一种车辆主动安全预警方法和运用该方法的安全预警系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及车辆主动安全控制和移动互联【技术领域】，尤其涉及一种车辆主动安全预警方法和运用该方法的安全预警系统。安全预警系统包括移动智能终端、无线通信网络和卫星定位系统，而主动安全预警方法则是在移动智能终端上安装数据预处理模块、轨迹追踪和预估模块、危险预警模块这三个软件，使自车能够根据目标范围内的行人及他车信息作出是否有碰撞危险的判断，并在必要情况下发出安全警报。通过对普遍普及的智能手机的巧妙地利用，使低成本车辆和行人能够享受到主动安全技术的保护，又不泄漏个人隐私，普及度高，成本低，易被大众接受。
【专利说明】一种车辆主动安全预警方法和运用该方法的安全预警系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及车辆主动安全控制和移动互联【技术领域】，尤其涉及一种车辆主动安全 预警方法和运用该方法的安全预警系统。
【背景技术】
[0002] 车辆主动安全控制系统可以实现车辆碰撞预警和对驾驶操作的干预，使驾驶变 得更加安全和轻松。近年来，该【技术领域】的研究热度不断升温，基于雷达、摄像头等环境 探测传感器的主动安全控制系统如ACC(自适应巡航）、EBA(紧急制动辅助）、LKA(车道 保持辅助）等已经成熟，并且还在不断被优化。如韩国专利KR2007023392A(ADAPTIVE CRUISE CONTROL SYSTEM AND METHOD CONSIDERING DRIVING ENVIRONMENT, CAPABLE OF AUTOMATICALLY CONTROLLING AN INTER-CAR DISTANCE ESPECIALLY WHEN IT IS RAINY OR DARK)介绍了利用雨量传感器、夜间驾驶传感器优化现有ACC系统，使车辆具有更好的环境 感知功能，从而更加准确地实现主动安全控制。
[0003] 然而，现阶段还远不能实现完全意义上的道路主动安全。首先，车载雷达和摄像头 主要用于探测前后方向的车辆，对于左右方向较远，或者驾驶员视觉的死角范围内的障碍 物，或有障碍物遮挡的高速小型机动车辆，无法预先提出警报。其次，主动安全控制系统价 格昂贵，目前只应用在高级别车型上，对于道路车辆占比最大的普通家用轿车来说，还无法 实现该功能。第三，微车、摩托车和路上的行人更是无法享受主动安全技术带来的安全和舒 适。
[0004] 随着车联网概念的兴起，基于互联的新技术-V2V，即Vehicle-to-Vehicle (也 称作Car-to-Car)也被提出。所谓V2V，即是通过车载传感器等设备实现车辆之间的信息交 换技术，在可能发生碰撞时，及时提醒驾驶员，避免交通事故的发生。汽车业界对于V2V技 术的主要焦点放在了车载组件上。然而，虽然这些相关的车载组件在技术上已经取得了很 大的进步，但是除了 V2V技术本身之外，技术的普及程度也是十分重要的因素，如果不能普 及，则根本不能发挥预期作用。
[0005] 随着移动互联技术的快速发展，如今人们的生活正在发生着深刻的变化。现在，几 乎每个人都会随身携带一部智能手机，安装了各种各样的应用软件，人们可以随时知道自 己的地理位置，可以利用导航技术顺利到达目的地，而智能手机通过卫星定位系统可以对 外发出所在地理位置信息而不泄漏隐私（如不发出手机号等个人信息）。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种车辆主动安全预警方法和运用该方法的安全预警系 统。它利用广泛普及的智能手机对外发送卫星定位系统定位的智能手机持有者所在位置信 息，并通过安装在智能手机等移动智能终端上的软件对自己和他人的位置信息进行速度位 置的计算预测，并在有碰撞危险时报警，具有主动安全预警的功能，并可以广泛普及。
[0007] 对于本发明的主动安全预警方法来说，上述技术问题是这样解决的：
