一种车辆预警方法与流程

1.本发明涉及自动驾驶技术领域，更具体地说，涉及一种车辆预警方法。


背景技术：

2.随着汽车智能化、网联化、电动化概念的引入，自动驾驶技术已成为推动汽车产业发展的核心竞争力之一，越来越多的汽车电子供应商推出高精度传感器、超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达(lidar)、高清摄像头等“感测”设备，采用视频与雷达数据融合技术，将车辆环境数据引入车辆自动驾驶控制解决方案，已在各主机厂广泛应用。
3.要实现自动驾驶，车辆必须能够观察周围的环境，且不仅局限于眼前。然而，“感知融合”方案受“感测”设备的超高成本、感测距离、盲区遮挡等弊端影响，无法满足自动驾驶的全部需求。故一种基于网络传输技术的“感测”手段v2x(vehicle to everything)技术正在兴起并成为自动驾驶技术的发展趋势。
4.但是，现有自动驾驶技术对主车与基础设施可能产生碰撞的预警较为欠缺，因此，现有自动驾驶技术亟需改进。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种车辆预警方法，解决自动驾驶技术对主车与基础设施可能产生碰撞的预警较为欠缺的问题。
6.为解决上述问题，第一方面，本发明提供了一种车辆预警方法，包括：
7.建立主车与基础设施的场景应用机制；
8.依据所述场景应用机制预警主车。
9.在本发明所述的车辆预警方法中，所述建立主车与基础设施的场景应用机制，包括：
10.限速预警；
11.红绿灯显示；
12.闯红灯预警；
13.绿波车速提醒；
14.左转辅助；
15.专用车道提示。
16.在本发明所述的车辆预警方法中，所述限速预警，包括：
17.依据所述主车的位置将主车与道路进行匹配；
18.依据道路匹配结果返回最高限制时速；
19.判断主车的车速是否大于所述最高限制时速，若大于，则进行限速预警。
20.在本发明所述的车辆预警方法中，所述红绿灯显示，包括：
21.依据所述主车的位置将主车与道路进行匹配；
22.依据道路匹配结果显示当前的红绿灯个数；
23.显示倒计时的颜色；
24.显示红绿灯对应的转向关系；
25.显示红绿灯对应倒计时；
26.显示当前车道的转向关系及相应的灯的颜色。
27.在本发明所述的车辆预警方法中，所述闯红灯预警，包括：
28.获取红绿灯数据，并判断是否为红灯；
29.若为红灯，则判断主车到预设的停止点的距离是否小于预设的距离阈值；
30.若主车到预设的停止点的距离小于预设的距离阈值，则计算所述主车到停止点的碰撞时间；
31.判断所述碰撞时间是否小于预设的阈值，若是，则提示侧向闯红灯预警。
32.在本发明所述的车辆预警方法中，所述绿波车速提醒，包括：
33.获取红绿灯数据，并判断是否为红灯或绿灯或黄灯；
34.若为黄灯，则建议车辆停止；
35.若为红灯，则计算平稳通过红绿灯的最高车速；判断所述最高车速是否大于预设的最低通过红灯速度；若小于等于所述最低通过红灯速度，则停止并等待；若大于所述最低通过红灯速度，则判断索书号最高车速是否大于当前道路的限速；若大于当前道路的限速则建议通行速度为道路限制速度；若小于当前道路的限速，则判断所述最高车速是否小于当前车速；若小于当前车速，则建议提高车速到平稳通过红绿灯的最高速度；若大于当前车速，则建议以当前车速通过红绿灯，且最大通行速度为所述平稳通过红绿灯的最高车速，最小通行速度为所述最高车速减去预设值；
36.若为绿灯，计算平稳通过红绿灯的最高车速；判断所述最高车速是否大于预设的最低通过红灯速度；若小于等于所述最低通过红灯速度，则停止并等待；若大于所述最低通过红灯速度，则判断索书号最高车速是否大于当前道路的限速；若大于当前道路的限速则建议通行速度为道路限制速度；若小于当前道路的限速，则判断所述最高车速是否小于当前车速；若小于当前车速，则建议提高车速到平稳通过红绿灯的最高速度；若大于当前车速，则建议以当前车速通过红绿灯。
37.在本发明所述的车辆预警方法中，所述左转辅助，包括：
38.依据所述主车的位置及行驶方向建立坐标系并计算远车的坐标；
39.判断所述远车是否在第一象限；
40.若所述远车在第一象限，则判断所述远车的行驶方向是否为所述主车的反向；
41.若所述远车的行驶方向为所述主车的反向，则判断远车是否在相邻车道；
42.若远车在相邻车道，则判断所述主车是否已开启左转向灯；
43.若所述主车已开启左转向灯，则提示左转向危险。
44.在本发明所述的车辆预警方法中，所述专用车道提示，包括：
45.获取车道类型及车道属性；
46.判断车道类型是否为机动车道或人行道或自行车道；
