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原文传递一种基于车联网的换道判定系统及方法

专利名称：	一种基于车联网的换道判定系统及方法
摘要：	本发明公开了一种基于车联网的换道判定系统及方法。本发明系统包括：汽车速度传感器、车头测距传感器、车尾测距传感器、车头车载摄像、车尾车载摄像头、左侧车载摄像、右侧车载摄像头、汽车定位追踪器、车辆角度传感器、时间继电器、语音提示器、用户终端设备、传感网络通讯服务器、管理服务器。本发明通过用户终端设备根据车头测距传感器得到本车与本车道前车，本车与目标车道前车的距离，车尾测距传感器直接获得本车与目标车道后车的距离，计算纵向相对速度，根据纵向相对速度计算加速度；管理服务器分析车辆信息数据进行换道行为判定。本发明实现了车辆之间的信息互通，提高驾驶安全性，降低交通事故风险。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	武汉理工大学
发明人：	贺宜;乔磊;陆一辉;苏航;耿丹阳;祁钰茜;唐力
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910203440.X
公开号：	CN109849785A
代理机构：	武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	薛玲
分类号：	B60Q9/00(2006.01);B;B60;B60Q;B60Q9
申请人地址：	430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路122号
主权项：	1.一种基于车联网的换道判定系统，其特征在于，包括汽车速度传感器、车头测距传感器、车尾测距传感器、车头车载摄像、车尾车载摄像头、左侧车载摄像、右侧车载摄像头、汽车定位追踪器、车辆角度传感器、时间继电器、语音提示器、用户终端设备、传感网络通讯服务器、管理服务器；所述用户终端设备分别与所述的汽车速度传感器、车头测距传感器、车尾测距传感器、车头车载摄像头、车尾车载摄像头、左侧车载摄像头、右侧车载摄像头、汽车定位追踪器、车辆角度传感器、时间继电器、语音提示器、用户终端设备通过导线依次连接；所述的用户终端设备、无线传输模块、管理服务器通过无线通讯依次进行连接。 2.根据权利要求1所述的基于车联网的换道判定系统，其特征在于，所述汽车速度传感器，安装在变速壳内，用于收集当前车辆行驶速度；所述车头测距传感器安装在车辆头部，所述车尾测距传感器安装在车辆尾部，用于采集本车周围其他汽车相隔距离和相对速度；所述车头车载摄像头安装在车辆头部，所述车尾车载摄像头安装在车辆尾部，所述左侧车载摄像头安装在车辆左侧，所述右侧车载摄像头安装在车辆右侧，所述车头车载摄像头用于采集车头图像，所述车尾车载摄像头用于采集车尾图像，所述左侧车载摄像头用于采集左侧图像，所述右侧车载摄像头用于采集右侧图像，将车头图像、车尾图像、左侧图像、右侧图像用来记录车辆行驶过程；所述汽车定位追踪器，安装在后备箱，通过BDS或GPS导航系统得到汽车的位置信息在一些没有车载电脑的汽车中还可以起到定位、防盗等作用；所述车辆角度传感器，安装在方向盘中，用于测量车辆转角所述时间继电器,安装在车载系统中,用于设定每次收集信息间隔的时间，可以用来更改收集信息的频率；所述语音提示器，安装在驾驶员附近，通过语音给与驾驶员换道建议，通过语音给与驾驶员换道建议；所述用户终端设备将车头测距传感器收集的本车与本车道前车、本车与目标车道前车距离，车尾测距传感器收集的本车与目标车道后车的距离，车辆角度传感器收集的车辆与交通流之间的夹角，汽车速度传感器收集的本车车速、时间继电器设定的车辆收集信息的时间周期进行计算，将车辆信息数据无线传输至所述传感网络通讯服务器；所述传感网络通讯服务器，将车辆信息数据传输到所述管理服务器和从所述管理服务器反馈到所述用户终端设备的信息；所述管理服务器，分析车辆信息数据进行换道行为判定，若安全则给出换道建议，否则向驾驶员发出警告。 3.一种利用权利要求1所述的基于车联网的换道判定系统进行权利要求1所述的基于车联网的换道判定方法，其特征在于，步骤1：所述用户终端设备根据车头测距传感器直接得到本车与本车道前车，本车与目标车道前车的距离，车尾测距传感器直接获得本车与目标车道后车的距离，计算纵向相对速度，根据纵向相对速度计算加速度；步骤2：所述管理服务器分析车辆信息数据进行换道行为判定，若安全则给出换道建议，否则向驾驶员发出警告。 4.