一種汽車防追尾預警方法和系統技術方案

本發明專利技術公開了一種汽車防追尾預警的方法和系統，系統包括路邊設置的無線通信DSRC設備，車輛上安裝的車載無線通信設備、數據采集單元和車載終端，其中，數據采集單元內部有數據采集模塊、GPS模塊和加速度傳感器；通過車載專用短程通信設備(DSRC)實現車車、車路無線通信交互；車載終端利用基于車路協同的最小安全距離模型計算自車與前車的安全距離，通過位置信息計算當前自車與前車的實際距離，判斷是否存在追尾危險，如果存在追尾危險，則在車載終端界面上顯示危險提醒，并通過聲音報警。降低了防追尾預警系統的成本，并且提高了預警的準確性。系統具有成本低、體積小、預警準確等特點并且適用于各種路況條件。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于交通汽車安全
，特別涉及一種汽車防追尾預警方法及系統。
技術介紹
目前在傳統的汽車安全領域，比較常見的車輛防追尾技術主要是通過微波雷達和攝像頭技術，但是微波雷達和攝像頭技術容易受到天氣、遮擋物的干擾，影響其性能，而且由微波雷達和攝像頭技術組成的設備成本高昂，一般車輛很難安裝，并且只通過測量距離和速度并沒有考慮前車的加速度信息和路面信息，使設備的預警有一定的滯后性，并且不能適用于其他路況，比如潮濕路面、冰雪路面等。
技術實現思路
針對上述現有技術存在的缺陷或不足，本專利技術的目的在于，提供一種汽車防追尾方法和系統，采用車車、車路通信技術，使車輛能在超視距范圍內獲得周圍車輛的速度信息、加速度信息和路況信息。為了實現上述任務，本專利技術采取如下的技術解決方案：一種汽車防追尾預警系統，其特征在于，包括下列步驟：步驟一，利用無線通信DSRC設備將設定好的路況信息向外不斷廣播；所述的路況信息包括：1)路面的干燥、潮濕或冰雪狀況；2)路面材料是水泥、瀝青或沙土；3)路面平整度； 步驟二，通過數據采集模塊采集車輛行駛速度，通過加速度模塊采集車 輛加速度，通過GPS模塊采集車輛位置信息，并通過藍牙把采集的信息發送到車載終端；步驟三，利用車載無線通信設備接收周圍車輛的廣播信息，所述的廣播信息主要包括周圍車輛的速度、加速度、位置以及車身尺寸信息；步驟四，車載終端通過藍牙接收采集的自車的行駛速度、加速度以及車輛位置信息，并通過USB網絡共享的UDP通信接收車載無線通信設備傳回的周圍車輛信息，并把這些信息在車載終端屏幕上顯示，并通過UDP通信的方式將采集自車的信息發送到無線通信DSRC設備，無線通信DSRC設備通過無線廣播自車信息；步驟五，車載終端首先利用接收的無線通信DSRC設備的路面信息，確定當前路面的摩擦系數，確定自車的最大減速度，然后利用基于車路協同的最小安全距離模型計算自車與前車的安全距離；步驟六，車載終端利用GPS測量的實際距離S0和計算的最小安全距離Des比較，判斷是否存在追尾危險，當實際距離S0大于最小安全距離時。車輛安全行駛，當實際距離接近或等于安全距離時，車載終端開始初級預警，當實際距離小于安全距離時，車載終端開始緊急預警，并伴隨聲音提示。包括：數據采集單元、路側無線通信單元、車載無線通信單元和車載終端。根據本專利技術，所述的基于車路協同的安全距離模型車路協同的安全距離模型主要考慮信息傳輸延時、GPS誤差和路面摩擦系數對安全距離計算的影響，主要將減速過程分為駕駛員接到預警到以最大減速度制動階段車輛所行駛的距離S0、汽車以最大減速度制動所行駛的距離S1、信息傳播延時汽車行駛的距離S2、GPS測距帶來的誤差Derr和后車制動使兩車保持相同的速度或靜止之后仍要保持的真實的車頭距df，最小安全距離計算如式1所示： D e s ( Δ v , Δ a , d m ) = v 0 * t 0 + Δv 2 2 Δ a + d f + T d * Δ v + 1 2 Δ a * T d 2 + D e r r - - - ( 1 ) ]]>式中，v0表示自車的速度，t0表示駕駛員的反應時間，Δv表示前車與自車的速度差，Δa表示前車和自車的加速度差，df表示后車制動后兩車保持相同的速度或靜止之后仍要保持的真實的車頭距，Td表示信息傳輸延遲，Derr表示GPS誤差，Des為基于車路協同的安全距離模型計算的安全距離為Des。所述的基于車路協同的安全距離模型中Δa，如下式2所示：Δa＝gu-a1 (2) 式中，g為重力加速度，u為路面摩擦系數，該路面摩擦系數是根據無線通信DSRC設備發布的路面信息得到的，a1表示前車的加速度。所述的df表示后車制動后兩車保持相同的速度或靜止之后仍要保持的真實的車頭距，得到如下式所示：df＝(La+Lb)/2+d0 (3)式中，La和Lb是前車和自車的長度，d0表示兩車保持相同的速度或靜止之后仍要保持的車頭距。