47.若为人行道或自行车道，则做出人行或自行车相应的提示；
48.若为机动车道，则判断车道属性是否属于hov专用道或出租车专用道或公交专用道；
49.若车道属性属于hov专用道或出租车专用道或公交专用道，则做出hov专用道或出租车专用道或公交专用道相应的提醒。
50.第二方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载以执行如上所述的一种车辆预警方法。
51.发明的有益效果是：
52.丰富各类车辆与基础设施之间的预警方式，提升自动驾驶的安全性及体验性。
附图说明
53.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
54.图1是本发明提供的一种车辆预警方法的流程图；
55.图2为本发明提供的限速预警的流程图；
56.图3为本发明提供的闯红灯预警的流程图；
57.图4是本发明提供的绿波车速提醒的流程图；
58.图5是本发明提供的左转辅助的示意图；
59.图6是本发明提供的左转辅助的流程图；
60.图7是本发明提供的坐标轴示意图；
61.图8为本发明提供的车道判断示意图；
62.图9是本发明提供的专用车道提示的流程图。
具体实施方式
63.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
64.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
65.在本发明中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本发明中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况
下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本发明所公开的原理和特征的最广范围相一致。
66.请参阅图1，图1是本发明提供的一种车辆预警方法的流程图。该车辆预警方法包括步骤s1-s2：
67.s1、建立主车与基础设施的场景应用机制；
68.s2、依据所述场景应用机制预警主车。
69.步骤s1包括步骤s11-s16：
70.s11、限速预警。
71.本实施例中，限速预警(slw：speed limit warning)是指，主车(hv)行驶过程中，在超出限定速度的情况下，slw应用对hv驾驶员进行预警，提醒驾驶员减速行驶。
72.参见图2，图2为本发明提供的限速预警的流程图。步骤s11包括步骤s111-s113、
73.s111、依据所述主车的位置将主车与道路进行匹配。
74.本实施例中，调用道路匹配算法，将主车与道路进行匹配。
75.s112、依据道路匹配结果返回最高限制时速。
76.本实施例中，判断道路匹配标志位，若匹配成功则道路匹配标志位为true，则进行下一步计算。即道路匹配成功后，判断接收到的spat消息字段lane中是否包含speedlimit，若包含则进行下一步。
77.s113、判断主车的车速是否大于所述最高限制时速，若大于，则进行限速预警。
78.本实施例中，判断主车车速是否大于speedlimit，若大于，则上报限速预警。
79.s12、红绿灯显示；步骤s12包括步骤s121-s126：
80.s121、依据所述主车的位置将主车与道路进行匹配；
81.s122、依据道路匹配结果显示当前的红绿灯个数；
82.s123、显示倒计时的颜色；
83.s124、显示红绿灯对应的转向关系；
84.s125、显示红绿灯对应倒计时；
85.s126、显示当前车道的转向关系及相应的灯的颜色。
86.步骤s121-s126的编程实现过程如下：
87.1.道路匹配成功之后，获取红绿灯个数，以及红绿灯对应的转向关系，当前车道的转向关系。方法有下面两种，第一种方法优先级高，如果当前道路存在connect to字段，通过connect to获取到当前link下的红绿灯个数，转向关系和phaseid，否则采用第二种方法,通过movement获取到当前link下的红绿灯个数，以及对应的phaseid的获取。
88.1.1通过connecttos获取红绿灯个数，转向以及对应的phaseid的方法获取红绿灯个数，转向以及对应的phaseid方法步骤如下(1)-(3)：
89.(1)查看当前link下的转向关系个数。通过lane_maneuvers得到，当前link红绿灯个数。
90.(2)通过lane_maneuvers和lane_connectsto_phaseid得到对应关系。
