基于 V2X 的交叉路口碰撞预警算法

作者单位：吉林大学

论文类别：硕士学位论文（计算机技术）

指导老师：王健 教授

摘要：防碰撞预警系统作为高级驾驶辅助系统的重要组成部分，主要用于协助驾驶员通过预警潜在的碰撞情形来减小车辆碰撞的危险。通过识别技术或通信的方式检测周围车辆的相对距离和速度，可以实时判断车辆是否处于安全状态，并将预警信息通知给驾驶员，驾驶员根据预警信息采取相应的措施，确保车辆的安全行驶。目前的前向碰撞预警算法已经相对比较完善，而交叉路口由于其复杂的结构、不同的场景和众多的数量，一直以来都是碰撞预警系统研究的重点和难点，对一个能够准确且高效检测交叉路口碰撞预警的算法需求很高。对于大部分依赖于传感器进行车辆检测的研究，在较为复杂的十字路口有很多的局限性，尤其是城市交叉路口一般会存在大量建筑物，不管是摄像头还是雷达都不可能有效的检测建筑物后的道路情况。C-V2X 通信方式使这一问题有了很好的解决，基于 V2X的防碰撞预警系统可以解决障碍物遮挡的问题，使用 V2V 通信车辆可以准确的检测到周围车辆的信息，即使被遮挡住的车辆的信息也可以准确的获取，这为防碰撞预警算法的实现提供了基础。本文首先提出了一种基于车辆行为和 C-V2X 通信方式的十字交叉路口防碰撞预警算法，该算法结合车辆行为对其轨迹进行预测，该算法根据车辆的转向灯信息对车辆讲过交叉路口的行为进行判断，根据车辆通过交叉路口的不同行为对车辆的轨迹进行预测，通过车辆预测轨迹的交点获取车辆的预计碰撞点，然后将检测到的碰撞信息通过视频和语音的方式提示给驾驶员。接着本文介绍基于panosim 仿真软件搭建的防碰撞预警系统，包括在仿真软件中交叉碰撞场景的搭建、Simulink 中数据采集单以及使用到的功能模块、场景中车辆信息的获取和传输方式、系统中各个模块之间的联系和各个模块具体的实现情况，然后使用该系统对本文提出的防碰撞预警算法进行了多次测试，预测轨迹与算法计算出预测轨迹十分接近。最后本文对多次实验的数据进行了分析对比，通过对比算法得到的预计碰撞点和车辆经过交叉路口时的真实碰撞点之间的距离，验证了本文提出算法的有效性。

关键词：碰撞预警系统；车辆预测轨迹；前向碰撞预警；交叉路口预警