所述的Td是通信信息傳輸延時，分為信號在傳播途中的延時Ttr和系統接收到信息后對信息處理周期的延時Tap，Tap為防追尾系統的處理周期，所以Tap＝T，得下式：Td＝Ttr+T (4)所述的Drr為GPS誤差，采用的GPS誤差為±2.5m，按照正態分布計算GPS誤差，得到誤差的概率分布如下式所示： F ( D e r r ) = ∫ - ∞ D e r r 0.138 e - y 2 / 3.28 d y - - - ( 5 ) ]]>通過誤差的概率分布得到誤差的概率密度函數為： f ( D e r r ) = 0.138 e - D e r r 2 / 3.28 - - - 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種汽車防追尾預警方法，其特征在于，包括下列步驟：步驟一，利用無線通信DSRC設備將設定好的路況信息向外不斷廣播；所述的路況信息包括：1)路面的干燥、潮濕或冰雪狀況；2)路面材料是水泥、瀝青或沙土；3)路面平整度；步驟二，通過數據采集模塊采集車輛行駛速度，通過加速度模塊采集車輛加速度，通過GPS模塊采集車輛位置信息，并通過藍牙把采集的信息發送到車載終端；步驟三，利用DSRC車載無線通信設備接收周圍車輛的廣播信息，所述的廣播信息主要包括周圍車輛的速度、加速度、位置以及車身尺寸信息；步驟四，車載終端通過藍牙接收采集的自車的行駛速度、加速度以及車輛位置信息，并通過USB網絡共享功能，利用socket通信接收車載無線通信設備傳回的周圍車輛信息，并把這些信息在車載終端屏幕上顯示，并通過socket通信的方式將采集自車的信息發送到無線通信DSRC設備，無線通信DSRC設備通過無線廣播自車信息；步驟五，車載終端首先利用接收的無線通信DSRC設備的路面信息，確定當前路面的摩擦系數，確定自車的最大減速度，然后利用基于車路協同的最小安全距離模型計算自車與前車的安全距離；步驟六，車載終端利用GPS測量的實際距離S0和計算的最小安全距離Des比較，判斷是否存在追尾危險，當實際距離S0大于最小安全距離時。車輛安全行駛，當實際距離接近或等于安全距離時，車載終端開始初級預警，當實際距離小于安全距離時，車載終端開始緊急預警，并伴隨聲音提示。...

【技術特征摘要】
1.一種汽車防追尾預警方法，其特征在于，包括下列步驟：步驟一，利用無線通信DSRC設備將設定好的路況信息向外不斷廣播；所述的路況信息包括：1)路面的干燥、潮濕或冰雪狀況；2)路面材料是水泥、瀝青或沙土；3)路面平整度；步驟二，通過數據采集模塊采集車輛行駛速度，通過加速度模塊采集車輛加速度，通過GPS模塊采集車輛位置信息，并通過藍牙把采集的信息發送到車載終端；步驟三，利用DSRC車載無線通信設備接收周圍車輛的廣播信息，所述的廣播信息主要包括周圍車輛的速度、加速度、位置以及車身尺寸信息；步驟四，車載終端通過藍牙接收采集的自車的行駛速度、加速度以及車輛位置信息，并通過USB網絡共享功能，利用socket通信接收車載無線通信設備傳回的周圍車輛信息，并把這些信息在車載終端屏幕上顯示，并通過socket通信的方式將采集自車的信息發送到無線通信DSRC設備，無線通信DSRC設備通過無線廣播自車信息；步驟五，車載終端首先利用接收的無線通信DSRC設備的路面信息，確定當前路面的摩擦系數，確定自車的最大減速度，然后利用基于車路協同的最小安全距離模型計算自車與前車的安全距離；步驟六，車載終端利用GPS測量的實際距離S0和計算的最小安全距離Des比較，判斷是否存在追尾危險，當實際距離S0大于最小安全距離時。車輛安全行駛，當實際距離接近或等于安全距離時，車載終端開始初級預警，當實際距離小于安全距離時，車載終端開始緊急預警，并伴隨聲音提示。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的基于車路協同的安 全距離模型車路協同的安全距離模型主要考慮信息傳輸延時、GPS誤差和路面摩擦系數對安全距離計算的影響，主要將減速過程分為駕駛員接到預警到以最大減速度制動階段車輛所行駛的距離S0、汽車以最大減速度制動所行駛的距離S1、信息傳播延時汽車行駛的距離S2、GPS測距帶來的誤差Derr和后車制動使兩車保持相同的速度或靜止之后仍要保持的真實的車頭距df，最小安全距離計算如式1所示：式中，v0表示自車的速度，t0表示駕駛員的反應時間，Δv表示前車與自車的速度差，Δa表示前車和自車的加速度差，df表示后車制動后兩車保持相同的速度或靜止之后仍要保持的真實的車頭距，Td表示信息傳輸延遲，Derr表示GPS誤差，Des為基于車路協同的安全距離模型計算的安全距離為Des。3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述的基于車路協同的安全距離模型中Δa，如下式2所示：Δa＝gu-a1 (2) 式中，g為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙祥模，惠飛，景首才，
申請(專利權)人：長安大學，
類型：發明
國別省市：陜西;61