91.(3)同时也知道了道路匹配成功的lane的当前车道的转向关系lane_maneuvers和当前车道的phaseid为lane_connectsto_phaseid。
92.1.2通过movements获取红绿灯个数，以及对应的phaseid的方法。movement没有转向关系。
93.获取红绿灯个数，以及对应的phaseid方法步骤如下：
94.(1)查看当前link下的转向关系个数，不重复的phaseid个数就是红绿灯的个数。为当前link红绿灯个数等于movements非重复phaseid的movement个数。
95.关于spat和map匹配显示：
96.收到spat之后，执行以下处理：
97.(1)对spat数据进行转换处理。
98.(2)处理规则，根据starttime是否等于0，知道当前相位的颜色和倒计时。
99.(3)根据输入数据中得到的map中红绿灯个数，转向关系，对应phaseid，以及道路匹配的相关结果
100.3.1如果使用的1的方法一，执行下面操作：
101.(1)判断spat intersection_id是否等于当前lane对应的node_id，如果不等于，退出运算。
102.(2)通过lane_connectsto_phaseid和上表中id是否相等，如果相等，就获取到灯的颜色light，和倒计时likelyendtime。
103.(3)将link下每个lane的light，likelyendtime，转向关系，以及当前车道的转向关系上报作为场景显示。
104.(4)相应获取当前车道的倒计时，颜色，作为闯红灯预警，绿波车速的判断。
105.3.2如果使用的1的方法二，执行下面操作：
106.(1)判断intersection_id是否等于当前lane对应的node_id，如果不等于，退出运算。
107.(2)通过link_movement_phaseid和上表中id是否相等，如果相等，就获取到灯的颜色light，和倒计时likelyendtime。
108.(3)将link下每个lane的light，likelyendtime上报作为场景显示。
109.(4)获取第一个值作为当前车道的倒计时，颜色，作为闯红灯预警，绿波车速的判断。
110.s13、闯红灯预警。
111.本实施例中，闯红灯预警是指，主车(hv)经过有信号控制的交叉口，并且有有闯红灯的意图，提醒驾驶员要安全通过信号灯路口。参见图3，图3为本发明提供的闯红灯预警的流程图，步骤s13包括步骤s131-s134：
112.s131、获取红绿灯数据，并判断是否为红灯。
113.本实施例中，调用红绿灯及其相位显示算法，获取红绿灯数据。判断是否成功接收到红绿灯数据，若接收到红绿灯数据，则进行下一步。判断红绿灯状态是否为红灯，若为红灯，则进行下一步。
114.s132、若为红灯，则判断主车到预设的停止点的距离是否小于预设的距离阈值；
115.本实施例中，id判断，判断spat的intersection_id是否等于当前匹配成功的node_id，若等于，则进行下一步。主车到当前匹配的lane到停止点的距离是否小于阈值，若小于则进行下一步。
116.s133、若主车到预设的停止点的距离小于预设的距离阈值，则计算所述主车到停止点的碰撞时间；
117.本实施例中，计算碰撞时间的具体过程如下：
118.计算远车相对于本车的相对速度：
[0119][0120]
其中，v为所述远车相对于本车的相对速度，v
rv
为所述远车速度，vhv为所述本车速度，θ为本车航向角与远车航向角的夹角，其中，所述远车速度及所述本车速度均为矢量，依据车辆自身传感器所采集的自身航向角获取本车航向角与远车航向角的夹角；
[0121]
依据远车与本车的相对运动，获取远车相对本车的运动轨迹；
[0122]
判断所述运动轨迹与所述本车在坐标系中区域是否存在交点，若是，则获取远车和交点相对的距离，若否，则退出运算；其中，所述本车在坐标系中区域为车身形状在坐标系中的映射；
[0123]
计算所述碰撞时间：
[0124]
ttc＝d/v
[0125]
其中，ttc为所述碰撞时间，d为当前的远车的位置到所述交点的相对距离。
[0126]
s134、判断所述碰撞时间是否小于预设的阈值，若是，则提示侧向闯红灯预警。
[0127]
s14、绿波车速提醒；
[0128]
本实施例中，波车速(glosa)应用将给予驾驶员一个建议车速区间，以使车辆能够经济地、舒适地(不需要停车等待)通过信号路口。参见图4，图4是本发明提供的绿波车速提醒的流程图，步骤s14包括步骤s141-s144：
[0129]
s141、获取红绿灯数据，并判断是否为红灯或绿灯或黄灯。
[0130]
