[发明专利]基于向量算法的车辆全向防碰撞预警系统

权利要求书

1.一种基于向量算法的车辆全向防碰撞预警系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据传输模块、预警信息计算模块、避撞策略模块以及碰撞预警模块；

所述数据采集模块，用于采集自身车辆信息、目标车辆信息以及道路信息，并发送给所述数据传输模块；

所述数据传输模块，用于接收所述数据采集模块采集的所述自身车辆信息、目标车辆信息以及道路信息，并进行存储，发送给所述预警信息计算模块；

所述预警信息计算模块，用于根据所述自身车辆信息、目标车辆信息以及道路信息计算自身车辆与目标车辆间的预警信息；其中，所述预警信息包括：自身车辆与目标车辆的预警时间以及碰撞方向，所述碰撞方向包括后向碰撞、正向碰撞、正侧向碰撞以及侧向碰撞；

所述避撞策略模块，用于根据所述预警信息，制定自身车辆与目标车辆避免发生碰撞的避撞策略；

所述碰撞预警模块，用于输出所述预警信息及避撞策略；

所述道路信息包括道路物理信息、道路限速信息和路径导航信息；所述自身车辆信息包括自身车辆运动信息和自身车辆的物理信息；所述目标车辆信息包括目标车辆的运动信息和目标车辆的物理信息；

所述自身车辆的运动信息包括自身车辆的位置、速度以及加速度信息，所述目标车辆的运动信息包括目标车辆的位置、速度以及加速度信息；

所述自身车辆的物理信息包括自身车辆的颜色、车型以及车身大小信息，所述目标车辆的物理信息包括目标车辆的颜色、车型以及车身大小信息；所述自身车辆的物理信息预先设置在自身车辆的车载GPS系统中，所述目标车辆的物理信息预先设置在目标车辆的车载GPS系统中；

所述预警信息计算模块包括：

位置计算单元，用于根据所述自身车辆信息和所述目标车辆信息，计算所述自身车辆和所述目标车辆间的最小相对位置距离以及出现最小相对位置距离的时间；

碰撞发生判断单元，用于根据所述最小相对位置距离以及出现最小相对位置距离的时间，结合车身大小信息判断所述自身车辆与所述目标车辆的碰撞方向；

所述位置计算单元计算所述自身车辆和所述目标车辆间的最小相对位置距离以及出现最小相对位置距离的时间包括：

当t足够小时，可认为车辆在i个t时间段内做匀变速运动，利用运动公式分别计算自身车辆A与目标车辆B下一时间间隔的速度V_A,i+1、V_B,i+1以及t时间间隔内通过的位移D_A,i、D_B,i：

V_A,i+1＝V_A,i+A_A,i×t，V_B,i+1＝V_B,i+A_B,i×t，

其中，V_A,i表示车辆A在第i个时间间隔t的初始速度，V_B,i表示车辆B在第i个时间间隔t的初始速度，A_A,i表示车辆A在第i个时间间隔t的加速度，A_B,i表示车辆B在第i个时间间隔t的加速度；

车辆A在第i个时间间隔t末的位置：P_A,i+1＝P_A,i+D_A,i；车辆B在第i个时间间隔t末的位置：P_B,i+1＝P_B,i+D_B,i；

其中，P_A,i、P_B,i分别表示车辆A与车辆B在第i个时间间隔t初的位置；

D_AB，i表示车辆A与车辆B在第i个时间间隔t初的间隔距离，则，车辆A与车辆B在第i+1个时间间隔t初的间隔距离为：

D_AB,i+1＝D_AB,i+D_B,i-D_A,i；

在P_B,i与P_B,i+1的连线上找到一点C，使得P_A,i垂直于P_B,iP_B,i+1；

当时间间隔t足够小时，车辆B与车辆A的相对位置由P_B,i沿线段P_B,iP_B,i+1运动至P_B,i+1，即当车辆B运动至C点时，车辆B与车辆A的相对距离最短，以向量AC表示此时车辆B与车辆A的位置向量，线段AC的长度|AC|即为车辆A与车辆B间的最小相对位置距离；则，出现最小相对位置距离的时间为：