具有快速通行提示功能的车路协同预警系统及其预警方法

摘要

本发明涉及具有快速通行提示功能的车路协同预警系统及其预警方法，该系统通过交叉口控制器和车载控制器的无线传输模块间信号强度测量，获得车辆与交叉口之间的距离，结合两个控制器GPS模块测量得到的车辆与交叉口之间的距离，通过信息融合方法获得最终车辆与交叉口停车线之间的距离。借助GPS模块判断车辆的行驶方向，利用无线传输模块的通信功能，交叉口控制器将车辆行驶方向的信号灯信息及其GPS信息传输给车载控制器。该系统具有快速通行提示的功能，能正确指导车辆快速通过交叉口，保证了行车安全。

主权项

具有快速通行提示功能的车路协同预警方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)第一和第二交叉口控制器中的第一GPS模块分别获取交叉口红灯剩余时间T_r、绿灯剩余时间T_g、黄灯剩余时间T_y，以及第一和第二交叉口控制器的位置信息(x₁,y₁)、(x₂,y₂)，并将上述时间信息和位置信息通过第一无线通信模块传输给车载控制器；2)第二无线通信模块接收所述第一无线通信模块传输的数据，且第二GPS模块判断车辆行驶方向，通过接入车辆CAN总线获取车辆的位置信息(x_v,y_v)，单片机针对此行驶方向与所述车辆的位置信息计算该车辆与第一和第二交叉口控制器之间的距离d₁、d₂；$d_1=\sqrt{{(x_1-x_v)}^2{+}^{{(y_1-y_v)}^2}},d_2=\sqrt{{(x_2-x_v)}^2+{(y_2-y_v)}^2}$3)所述第二无线通信模块获取第一和第二交叉口控制器的信号强度R₁和R₂，单片机并根据信号强度R₁和R₂计算车辆与第一和第二交叉口控制器之间的距离d₃、d₄；$d_3=\alpha \times \mathrm{EXP}\left(\frac{R_1-\zeta }{n}\right)+\beta ,d_4=\alpha \times \mathrm{EXP}\left(\frac{R_2-\zeta }{n}\right)+\beta ,$其中α、β为待标定系数，针对实际交叉口进行实验标定；n为路径衰减因子，取值范围[2,5]；β为环境影响因子，服从均值为0，方差为2的正态分布；4)根据GPS信息、信号强度和车辆与第一和第二交叉口控制器之间的距离，单片机计算车辆与所在行驶方向交叉口停车线之间的距离D，$D=\left\{\begin{array}{ccc}{0.75D}_1+{0.25D}_2& \mathrm{if}& D_1=\min \{D_1,D_2\}\\ {0.25D}_1+{0.75D}_2& \mathrm{if}& D_2=\min \{D_1,D_2\}\end{array}\right.$其中D₁＝(d₁+d₃)/2，D₂＝(d₂+d₄)/25)预警决策模块判断当前信号灯状况，并根据信号灯状况提示车辆是否通行或等待。