[0008] -种基于移动智能终端位置信息的车辆主动安全预警方法，包括如下步骤：
[0009] (1)自车目标范围内移动目标的移动智能终端通过无线通信网络将卫星定位系统 定位的他们的位置数据传送至自车移动智能终端的数据预处理模块上；
[0010] (2)自车移动智能终端上的数据预处理模块根据自车的位置适时计算自车每一时 刻的行驶距离和行驶速度，根据目标范围内移动目标的位置适时计算移动目标每一时刻的 行驶距离和行驶速度，并将得出的自车和目标范围内移动目标的数据传输给自车移动智能 终端上的轨迹追踪和预估模块；
[0011] (3)自车移动智能终端上的轨迹追踪和预估模块根据前几个时刻自车的位置、速 度信息，预估自车下一时刻的位置、速度和运动方向，根据前几个时刻目标范围内移动目标 的位置、速度信息预估下一时刻目标范围内移动目标的位置、速度和运动方向，并将得出的 自车和目标范围内移动目标的数据信息传输给自车移动智能终端上的危险预警模块；
[0012] (4)自车移动智能终端上的危险预警模块根据自车的位置、速度和运动方向以及 目标范围内移动目标的位置、速度和运动方向判断是否有碰撞危险，并在判断为有碰撞危 险时发出危险警报。
[0013] 进一步的，所述步骤（1)中目标范围为以自车为中心半径为250米的圆形区域。
[0014] 所述步骤（2)中自车移动智能终端上的数据预处理模块在检测到小范围内有密 集多机以相同速度、相同方向运行时，则将该目标判断为密集多机成组。
[0015] 所述自车移动智能终端上的数据预处理模块在进行密集多机成组判断时，将目标 范围内移动目标上一时刻和当前时刻位置的连线方向作为速度方向。
[0016] 判断为密集多机成组时以相同速度、相同方向运行的他机分布范围不大于半径为 6m2的圆形区域。
[0017] 所述步骤（2)中当数据预处理模块判断他机为密集多机成组时，以自车局部坐标 系为标准，将离自车最远的他机为边界框画出矩形框线，并以矩形框线离自车最近的角作 为危险目标点。
[0018] 所述步骤（2)中自车或目标范围内移动目标的速度计算方法为：首先从移动智能 终端的存储芯片上调用当前时刻t和前一时刻t-Ι的位置信息，再根据这两个时刻的大地 坐标（xt，yt)、Uh，ytJ通过两点距离公式
【权利要求】
1. 一种车辆主动安全预警方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 自车目标范围内移动目标的移动智能终端通过无线通信网络将卫星定位系统定位 的他们的位置传送至自车移动智能终端的数据预处理模块上； (2) 自车移动智能终端上的数据预处理模块根据自车的位置适时计算自车每一时刻的 行驶距离和行驶速度，根据目标范围内移动目标的位置适时计算移动目标每一时刻的行驶 距离和行驶速度，并将得出的自车和目标范围内移动目标的数据传输给自车移动智能终端 上的轨迹追踪和预估模块； (3) 自车移动智能终端上的轨迹追踪和预估模块根据前几个时刻自车的位置、速度信 息，预估自车下一时刻的位置、速度和运动方向，根据前几个时刻目标范围内移动目标的位 置、速度信息预估下一时刻目标范围内移动目标的位置、速度和运动方向，并将得出的自车 和目标范围内移动目标的数据信息传输给自车移动智能终端上的危险预警模块； (4) 自车移动智能终端上的危险预警模块根据自车的位置、速度和运动方向以及目标 范围内移动目标的位置、速度和运动方向判断是否有碰撞危险，并在判断为有碰撞危险时 发出危险警报。
2. 如权利要求1所述的一种车辆主动安全预警方法，其特征在于：所述步骤（1)中目 标范围为以自车为中心半径为250米的圆形区域。
3. 如权利要求1所述的一种车辆主动安全预警方法，其特征在于：所述步骤（2)中自 车移动智能终端上的数据预处理模块在检测到小范围内有密集多机以相同速度、相同方向 运行时，则将该目标判断为密集多机成组。
4. 如权利要求3所述的一种车辆主动安全预警方法，其特征在于：所述自车移动智能 终端上的数据预处理模块在进行密集多机成组判断时，将目标范围内移动目标上一时刻和 当前时刻位置的连线方向作为速度方向。
