一种基于毫米波雷达的车道级交通风险管控系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于毫米波雷达的车道级交通风险管控系统，包括：广域毫米波雷达，布设于路侧，获取路段沿线的所有车道级车辆轨迹数据；路侧RSU信息发布设备；边缘计算模块，对广域毫米波雷达获取的车辆反射回来的信号进行处理，通过服务器对车车关系、车与障碍物关系和路段交通运行风险信息进行判断，以获取车道级交通风险信息，并通过路侧RSU信息发布设备对车道级交通风险信息进行发布；车载OBU设备；服务器，设置在云端，将车道级交通风险信息传递给RSU信息发布设备；车道级交通风险提示模块，结合车机组成车道级交通风险及管控信息展示系统。与现有技术相比，本发明专利技术具有提高自动驾驶的安全性和可靠性等优点。驾驶的安全性和可靠性等优点。驾驶的安全性和可靠性等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于毫米波雷达的车道级交通风险管控系统


[0001]本专利技术涉及大数据应用
，尤其是涉及一种基于毫米波雷达的车道级交通风险管控系统。

技术介绍

[0002]电动化、智能化、网联化、共享化是国际汽车产业不可逆转的新四化趋势，智能网联是传统汽车工业(汽车电子及机械技术)与新科技(AI、通讯、大数据、云计算)深度融合的巨大机遇。智能网联汽车具备强烈本地属性，中国已经形成渐进式、单车智能+车路协同的技术路线。智能网联汽车关乎国家信息安全与产业战略安全。
[0003]毫米波雷达作为一种交通数据采集手段在交通领域获得了快速的发展，被逐渐应用到车辆防撞探测、交通信息采集、无人驾驶环境感知等诸多方面，目前在车载障碍物探测与行车风险预警方面应用已较为普及。毫米波雷达可采集基于移动目标产生的一系列轨迹记录，返回数据包括检测目标的反射面积和相对坐标。
[0004]近年来，精细化交通感知、实时交通运行风险研判和精细化交通管控成为智慧交通发展的重要趋势和方向，世界各大智慧交通企业和研究所通过多种车载及路侧传感器进行交通运行状态感知，并利用机器学习等算法进行交通运行风险研判，并在此基础上进一步进行交通精细化管控，实现交通运行安全水平的提高。然而，由于车辆传感器(如：雷达、光学摄像机)易受障碍物、雨雪天气、强弱光线等多种因素的影响，导致基于单车传感器的环境信息感知能力受限，易发生车辆碰撞及因物体识别故障导致的自动驾驶事故。因此，亟须通过智能车联技术对单车的交通风险感知能力进行增强，突破精细化交通风险管制的技术瓶颈，提高自动驾驶的安全性和可靠性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于毫米波雷达的车道级交通风险管控系统，能够实现车道级交通风险管控，使得驾驶员可以提前规避事故，并可辅助自动驾驶系统提高自动驾驶系统安全性。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种基于毫米波雷达的车道级交通风险管控系统，该系统包括：
[0008]广域毫米波雷达，布设于路侧，获取路段沿线的所有车道级车辆轨迹数据；
[0009]路侧RSU信息发布设备，安装在路侧，与广域毫米波雷达及车载OBU设备进行数据交互；
[0010]边缘计算模块，对广域毫米波雷达获取的车辆反射回来的信号进行处理，通过服务器对车车关系、车与障碍物关系和路段交通运行风险信息进行判断，以获取车道级交通风险信息，并通过路侧RSU信息发布设备对车道级交通风险信息进行发布；
[0011]车载OBU设备，安装在车辆内，与路侧RSU信息发布设备进行数据交互，获取车道级交通风险信息；
[0012]服务器，设置在云端，将车道级交通风险信息传递给RSU信息发布设备；
[0013]车道级交通风险提示模块，结合车机组成车道级交通风险及管控信息展示系统，提供车道级交通风险信息、车辆运行风险信息和管控信息，根据通过车载OBU设备获取的车道级交通风险信息，对交通运行风险信息、车辆运行风险信息和管控信息进行可视化显示及报警，所述车机与车载OBU设备之间设有互联总线。
[0014]进一步地，所述边缘计算模块通过毫米波雷达车辆轨迹结构化处理算法对广域毫米波雷达获取的车辆反射回来的信号进行处理。
[0015]进一步地，所述广域毫米波雷达通过私有云与所述服务器、路侧RSU信息发布设备进行信息传输，所述路侧RSU信息发布设备与所述车载OBU设备通过频射信号进行信息传输。
[0016]进一步地，所述边缘计算模块与所述广域毫米波雷达通过CAN线连接。
[0017]进一步地，所述边缘计算模块与所述服务器采用5G网络或光纤连接。
[0018]本专利技术系统实现车道级交通风险管控的具体步骤包括：
[0019]1)对广域毫米波雷达反射回来的某路段上所有车辆轨迹的车辆位置和车辆速度进行判断，获取路段上车辆与车辆间碰撞风险；具体地：
[0020]提取在同一车道上的相邻车辆位置坐标(x1,y1)、(x2,y2)和车速v1、v2；
[0021]提取两车车头时距TTC1：
[0022][0023]对两车车头时距TTC1进行判断，若TTC1>2.5s，则判断两车的单车运行风险等级为三级，若2.5s≥TTC1＞1.5s，则判断两车的单车运行风险等级为二级，若1.5s≥TTC1，则判断两车的单车运行风险等级为一级。