本实施例中，通过红绿灯及其相位显示获取到红绿灯状态信息，和map关键数据，以及hv行驶在当前车道红绿灯的倒计时，颜色。
[0131]
s142、若为黄灯，则建议车辆停止；
[0132]
s143、若为红灯，则计算平稳通过红绿灯的最高车速；判断所述最高车速是否大于预设的最低通过红灯速度；若小于等于所述最低通过红灯速度，则停止并等待；若大于所述最低通过红灯速度，则判断索书号最高车速是否大于当前道路的限速；若大于当前道路的限速则建议通行速度为道路限制速度；若小于当前道路的限速，则判断所述最高车速是否小于当前车速；若小于当前车速，则建议提高车速到平稳通过红绿灯的最高速度；若大于当前车速，则建议以当前车速通过红绿灯，且最大通行速度为所述平稳通过红绿灯的最高车速，最小通行速度为所述最高车速减去预设值；
[0133]
本实施例中，如果接收到的红绿灯信息中红绿灯为红色，则计算平稳通过红绿灯的最高车速。判断平稳通过红灯的最高车速是否大于最低通过红灯速度，若小于则停止等待，若大于则进行下一步。判断平稳通过红灯的速度是否大于当前道路的限速，若大于则建议通行速度为道路限制速度。若平稳通行的速度小于当前道路限速，则判断平稳通行的速度是否大于当前车速。若小于当前车速，则建议提高车速到平稳通行的速度。若平稳通行的速度大于当前车速，则建议当前车速通过红绿灯。且最大通行速度为平稳通行速度，最小通行速度为平稳通行速度减去20。
[0134]
s144、若为绿灯，计算平稳通过红绿灯的最高车速；判断所述最高车速是否大于预设的最低通过绿灯速度；若小于等于所述最低通过绿灯速度，则停止并等待；若大于所述最低通过绿灯速度，则判断索书号最高车速是否大于当前道路的限速；若大于当前道路的限速则建议通行速度为道路限制速度；若小于当前道路的限速，则判断所述最高车速是否小于当前车速；若小于当前车速，则建议提高车速到平稳通过红绿灯的最高速度；若大于当前车速，则建议以当前车速通过红绿灯。
[0135]
s15、左转辅助；
[0136]
本实施例中，左转辅助(lta：left turn assist)是指，主车(hv)在交叉路口左转，与对向驶来的远车(rv)存在碰撞危险时，lta应用将对hv驾驶员进行预警。参见图5-6，图5是本发明提供的左转辅助的示意图，图6是本发明提供的左转辅助的流程图，本步骤s15包括步骤s151-s156：
[0137]
s151、依据所述主车的位置及行驶方向建立坐标系并计算远车的坐标；
[0138]
本实施例中，参见图7，图7是本发明提供的坐标轴示意图，建立坐标系的具体过程为以所述主车为原点，所述主车的行驶方向为x轴建立坐标轴；通过于所述坐标轴内计算所述主车及远车之间的连线与正北方向的夹角，与x轴垂直且方向与正北方向的夹角小于180
°
的方向为y轴；获取主车及远车的经纬度并计算主车与远车的距离；依据所述距离计算所述远车的坐标。该流程同样适用于以下建立坐标系。
[0139]
s152、判断所述远车是否在第一象限；
[0140]
s153、若所述远车在第一象限，则判断所述远车的行驶方向是否为所述主车的反向；
[0141]
s154、若所述远车的行驶方向为所述主车的反向，则判断远车是否在相邻车道；
[0142]
本实施例中，参见图8，图8为本发明提供的车道判断示意图。图中主车为hv，远程为rv，获取远车的纵坐标，若远车的纵坐标处于虚线范围内，则为与主车同一条车道，若远车的纵坐标处于虚线范围之外实线范围之内，则与主车处于相邻车道，若为其他值则不处于坐标中的道路内。该流程同样适用于以下判断主车与远车的车道关系。
[0143]
s155、若远车在相邻车道，则判断所述主车是否已开启左转向灯；
[0144]
s156、若所述主车已开启左转向灯，则提示左转向危险。
[0145]
s16、专用车道提示。参见图9，图9是本发明提供的专用车道提示的流程图，步骤s16包括步骤s161-s165：
[0146]
s161、获取车道类型及车道属性；
[0147]
本实施例中，车道属性信息可从路侧设备(rsu)广播的map消息中获取，具体信息位置为：从lane_share获取数据，从lane_type获取车道信息，从lane_vehicle_attr获取车道属性。
[0148]
s162、判断车道类型是否为机动车道或人行道或自行车道；
[0149]
本实施例中，车道类型判断。在车道类型单元中可判断车道是否属于机动车道、人行道和自行车道。若为人行道或自行车道，则做出相应的提示；若为机动车道，则进入下一步判断。
[0150]
s163、若为人行道或自行车道，则做出人行或自行车相应的提示；
[0151]
