本发明专利技术公开了一种基于车路协同技术的道路交汇口防撞预警方法、路侧设备与防撞系统。本发明专利技术通过设置在道路交汇口的路侧设备接收每辆车通过特定的车载设备发送来的GPS信息，并对该GPS信息数据进行碰撞预测分析，从而生成预警信息，并将该预警信息向有潜在碰撞风险的车辆进行转发，最终车载设备在接受到预警信息的后，对该预警信息进行响应，从而降低交汇口处匝道与主干道上车辆发生碰撞的可能性，极大地提高了高速行驶情况下或交汇口出现盲区情况下的车辆驾驶安全。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能交通、智能车辆以及车联网领域，特别涉及一种基于车路协同技术的道路交汇口防撞预警方法、路侧设备与防撞系统。
技术介绍
随着城镇化的纵深发展，交通已面临严峻的挑战。为了缓解当前交通问题，车联网技术(Internet of Vehicles,IoV)应运而生，它旨在通过V2X实现车辆与路侧设备及其他车辆的互联互通，以至于最终达到协同驾驶的目的。国外的研究相对较早，主要有欧洲的车路协同系统项目(Cooperative vehicle infrastructure system,CVIS)，以及美国交通部组织开展的IntelliDrive研究计划和类似的Car-TAK2000计划等。国内的研究则相对较晚，但迄今为止车联网已然成为研究热点。如今，国内外都已将车联网技术视为优化当前交通服务水平以及解决当前交通问题的新途径。目前，车联网的研究中主要分为理论及工程两个方面。一方面，理论层面上研究V2X的作用机制以及相关标准化的工作；另一方面，工程层面上的应用研究也紧随理论研究之后正在持续跟进。在工程层面上，车联网技术通过V2V与V2I以实现车辆与车辆及车辆与路侧设备间的互联互通，从而完善车联网环境下的诸多应用，例如：服务导航、路径诱导、道路环境预警、追尾防撞预警、弯道盲区预警、交汇口防撞预警等。其中，交汇口防撞预警是车联网技术中车路协同的重要应用，它旨在感知车辆通过交汇口时的潜在碰撞风险，提前向车辆发出警告信息以便驾驶员预先作出反应，从而极大的提高了属于事故多发地段的交汇口处的驾驶安全性。然而，目前的车联网研究中，针对车路协同应用中的交汇口防撞预警这一重要应用，却尚未从理论与工程两个层面共举进行攻克。因此，本专利技术旨在车联网环境下设计出一套交汇口防撞预警方法及相应的装置。
技术实现思路
针对上述存在的技术问题，本专利技术提供一种基于车路协同技术的道路交汇口防撞预警方法、路侧设备与防撞系统，其能够降低交汇口处匝道与主干道上车辆发生碰撞的可能性，极大地提高了高速行驶情况下或交汇口出现盲区情况下的车辆驾驶安全。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种基于车路协同技术的道路交汇口防撞预警方法，预先在匝道与主干道的交汇口处设置路侧设备，以及在车辆上安装车载设备，所述车载设备与所述路侧设备通过DSRC无线通信连接，则所述道路交汇口防撞预警方法包括步骤：路侧设备接收交汇口处各段道路上的每辆车辆通过车载设备发送来的GPS信息；路侧设备根据所述GPS信息进行车辆配对，并根据每对车辆各自的GPS信息分析计算得到每对车辆之间的实时车间距离差及速度分量差；路侧设备根据每对车辆之间的实时车间距离差及速度分量差进行碰撞预测分析，得到预警信息，并向该对车辆反馈预警信息。相应地，本专利技术还提供了一种路侧设备，其包括：通信模块，以及与所述通信模块相连的数据处理模块，其中，所述通信模块用于接收其覆盖范围内所有车辆通过车载装置发送来的GPS信息，以及将所述数据处理模块产生的预警信息反馈给对应的车辆的车载装置；所述数据处理模块用于根据所述通信模块所接收的GPS信息进行车辆配对，并根据每对车辆各自的GPS信息分析计算得到每对车辆之间的实时车间距离差及速度分量差，再根据该实时车间距离差及速度分量差进行预警预测分析，并生成预警信息。