一种碰撞预警系统的制作方法

1.本发明涉及智慧交通技术领域，尤其涉及一种碰撞预警系统。


背景技术：

2.随着智慧交通技术的发展，车辆中的智能系统也越来越成熟，相关技术中为了提前对车辆可能存在的碰撞进行预警，因此提出了防碰撞预警方案；相关技术中的防碰撞预警方案主要是根据车辆所在的车道信息来判断车辆是否存在碰撞风险，但是该方法对车辆碰撞风险预测的准确性有待提高。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术提供一种碰撞预警系统，以利于提高对车辆碰撞风险预测的准确性。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种碰撞预警系统，所述系统包括：
5.数据接入模块，用于获取目标区域中车辆的车辆数据；
6.数据汇聚模块，用于对所述车辆数据进行筛选，得到目标车辆数据；
7.目标分类及筛选(target classify，tc)模块，用于根据预设筛选条件从所述目标车辆数据中筛选出目标车辆对；所述目标车辆对包括两个具有碰撞风险的车辆；
8.目标分析(target analyze，ta)模块，用于针对每个目标车辆对执行：
9.基于所述目标车辆对中每个车辆的当前位置信息确定所述目标车辆对的碰撞时间集合；
10.基于所述碰撞时间集合确定所述目标车辆对中的车辆是否会发生碰撞；
11.若确定所述目标车辆对中的车辆会发生碰撞，则向所述目标车辆对中的车辆发出告警指示。
12.在本技术中，在对车辆进行碰撞预警之前，通过预设筛选条件对车辆进行筛选，先判断车辆是否满足触发条件，避免了对所有车辆进行防碰撞预警导致的对计算资源的浪费，其次，本技术中，利用车辆的当前位置和速度等信息预判车辆行驶路径，以确定车辆是否会发生碰撞，充分结合了高精地图信息以及车辆上报的信息，使得对车辆的预警更加的准确。
13.在一些可能的实施例中，所述tc模块具体用于：
14.按照预设分组方法对所述目标区域中的车辆进行分组，得到至少一个待处理车辆对；其中每个所述待处理车辆对中包括两个车辆，每两个所述待处理车辆对中至少有一个车辆不同；
15.对每个待处理车辆对执行：
16.确定所述待处理车辆对中的两个车辆所在的车道是否在预设的车道组集合中；并，确定所述待处理车辆对中的两个车辆的状态是否为预设车辆状态；并确定所述待处理车辆对中的两个车辆的预测碰撞时间是否小于第一时间阈值；
17.若确定所述待处理车辆对中的两个车辆所在的车辆在所述预设的车道组集合中，且所述两个车辆的状态为预设车辆状态，且所述两个车辆的碰撞时间小于所述第一时间阈值；
18.则将所述待处理车辆对作为所述目标车辆对。
19.在本技术中，基于车辆所在车道、车辆的状态以及对车辆的预测碰撞时间来确定待处理车辆对是否存在碰撞危险，避免了对所有车辆进行防碰撞预警导致的对计算资源的浪费。
20.在一些可能的实施例中，所述tc模块具体用于：
21.基于所述待处理车辆对中两个车辆分别所在的车道得到所述待处理车辆对对应的车道组；
22.若所述车道组集合中包括所述车道组，则确定所述待处理车辆对中的两个车辆所在的车道在所述预设的车道组集合中。
23.在本技术中，结合车道信息来对目标区域中的车辆进行粗粒度初筛，将不符合车道要求的车辆剔除，节约了对车辆进行精准预警时所消耗的资源。
24.在一些可能的实施例中，所述tc模块具体用于：
25.确定所述待处理车辆对中是否同时存在第一状态的车辆和第二状态的车辆；
26.若确定所述待处理车辆对中同时存在第一状态的车辆和第二状态的车辆，则确定所述待处理车辆对中的两个车辆的状态为所述预设车辆状态。
27.在本技术中，通过车辆的状态来对目标区域中的车辆进行筛选，将车辆状态不符合的车辆剔除，节约了对车辆进行精准预警时所消耗的资源。
28.在一些可能的实施例中，所述tc模块，还用于：
29.获取所述待处理车辆对中的两个车辆分别对应的当前速度与当前位置信息；
