一种基于V2X的车辆路口引导方法及装置与流程

技术特征：
1.一种基于v2x的车辆路口引导方法，其特征在于，包括：(1)获取主车hv与周边车辆rv的位置以及路口信号灯信息，确定周边车辆rv在主车坐标系下的相对于主车hv的相对方位角和相对航向角；(2)由相对航向角确定周边车辆rv与主车hv航向是否相同，在周边车辆rv与主车hv航向相同时，确定周边车辆rv与主车hv为同向车辆；(3)由相对方位角确定周边车辆rv与主车hv之间的位置关系，基于周边车辆rv与主车hv之间的位置关系确定周边车辆rv与主车hv在垂直于车道方向或者在平行于车道方向的距离，进而确定周边车辆rv与主车hv所处的车道；(4)在主车hv前方不存在其他车辆时，由主车hv与交叉口停止线的距离及路侧设备发送的主车hv当前所处车道的信号灯信息确定行驶速度；(5)在主车hv前方存在其他车辆时，根据周边车辆rv与主车hv在垂直于车道方向或者在平行于车道方向的距离筛选出与主车hv同车道且与主车hv最近的前方车辆，根据与主车hv同车道且与主车hv最近的前方车辆的行驶状态信息进行碰撞预警。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)包括：(1.1)由确定周边车辆rv在主车坐标系下的相对于主车hv的相对方位角β，其中，(x
r
,y
r
)表示在主车坐标系下周边车辆rv的位置坐标；(1.2)由确定周边车辆rv在主车坐标系下的相对于主车hv的相对航向角γ，其中，表示主车hv车头方向与正北方向的顺时针夹角，表示周边车辆rv车头方向与正北方向的顺时针夹角。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)包括：(3.1)若0
°
＜β＜90
°
，则判定rv在hv右前方，由确定hv和rv在垂直于车道方向的距离d
parallel
；若0<d
parallel
<第一距离值，1.9，则判定rv在hv同车道，且rv在hv前方；若第一距离值1.9<d
parallel
<第二距离值3.75，则判定rv在hv右侧相临车道，且rv在hv前方；(3.2)若270
°
＜β＜360
°
，则判定rv在hv左前方，由确定hv和rv在垂直于车道方向的距离d
parallel
；若0<d
parallel
<第一距离值1.9，则判定rv在hv同车道，且rv在hv前方；若第一距离值1.9<d
parallel
<第二距离值3.75，则判定rv在hv左侧相临车道，且rv在hv前方；
(3.3)若90
°
＜β＜180
°
，则判定rv在hv右后方，由确定hv和rv在垂直于车道方向的距离d
parallel
；若0<d
parallel
<第一距离值1.9，则判定rv在hv同车道，且rv在hv后方；若第一距离值1.9<d
parallel
<第二距离值3.75，则判定rv在hv右侧相临车道，且rv在hv后方，并由临车道，且rv在hv后方，并由确定hv和rv在平行于车道方向的距离d
verticall
；(3.4)若180
°
＜β＜270
°
，则判定rv在hv左后方，由确定hv和rv在垂直于车道方向的距离d
parallel
；若0<d
parallel
<第一距离值1.9，则判定rv在hv同车道，且rv在hv后方；若第一距离值1.9<d
parallel
<第二距离值3.75，则判定rv在hv左侧相临车道，且rv在hv后方，并由临车道，且rv在hv后方，并由确定hv和rv在平行于车道方向的距离d
verticall
。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(4)包括：(4.1)在主车hv前方不存在其他车辆时，从路侧设备接收主车hv当前处于的车道的信号灯信息，若当前相位为红灯或者当前相位为黄灯，则结合主车hv与交叉口停止线的距离确定行驶速度；(4.2)在主车hv前方不存在其他车辆时，从路侧设备接收主车hv当前处于的车道的信号灯信息，若当前相位为绿灯，则结合主车hv与交叉口停止线的距离确定行驶速度。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(4.1)包括：(4.1.1)在主车hv前方不存在其他车辆时，从路侧设备接收主车hv当前处于的车道的信号灯信息，若当前相位为红灯且剩余时间t
f
秒，后面绿灯t
g
秒；若当前相位为黄灯且剩余时间t
y
秒，后面红灯t
r
秒，此时需要等待的时间t
f
＝t
y
t
r
；(4.1.2)若s≤d
h
≤s0，主车hv可匀速通过，并做出提示，其中，s＝v
h
*t
f
，s0＝v
h
*(t
f
t
g
)，d
h
为主车hv与交叉口停止线的距离，v
h
表示主车车速；(4.1.3)若s＜s0≤d
h
，考虑加速通过，其中，，考虑加速通过，其中，t
b
为驾驶员反应时间，a
h
驾驶员感受到的舒适加速度，v
f
为当前道路允许的最大速度，若s1≥d
h
，则输出提示信息，用于提醒加速至最高限速v
f
，可以不停车通过；若s1＜d
h
，则输出提示信息，提醒前方需要停车；(4.1.4)若s＞d
h
，考虑减速通过，其中，，考虑减速通过，其中，若s2＜d
h
，则输出提示信息，提醒减速可以不停车通过，若d
h
≤s2，则输出提示信息，提醒前方停车，等待。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(4.2)包括：(4.2.1)在主车hv前方不存在其他车辆时，从路侧设备接收主车hv当前处于的车道的信号灯信息，若当前相位为绿灯，且剩余时间t
