一種基于v2i的道路邊界與事故黑點(diǎn)的提取方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】一種基于V2I的道路邊界與事故黑點(diǎn)的提取方法及系統(tǒng)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，具體涉及一種基于V2I的道路邊界與事故黑點(diǎn)的提取方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]車聯(lián)網(wǎng)是通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，所有的車輛可以將自身的各種信息傳輸匯聚到中央處理器。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，這些大量車輛的信息可以被分析和處理，從而計(jì)算出不同車輛的最佳路線、下發(fā)匯報(bào)路況和調(diào)整信號(hào)燈周期。
[0004]車聯(lián)網(wǎng)包括車與車(V2V)、車與路(V2I，Vehicle to Infrastructure)、車與人(V2P)、車與中心(V2C)等的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)車輛自組網(wǎng)及多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的通信與漫游，在功能和性能上保障實(shí)時(shí)性、可服務(wù)性與網(wǎng)絡(luò)泛在性，同時(shí)它是公網(wǎng)與專網(wǎng)的統(tǒng)一體。車與路(V2I)，即車路協(xié)同技術(shù)是通過設(shè)置在公路邊的路側(cè)單元與車輛或車輛上的車載單元連接，路側(cè)單元連接互聯(lián)網(wǎng)，來使車與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息交互。
[0005]現(xiàn)有的車輛主動(dòng)安全主要方式為車輛采用雷達(dá)、視頻等傳感器檢測(cè)周邊車輛與行人碰撞危險(xiǎn)，也有更為先進(jìn)的采用車路協(xié)同技術(shù)實(shí)現(xiàn)的主動(dòng)安全，上述兩種主動(dòng)安全方法都存在不足，基于傳感器檢測(cè)的主動(dòng)安全技術(shù)僅能檢測(cè)車輛周邊的潛在危險(xiǎn)，受天氣、距離和前方障礙物等影響，基于車路協(xié)同的主動(dòng)安全技術(shù)可以解決基于傳感器檢測(cè)方式的不足，但是其仍在一定程度上受限于地圖數(shù)據(jù)的影響無法實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)庫的信息，無法實(shí)時(shí)獲取事故黑點(diǎn)數(shù)據(jù)和道路邊界的數(shù)據(jù)來為車輛提供安全預(yù)警及提供建議的行車路徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決現(xiàn)有的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)存在的無法實(shí)時(shí)獲取事故黑點(diǎn)數(shù)據(jù)和道路邊界的數(shù)據(jù)來為車輛提供安全預(yù)警及提供建議的行車路徑的問題，本發(fā)明提出一種基于V2I的道路邊界與事故黑點(diǎn)的提取方法及系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明提供的一種基于V2I的道路邊界與事故黑點(diǎn)的提取方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
采集與路側(cè)單元以V2I通信方式連接范圍內(nèi)的所有車輛的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，其中，所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)包括運(yùn)動(dòng)位置數(shù)據(jù)與加速度；
道路邊界的提取:對(duì)所述路側(cè)單元V2I通信范圍內(nèi)的所有車輛的運(yùn)動(dòng)位置數(shù)據(jù)預(yù)處理，篩除異常車輛運(yùn)動(dòng)位置數(shù)據(jù)；將預(yù)處理后的各車輛在所述路側(cè)單元通信范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)位置數(shù)據(jù)分別擬合成多個(gè)三維曲線；計(jì)算所述多個(gè)三維曲線在各三維方向的單位點(diǎn)上的最大值點(diǎn)組合成第一三維包絡(luò)線el (X，1，z)和在各三維方向的單位點(diǎn)上的最小值點(diǎn)組合成第二三維包絡(luò)線e2 (X，y，z);判斷所述第一三維包絡(luò)線el (x，y，z)與所述第二三維包絡(luò)線e2 (X，y，z)是否包含在歷史道路三維邊界線El (x，y，Z)與E2 (x，y，z)之間的范圍內(nèi)，若否，更新歷史道路邊界線數(shù)據(jù)庫并存儲(chǔ)；
事故黑點(diǎn)的提取:將所述路側(cè)單元V2I通信范圍內(nèi)的所有車輛的加速度ai與存儲(chǔ)的急減速加速度閾值a_min、急加速加速度閾值a_max相比較，確定是否有存在車輛的加速度數(shù)據(jù)滿足ai〈a_min〈0或ai>a_max>0 ;當(dāng)存在車輛的加速度數(shù)據(jù)滿足ai〈a_min〈0或ai>a_max>0時(shí)，記錄所述車輛的事故位置；將記錄的所有車輛的事故位置與所有歷史事故黑點(diǎn)比較，確定記錄的所有車輛的事故位置是否都在以所有歷史事故黑點(diǎn)為中心的設(shè)定范圍內(nèi)，若否，判定該車輛的事故位置為潛在事故黑點(diǎn)并更新到存儲(chǔ)有歷史發(fā)生事故位置信息的歷史事故黑點(diǎn)數(shù)據(jù)庫并記錄；及