30.基于所述待处理车辆对中的两个车辆分别对应的当前速度与当前位置信息，得到所述待处理车辆对的预测碰撞时间。
31.在本技术中，根据车辆的当前速度以及当前位置信息来确定车辆对的预测碰撞时间，保证了得到的预测碰撞时间的准确性。
32.在一些可能的实施例中，所述tc模块具体用于：
33.基于所述待处理车辆对中的两个车辆分别对应的当前位置信息，得到所述待处理车辆对中的两个车辆之间的第一距离；
34.基于所述待处理车辆对中的两个车辆分别对应的当前速度，得到所述待处理车辆对中的两个车辆的速度差；
35.将所述第一距离与所述速度差的比值作为所述预测碰撞时间。
36.在本技术中，根据车辆的当前速度以及当前位置信息来确定车辆对的预测碰撞时间，保证了得到的预测碰撞时间的准确性。
37.在一些可能的实施例中，所述tc模块具体用于：
38.按照预设规则对所述目标区域中的车辆进行排序，得到车辆序列；
39.针对所述车辆序列中的每个车辆，将所述车辆作为第一目标车辆，将所述目标车辆与一个第二目标车辆进行组合，得到待处理车辆对；其中第二目标车辆为在所述车辆序列中位于所述目标车辆之后的车辆。
40.在本技术中，通过对目标区域中的车辆进行分组，保证了计算结果可以覆盖目标区域中所有车辆两两之间碰撞的可能性。
41.在一些可能的实施例中，若所述第一状态为左转状态，所述第二状态为直行状态，则所述ta模块具体用于：
42.将所述目标车辆对中的左转状态的车辆作为第一车辆，将所述目标车辆对的直行状态的车辆作为第二车辆；
43.基于所述第一车辆的第一当前位置以及第一预设半径得到所述第一车辆对应的驶入圆的第一圆心坐标；并基于第二预设位置以及第二预设半径得到所述第一车辆对应的驶出圆的第二圆心坐标；
44.基于所述第一圆心坐标以及所述第一预设半径，得到第一切点；并，基于所述第二圆心坐标以及所述第二预设半径得到第二切点；
45.基于第二预设位置以及第二预设半径得到碰撞点；
46.基于所述第一当前位置信息、所述第一切点、所述第二切点以及所述碰撞点，得到所述第一车辆对应的第一行驶距离；并，基于所述第二车辆的第二当前位置信息以及所述碰撞点，得到所述第二车辆对应的第二行驶距离；
47.基于所述第一行驶距离、所述第二行驶距离、所述第一车辆的当前速度以及所述第二车辆的当前速度，得到所述碰撞时间集合。
48.在本技术中，在计算目标车辆对的碰撞时间集合时，充分结合了车辆的位置信息以及车辆上报的速度信息，使得计算得到的碰撞时间集合更加的准确。
49.在一些可能的实施例中，所述ta模块具体用于：
50.基于第二预设位置以及第二预设半径得到所述第一车辆对应的驶出圆的第二圆心坐标；
51.基于所述第二车辆的第二当前位置信息以及所述第二圆心坐标，得到所述碰撞点。
52.在一些可能的实施例中，所述ta模块执行基于所述第一圆心坐标以及所述第一预设半径，得到第一切点时，具体用于：
53.基于所述第一圆心坐标和所述第二圆心坐标，得到第一向量；
54.基于第一预设切点和第二预设切点得到第二向量；
55.基于所述第一向量与所述第二向量得到所述第二向量对应的法向量；
56.基于所述法向量、所述第一圆心坐标以及所述第一预设半径，得到第一切点。
57.在一些可能的实施例中，所述ta模块具体用于：
58.基于所述第一圆心坐标和所述第二圆心坐标，得到第一向量；
59.基于第一预设切点和第二预设切点得到第二向量；
60.基于所述第一向量与所述第二向量得到所述第二向量对应的法向量；
61.基于所述法向量、所述第二圆心坐标以及所述第二预设半径，得到第二切点。
62.在一些可能的实施例中，所述ta模块具体用于：
63.基于所述第一当前位置信息、所述第一切点、所述第一预设半径以及第一预设公式，得到第一子距离；
64.将所述第一切点与所述第二切点之间的距离作为第二子距离；
65.基于所述第二切点、所述碰撞点、所述第二预设半径以及第二预设公式，得到第三子距离；
