专利名称：基于车联网技术的追尾碰撞预警方法
技术领域：
本发明属于汽车安全技术领域，具体涉及一种基于车联网(VANET，VehicularAd-hoc Network)技术的追尾碰撞预警方法。
背景技术：
随着交通业的飞速发展，道路车辆数激增，道路交通安全行形势日趋严峻，特别是高速公路与恶略天气情况下。在过去几年，国内外大量研究人员致力于发展驾驶辅助系统来解决交通安全问题，此类系统能够感知周围交通和车辆情况，在必要时刻提醒驾驶员。车联网正是在此基础上应运而生。车联网是移动自组网络在智能化交通领域的一大分支，主要利用无线传感网技术实现车与车、车与路边节点之间的信息传递。利用车载自组网，结合自车的GPS、CAN总线数据，安全系统可以提前通知驾驶员可能发生的危险情况，降低事故发生率。目前这方面的研究主要集中在国外，日本最早从20世纪80年代开始这方面研究。近年来，欧美国家也加大了对车载自组网的研究，比较著名的有:CarTalk2000从2001年开始，为期三年，主要是为了开发一种新的基于车间通信的驾驶员辅助驾驶系统。C2C-CC (Car2Car Communication Consortium)由六家欧洲汽车厂商(BMW、DaimlerChrysler>Volkswagen等)组成,致力于制订一个Car2Car系统的通用标准,使不同厂商的汽车能互相通信。CHAUFFEUR2主要研究”Platooning of Vehicles”，前方车辆可以向后方车辆广播消息。基于车联网，本发明主要致力于高速公路或者恶略天气场景下，由于高速驾驶员来不及反应或者恶略天气导致驾驶员视野距离过近引起的追尾碰撞问题。本方法是利用车联网实时通信来获取相邻汽车的位置、方向、车速信息，进而来判断汽车的行驶状况，以此来决定是否有追尾可能并且在必要时刻通过动画与声音提醒驾驶员。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于车联网技术的追尾碰撞预警方法，通过车辆间的实时通信获取“地面航向”、经纬度坐标及车速信息，从而判断两车是否在直行公路上处于追尾安全隐患下。如果是，则进行追尾预警，给与驾驶员提供安全辅助。本方法能够解决高速公路上以及恶略天气下由于驾驶员反应时间与视野距离引起的追尾碰撞，从而极大地保障了行车安全。为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是:一种基于车联网技术的追尾碰撞预警方法，其中车辆的车载终端从控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)获取车辆的自身车速，从GPS获取经纬度坐标、地面航向角、时间，并通过无线通信与周围车辆的车载终端交换车辆的自身车速以及包括地面航向、经纬度坐标的GPS信息；其特征在于所述方法包括以下步骤:(I)车辆的车载终端判断周围临近车辆与自身车辆是否同向行驶，并判断周围临近车辆的位置是否在自身车辆的行驶前方；(2)当周围临近车辆与自身车辆同向行驶，并在自身车辆的行驶前方时，根据周围临近车辆与自身车辆的经纬度坐标计算出两车间的实际距离dis，以及根据周围临近车辆与自身车辆的车速差计算两车间的安全距离rd ；(3)根据两车间的实际距离dis与安全距离rd的比较结果设定安全等级；当安全系数非O时，根据安全等级的不同，车载终端通过动画与语音提示驾驶员不同级别的追尾危险，促其刹车减速；当安全等级为0，表示危险解除，则车载终端变更为正常行驶，报警动画与语音取消。优选的，所述方法中根据两车的经纬度坐标计算两车实际距离dis的方法为:
权利要求
1.一种基于车联网技术的追尾碰撞预警方法，其中车辆的车载终端从控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)获取车辆的自身车速，以及从GPS获取经纬度、地面航向角、时间，并通过无线通信与周围车辆的车载终端交换车辆的自身车速以及包括地面航向、经纬度坐标的GPS信息；其特征在于所述方法包括以下步骤: (1)车辆的车载终端判断周围临近车辆与自身车辆是否同向行驶，并判断周围临近车辆的位置是否在自身车辆的行驶前方； (2)当周围临近车辆与自身车辆同向行驶，并在自身车辆的行驶前方时，根据周围临近车辆与自身车辆的经纬度坐标计算出两车间的实际距离dis，以及根据周围临近车辆与自身车辆的车速差计算两车间的安全距离rd ； (3)根据两车间的实际距离dis与安全距离rd的比较结果设定安全等级；当安全系数非O时，根据安全等级的不同，车载终端通过动画与语音提示驾驶员不同级别的追尾危险，促其刹车减速；当安全等级为0，表示危险解除，则车载终端变更为正常行驶，报警动画与语音取消。
2.根据权利要求1中所述的基于车联网技术追尾碰撞预警方法，其特征在于所述方法中根据两车的经纬度坐标计算两车实际距离dis的方法为:..../.2 ,rodLatl — radLat2、 .., Τ 、、.，.radLonl — radLoifl、._, dis = 2xarcsin(-lsin {-) + cos(raaLan)xcos(raaLat2)xsm"(-))xR， 其中radLatl和radLat2分别表示两车的纟韦度，radLonl和radLon2分别表示两车的经度，R表示地球半径常量，dis表示两车间的实际距离。
3.根据权利要求1中所述的基于车联网技术追尾碰撞预警方法，其特征在于所述方法中判断周围 临近车辆与自身车辆是否同向行驶是通过周围临近车辆与自身车辆的行驶夹角进行计算的，所述行驶夹角公式为:Δ = surfacecoursel-surfacecourse2 ； 其中surfacecoursel和surfacecourse2分别表示自身车辆与周围临近车辆的地面航向角度，△代表两车行驶方向差。
4.根据权利要求1中所述的基于车联网技术的追尾碰撞预警方法，其特征在于所述方法中判断周围临近车辆的位置是否在自身车辆的行驶前方是通过计算车辆前后关系得到的，其计算公式为: j {racilAml - ran 1.οι ) xR -1 an (Surfacecoii rs t*l + 45) x (rad/,al2 - radLatl) x R < 0 ; I (radLonl - ran1.0uY) xR — tan( Surfacecoursel - 45) x (raJLall - raciLai] )x R >0 其中radLatl和radLat2分别表示两车的纟韦度，radLonl和radLon2分别表示两车的经度，R表示地球半径常量。
5.根据权利要求1中所属的基于车联网技术的追尾碰撞预警方法，其特征在于所述方法中安全距离计算公式为:rd = T* (V1-V2)； 其中V1是自车车速，V2是邻车车速，T为反应时间，rd为安全距离。
6.根据权利要求1中所述的基于车联网技术的追尾碰撞预警方法，其特征在于所述方法中安全等级按照如下规则进行设定: 如果(rd-dis)/dis < 0.0安全等级为O如果(rd-dis)/dis < 0.5安全等级为I如果(rd-dis)/dis < 1.0安全等级为2°如果(rd-dis)/dis≥1.0安全等级为全文摘要
本发明公开了一种基于车联网技术的追尾碰撞预警方法，依靠车联网实时通信获取周围车节点GPS数据(包括地面航向角度以及经纬度坐标信息)以及从CAN总线获取速度信息，计算并判断汽车间位置关系，进而判断是否有追尾碰撞危险，为解决高速行驶或者由于天气原因导致视野模糊情况下潜在的追尾行车危险问题提供了一种有效的解决方法。
文档编号B60W30/095GK103144633SQ20121057670
公开日2013年6月12日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者黄刘生, 赵扬, 徐宏力, 谢立嘉, 李春杰 申请人:中国科学技术大学苏州研究院