车道上位于主车左前方且距离主车最近的远车为目标远车；

计算当前时刻主车变道，目标远车与主车发生碰撞需要的时间ttc和碰撞位置；

计算主车是否能在ttc时间段内完成变道超车且在距离碰撞位置预设距离前回到原车道；

根据是否能回到原车道给出预警提示。

通过采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本发明解决了现有技术中传统的电子地图服务于驾驶员，由于精度不高，利用传统的地图信息和gnss定位进行逆向超车指引时，有可能会造成误报或者漏报导致对主车驾驶员造成干扰，从而引起严重事故的技术问题。采用本实施例提供的基于高精地图的v2x逆向超车预警方法能够提供一种更加精准的指导逆向超车的预警方法，使驾驶员能够更加安全的驾驶，减少事故发生率，缓解拥堵。

附图说明

图1是本发明一个实施例提供的基于高精地图的v2x逆向超车预警方法的流程图；

图2是v2x的原理示意图；

图3是本发明一个实施例提供的各个模块与传感器之间的关系的示意图；

图4是本发明一个实施例提供的基于高精地图的v2x逆向超车预警方法的流程图。

具体实施方式

以下结合具体实施方案和附图对本发明进行进一步的详细描述。其只意在详细阐述本发明的具体实施方案，并不对本发明产生任何限制，本发明的保护范围以权利要求书为准。

参照图1，本发明提出一种基于高精地图的v2x逆向超车预警方法，包括：

步骤s001，获取主车行驶路段的高精地图数据和实时采集数据；

步骤s002，根据高精地图数据和实时采集数据判断当前时刻是否符合逆向超车场景；

步骤s003，接收多个远车消息，与主车所在车道的相邻逆向车道上位于主车左前方且距离主车最近的远车为目标远车；

步骤s004，计算当前时刻主车变道，目标远车与主车发生碰撞需要的时间ttc和碰撞位置；

步骤s005，计算主车是否能在ttc时间段内完成变道超车且在距离碰撞位置预设距离前回到原车道；

步骤s006，根据是否能回到原车道给出预警提示。

逆向超车时需要精确定位主车所在的车道和位置，以及精确定位逆向车道上远车的位置，利用传统的地图信息和gnss进行定位有可能会造成误报或者漏报导致对主车的驾驶员造成干扰，而引入高精地图和高精定位则可以从根本上解决这一技术问题。

v2x技术主要分两个阵营dsrc和cv2x，两者都支持一定范围的短程通信，cv2x则额外支持基于蜂窝网络的远程通信。通过v2x技术可以获得实时路况、道路信息、其他车辆信息等相关交通信息。

车和车通信、车和基础设施通信是通过短程通信技术(dsrc或者cv2x的pc5接口)进行通信，可交互的信息包含远车速度、经纬度、海拔、加速度、航向等信息。可选地，还包含红绿灯相位、倒计时时间，以及路段限速等信息。车与网络通信则是通过cv2x的uu接口，可以获得超视距范围行车信息如前方拥堵路段相关信息、前方事故信息、地图信息等。

高精地图不同于传统的电子地图，传统的电子地图服务于驾驶员，而高精地图则服务于车载系统。高精地图包含大量行车辅助信息如车道模型、道路标示线的位置、周围道路环境模型等高精3d表征信息。

在下述场景：主车hv行驶在当前车道，当需要借用邻近逆向车道进行超车时，如果提前检测到会与逆向车道的远车rv发生碰撞风险，则在主车生成预警，避免发生碰撞事故。采用本实施例提供的基于高精地图的v2x逆向超车预警方法，能够大大提高逆向车道进行超车的安全性。

在步骤s001中，获取主车行驶路段的高精地图数据和实时采集数据。

高精地图数据能够提供车道模型、周围环境模型、车道线位置、车道属性、车道模型等高精3d表征信息，与gnss定位信息、主车自身采集的数据进行比对，获得主车所在位置的高精定位，以及相邻逆向车道的位置和车道线信息。

可选地，高精地图数据中包括车道线的位置、类型、宽度、坡度和曲率等车道信息。以及车道周边的固定对象信息，比如交通标志、交通信号灯等信息、车道限高、下水道口、障碍物及其他道路细节，还包括高架物体、防护栏、数目、道路边缘类型、路边地标等基础设施信息。

gnss(globalnavigationsatellitesystem)为全球导航卫星系统。v2x中包含gnss芯片，gnss芯片从gnss获取定位信号。

实时采集数据为通过摄像头和雷达等传感器实时采集的数据。

在步骤s002中，根据高精地图数据和实时采集数据判断当前时刻是否符合逆向超车场景；

判断当前时刻是否符合逆向超车场景：判断主车左转向灯是否开启，若开启则认为主车有变道企图。然后判断主车是否在行驶方向的最左侧车道，当前行驶车道与相邻逆向车道之间的车道线是否支持变道(如果为虚线，则允许变道；如果为实线，则不允许变道)。以上条件若都满足则认为是逆向超车场景。

