甄曉陽 褚端峰 王文揚(yáng) 陳正 高夕冉

摘 要：交通事故一直是交通行業(yè)所面臨的難題，車輛碰撞事故嚴(yán)重危害著行車的安全。文章針對(duì)車輛在行駛過程中易發(fā)生的碰撞事故，采用智能車路協(xié)同技術(shù)，建立了智能路側(cè)系統(tǒng)和智能車載系統(tǒng)，并針對(duì)易發(fā)生碰撞的不同場(chǎng)景，開發(fā)了車路協(xié)同的避撞算法，使車輛在行駛過程中無論是路段還是交叉口，都可以實(shí)現(xiàn)避撞預(yù)警。通過實(shí)車實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，場(chǎng)景預(yù)警均可成功觸發(fā)，達(dá)到成功避撞預(yù)警的目標(biāo)，從而大大提高了行車過程中的安全性。

關(guān)鍵詞：車路協(xié)同；避撞預(yù)警；車聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號(hào)：U495 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）21-0118-03

Abstract： Traffic accident has always been a difficult problem faced by the transportation industry， vehicle collision accident seriously endangers the safety of driving. In this paper， in view of the collision accidents which are easy to occur in the course of vehicle driving， the intelligent road side system and intelligent vehicle system are established using the intelligent vehicle road cooperation technology， and the collision avoidance algorithm of vehicle road cooperation is developed according to the different scenes which are prone to collision. Thus， vehicles in the process of driving， whether at road sections or intersections， can achieve collision avoidance early warning. Through the real vehicle experiment， the scene early warning can be triggered successfully， and the goal of successful collision avoidance early warning can be achieved， which greatly improves the safety in the driving process.

Keywords： vehicle-road coordination； collision avoidance early warning； vehicle networking

1 概述

隨著汽車工業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展，中國正邁入汽車社會(huì)的門檻，但交通事故率居高不下，交通意外已成為中國人致死性傷害的首要原因，交通安全已成為全社會(huì)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)問題。交通安全主要取決于交通系統(tǒng)中的駕駛員、車輛與道路環(huán)境之間能否保持協(xié)調(diào)。因此，人們研究了各種交通安全技術(shù)來增強(qiáng)三者間的協(xié)調(diào)性，從駕駛行為監(jiān)控、車輛主動(dòng)安全、道路安全管理等方面來提高交通安全[1]。近年來，“人-車-路”信息交互與協(xié)同技術(shù)的發(fā)展為從根本上解決交通安全問題提供了有效途徑，特別是信息融合、物聯(lián)網(wǎng)、無線通信、自動(dòng)控制等技術(shù)的快速發(fā)展為其提供了有力支撐[2]。

車路協(xié)同系統(tǒng)是應(yīng)用先進(jìn)的通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人-車、車-車、車-路之間信息交互，以提高交通安全與效率的復(fù)雜系統(tǒng)。通過出行者、智能車載單元和智能路側(cè)單元之間實(shí)時(shí)、高效和雙向的信息交互，為交通參與者提供全方位可靠的交通信息[3]。在技術(shù)上，智能車路協(xié)同技術(shù)將綜合應(yīng)用信息、通信、傳感網(wǎng)絡(luò)、下一代互聯(lián)網(wǎng)、可信計(jì)算和計(jì)算仿真等領(lǐng)域的最新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛與道路設(shè)施的智能化和信息共享，在實(shí)時(shí)、可靠的全時(shí)空交通信息的基礎(chǔ)上，結(jié)合車輛主動(dòng)安全控制和道路協(xié)同控制技術(shù)，能夠有效提高道路交通安全[5]。

本文研究智慧公路中車路協(xié)同系統(tǒng)的信息感知、傳輸、分析關(guān)鍵技術(shù)，建立了智能車路協(xié)同系統(tǒng)并開發(fā)了針對(duì)車輛避撞的場(chǎng)景算法。通過建立智能車路協(xié)同系統(tǒng)，解決了一系列智能路側(cè)系統(tǒng)、車載系統(tǒng)、車路協(xié)同典型應(yīng)用的關(guān)鍵共性技術(shù)問題。針對(duì)智能車路協(xié)同系統(tǒng)典型應(yīng)用，提出了基于車路協(xié)同的避撞預(yù)警算法。在智能車路協(xié)同系統(tǒng)下，典型避撞預(yù)警應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)車實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)及算法的實(shí)用性及可靠性。

2 基于車路協(xié)同的避撞預(yù)警的方法

實(shí)現(xiàn)基于車路協(xié)同的安全預(yù)警，最為關(guān)鍵的部分是通信技術(shù)和信息融合技術(shù)。通信技術(shù)主要體現(xiàn)在雷達(dá)與路側(cè)處理單元、路側(cè)處理單元與車載處理單元、車載處理單元與車載顯示器之間，保證了各個(gè)設(shè)備之間正常的信息交流；信息融合技術(shù)則是通過車載處理單元實(shí)現(xiàn)對(duì)車載信息和路側(cè)信息的融合處理以及后續(xù)的計(jì)算分析。

基于車路協(xié)同的避撞預(yù)警與基于車車協(xié)同的避撞預(yù)警不同點(diǎn)在于，車路協(xié)同避撞是針對(duì)沒有安裝車載單元的車輛，使用微波雷達(dá)進(jìn)行車輛狀態(tài)的識(shí)別，從而達(dá)到預(yù)警的目的。在同一時(shí)空區(qū)域下，目標(biāo)車輛在主干道上直線行駛，逐漸駛向交叉口；本車沿分支路口直線行駛，準(zhǔn)備在交叉路口右轉(zhuǎn)進(jìn)入主干道。在本車與目標(biāo)車輛保持正常行駛的情況下，兩者存在一個(gè)沖突區(qū)域，需要根據(jù)兩者的運(yùn)動(dòng)信息對(duì)可能發(fā)生的碰撞風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別。

基于車路協(xié)同的安全預(yù)警的決策流程具有以下步驟：

當(dāng)本車與目標(biāo)車輛進(jìn)入交叉口區(qū)域一定范圍內(nèi)，系統(tǒng)開始進(jìn)入預(yù)警決策流程。首先，需要判斷找出主干道上與本車具有最高沖突風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)車輛。