[0024]2)对广域毫米波雷达反射回来的某路段上所有车辆轨迹的车辆位置和车辆速度以及障碍物位置进行判断，获取路段上车辆与障碍物间碰撞风险；具体地：
[0025]提取车辆与相邻障碍物的坐标(x3,y3)、(x4,y4)和车速v3；
[0026]提取车头与障碍物时距TTC2：
[0027][0028]对车头与障碍物时距TTC2进行判断，若TTC2＞3.5s，则判断车辆与障碍物碰撞风险等级为三级，若3.5s≥TTC2＞2.5s，则认为车辆与障碍物碰撞风险等级为二级，若2.5s≥TTC2，则认为车辆与障碍物碰撞风险等级为一级。
[0029]3)建立车道交通流运行风险评价指标，并对所有车道风险运行风险等级进行判断；具体地：
[0030]对车道上所有相邻两车车头时距TTC1做频数分布，获取不同风险等级的频数，进而计算中高风险等级频率，中高风险等级频率的计算式为：
[0031][0032]若判断中高风险等级频率＞0.3，则车道交通流运行风险为一级，若判断0.3≥中
高风险等级频率＞0.2，则车道交通流运行风险为二级，若判断0.2≥中高风险等级频率＞0.1，则车道交通流运行风险为三级，若0.1≥中高风险等级频率，则车道交通流运行风险为四级。
[0033]4)基于车道交通流运行风险对该车道交通流进行限速管控，降低该车道交通流运行风险和碰撞风。具体地：
[0034]若车道交通流运行风险为一级，则限速＝设计速度
‑
30km/h，对驾驶员发出红色风险预警；若相邻车道风险等级低于一级则建议换车道行驶，若车道交通流运行风险为二级，则限速＝设计速度
‑
20km/h，对驾驶员发出橙色风险预警；若相邻车道风险等级低于二级则建议换车道行驶；若车道交通流运行风险为三级，则限速＝设计速度
‑
10km/h，对驾驶员发出黄色风险预警；若车道交通流运行风险为四级，则限速限速＝设计速度，对驾驶员不发出预警；
[0035]同时，若单车运行风险等级或辆与障碍物碰撞风险等级为一级，则对驾驶员发布红色碰撞预警，若单车运行风险等级或辆与障碍物碰撞风险等级为二级，则对驾驶员发布黄色碰撞预警，若单车运行风险等级或辆与障碍物碰撞风险等级均为三级，则不对驾驶员发布碰撞预警信号。
[0036]本专利技术提供的基于毫米波雷达的车道级交通风险管控系统，相较于现有技术至少包括如下有益效果：
[0037]一、本专利技术结合毫米波雷达和RSU，通过全域车辆轨迹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于毫米波雷达的车道级交通风险管控系统，其特征在于，包括：广域毫米波雷达，布设于路侧，获取路段沿线的所有车道级车辆轨迹数据；路侧RSU信息发布设备，安装在路侧，与广域毫米波雷达及车载OBU设备进行数据交互；边缘计算模块，对广域毫米波雷达获取的车辆反射回来的信号进行处理，通过服务器对车车关系、车与障碍物关系和路段交通运行风险信息进行判断，以获取车道级交通风险信息，并通过路侧RSU信息发布设备对车道级交通风险信息进行发布；车载OBU设备，安装在车辆内，与路侧RSU信息发布设备进行数据交互，获取车道级交通风险信息；服务器，设置在云端，将车道级交通风险信息传递给RSU信息发布设备；车道级交通风险提示模块，结合车机组成车道级交通风险及管控信息展示系统，提供车道级交通风险信息、车辆运行风险信息和管控信息，根据通过车载OBU设备获取的车道级交通风险信息，对交通运行风险信息、车辆运行风险信息和管控信息进行可视化显示及报警，所述车机与车载OBU设备之间设有互联总线。2.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的车道级交通风险管控系统，其特征在于，所述边缘计算模块通过毫米波雷达车辆轨迹结构化处理算法对广域毫米波雷达获取的车辆反射回来的信号进行处理。3.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的车道级交通风险管控系统，其特征在于，所述广域毫米波雷达通过私有云与所述服务器、路侧RSU信息发布设备进行信息传输，所述路侧RSU信息发布设备与所述车载OBU设备通过频射信号进行信息传输。4.根据权利要求3所述的基于毫米波雷达的车道级交通风险管控系统，其特征在于，所述边缘计算模块与所述广域毫米波雷达通过CAN线连接。5.根据权利要求4所述的基于毫米波雷达的车道级交通风险管控系统，其特征在于，所述边缘计算模块与所述服务器采用5G网络或光纤连接。6.根据权利要求2所述的基于毫米波雷达的车道级交通风险管控系统，其特征在于，该系统实现车道级交通风险管控的具体步骤包括：1)对广域毫米波雷达反射回来的某路段上所有车辆轨迹的车辆位置和车辆速度进行判断，获取路段上车辆与车辆间碰撞风险；2)对广域毫米波雷达反射回来的某路段上所有车辆轨迹的车辆位置和车辆速度以及障碍物位置进行判断，获取路段上车辆与障碍物间碰撞风险；3)建立车道交通流运行风险评价指标，并对所有车道风险运行风险等级进行判断；4)基于车道交通流运行风险对该车道交通流进行限速管控，降低该车道交通流运行风险和碰撞风。7.根据权利要求6所述的基于毫米波雷达的车道级交通风险管控系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊骅，宋昊，傅挺，周昕，尚民，冯建平，颜妍，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：