基于DSRC和DGPS的縱向碰撞預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn).pdf

1、車輛前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)（FCWS，F(xiàn)orward Collision Warning System）能夠有效避免和降低道路前向碰撞事故的發(fā)生，其關(guān)鍵是首先及時(shí)、有效地感知周圍的車輛信息和交通環(huán)境，然后采用準(zhǔn)確的危險(xiǎn)判斷模型評(píng)估是否存在潛在危險(xiǎn)，并判斷危險(xiǎn)程度，最后在合適的時(shí)間發(fā)出報(bào)警使得誤警率和漏警率均處于盡量低的水平，從而采取避撞措施提升道路安全。相對(duì)傳統(tǒng)避撞預(yù)警系統(tǒng)采用微波、攝像頭、激光雷達(dá)等近距離檢測(cè)方法的弱點(diǎn)，即不能檢測(cè)較遠(yuǎn)距離或

2、非視距內(nèi)的環(huán)境車輛，不能同時(shí)獲取多輛環(huán)境車輛、受惡劣天氣等視線影響等，專用短途通信技術(shù)(DSRC， Dedicated Short Range Communication）具有通信距離長(zhǎng)、不受天氣或亮度變化影響等特點(diǎn)，且工作在專用的頻段，不受車輛應(yīng)用以外的應(yīng)用通信影響，通信、效率更高?；贒SRC和差分全球定位系統(tǒng)（DGPS，Differential Global Positioning System）的縱向碰撞預(yù)警系統(tǒng)，主要思想是通過

3、車載傳感器、GPS接收器、控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN，Controller Area Network)等獲取自車身份和運(yùn)行狀態(tài)信息，利用DSRC無線通信及時(shí)在運(yùn)行車輛之間交換和及時(shí)獲知周圍環(huán)境路況和車輛信息，經(jīng)過碰撞預(yù)警算法判斷是否存在碰撞危險(xiǎn)，并根據(jù)危險(xiǎn)級(jí)別提前報(bào)警，從而駕駛員及時(shí)采取避撞措施，提高道路安全。碰撞預(yù)警系統(tǒng)結(jié)合 DGPS技術(shù)的輔助，得到高精度差分定位，利用某汽車工程研究院的車-任何（V-X，Vehicle to Everyt

4、hing）園區(qū)場(chǎng)地和硬件設(shè)施，搭建 V-X硬件平臺(tái)，設(shè)計(jì)前車停止、前車慢速、前車減速場(chǎng)景下的碰撞預(yù)警算法，開發(fā)出車-車（V-V，Vehicle to Vehicle）車輛碰撞預(yù)警系統(tǒng)，并通過三種工況下的實(shí)車試驗(yàn)和分析，驗(yàn)證該系統(tǒng)的有效性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①設(shè)計(jì)了基于DSRC和DGPS的協(xié)同前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)，推導(dǎo)出碰撞預(yù)警模型，并進(jìn)行了三種FCW場(chǎng)景下的MATLAB模型仿真驗(yàn)證。首先，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了DSRC作為車聯(lián)網(wǎng)通信方式

5、的FCWS整體設(shè)計(jì)，包括車載終端、路邊設(shè)備（RSU， Roadside Unit）、通信線路、定位系統(tǒng)，建立了視距內(nèi)和非視距的FCW跟車模型；其次，研究了基于DSRC的車輛檢測(cè)和V-X通信方法；最后，建立了前車靜止、前車慢速、前車減速等不同場(chǎng)景下的安全車距模型，建立車距測(cè)距模塊，并研究了模型參數(shù)的確定和預(yù)警距離臨界閾值的確定，進(jìn)行了模型仿真驗(yàn)證。②搭建了基于DSRC和DGPS的協(xié)同前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。硬件平臺(tái)整體架構(gòu)包括裝備有車

6、載 DSRC終端的車輛、路邊控制機(jī)和通訊機(jī)、邏輯路網(wǎng)通訊線路搭建。系統(tǒng)包括如CAN模塊、定位模塊等感知單元，DSRC車載終端和RSU等通信單元，車載數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元與報(bào)警單元。③開發(fā)了基于DSRC和DGPS的協(xié)同前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)的軟件平臺(tái)。軟件平臺(tái)包括通信連接模塊、車輛數(shù)據(jù)解析模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、碰撞預(yù)警算法模塊和前端平臺(tái)模塊。軟件平臺(tái)工作首先在.NET Winform窗體對(duì)碰撞預(yù)警系統(tǒng)界面進(jìn)行了原型設(shè)計(jì)，作為前端平臺(tái)；然后通過C＃編程向D