基于上述的道路交汇口防撞预警方法及路侧设备，本专利技术还提供了一种道路交汇口防撞系统，其包括：设置在交汇口处的，如上所述的路侧设备，以及预先安装在车辆上的车载设备，所述车载设备与所述路侧设备通过DSRC无线通信连接，其中，所述车载设备用于采集车辆自身的GPS信息，并发送至所述路侧设备，以及响应所述路侧设备反馈回来的预警信息；所述路侧设备用于根据所述车载设备所发送来的车辆的GPS信息进行车辆配对，并根据每对车辆各自的GPS信息分析计算得到每对车辆之间的实时车间距离差及速度分量差，再根据该实时车间距离差及速度分量差进行预警预测分析，并生成预警信息。本专利技术的有益之处在于：1、本专利技术通过考虑车联网环境下车路间的充分互联互通，采用车路间短途通信的手段，使得交汇口处的路侧设备能够自动地感知当前车辆群所形成的交通环境，进而预测车辆间潜在的碰撞风险，最终向有潜在风险的车辆提供预警信号从而提高了道路与车辆的安全性；2、本专利技术拓展TTC理论至交汇口情形，将车辆间的瞬时速度分量差信息作为输入，并且同时考量行车时间与行车距离双重因素完成交汇口防撞预警算法设计。因此，本专利技术中的防撞预警方法拥有较为系统的理论支撑，从而可为车联网中车路协同提供典型而可靠的应用案例；3、从车辆驾驶员角度出发，本专利技术为车联网环境下的车路间协同驾驶提供了依据和方法，不但提高了道路的安全性与利用率，更为消除因人为因素所带来的安全隐患做出了贡献。附图说明图1为本专利技术的一种基于车路协同技术的道路交汇口防撞预警方法的一实施例的流程图；图2为本专利技术的一种基于车路协同技术的道路交汇口防撞预警方法中步骤S3的一实施例的流程图；图3为本专利技术的一种基于车路协同技术的道路交汇口防撞预警方法中步骤S5的一实施例的流程图；图4为本专利技术的一种基于车路协同技术的道路交汇口防撞预警方法中步骤S7的一实施例的流程图；图5为本专利技术的一种基于车路协同技术的道路交汇口防撞预警方法的一具体实施例的流程图；图6为反映本专利技术的一种基于车路协同技术的道路交汇口防撞预警方法中进行两两配对的状态示意图；图7为本专利技术的一种路侧设备的一实施例的功能模块图；图8为本专利技术的一种道路交汇口防撞预警系统的一实施例的功能模块图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术通过预先在道路交汇口处，如主干道与匝道交汇口处，设置一个特定的路侧设备，并在每辆车内安装一个特定的车载设备，参见图6，即由该车载装置的数据采集模块收集车辆的GPS信息，并与路侧设备间交互所采集的数据，而路侧设备则对该GPS信息数据进行处理生成预警信息，并将该预警信息向有潜在碰撞风险的车辆进行转发，最终车载设备在接受到预警信息的后，对该预警信息进行响应。实施例一参见图1，为本专利技术的一种基于车路协同技术的道路交汇口防撞预警方法的一实施例的流程图。具体地，本实施例中该道路交汇口防撞预警方法包括步骤：S1，路侧设备接收交汇口各段道路上的每辆车辆通过车载设备发送来的GPS信息。本实施例中，采用了特定的路侧设备和特定的车载设备来实现两者之间的数据交互的，具体地，该路侧设备主要包括相连的通信模块和数据处理模块，其中通信模块具体可采用短程通信(Dedicated Short Range Communication，DSRC)模块，数据处理模块可采用集成了防撞预警算法的运算单元，如单片机等；车载装置包括通信模块，以及与该通信模块相连的数据采集模块和预警模块，其中，数据采集模块可采用用于测量位置，速度和车向等信息的高精度差分GPS模块，通信模块采用DSRC通信模块，预警模块包括用于响应预警信息的显示器，如液晶显示屏，及蜂鸣器。