66.将所述第一子距离、所述第二子距离以及所述第三子距离的和值作为所述第一行驶距离。
67.在一些可能的实施例中，所述ta模块具体用于：
68.将所述第二当前位置信息以及所述碰撞点之间的距离作为所述第二行驶距离。
69.在一些可能的实施例中，所述ta模块具体用于：
70.获取所述第一车辆对应的第一车身长度，所述第二车辆对应的第二车身长度；
71.基于所述第一车身长度、所述第一行驶距离以及所述第一车辆的当前速度得到第一时刻和第二时刻；
72.基于所述第二车身长度、所述第二行驶距离以及所述第二车辆的当前速度得到第三时刻和第四时刻；
73.基于所述第一时刻、所述第二时刻、所述第三时刻以及所述第四时刻得到所述碰撞时间集合。
74.在一些可能的实施例中，所述ta模块具体用于：
75.确定所述第一行驶距离与所述第一车身长度的第一差值，并确定所述第一行驶距离与所述第一车身长度的第一和值；
76.将所述第一差值与所述第一车辆的当前速度的比值作为所述第一时刻；
77.将所述第一和值与所述第一车辆的当前速度的比值作为所述第二时刻。
78.在一些可能的实施例中，所述ta模块具体用于：
79.确定所述第二行驶距离与所述第二车身长度的第二差值，并确定所述第二行驶距离与所述第二车身长度的第二和值；
80.将所述第二差值与所述第二车辆的当前速度的比值作为所述第三时刻；
81.将所述第二和值与所述第二车辆的当前速度的比值作为所述第四时刻。
82.在一些可能的实施例中，所述ta模块具体用于：
83.若确定所述第一时刻在所述第三时刻之前，且确定所述第一时刻在所述第四时刻之后，则确定所述目标车辆对中的车辆会发生碰撞；
84.若确定所述第三时刻在所述第一时刻之前，且确定所述第三时刻在所述第二时刻之后，则确定所述目标车辆对中的车辆会发生碰撞。
85.本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
86.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
87.图1为本技术实施例提供的一种碰撞预警系统的系统框架示意图；
88.图2为本技术实施例提供的一种碰撞预警系统的流程示意图；
89.图3为本技术实施例提供的一种碰撞预警系统的目标区域示意图；
90.图4为本技术实施例提供的一种碰撞预警系统的确定目标车辆对的流程示意图；
91.图5为本技术实施例提供的一种碰撞预警系统的确定待处理车辆对是否在车道组集合中的流程示意图；
92.图6为本技术实施例提供的一种碰撞预警系统的车辆与车道的示意图；
93.图7为本技术实施例提供的一种碰撞预警系统的确定待处理车辆对是否为预设车辆状态的流程示意图；
94.图8为本技术实施例提供的一种碰撞预警系统的确定预测碰撞时间的流程示意图；
95.图9为本技术实施例提供的一种碰撞预警系统的确定碰撞时间集合的流程示意图；
96.图10为本技术实施例提供的一种碰撞预警系统的车辆行驶轨迹预测示意图；
97.图11为本技术实施例提供的一种碰撞预警系统的确定第一切点的流程示意图；
98.图12为本技术实施例提供的一种碰撞预警系统的确定第二切点的流程示意图；
99.图13为本技术实施例提供的一种碰撞预警系统的确定第一行驶距离的流程示意图；
100.图14为本技术实施例提供的一种碰撞预警系统的得到碰撞时间集合的流程示意图。
具体实施方式
101.为了更好的理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
102.应当明确，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
103.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