s164、若为机动车道，则判断车道属性是否属于hov专用道或出租车专用道或公交
专用道；
[0152]
s165、若车道属性属于hov专用道或出租车专用道或公交专用道，则做出hov专用道或出租车专用道或公交专用道相应的提醒。
[0153]
本实施例中，机动车道属性判断。在车道为机动车道的前提条件下，在机动车道属性单元中可判断车道是否属于hov专用道、出租车专用道和公交专用道。若是，则做出相应的提醒。若车辆已驶入专用道路，mmi在显示专用道路标识的同时发出提示音。
[0154]
此外，主车与基础设施的场景应用机制还可以包括道路危险状况预警、前方拥堵提醒及车内标牌。
[0155]
道路危险状况(hlw)提示是指，主车行驶到潜在危险状态，比如前方急转弯，路面有深坑，前方施工等路段。存在发生事故风险时，hlw应用对hv驾驶员进行预警。
[0156]
前方拥堵提醒是指，主车行驶前方发生交通拥堵状况，路测单元将拥堵路段信息发送给hv，前方拥堵提醒功能对驾驶员进行提醒。
[0157]
车内标牌(ivs)是指，当装载车载单元的hv收到路侧单元发送的道路数据及其交通标牌信息，ivs应用将给予驾驶员相应的交通标牌提示。其中，ivs包括以下步骤：
[0158]
步骤一：接收到rsi消息，
[0159]
步骤二取出rtss道路交通事件集合。
[0160]
步骤三：依次读取rtss数据。
[0161]
步骤四：调用基础算法中道路匹配算法将主车和道路匹配。
[0162]
步骤五：匹配成功后根据evevttype进行场景上报。
[0163]
步骤六：检测是否取完rtss数据。
[0164]
步骤七：若没有取完数据，则回到步骤三。，若取完数据则进行下一步。
[0165]
步骤七：若道路匹配不成功，则检测是否取完rtes数据。
[0166]
步骤八：若没有取完数据，则回到步骤三。
[0167]
步骤九：取出rtss数据中交通标志位集合。
[0168]
步骤十：依次取出rtss数据。
[0169]
步骤十一：调用基础算法中道路匹配算法将主车和道路匹配。
[0170]
步骤十二：若匹配成功，则根据signtype进行场景上报。
[0171]
步骤十三：检测是否取完rtss数据，若没有取完回到步骤十。
[0172]
步骤十四：若到匹配不成功，检测是否取完rtss数据。
[0173]
步骤十五：若没有取完，回到步骤十。
[0174]
步骤十六：取完rtss数据，根据eventtype/signtype对应的场景标志位上报。
[0175]
步骤十七：eventtype/signtype对应的场景为急转弯和前方施工，则属于道路危险状况预警，上报前方道路危险。
[0176]
步骤十八：eventtype/signtype对应的场景为前方拥堵，则属于前方拥堵提醒，上报前方道路拥堵。
[0177]
步骤十九：eventtype/signtype对应的场景为注意行人、静止停车、禁止鸣喇叭、前方加油站、前方学校和前方桥梁，则属于车内标牌，提示车内标牌。
[0178]
车辆与基础设施属于车用无线通信技术的一部分，车用无线通信技术(vehicle to everything，v2x)主要包含车辆与车辆(vehicle to vehicle，v2v)、车辆与基础设施
(vehicle to infrastructure，v2i)、车辆与外部网络(vehicle to network，v2n)和车辆与行人(vehicle to pedestrian，v2p)组成，希望实现车辆与一切可能影响车辆的实体实现信息交互，可应用于驾驶辅助预警、驾驶辅助控制、自动驾驶等场景，目的是减少事故发生、减缓交通拥堵、降低环境污染以及提供安全类、效率类、服务类的信息交互。
[0179]
本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。为此，本发明实施例提供一种存储介质，其中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本发明实施例所提供的任一种车辆预警方法中的步骤。
[0180]
其中，该存储介质可以包括：只读存储器(rom，read only memory)、随机存取记忆体(ram，random access memory)、磁盘或光盘等。
[0181]
由于该存储介质中所存储的指令，可以执行本发明实施例所提供的任一种车辆预警方法中的步骤，因此，可以实现本发明实施例所提供的任一种车辆预警方法所能实现的有益效果，详见前面的实施例，在此不再赘述。
[0182]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。