5. 如权利要求3所述的一种车辆主动安全预警方法，其特征在于：所述的小范围为半 径不大于6m2的圆形区域。
6. 如权利要求1所述的一种车辆主动安全预警方法，其特征在于：所述步骤（2)中当 数据预处理模块判断他机为密集多机成组时，以自车局部坐标系为标准，将离自车最远的 他机为边界框画出矩形框线，并以矩形框线离自车最近的角作为危险目标点。
7. 如权利要求1所述的一种车辆主动安全预警方法，其特征在于：所述步骤（2)中自 车或目标范围内移动目标的速度计算方法为：首先从移动智能终端的存储芯片上调用当前 时刻t和前一时刻t-1的位置，再根据这两个时刻自车或目标范围内移动目标的大地坐标 (xt,yt) > (XmjY^1)通过两点距离公式= -a:, 计算出两点距离D(t), 再根据速度计算公式V(t) =D(t)/At计算出当前时刻速度大小V(t)，其中At为系统计 算周期。
8. 如权利要求1所述的一种车辆主动安全预警方法，其特征在于：所述步骤（2)中自 车或目标范围内移动目标根据速度计算公式计算出的当前时刻速度V(t)通过低通滤波 算法：V'（t) =BtlVaha1V(t-1)+ajaD+by'（t-1)+b2V'（t-2)处理，并将处理后的速度 V'（t)作为当前时刻的速度大小，输入到自车移动智能终端上的轨迹追踪和预估模块中去， 其中：a。、apa2、Vb2为滤波常数。
9. 如权利要求1所述的一种车辆主动安全预警方法，其特征在于：所述步骤（3)中自 车或目标范围内移动目标下一时刻的位置是通过最小二乘轨迹预测算法进行预估的。
10. 如权利要求9所述的一种车辆主动安全预警方法，其特征在于：所述最小二乘轨迹 预测算法的运算过程为：调用自当前时刻往前k个时刻被测物的位置数据，并将这k个点 的轨迹假设成直线，得出下一时刻被测物的X坐标和y坐标的表达式分别为：x=a' +b't， y=a" +b"t，通过最小二乘轨迹预测算法计算出使k个时刻轨迹点预估误差最小的a'， b'，a"，b"的值，从而得出下一时刻的预估位置，其中a'，b'，a"，b"通过最小二乘轨迹 预测算法的计算公式分别为：
其中，h为往前第i个时刻距初始计算时刻的时间间隔，t+1为下一时刻距初始计算点 的时间间隔，Xi，Yi为往前第i个时刻被测物的实际坐标。
11. 如权利要求1所述的一种车辆主动安全预警方法，其特征在于：所述步骤（3)中自 车或目标范围内移动目标下一时刻的速度大小为经过低通滤波算法处理后的当前时刻速 度大小V'（t)。
12. 如权利要求1所述的一种车辆主动安全预警方法，其特征在于：所述步骤（3)中自 车或目标范围内移动目标下一时刻的速度方向为运用最小二乘法预测的直线方向。
13. 如权利要求1所述的一种车辆主动安全预警方法，其特征在于：所述步骤（4)中碰 撞危险的判断方式为：根据下一时刻自车的速度信息和位置以及目标范围内移动目标的速 度信息和位置计算出碰撞点，若离碰撞点的行驶时间小于危险警报时间，则将危险工况标 志位置1，危险预警模块短时间之内进行多次危险工况判断，若危险工况标志位连续5次置 1，则发出危险警报。
14. 一种运用权利要求1-13所述车辆主动安全预警方法的安全预警系统，其特征在 于：包括移动智能终端，用于对外发送自车位置信息，接收目标范围内移动目标位置信息并 对目标范围内移动目标位置进行速度运算、轨迹预估和危险报警； 无线通信网络，用于自车和目标范围内移动目标位置的相互传送； 卫星定位系统，用于确定移动智能终端所在位置。
15. 如权利要求14所述的主动安全预警系统，其特征在于：所述的移动智能终端为智 能手机、车载信息采集装置T-Box、平板电脑、笔记本电脑中的一种或多种。
【文档编号】G08G1/16GK104269070SQ201410411664
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】白傑, 张宇探 申请人:东风汽车公司