104.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，甲和/或乙，可以表示：单独存在甲，同时存在甲和乙，单独存在乙这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
105.发明人研究发现，随着智慧交通技术的发展，车辆中的智能系统也越来越成熟，相关技术中为了提前对车辆可能存在的碰撞进行预警，因此提出了防碰撞预警方案；相关技术中的防碰撞预警方案主要是根据车辆所在的车道信息来判断车辆是否存在碰撞风险，但是该方法对车辆碰撞风险预测的准确性有待提高。
106.针对上述问题，本技术实施例提供了一种碰撞预警系统，用于解决上述问题。本技术的发明构思可概括为：获取目标区域中车辆的车辆数据，对车辆数据进行筛选，得到目标车辆数据，根据预设筛选条件从目标车辆数据中筛选出目标车辆对；目标车辆对包括两个
telemetry transport，mqtt)。
119.2、数据汇聚模块
120.在一些可能的实施例中，数据汇聚部分是对数据接入模块获取的车辆数据进行统一处理，主要包括数据清洗、时间戳同步、数据去重、路口归属、所属车道等功能模块。这些功能模块顺序执行，完成数据的清洗、时间同步、路口归属、定位车道几个主要处理流程，最后将每辆车都明确到指定的车道上。
121.3、tc模块
122.tc模块主要用于根据预设筛选条件从目标区域中的车辆中筛选出目标车辆对；目标车辆对包括两个具有碰撞风险的车辆。
123.在一些可能的实施例中，为了节约计算资源，因此在本技术中首先会根据预设筛选条件从目标区域中的车辆中筛选出目标车辆对，对符合预设筛选条件的目标车辆对再进行后续处理，执行根据预设筛选条件从目标区域中的车辆中筛选出目标车辆对时，首先按照预设分组方法对目标区域中的车辆进行分组，得到至少一个待处理车辆对；其中每个待处理车辆对中包括两个车辆，每两个待处理车辆对中至少有一个车辆不同；具体可实施为：按照预设规则对目标区域中的车辆进行排序，得到车辆序列；针对车辆序列中的每个车辆，将车辆作为第一目标车辆，将目标车辆与一个第二目标车辆进行组合，得到待处理车辆对；其中第二目标车辆为在车辆序列中位于目标车辆之后的车辆。
124.例如：如图3所示，目标区域中包括车辆a、车辆b、车辆c、车辆d、车辆e，预设规则为随机排序，则得到车辆序列：车辆c、车辆d、车辆e、车辆a、车辆b；将车辆c作为第一目标车辆，此时第二目标车辆为：车辆d、车辆e、车辆a、车辆b，得到的待处理车辆对为：车辆c、车辆d，车辆c、车辆e，车辆c、车辆a，车辆c、车辆b；将车辆d作为第一目标车辆，此时第二目标车辆为：车辆e、车辆a、车辆b，得到的待处理车辆对为：车辆d、车辆e，车辆d、车辆a，车辆d、车辆b；将车辆e作为第一目标车辆，此时第二目标车辆为：车辆a、车辆b，得到的待处理车辆对为：车辆e、车辆a，车辆e、车辆b；将车辆a作为第一目标车辆，此时第二目标车辆为：车辆b，得到的待处理车辆对为：车辆a、车辆b；综上，针对目标区域得到的待处理车辆对为：车辆c、车辆d，车辆c、车辆e，车辆c、车辆a，车辆c、车辆b，车辆d、车辆e，车辆d、车辆a，车辆d、车辆b，车辆e、车辆a，车辆e、车辆b，车辆a、车辆b。
125.需要知道的是，本技术对排序时采用的预设规则不做限定，上述给出的仅为一个实施例，在具体实施时还可以根据车道对目标区域中的车辆进行排序，或者根据目标区域中车辆的到达时间对车辆进行排序，具体的排序规则技术人员可根据实际情况具体设置。
126.在一些可能的实施例中，在得到待处理车辆对之后，针对每个待处理车辆对可实施如图4所示的步骤，其中：
127.步骤401中：确定待处理车辆对中的两个车辆所在的车道是否在预设的车道组集合中；并，确定待处理车辆对中的两个车辆的状态是否为预设车辆状态；并确定待处理车辆对中的两个车辆的预测碰撞时间是否小于第一时间阈值。
128.在一些可能的实施例中，确定待处理车辆对中的两个车辆所在的车道是否在预设的车道组集合中，可实施为如图5所示的步骤，其中：