根据权利要求3所述的基于车联网的换道判定方法，其特征在于，步骤1中所述计算纵向相对速度为：第n+1次测量时本车与本车道前车的纵向相对速度为：第n+1次测量时本车与目标车道前车的纵向相对速度为：第n+1次测量时本车与目标车道后车的纵向相对速度为：其中，VNT,4表示本车与本车道前车的纵向相对速度，VNT,2表示本车与目标车道前车的纵向相对速度，VNT,1表示本车与目标车道后车的纵向相对速度，SNT表示第n次测量时本车与本车道前车的距离,SNT,2表示第n次测量时本车与目标车道前车的距离,SNT,3表示第n次测量时本车与目标车道后车的距离,S(N+1)T表示第n+1次测量时本车与本车道前车的距离，S(N+1)T,2表示第n+1次测量时本车与目标车道前车的距离，S(N+1)T,3表示第n+1次测量时本车与目标车道后车的距离，T表示车辆收集数据的时间周期；步骤1中所述根据纵向相对速度计算加速度为：再根据本车速度与本车和本车与本车道前车，本车与目标车道前车，本车与目标车道后车的纵向相对速度相加计算出其他车辆的速度，同时：第n+1次测量时当前车道目标车道后车的加速度为：第n+1次测量时当前车道目标车道前车的加速度为：第n+1次测量时当前车辆本车道前车的加速度为：其中，anT,4表示的当前车辆本车道前车加速度，anT,2表示的当前车辆目标车道车道前车加速度，anT,1表示的当前车辆目标车道车道后车加速度，V(n+1)T,1表示第n+1次测量时目标车道后车的速度，V(n+1)T,2表示第n+1次测量时目标车道前车的速度,V(n+1)T,4表示第n+1次测量时本车道前车的速度,VnT,1表示第n次测量时目标车道后车的速度,VnT,2表示第n次测量时目标车道前车的速度,VnT,4表示第n次测量时本车道前车的速度,T表示车辆收集数据的时间周期。 5.根据权利要求3所述的基于车联网的换道判定方法，其特征在于，步骤2中所述分析车辆信息数据进行换道行为判定为：要使车辆不与本车道前车发生碰撞，两车纵向距离必须满足： t0＜t≤t1时间内要使车辆不与目标车道前车发生碰撞，两车纵向距离必须满足： t2＜t≤t4时间内要使车辆不与目标车道后车发生碰撞，两车纵向距离必须满足： t3＜t≤t4时间内其中，假设换道时间为t4，M车与本车道前车碰撞临界点的时间为t1； M车与目标车道前车碰撞临界点的时间为t2； M车与目标车道后车碰撞临界点的时间为t3；其中，LM为换道车M的车长，WM为换道车M的车宽，作为数据输入到所述用户终端设备中，θ为换道车辆行驶方向与交通流方向的夹角,由所述车辆角度传感器测得，a和v分别表示加速度和速度，am为所述车辆加速度，vm为所述车辆速度,anT,4表示的当前车辆本车道前车加速度，anT,2表示的当前车辆目标车道车道前车加速度，anT,1表示的当前车辆目标车道车道后车加速度，V(n+1)T,1表示第n+1次测量时目标车道后车的速度，V(n+1)T,2表示第n+1次测量时目标车道前车的速度,V(n+1)T,4表示第n+1次测量时本车道前车的速度,VnT,1表示第n次测量时目标车道后车的速度,VnT,2表示第n次测量时目标车道前车的速度,VnT,4表示第n次测量时本车道前车的速度,T表示车辆收集数据的时间周期；本车与本车道前车，本车与目标车道前车的纵向距离可根据车头测距传感器直接测得，本车与目标车道后车的纵向距离可根据车尾测距传感器直接测得，而a、v等通过管理服务器得到多个车辆的信息，实现车辆间的信息互通来得到，同时也可以通过用户终端设备器直接采用：计算分别得到与本车与本车道前车，本车与目标车道前车，本车与目标车道后车的纵向相对速度，其中VnT，4表示本车与本车道前车的纵向相对速度，VNT，2表示本车与目标车道前车的纵向相对速度，VNT，1表示本车与目标车道后车的纵向相对速度，SNT表示第n次测量时本车与本车道前车的距离,SNT，2表示第n次测量时本车与目标车道前车的距离,SNT，3表示第n次测量时本车与目标车道后车的距离,S(N+1)T表示第n+1次测量时本车与本车道前车的距离，S(N+1)T，2表示第n+1次测量时本车与目标车道前车的距离，S(N+1)T，3表示第n+1次测量时本车与目标车道后车的距离，T表示车辆收集数据的时间周期；再根据本车速度与本车和本车与本车道前车，本车与目标车道前车，本车与目标车道后车的纵向相对速度计算出其他车辆的速度，同时根据：分别计算得到当前车辆本车道前车，当前车辆目标车道前车，当前车道目标车道后车的加速度，其中anT,4表示的当前车辆本车道前车加速度，anT,2表示的当前车辆目标车道车道前车加速度，anT,1表示的当前车辆目标车道车道后车加速度，其中V(n+1)T,1表示第n+1次测量时目标车道后车的速度，V(n+1)T,2表示第n+1次测量时目标车道前车的速度,V(n+1)T,4表示第n+1次测量时本车道前车的速度,VnT,1表示第n次测量时目标车道后车的速度,VnT,2表示第n次测量时目标车道前车的速度,Vn*T,4表示第n次测量时本车道前车的速度,T表示车辆收集数据的时间周期；步骤2中所述若安全则给出换道建议，否则向驾驶员发出警告为：若两车纵向距离满足换道条件则安全，所述管理服务器将安全换道建议通过所述传感网络通讯服务器传输至用户终端设备，否则将危险警告通过所述传感网络通讯服务器传输至用户终端设备以提醒驾驶员。
所属类别：	发明专利