交叉口车辆碰撞风险预警方法和预警装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及智能交通管理技术领域，尤其涉及一种交叉口车辆碰撞风险预警方法和预警装置，其中，碰撞风险预警方法包括，首先在确定目标车辆的通信范围内存在冲突车辆的情况下，获取目标车辆和冲突车辆的运动状态信息；然后根据目标车辆和冲突车辆的运动状态信息，确定目标车辆和冲突车辆是否存在碰撞风险；在确定目标车辆和冲突车辆确定碰撞风险的情况下，计算所述目标车辆和冲突车辆的碰撞到达时间和风险暴露时间，根据碰撞到达时间和风险暴露时间确定碰撞风险等级；最后根据碰撞风险等级对所述目标车辆和/或冲突车辆进行预警。述目标车辆和/或冲突车辆进行预警。述目标车辆和/或冲突车辆进行预警。

【技术实现步骤摘要】
交叉口车辆碰撞风险预警方法和预警装置


[0001]本专利技术涉及智能交通管理
，尤其涉及一种交叉口车辆碰撞风险预警方法和预警装置。

技术介绍

[0002]交叉口是交通系统的重要节点，也是交通事故的高发区域。特别是无信号交叉口，由于缺乏时空隔离管控措施，导致碰撞事故频率与严重程度远高于信号交叉口。
[0003]随着车路协同技术的发展，越来越多的研究者开始关注基于车联网通信(Vehicle
‑
to
‑
Everthing Communication，V2X)的交叉口碰撞预警(Intersection Collision Warning，ICW)方法，以期提高交通安全和效率。
[0004]现有技术中，在研究交叉口车辆碰撞风险时，基本都是采用单一的时间或空间风险指标，在线性时变的车辆运动过程中容易产生误判的情况，导致道路交叉口车辆的碰撞风险检测准确性较低。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种交叉口车辆碰撞风险预警方法和预警装置，用以解决现有技术中道路交叉口车辆的碰撞风险检测准确性较低的技术问题。
[0006]一方面，本专利技术提供一种交叉口车辆碰撞风险预警方法，包括：
[0007]在确定目标车辆的通信范围内存在冲突车辆的情况下，获取所述目标车辆和冲突车辆的运动状态信息；
[0008]根据所述目标车辆和冲突车辆的运动状态信息，确定所述目标车辆和冲突车辆是否存在碰撞风险；
[0009]在确定所述目标车辆和冲突车辆确定碰撞风险的情况下，计算所述目标车辆和冲突车辆的碰撞到达时间和风险暴露时间，根据所述碰撞到达时间和风险暴露时间确定碰撞风险等级；
[0010]根据所述碰撞风险等级对所述目标车辆和/或冲突车辆进行预警。
[0011]根据本专利技术提供的一种交叉口车辆碰撞风险预警方法，所述根据所述目标车辆和冲突车辆的运动状态信息，确定所述目标车辆和冲突车辆是否存在碰撞风险，包括：
[0012]针对所述目标车辆中心位置与所述冲突车辆中心位置，确定所述目标车辆与所述冲突车辆之间的第一距离；
[0013]判断所述第一距离是否满足以下风险判定条件；
[0014][0015]其中，d
HV，SV
为第一距离，L
HV
为所述目标车辆的长，W
HV
为所述目标车辆的宽，L
SV
为所述冲突车辆的长，W
SV
为所述冲突车辆的宽；
[0016]若所述第一距离满足风险判定条件，针对所述目标车辆构建第一双圆模型，针对
所述冲突车辆构建第二双圆模型；
[0017]基于所述第一双圆模型和第二双圆模型确定所述目标车辆对应的前圆心和所述冲突车辆对应的前圆心之间的第二距离、所述目标车辆对应的前圆心和所述冲突车辆对应的后圆心之间的第三距离以及所述目标车辆对应的前圆心和所述冲突车辆对应的后圆心之间的第四距离；
[0018]判断所述第二距离、第三距离、第四距离是否满足以下风险判定条件之一，若是则确定所述目标车辆和冲突车辆存在碰撞风险；
[0019]所述风险判定条件包括：所述风险判定条件包括：
[0020][0021]其中，为第二距离，为第三距离，为第四距离；
[0022]其中，R＝R
HV
+R
SV
，R
HV
为所述目标车辆对应的第一双圆模型的圆半径，R
SV
为所述冲突车辆对应的第二双圆模型的圆半径。
[0023]根据本专利技术提供的一种交叉口车辆碰撞风险预警方法，所述在确定所述目标车辆和冲突车辆确定碰撞风险的情况下，计算所述目标车辆和冲突车辆的碰撞到达时间，包括：
[0024]所述碰撞到达时间通过以下公式计算：
[0025]TTC＝TTC
stra
+TTC
turn
[0026]其中，
[0027][0028]TTC表示碰撞到达时间，TTC
stra
表示碰撞过程中直行的距离所花费的时间，TTC
turn
表示碰撞过程中转弯的距离所花费的时间；
[0029]其中，v
i
为所述冲突车辆的当前速度；a
i
为所述目标车辆的当前加速度，x
start
，x
end
分别为所述目标车辆转弯路段的起始位置和结束位置的横坐标值，f
′
(x、)为驾驶轨迹模型函数的导数。