g
秒，且后面黄灯t
y
秒，红灯t
r
秒，则计算s
′
＝
v
h
*(t
g
t
y
)；(4.2.2)若s
′
≥d
h
，可匀速通过；若s
′
＜d
h
，可考虑加速通过，计算其中，d
h
为主车hv与交叉口停止线的距离，t
b
为驾驶员反应时间，a
h
驾驶员感受到的舒适加速度，v
f
为当前道路允许的最大速度，若s3≥d
h
，则输出提示信息，提醒加速可以不停车通过，若s3＜d
h
，则输出提示信息，提醒考虑减速，下一次绿灯时间通过。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(5)包括：(5.1)在主车hv前方存在其他车辆时，根据d
parallel
和d
verticall
筛选出与主车hv同车道且与主车hv最近的目标前方车辆rv
′
，通过v2x无线通讯方式获取到rv
′
的行驶状态信息和rv
′
相对于主车hv的d
parallel
和d
verticall
；(5.2)若a1‑
a2≠0，则其中，v
n
表示rv
′
的速度，a
n
表示rv
′
的加速度，d
r
表示主车同车道最近的前方车辆与交叉口停止线的距离；若a1‑
a2＝0，则a1为主车hv当前时刻的加速度，a2为rv
′
当前时刻的加速度；(5.3)若t≤预设时间值，则输出前向碰撞预警；(5.4)若t＞预设时间值，表示暂时没有碰撞危险，由路侧设备发送的主车hv当前所处车道的信号灯信息确定行驶速度。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(5.4)包括：(5.4.1)若当前相位为红灯且剩余时间t
f
秒，后面绿灯t
g
秒；若当前相位为黄灯，剩余时间t
y
秒，后面红灯t
r
秒，此时需要等待的时间t
f
＝t
y
t
r
，计算v
r
表示距离主车最近的远车当前时刻的速度；(5.4.2)若d
r
≤s或s0≤d
r
，则rv
′
在当前红绿灯周期内不能通过路口，则输出提示信息，提醒主车hv前方需要停车，等待；若s＜s0≤d
r
，则rv
′
在当前红绿灯周期内能通过路口，则rv
′
通过路口所需要的时间为：若t
r
′
3≥t
f
t
g
，则输出提示信息，提醒主车hv前方停车，等待；若t
r
′
3＜t
f
t
g
，则输出提示信息，提醒主车hv保持安全距离，可以通过；(5.4.3)若当前相位为绿灯，且剩余时间t
g
秒，且后面黄灯t
y
秒，红灯t
r
秒，计算s
′
＝v
h
*(t
g
t
y
)，若s
′
≤d
r
，则输出提示信息，提醒主车hv前方停车，等待；若s
′
≥d
h
，rv
′
在当前红绿灯周期内能通过路口，则rv
′
通过路口所需要的时间为：若t
r
″
3≥t
y
t
g
，则输出提示信息，提醒主车hv前方停车，等待；若t
r
″
3＜t
y
t
g
，则输出提示信息，提醒主车hv保持安全距离，可以通过。9.根据权利要求1至8任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：主车hv接收
路侧设备更新后的红绿灯相位信息，其中，路侧设备红绿灯相位信息更新方式为：路侧设备根据路口各方向向路口行驶的车辆到达路口行驶时间进行记录，并计算出同一方向相邻两辆车抵达路口的时间间隔，相对的两个方向为一组，当某个时间段相邻两辆车通过路口的时间间隔超过预设时间间隔，则表示可以直接从绿灯变为红灯，为另一个方向行驶的车辆节约时间，更新红绿灯相位信息。10.一种基于v2x的车辆路口引导装置，其特征在于，包括：定位模块，用于获取主车hv与周边车辆rv的位置以及路口信号灯信息，确定周边车辆rv在主车坐标系下的相对于主车hv的相对方位角和相对航向角；方向确定模块，用于由相对航向角确定周边车辆rv与主车hv航向是否相同，在周边车辆rv与主车hv航向相同时，确定周边车辆rv与主车hv为同向车辆；车道确定模块，用于由相对方位角确定周边车辆rv与主车hv之间的位置关系，基于周边车辆rv与主车hv之间的位置关系确定周边车辆rv与主车hv在垂直于车道方向或者在平行于车道方向的距离，进而确定周边车辆rv与主车hv所处的车道；第一行驶决策模块，用于在主车hv前方不存在其他车辆时，由主车hv与交叉口停止线的距离及路侧设备发送的主车hv当前所处车道的信号灯信息确定行驶速度；第二行驶决策模块，用于在主车hv前方存在其他车辆时，根据周边车辆rv与主车hv在垂直于车道方向或者在平行于车道方向的距离筛选出与主车hv同车道且与主车hv最近的前方车辆，根据与主车hv同车道且与主车hv最近的前方车辆的行驶状态信息进行碰撞预警。

技术总结
本发明公开了一种基于V2X的车辆路口引导方法及装置，属于道路与交通技术领域，方法的实现包括：获取主车HV与周边车辆RV的位置，确定RV在主车坐标系下的相对于HV的相对方位角和相对航向角；在RV与HV航向相同时，基于RV与HV之间的位置关系确定RV与HV在垂直于车道方向或者在平行于车道方向的距离，进而确定RV与HV所处的车道；在HV前方不存在其他车辆时，由HV与交叉口停止线的距离及路侧设备发送的信号灯信息确定行驶速度；在HV前方存在其他车辆时，筛选出与HV同车道且与HV最近的前方车辆，进行碰撞预警。通过筛选本车所在车道上前行车辆中的离本车最近的一辆车，从而给出速度建议，提高实用性。提高实用性。提高实用性。


技术研发人员：赵奕铭 庹新娟 赖锋 方强 王卓
受保护的技术使用者：东风汽车集团股份有限公司
技术研发日：2021.06.15
技术公布日：2021/9/21