129.步骤501中：基于待处理车辆对中两个车辆分别所在的车道得到待处理车辆对对应的车道组。
130.步骤502中：若车道组集合中包括车道组，则确定待处理车辆对中的两个车辆所在的车道在预设的车道组集合中。
131.例如：如图6所示，为目标区域a中车辆的示意图，得到的待处理车辆对包括：车辆对1(车辆a、车辆b)，车辆对2(车辆a、车辆c)，车辆对3(车辆a、车辆d)，车辆对4(车辆a、车辆e)，车辆对5(车辆b、车辆c)，车辆对6(车辆b、车辆d)，车辆对7(车辆b、车辆e)，车辆对8(车辆c、车辆d)，车辆对9(车辆c、车辆e)，车辆对10(车辆d、车辆e)。
132.车道组集合中包括的车道组为：(车道2、车道4)，(车道2、车道6)，(车道2、车道8)，(车道4、车道6)，(车道4、车道8)，(车道6、车道8)。
133.根据图6所示的车辆所在的车道可以确定出车辆对1的车道组为(车道2、车道4)，车辆对2的车道组为(车道2、车道6)，车辆对3的车道组为(车道2、车道8)，车辆对4对应的车道组为(车道1、车道2)，车辆对5对应的车道组为(车道4、车道6)，车辆对6对应的车道组为(车道4、车道8)，车辆对7对应的车道组为(车道4、车道1)，车辆对8对应的车道组为(车道6、车道8)，车辆对9对应的车道组为(车道6、车道1)，车辆对10对应的车道组为(车道8、车道1)。
134.进而基于可以确定出车辆对1、车辆对2、车辆对3、车辆对5、车辆对6、车辆对8中的两个车辆所在的车道在预设的车道组集合中。
135.需要知道的是，本技术给出的车道组集合仅为一个实施例，并非对车道组集合中包括的车道组进行限定，具体实施时技术人员可自行设定车道组集合中包括的车道组。
136.在一些可能的实施例中，确定待处理车辆对中的两个车辆的状态是否为预设车辆状态，可实施为如图7所示的步骤，其中：
137.步骤701中：确定待处理车辆对中是否同时存在第一状态的车辆和第二状态的车辆。
138.步骤702中：若确定待处理车辆对中同时存在第一状态的车辆和第二状态的车辆，则确定待处理车辆对中的两个车辆的状态为预设车辆状态。
139.继续以图6为例进行说明，假设第一状态为左转状态，第二状态为直行状态，例如：根据获取到的各个车辆的信息，确定车辆a的状态为左转状态，车辆b的状态为直行状态，车辆c的状态为左转状态，车辆d的状态为直行状态，车辆e的状态为直行状态；则可以确定出两个车辆的状态为预设车辆状态的待处理车辆对包括：车辆对1(车辆a、车辆b)，车辆对3(车辆a、车辆d)，车辆对4(车辆a、车辆e)，车辆对5(车辆b、车辆c)，车辆对8(车辆c、车辆d)，车辆对9(车辆c、车辆e)。
140.在一些可能的实施例中，确定待处理车辆对中的两个车辆的预测碰撞时间是否小于第一时间阈值之前，首先获取待处理车辆对中的两个车辆分别对应的当前速度与当前位置信息；然后基于待处理车辆对中的两个车辆分别对应的当前速度与当前位置信息，得到待处理车辆对的预测碰撞时间。具体可实施为如图8所示的步骤，其中：
141.步骤801中：基于待处理车辆对中的两个车辆分别对应的当前位置信息，得到待处理车辆对中的两个车辆之间的第一距离。
142.例如：确定待处理车辆对1中的车辆a在世界坐标系中的坐标为(x1,y1)，车辆b在世界坐标系中的坐标为(x2,y2)，则根据坐标之间的距离公式可以得到车辆a与车辆b之间的距离记为l1。
143.步骤802中：基于待处理车辆对中的两个车辆分别对应的当前速度，得到待处理车辆对中的两个车辆的速度差。
144.例如：确定待处理车辆对1中的车辆a的速度为v1，车辆b的速度为v2，将v1与v2的差值的绝对值作为待处理车辆对1的速度差。
145.步骤803中：将第一距离与速度差的比值作为预测碰撞时间。