[0030]根据本专利技术提供的一种交叉口车辆碰撞风险预警方法，所述车辆碰撞风险预警方法还包括：
[0031]确定所述目标车辆和冲突车辆的风险暴露时间；
[0032][0033][0034]其中，TET为风险暴露时间，δ
i
(t)为开关变量，TTC
i
(t)为所述目标车辆在t时刻的TTC值；TTC
*
为预设的安全TTC阈值，τ
sc
为时间间隔。
[0035]根据本专利技术提供的一种交叉口车辆碰撞风险预警方法，所述根据所述碰撞到达时间和风险暴露时间确定碰撞风险等级，包括：
[0036]当TTC≤4.5s，且TET≥5时，则确定所述碰撞风险为一级碰撞风险；
[0037]当TTC＜1.8s时，则确定所述碰撞风险为二级碰撞风险。
[0038]根据本专利技术提供的一种交叉口车辆碰撞风险预警方法，在根据所述碰撞风险等级对所述目标车辆和/或冲突车辆进行预警之前，还包括：
[0039]根据所述目标车辆和冲突车辆的速度变化量，分别确定所述目标车辆和冲突车辆的驾驶类型。
[0040]根据本专利技术提供的一种交叉口车辆碰撞风险预警方法，所述根据所述碰撞风险等级对所述目标车辆和/或冲突车辆进行预警，包括：
[0041]根据所述目标车辆和/或冲突车辆分别对应的碰撞风险等级和驾驶类型，分别对所述目标车辆和/或冲突车辆进行不同的预警。
[0042]根据本专利技术提供的一种交叉口车辆碰撞风险预警方法，所述根据所述目标车辆和/或冲突车辆分别对应的碰撞风险等级和驾驶类型，分别对所述目标车辆和/或冲突车辆进行不同的预警，包括：
[0043]将所述目标车辆和所述冲突车辆的速度策略作为优化变量，将安全收益和效率收益进行线性组合后作为总收益函数；
[0044]采用遗传算法优化所述总收益函数，以得到所述目标车辆和所述冲突车辆分别对应的最优速度；
[0045]向所述目标车辆和所述冲突车辆中最优速度较低的车辆发出预警。
[0046]另一方面，本专利技术还提供一种交叉口车辆碰撞风险预警装置，包括：
[0047]获取处理单元，用于在确定目标车辆的通信范围内存在冲突车辆的情况下，获取所述目标车辆和冲突车辆的运动状态信息；
[0048]碰撞风险确定单元，用于根据所述目标车辆和冲突车辆的运动状态信息，确定所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交叉口车辆碰撞风险预警方法，其特征在于，包括：在确定目标车辆的通信范围内存在冲突车辆的情况下，获取所述目标车辆和冲突车辆的运动状态信息；根据所述目标车辆和冲突车辆的运动状态信息，确定所述目标车辆和冲突车辆是否存在碰撞风险；在确定所述目标车辆和冲突车辆确定碰撞风险的情况下，计算所述目标车辆和冲突车辆的碰撞到达时间和风险暴露时间，根据所述碰撞到达时间和风险暴露时间确定碰撞风险等级；根据所述碰撞风险等级对所述目标车辆和/或冲突车辆进行预警。2.根据权利要求1所述的交叉口车辆碰撞风险预警方法，其特征在于，所述根据所述目标车辆和冲突车辆的运动状态信息，确定所述目标车辆和冲突车辆是否存在碰撞风险，包括：针对所述目标车辆与所述冲突车辆的坐标位置，确定所述目标车辆与所述冲突车辆之间的第一距离；判断所述第一距离是否满足以下风险判定条件；其中，d
HV,SV
为第一距离，L
HV
为所述目标车辆的长，W
HV
为所述目标车辆的宽，L
SV
为所述冲突车辆的长，W
SV
为所述冲突车辆的宽；若所述第一距离满足风险判定条件，针对所述目标车辆构建第一双圆模型，针对所述冲突车辆构建第二双圆模型；基于所述第一双圆模型和第二双圆模型确定所述目标车辆对应的前圆心和所述冲突车辆对应的前圆心之间的第二距离、所述目标车辆对应的前圆心和所述冲突车辆对应的后圆心之间的第三距离以及所述目标车辆对应的前圆心和所述冲突车辆对应的后圆心之间的第四距离；判断所述第二距离、第三距离、第四距离是否满足以下风险判定条件之一，若是则确定所述目标车辆和冲突车辆存在碰撞风险；所述风险判定条件包括：其中，为第二距离，为第三距离，为第四距离；其中，R＝R
HV
+R
SV
，R
HV
为目标车辆对应的第一双圆模型的圆半径，R
SV
为冲突车辆对应的第二双圆模型的圆半径。3.根据权利要求1所述的交叉口车辆碰撞风险预警方法，其特征在于，所述在确定所述目标车辆和冲突车辆确定碰撞风险的情况下，计算所述目标车辆和冲突车辆的碰撞到达时间，包括：所述碰撞到达时间通过以下公式计算：TTC＝TTC
stra
+TTC
turn
其中，其中，TTC表示碰撞到达时间，TTC
stra
表示碰撞过程中直行的距离所花费的时间，TTC
turn
表示碰撞过程中转弯的距离所花费的时间；其中，v
i
为所述冲突车辆的当前速度；a
i
为所述目标车辆的当前加速度，x
start
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王润民，凡海金，何佳浚，杨澜，李立，徐志刚，蒋渊德，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：