具体地，由于路侧设备的通信范围有限，则只有当车本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于车路协同技术的道路交汇口防撞预警方法，其特征在于，预先在匝道与主干道的交汇口处设置路侧设备，以及在车辆上安装车载设备，所述车载设备与所述路侧设备通过DSRC无线通信连接，则所述道路交汇口防撞预警方法包括步骤：路侧设备接收交汇口处各段道路上的每辆车辆通过车载设备发送来的GPS信息；路侧设备根据所述GPS信息进行车辆配对，并根据每对车辆对的GPS信息分析计算得到每对车辆对的两车辆之间的实时车间距离差及速度分量差；路侧设备根据每对车辆对中两车辆之间的实时车间距离差及速度分量差进行碰撞预测分析，得到预警信息，并向对应的车辆反馈预警信息。
【技术特征摘要】
1.一种基于车路协同技术的道路交汇口防撞预警方法，其特征在于，预先在匝道与主干道的交汇口处设置路侧设备，以及在车辆上安装车载设备，所述车载设备与所述路侧设备通过DSRC无线通信连接，则所述道路交汇口防撞预警方法包括步骤：路侧设备接收交汇口处各段道路上的每辆车辆通过车载设备发送来的GPS信息；路侧设备根据所述GPS信息进行车辆配对，并根据每对车辆对的GPS信息分析计算得到每对车辆对的两车辆之间的实时车间距离差及速度分量差；路侧设备根据每对车辆对中两车辆之间的实时车间距离差及速度分量差进行碰撞预测分析，得到预警信息，并向对应的车辆反馈预警信息。2.如权利要求1所述的基于车路协同技术的道路交汇口防撞预警方法，其特征在于，所述路侧设备接收交汇口各段道路上的车辆通过车载设备发送来的GPS信息的步骤之前，还包括步骤：路侧设备预先收集交汇口各段道路的GPS信息，以及路侧设备自身的GPS信息，并存储。3.如权利要求2所述的基于车路协同技术的道路交汇口防撞预警方法，其特征在于，所述路侧设备根据所述GPS信息进行车辆配对的步骤，具体包括步骤：根据当前车辆的GPS信息和路侧设备的GPS信息，判断所述当前车辆是否进入当前路段的碰撞预测区域，若所述当前车辆进入所述碰撞预测区域，则所述路侧设备根据自身的GPS信息判断所述当前路段相邻路段的碰撞预测区域内是否有车辆，若是，则将所述当前车辆与所述碰撞预测区域内的车辆进行两两配对。4.如权利要求3所述的基于车路协同技术的道路交汇口防撞预警方法，其特征在于，所述速度分量差的计算公式为：Δvij(t)＝v′ai(t)-v′rj(t)＝vai(t)cosα(t)-vrj(t)cosβ(t)其中，α(t)为当前路段中当前车辆i的速度方向与配对车辆i和j间连线的夹角，β(t)为相邻路段预测区域内车辆j的速度方向与配对车辆i，j间连线的夹角，vai(t)与vrj(t)分别是车辆i与车辆j的速度，v′ai(t)与v′rj(t)分别是车辆i与车辆j在两者连线上的速度分量。5.如权利要求4所述的基于车路协同技术的道路交汇口防撞预警方法，其特征在于，所述路侧设备根据每对车辆之间的实时车间距离差及速度分量差进行碰撞预测，得到预警信息，并向对应的车辆反馈预警信息的步骤，具体包括步骤：根据所述速度分量差和所述实时车间距离差分析计算得到配...
【专利技术属性】
技术研发人员：李永福，张力，宋宇，李科志，李银国，祖晖，王少飞，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50
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