146.例如：继续以图6为例进行说明，确定车辆对1的预测碰撞时间为3秒，车辆对2的预测碰撞时间为3.5秒，车辆对3的预测碰撞时间为4秒，车辆对4的预测碰撞时间为2秒，车辆对5的预测碰撞时间为5秒，车辆对6的预测碰撞时间为3秒，车辆对7的预测碰撞时间为2秒，车辆对8的预测碰撞时间为2秒，车辆对9的预测碰撞时间为4秒，车辆对10的预测碰撞时间为5秒；且确定第一时间阈值为3.5秒，则确定两个车辆的预测碰撞时间小于第一时间阈值的车辆对为：车辆对1、车辆对4、车辆对6、车辆对7、车辆对8。
147.需要知道是，本技术给出的第一时间阈值仅为一个实施例，在具体实施时，技术人员可根据实际情况自行设定第一时间阈值的具体数值。
148.步骤402中：若确定待处理车辆对中的两个车辆所在的车辆在预设的车道组集合中，且两个车辆的状态为预设车辆状态，且两个车辆的碰撞时间小于第一时间阈值。
149.步骤403中：则将待处理车辆对作为目标车辆对。
150.继续以图6为例，通过上述计算可以得到目标车辆对为：车辆对1(车辆a、车辆b)和车辆对8(车辆c、车辆d)。
151.在一些可能的实施例中，在确定出目标车辆对之后，tc模块会根据目标车辆对中每个车辆的状态来确定该目标车辆对所属于的预警场景，例如：目标车辆对中包括左转状态和直行状态的车辆，则确定该目标车辆对所属的预警场景为左转预警；目标车辆对中包括右转状态和直行状态的车辆，则确定该目标车辆对所属的预警场景为右转预警。
152.需要知道的是，tc模块对于车辆所属的碰撞场景的判断标准参考中国汽车工程学会标准t/csae 53-2017中对各场景的定义。
153.4、ta模块
154.ta模块针对每个目标车辆对执行如图2所示的步骤，其中：
155.步骤201中：基于目标车辆对中每个车辆的当前位置信息确定目标车辆对的碰撞时间集合。
156.步骤202中：基于碰撞时间集合确定目标车辆对中的车辆是否会发生碰撞。
157.步骤203中：若确定目标车辆对中的车辆会发生碰撞，则向目标车辆对中的车辆发出告警指示。
158.在一些可能的实施例中，在确定出目标车辆对之后，若该目标车辆对所属的预警场景为左转预警，则针对每个目标车辆对，基于该目标车辆对中每个车辆的当前位置信息确定目标车辆对的碰撞时间集合，可实施为如图9所示的步骤，其中：
159.步骤901中：将目标车辆对中的左转状态的车辆作为第一车辆，将目标车辆对的直行状态的车辆作为第二车辆。
160.例如：针对图6，确定出的目标车辆对为车辆对1、车辆对8，其中车辆对1中的车辆a的状态为左转状态，则将车辆a作为第一车辆，车辆b的状态为直行状态，则将车辆b作为第二车辆；车辆对8中的车辆c的状态为左转状态，则将车辆c作为第一车辆，车辆d的状态为直
行状态，则将车辆d作为第二车辆。
161.步骤902中：基于第一车辆的第一当前位置以及第一预设半径得到第一车辆对应的驶入圆的第一圆心坐标；并，基于第二预设位置以及第二预设半径得到第一车辆对应的驶出圆的第二圆心坐标。
162.例如：如图10所示，驶入圆的半径为第一预设半径r1为预设值，即r1为已知数，根据接收到的第一车辆上报的第一位置信息可以得到a点的坐标(xa,ya)，驶出圆的第二预设半径r2为预设值，即r2为已知数，第二预设位置为预设值，则可以得到b点的坐标(xb,yb)，根据该第一位置信息可以确定出第一车辆与水平线的夹角记为θa，根据第二预设位置可以b点与水平线的夹角记为θb，则根据圆心公式可以得到公式1：
[0163][0164]
其中：(x
o1
，y
o1
)为第一圆心坐标，(xa,ya)为第一车辆的坐标，αa＝θ
a-90
°
，θa为第一车辆与水平线的夹角。
[0165]
基于公式1，可得到第一圆心坐标为o1＝(x
a-r1*sinθa，ya+r1*cosθa)，基于相同的计算方法，可以得到第二圆心坐标为o2＝(x
b-r2*sinθb，yb+r2*cosθb)。
[0166]
步骤903中：基于第一圆心坐标以及第一预设半径，得到第一切点；并，基于第二圆心坐标以及第二预设半径得到第二切点。
