基于V2V和GPS的不受控交叉口的预警算法
摘要:本文提出了一个基于GPS导航系统和V2V(车对车)通信数据接收的车辆通过无控制交叉口的一个潜在的碰撞预警算法。对各种情况下的汽车运动的数学建模,得出了可能的碰撞结论。算法操作只产生一个警告信号。然而,对即将发生的安全操作的最终决定取决于司机。
关键词:碰撞避免 道路交通事故 高级驾驶员辅助系统
一、引言
在全球机动车辆的动态增殖背景下,道路交通安全问题日益严重。使用智能交通系统(ITS)创建新的防撞系统和升级现有的防撞系统,可以大大减少了汽车碰撞的可能性。其中解决碰撞预防目标的途径之一是使用特殊的道路基础设施如视频监控系统、红外屏障,V2I 通信(汽车对基础设施通信)。
二、信息接受与交换处理
预防碰撞任务需要有限区域内所有车辆的位置和运动参数的信息。附加信息可能包括关于车辆外部尺寸和重量、刹车灯状态等数据。本文使用 GPS 卫星导航系统处理汽车的位置、速度和航向的任务。然而,在离线模式下使用 GPS 接收机不能保证所需的精度。在这种模式下,定位误差范围是 10 ~ 15 m,甚至在某些情况下达 100 m。使用不同的 GPS,可以实现大约可接受的精度约 1 m。
三、DGPS 方法和 RTK 模式
DGPS 方法提供了从基端站到移动接收机的用户伪距离修正的传输,用于接受调整后的伪距离范围值。载波相位的数据传输使 GPS 接收机的用户即使在移动接收机处于移动状态时也能获得实时高精度定位。这种方法称为 RTK(实时动态)。在 RTK 模式下,无线信道也可用于传输的修正,而这种修正的时间作为一项规则,必须不超过 0.5 ~ 2 s,不像编码的差分模式,修正可以每 10 s 更新一次。对 RTK 方案的使用保证厘米级精度。
四、V2V 通信和信息交换
信息交换是通过 DSRC(专用短程通信)交互车辆间通信,按照标准 IEEE802. 11p. 为基础。小范围在的观点(1 km)的 V2V 通信,信息将只可在范围内车辆的位置可用。该算法是基于所谓的 BSM(基本安全信息),这是由每个车辆在传播模式 100 ms 的时间间隔传输。这样的信息的结构是由 SAE1975 标准调节。
五、碰撞预警算法
为了确定一个可能的碰撞,算法操作需要根据车辆的运动参数和GPS 的定位信息进行计算。该算法可以在各种场景下进行计算,包括车辆的直走、左转、右转等多种情况。算法的计算结果将作为警告信号传输给司机,以便他们能够及时避免可能的碰撞。
本文提出的基于V2V和GPS的不受控交叉口的预警算法可以有效地提高道路交通安全,减少汽车碰撞的可能性。该算法可以应用于智能交通系统、自动驾驶系统等领域,具有广泛的应用前景。