[發明專利]基于高頻高精度定位信息的車輛軌跡預測及碰撞預警方法

有效

• 申請號: 201811325623.0
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109523830B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 許甜;王佐;趙超杰;劉建蓓;高晉生;劉國圖
• 申請（專利權）人: 中交第一公路勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: G08G1/16
• 分類號: G08G1/16;H04W4/02;H04W4/029;H04W4/40;G08B21/02
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

本發明涉及一種基于高頻高精度定位信息的車輛軌跡預測及碰撞預警方法，利用車載定位裝置采集的頻率為5hz、精度為厘米級的實時定位信息，根據鄰近時刻多個點的車輛位置、速度、方向角信息，擬合車輛行駛軌跡，預測目標時刻車輛位置，并根據輪廓沖突法，判斷如果車輛仍按當前速度、方向角行駛，目標時刻車輛是否與鄰近車輛存在碰撞風險。較傳統的通過車載傳感器進行車?車距離判斷及碰撞預警的方法，本發明所提出的方法可有效避免車輛運行速度較高、惡劣氣象、視線條件不良等情況引起的碰撞預警失效；具有算法簡便、成本較低、易于推廣的特點。

技術領域

本發明涉及車輛高智慧輔助駕駛技術領域，具體涉及一種基于高頻高精度定位信息的車輛軌跡預測及碰撞預警方法。

背景技術

隨著公路建設事業蓬勃發展和汽車保有量迅速膨脹，交通安全形勢正面臨著前所未有的挑戰。交通系統是由人、車、路、環境構成的復雜系統，但這四要素中，“人”是導致道路交通事故發生的最主要因素。美國印第安那大學對交通事故原因的調查研究顯示，85％的交通事故都與駕駛員自身及其行為特性直接相關。另有研究顯示，如果駕駛員能夠提前1秒感知到危險并及時采取預防措施，大約40％的正面碰撞事故、60％的與路面狀況相關的事故和70％的追尾事故可以避免發生。因此，對駕駛員進行風險預警可有效降低事故發生概率。

近年來，高智慧輔助駕駛甚至無人駕駛技術已成為研究熱點，車輛主動防撞系統更是其核心內容。目前采用的主流方法，是在車輛上加裝雷達、激光、微波、視覺等多類傳感器，融合多源數據進行距離識別、風險判識。但此類方法具有以下不足：第一，各類傳感器均有適用條件限制，如車輛運行速度較高、雨霧等惡劣氣象、道路轉彎半徑較小而造成的視線條件不良等，均會對傳感器識別距離的準確性造成影響；第二，若要實現較精確的距離判斷，需安裝多種傳感器相互配合，數據融合算法復雜，因此成本過高，推廣難度較大。

普通的衛星導航定位精度約在5-10米，無法用于車輛防撞預警。只有依托北斗導航系統高精度定位技術，才可獲取高頻、高精度車輛位置信息，進而擬合高準確度的車輛軌跡，并進行車輛位置預測和碰撞風險判識。而基于此方法進行車輛防撞預警，國內外還鮮有研究。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于高頻高精度定位信息的車輛軌跡預測及碰撞預警方法，基于高頻(5HZ)、高精度(厘米級)的車輛定位信息，進行車輛主動防撞預警距離的計算，實現有效的碰撞預警。

本發明所采用的技術方案為：

基于高頻高精度定位信息的車輛軌跡預測及碰撞預警方法，其特征在于：

包括以下步驟：

利用車載定位裝置采集的頻率為5hz、精度為厘米級的實時定位信息，根據鄰近時刻多個點的車輛位置、速度、方向角信息，擬合車輛行駛軌跡，預測目標時刻車輛位置，并根據輪廓沖突法，判斷如果車輛仍按當前速度、方向角行駛，目標時刻車輛是否與鄰近車輛存在碰撞風險，并根據發生輪廓沖突的目標時刻確定碰撞預警等級。

具體包括以下步驟：

步驟1，建立路側北斗連續運行基準站參考系統，車載定位裝置接收該系統播發的高精度差分改正數，并以1秒5次的頻率進行解算，生成厘米級的高精度車輛定位數據；

步驟2，利用多個鄰近點的根據車輛高頻位置、速度、方向角信息，擬合車輛運動軌跡，車輛軌跡被分為兩類：直線和圓曲線；

步驟3，選取目標預警時刻，利用車輛連續的高頻位置、速度、方位角信息，預測本時刻至目標時刻車輛沿預測軌跡的位移及目標時刻車輛位置；

步驟4，車輛位置坐標實質是車外天線安裝點位的坐標及方向角，根據天線點位和車輛外輪廓的位置關系，計算目標時刻車輛實際外輪廓頂點坐標；

步驟5，考慮駕駛員反應延遲，為避免避撞失效，根據不同車型區別設置縱、橫向冗余值，將車輛實際外輪廓頂點坐標轉化為計算外輪廓頂點坐標；