判断主车是否在行驶方向的最左侧车道以及判断当前行驶车道与相邻逆向车道之间的车道线是否支持变道需要根据高精地图数据和实时采集数据共同判断。

判断的依据包括：如车道线的位置、类型、宽度、坡度和曲率等车道信息。以及车道周边的固定对象信息，比如交通标志、交通信号灯等信息、车道限高、下水道口、障碍物及其他道路细节，还包括高架物体、防护栏、数目、道路边缘类型、路边地标等基础设施信息。

判断是否是逆向超车场景时，需要实时采集数据用于精确定位，用于知道主车位于哪条车道，基于主车在哪条车道判断是否是逆向超车场景。

在判断是否是最左侧车道时，首先根据高精地图判断，高精地图会包含当前主车的行车方向的车道数以及逆向行车方向的车道数，并含有车道线类型，根据精确定位结果可知主车所在车道是否是行车方向最左侧车道。

其次，当主车位于行车方向最左侧车道时，根据高精地图数据中的车道线类型，可以知道车道左侧车道线是否是虚线(包含单虚线、虚实线等情况)，如是，则可以判断车道线支持逆向借道超车。

在步骤s003中，接收多个远车消息，与主车所在车道的相邻逆向车道上位于主车左前方且距离主车最近的远车为目标远车；

逆向车道的远车rv能够向外发送rv消息，也就是每个行驶中的车辆都能够向外发送rv消息，rv消息通过rv的车载v2x模块的pc5接口发出，hv通过hv的车载v2x模块的pc5接口接收rv消息。

通过分析收到的rv消息，过滤出在逆向车道里行驶的一定范围内的rv，其中与主车所在车道的相邻逆向车道上位于主车左前方且距离主车最近的远车为目标远车。

步骤s004，计算当前时刻主车变道，目标远车与主车发生碰撞需要的时间ttc和碰撞位置；

计算目标远车与主车发生碰撞需要的时间ttc和碰撞位置。ttc(timetocollision)为碰撞时间，碰撞时间指还要多少时间发生碰撞。

由于主车与目标远车相向而行，根据两车的经纬度、海拔、速度和加速度信息即可以确定两车距离，再根据两车速度可计算碰撞时间以及碰撞位置。由于两车距离不但与两车直线距离相关，还与两车所处的海拨高度相关，所以引入了海拨以及加速度信息确定两车的距离。

步骤s005，计算主车是否能在ttc时间段内完成变道超车且在距离碰撞位置预设距离前回到原车道；

根据碰撞时间、碰撞位置，当前主车的车速判断主车是否能实现变道超车。

步骤s006，根据是否能回到原车道给出预警提示。

若可以安全变道进行逆向超车，则提示可以，若不能安全变道进行逆向超车，则提醒不可以超车。

本实施例解决了现有技术中传统的电子地图服务于驾驶员，由于精度不高，利用传统的地图信息和gnss定位进行逆向超车指引时，有可能会造成误报或者漏报导致对主车驾驶员造成干扰，从而引起严重事故的技术问题。采用本实施例提供的基于高精地图的v2x逆向超车预警方法能够提供一种更加精准的指导逆向超车的预警方法，使驾驶员能够更加安全的驾驶，减少事故发生率，缓解拥堵。

在其中的一个实施例中，高精地图数据包括：路面几何结构、车道线属性、车道边缘线位置、车道属性、标示线位置和/或周围环境模型。

这些数据都用于跟实时采集的数据做特征匹配以进行精确定位。

实时采集数据中也会识别到车道线及车道周边特征信息，将高精地图数据与实时采集数据做特征匹配即可精确定位。

在进行特征匹配时，假设行车方向有三条车道，由左到右分别为l1,l2,l3。系统需要根据实时采集到的数据计算每条车道的匹配度。匹配度可以从多个维度考量。如摄像头采集到主车所在车道左侧为路沿，则车道l1的路沿匹配度较高；如采集到的主车所在车道左侧车道线类型为实线，右侧是虚线，同样也可计算出每条车道的车道线类型匹配度；如采集到的地面行车指示标志本车道为直行，左侧相邻车道为直行左转，右侧为右转，据此计算每条车道的地面标识匹配度；同理还有环境模型匹配度(路边固定交通标志，龙门架等)。最后根据多维度的匹配度加权计算每条车道的匹配度，最高匹配度的那条车道即为当前所在车道。同时根据摄像头识别到的车道周边固定对象如交通标志、信号灯、防护栏等的信息，可以修正主车在车道中的具体位置。