[0167]
在一些可能的实施例中，基于第一圆心坐标以及第一预设半径得到第一切点可实施为如图11所示的步骤，其中：
[0168]
步骤1101中：基于第一圆心坐标和第二圆心坐标，得到第一向量。
[0169]
例如：如图10所示，将基于第一圆心坐标o1与第二圆心坐标o2构成的第一向量记为
[0170]
步骤1102中：基于第一预设切点和第二预设切点得到第二向量。
[0171]
例如：如图10所示，第一预设切点为g1，第二预设切点为g2，第一预设切点与第二预设切点均由技术人员自行设定，基于第一预设切点与第二预设切点，可以得到第二向量，将第二向量记为
[0172]
步骤1103中：基于第一向量与第二向量得到第二向量对应的法向量。
[0173]
例如：如图10所示，将第二向量的法向量记为则可以得到垂直于则可以得到到则根据四边形的矢量关系可以得到公式2：
[0174][0175]
根据数学中的几何关系可以得到进而根据公式2可得到公式3：
[0176][0177]
在公式3的左右两侧均乘以法向量可以得到公式4：
[0178][0179]
对公式4进行简化，可以得到公式5：
[0180]
[0181]
将的模长记为d，则对进行单位话可以得到在公式5左右两侧均除以d，可以得到公式6：
[0182][0183]
由于与均为单位向量，因此，公式6可以简化为：
[0184]
基于模的计算方法与公式6简化后的公式，可以得到公式7：
[0185][0186]
其中：γ为与之间的夹角。
[0187]
将记为m，则根据公式7可以得到
[0188]
由于且是根据第一圆心坐标与第二圆心坐标得到的已知数，d为的模，则可以得到将对应的坐标记为(v
1nx
,v
1ny
)；则根据对应的坐标以及公式7可以得到法向量的坐标如公式8所示：
[0189][0190]
步骤1104中：基于法向量、第一圆心坐标以及第一预设半径，得到第一切点。
[0191]
在一些可能的实施例中，在得到法向量后，从第一圆心坐标o1出发，沿着向量的方向，走过第一预设半径r1的距离即为第一切点g1。将第一切点g1的坐标记为(x
g1
,y
g1
)，则第一切点坐标如公式9所示：
[0192][0193]
在一些可能的实施例中，基于第二圆心坐标以及第二预设半径得到第二切点可实施为如图12所示的步骤，其中：
[0194]
步骤1201中：基于第一圆心坐标和第二圆心坐标，得到第一向量。
[0195]
步骤1202中：基于第一预设切点和第二预设切点得到第二向量。
[0196]
步骤1203中：基于第一向量与第二向量得到第二向量对应的法向量。
[0197]
在一些可能的实施例中，得到第一向量、第二向量以及法向量的方法与图11中相同，在此不再进行赘述。
[0198]
步骤1204中：基于法向量、第二圆心坐标以及第二预设半径，得到第二切点。
[0199]
在一些可能的实施例中，在得到法向量后，从第二圆心坐标o2出发，沿着向量的方向，走过第二预设半径r2的距离即为第二切点g2。将第二切点g2的坐标记为则第二切点坐标如公式10所示：
[0200][0201]
步骤904中：基于第二预设位置以及第二预设半径得到碰撞点。
[0202]
在一些可能的实施例中，根据第二预设位置以及第二预设半径得到碰撞点可实施
为：基于第二预设位置以及第二预设半径得到第一车辆对应的驶出圆的第二圆心坐标；基于第二车辆的第二当前位置信息以及第二圆心坐标，得到碰撞点。
[0203]
例如：如图10所示，第二预设位置为b点，b点的坐标为(xb,yb)，根据接收到的第二车辆上报的第二位置信息可以得到第二当前位置c点的坐标为(xc,yc,θc)，根据第二预设位置信息以及第二预设半径r2可得到驶出圆对应的方程，如公式11所示：
[0204][0205]
根据第二当前位置c点的坐标，可以得到第二车辆对应路径的方程如公式12所示：
[0206]
y＝x
·
tanθ，(公式12)
[0207]