將更新后的歷史道路邊界線數(shù)據(jù)庫與歷史事故黑點(diǎn)數(shù)據(jù)庫映射到地圖圖層上，實(shí)時(shí)發(fā)送所述地圖圖層信息到所述路側(cè)單元V2I通信范圍內(nèi)的所有車輛；
其中，所述異常車輛運(yùn)動(dòng)位置數(shù)據(jù)為設(shè)定時(shí)間內(nèi)未移動(dòng)或者未駛出路側(cè)單元的通信范圍的車輛的運(yùn)動(dòng)位置數(shù)據(jù)；所述歷史道路三維邊界線El (x，y，z)與E2 (x，y，z)之間的范圍為原道路范圍，三維邊界線El (x，y，z)為道路的一邊界線，三維邊界線E2 (x，y，z)為道路的另一邊界線。
[0008]進(jìn)一步的，當(dāng)存在車輛的加速度數(shù)據(jù)滿足ai〈a_min〈0或ai>a_max>0時(shí)，記錄所述車輛的事故位置，當(dāng)以記錄的車輛事故位置為中心的設(shè)定范圍內(nèi)還包括其他車輛的事故位置時(shí)，計(jì)算其中心點(diǎn)為綜合車輛事故位置，并記錄所述中心點(diǎn)設(shè)定范圍內(nèi)車輛的數(shù)量，其中，記錄的所有車輛的事故位置包括綜合車輛事故位置和單個(gè)車輛的事故位置。
[0009]進(jìn)一步的，還包括:確定記錄同一潛在事故黑點(diǎn)的次數(shù)是否超過預(yù)設(shè)值，當(dāng)超過預(yù)設(shè)值時(shí)，則判斷所述潛在事故黑點(diǎn)為事故黑點(diǎn)，并更新到歷史事故黑點(diǎn)數(shù)據(jù)庫并存儲(chǔ)，其中，同一潛在事故黑點(diǎn)的判定條件為以所述潛在事故黑點(diǎn)為中心的設(shè)定范圍內(nèi)記錄的潛在事故黑點(diǎn)。
[0010]進(jìn)一步的，所述計(jì)算各三維曲線在各三維方向的單位點(diǎn)上的最大值點(diǎn)組合成第一三維包絡(luò)線el (X，y，z)和在各三維方向的單位點(diǎn)上的最小值點(diǎn)組合成第二三維包絡(luò)線e2 (x，y，z)，是利用MATLAB數(shù)學(xué)軟件算法來計(jì)算的；所述路側(cè)單元V2I通信范圍內(nèi)的所有車輛接收所述地圖圖層信息，還接收建議行車路徑與預(yù)警信息，以保證所述多個(gè)車輛在道路邊界范圍內(nèi)行駛并避開事故黑點(diǎn)。
[0011]進(jìn)一步的，所述急減速加速度閾值a_min小于等于_5m/S2，急加速加速度閾值a_max大于等于5m/s2 ;所述預(yù)設(shè)值為50。
[0012]本發(fā)明還提供的一種基于V2I的道路邊界與事故黑點(diǎn)的提取系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:
采集單元，用于采集與路側(cè)單元以V2I通信方式連接范圍內(nèi)的所有車輛的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，其中，所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)包括運(yùn)動(dòng)位置數(shù)據(jù)與加速度；
道路邊界預(yù)處理單元，用于對(duì)所述路側(cè)單元V2I通信范圍內(nèi)的所有車輛的運(yùn)動(dòng)位置數(shù)據(jù)預(yù)處理，篩除異常車輛運(yùn)動(dòng)位置數(shù)據(jù)；道路邊界合成單元，用于將預(yù)處理后的各車輛在所述路側(cè)單元通信范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)位置數(shù)據(jù)分別擬合成多個(gè)三維曲線；道路邊界計(jì)算單元，用于計(jì)算所述多個(gè)三維曲線在各三維方向的單位點(diǎn)上的最大值點(diǎn)組合成第一三維包絡(luò)線el(x，1，z)和在各三維方向的單位點(diǎn)上的最小值點(diǎn)組合成第二三維包絡(luò)線e2 (X，y，z);道路邊界判斷單元，用于判斷所述第一三維包絡(luò)線el Cx, y, z)與所述第二三維包絡(luò)線e2 Cx, y,Z)是否包含在歷史道路三維邊界線El (X，y，Z)與E2 (x，y，z)之間的范圍內(nèi)，若否，更新歷史道路邊界線數(shù)據(jù)庫并存儲(chǔ)；
事故黑點(diǎn)比較單元，用于將所述路側(cè)單元V2I通信范圍內(nèi)的所有車輛的加速度ai與存儲(chǔ)的急減速加速度閾值a_min、急加速加速度閾值a_max相比較，確定是否有存在車輛的加速度數(shù)據(jù)滿足ai〈a_min〈0或ai>a_max>0 ;事故黑點(diǎn)記錄單元，用于當(dāng)存在車輛的加速度數(shù)據(jù)滿足ai〈a_min〈0或ai>a_max>0時(shí)，記錄所述車輛的事故位置；事故黑點(diǎn)比較單元還用于將記錄的所有車輛的事故位置與所有歷史事故黑點(diǎn)比較，確定是否記錄的所有車輛的事故位置都在以所有歷史事故黑點(diǎn)為中心的設(shè)定范圍內(nèi)，若否，判定該車輛的事故位置為潛在事故黑點(diǎn)并更新到歷史事故黑點(diǎn)數(shù)據(jù)庫并記錄；
映射單元，用于將更新后的歷史道路邊界線數(shù)據(jù)庫與歷史事故黑點(diǎn)數(shù)據(jù)庫映射到地圖圖層上；及
發(fā)送單元，用于實(shí)時(shí)發(fā)送所述地圖圖層信息到所述路側(cè)單元V