在其中的一个实施例中，实时采集数据为通过摄像头、激光雷达采集当前时刻主车的行车环境的实时数据，以及通过gnss获取的定位数据。

通过摄像头获取车辆的周围道路和车辆信息，采用激光雷达获取到主车与远车之间的距离信息。

激光雷达获取主车与远车的距离信息，用于计算ttc以决定是否可以安全逆向超车。

在其中的一个实施例中，根据高精地图数据和实时采集数据判断当前时刻是否符合逆向超车场景包括：

首先判断主车的左转向灯是否开启，若开启则认为主车有变道企图，然后判断主车是否在行驶方向的最左侧车道，最后判断当前行驶车道与相邻逆向车道之间的车道线是否支持变道。

在其中的一个实施例中，计算当前时刻主车变道，目标远车与主车发生碰撞需要的时间ttc和碰撞位置包括：通过远车消息中的远车的经纬度、海拔、速度和加速度信息，计算目标远车与主车发生碰撞需要的时间ttc和碰撞位置。

各个模块以及传感器之间的关系如图3所示：

canbus与obu交互，canbus与v2x中的can芯片连接，v2x中的gnss芯片从外部的gnss获取定位数据，高精地图数据从外部的cloud或rsu获取，v2x还用于接收远车rv消息，sensor数据即传感器数据包括camera数据和lidar数据。最后的预警信息显示在hmi模块上。

obu:on-boardunit，车载单元。

hmi：humanmachineinterface，人机界面或人机接口。

lidar：lightdetectionandranging,激光雷达。

cloud为云端。

rsu(roadsideunit)为路侧单元。

在其中的一个实施例中，根据是否能回到原车道给出预警提示包括：

若能，则提示可以逆向超车；

若否，则输出逆向超车碰撞预警信息给人机交互界面，人机交互界面显示提醒主车禁止逆向超车的信息。

参照图4，在其中的一个实施例中，提出一种基于高精地图的v2x逆向超车预警方法，包括：

系统通过路侧单元或者后云端获得当前路段的高精地图数据，高精地图数据包括路面几何结构、车道线属性、车道边缘线位置、车道属性、标示线位置、周围环境模型等。同时通过摄像头、激光雷达采集当前主车的行车环境的实时数据，通过对高精地图数据和实时采集数据以及gnss实时定位进行匹配，可以精确确认主车的当前位置。

判断主车的左转向灯是否开启，若开启则认为主车有变道企图。然后判断主车是否在行驶方向的最左侧车道，当前行驶车道与相邻逆向车道之间的车道线是否支持变道(如果为虚线，则允许变道；如果为实线，则不允许变道)。以上条件若都满足则认为是逆向超车场景。

从接收到的所有的远车消息中过滤出主车相邻逆向车道上位于主车左前方且距离主车最近的远车。

通过远车的经纬度、海拔、速度、加速度等信息，计算若主车此时变道的情况下，最近的远车与主车发生碰撞需要的时间ttc和碰撞的位置。

计算主车是否可以在该ttc时间内完成变道超车且在到达碰撞的位置一定距离之前安全回到原车道。该步骤需要考虑主车行驶车道前方车辆的速度、加速度等以便主车超车后可安全变道到原车道。

如不能安全变道回原车道，则输出逆向超车碰撞预警给人机交互界面，提醒主车驾驶员禁止逆向超车。

本实施例提供的基于高精地图的v2x逆向超车预警方法，使逆向超车的安全性提高了。

本发明还提出一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行上述任一实施例所述的基于高精地图的v2x逆向超车预警方法。

本发明还提出一种基于高精地图的v2x逆向超车预警系统，包括至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

获取主车行驶路段的高精地图数据和实时采集数据；

根据高精地图数据和实时采集数据判断当前时刻是否符合逆向超车场景；

接收多个远车消息，与主车所在车道的相邻逆向车道上位于主车左前方且距离主车最近的远车为目标远车；

计算当前时刻主车变道，目标远车与主车发生碰撞需要的时间ttc和碰撞位置；

计算主车是否能在ttc时间段内完成变道超车且在距离碰撞位置预设距离前回到原车道；

根据是否能回到原车道给出预警提示。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。