根据公式11以及公式12可以得到碰撞点k，将碰撞点k记为(xk，yk)。碰撞点可采用公
[0208]
式13来表示：
[0209][0210]
步骤905中：基于第一当前位置信息、第一切点、第二切点以及碰撞点，得到第一车辆对应的第一行驶距离；并基于第二车辆的第二当前位置信息以及碰撞点，得到第二车辆对应的第二行驶距离。
[0211]
在一些可能的实施例中，基于第一当前位置信息、第一切点、第二切点以及碰撞点，得到第一车辆对应的第一行驶距离可实施为如图13所示的步骤，其中：
[0212]
步骤1301中：基于第一当前位置信息、第一切点、第一预设半径以及第一预设公式，得到第一子距离。
[0213]
例如：将第一车辆在驶入圆上的行驶长度即第一子距离记为s，根据公式14可以得到第一子距离为：
[0214][0215]
其中：r1为第一预设半径，a为第一位置信息，g1为第一切点。
[0216]
步骤1302中：将第一切点与第二切点之间的距离作为第二子距离。
[0217]
例如：将第一车辆的直线行驶长度即第二子距离记为p，则根据第一切点与第二切点以及坐标之间的距离公式可以得到p＝|g1g2|。
[0218]
步骤1303中：基于第二切点、碰撞点、第二预设半径以及第二预设公式，得到第三子距离。
[0219]
例如：将第一车辆在驶出圆上的行驶长度即第三子距离记为q，根据公式15可以得到第二子距离为：
[0220][0221]
其中：r2为第二预设半径，k为碰撞点，g2为第二切点。
[0222]
步骤1304中：将第一子距离、第二子距离以及第三子距离的和值作为第一行驶距离。
[0223]
例如：根据上述可以得到第一行驶距离l1＝s+p+q。
[0224]
在一些可能的实施例中，基于第二车辆的第二当前位置信息以及碰撞点，得到第二车辆对应的第二行驶距离可实施为：将第二当前位置信息以及碰撞点之间的距离作为第二行驶距离。
[0225]
例如：如图10所示，第二当前位置信息为c，碰撞点为k，则根据坐标之间的距离公式可以得到第二行驶距离l2＝|kc|。
[0226]
步骤906中：基于第一行驶距离、第二行驶距离、第一车辆的当前速度以及第二车辆的当前速度，得到碰撞时间集合。
[0227]
在本技术中，通过几何计算来确定碰撞时间集合，保证得到的碰撞时间集合的准确性。
[0228]
在一些可能的实施例中，基于第一行驶距离、第二行驶距离、第一车辆的当前速度以及第二车辆的当前速度，得到碰撞时间集合，具体可实施为如图14所示的步骤，其中：
[0229]
步骤1401中：获取第一车辆对应的第一车身长度，第二车辆对应的第二车身长度。
[0230]
步骤1402中：基于第一车身长度、第一行驶距离以及第一车辆的当前速度得到第一时刻和第二时刻。
[0231]
在一些可能的实施例中，可能发生碰撞的情况包括：第一车辆到达碰撞区域时，第二车辆同时到达碰撞区域边缘；第一车辆到达碰撞区域时，第二车辆还未离开碰撞区域；第二车辆到达碰撞区域时，第一车辆同时到达碰撞区域边缘；第二车辆到达碰撞区域时，第一车辆还未离开碰撞区域。其中，碰撞区域为以碰撞点为圆心指定距离为半径的圆形区域。
[0232]
因此根据第一车辆以及第二车辆分别到达和离开碰撞区域的时间即可确定第一车辆与第二车辆是否会发生碰撞。在确定第一时刻和第二时刻时，可实施为：确定第一行驶距离与第一车身长度的第一差值，并确定第一行驶距离与第一车身长度的第一和值，将第一差值与第一车辆的当前速度的比值作为第一时刻，将第一和值与第一车辆的当前速度的比值作为第二时刻。
[0233]
例如：确定车身长度为l
e1
，第一行驶距离为l1，第一车辆的当前速度为v1则第一时刻t1＝l
1-l
e1
/v1；第二时刻t2＝l1+l
e1
/v1。
[0234]
步骤1403中：基于第二车身长度、第二行驶距离以及第二车辆的当前速度得到第三时刻和第四时刻。
[0235]
在一些可能的实施例中，确定第三时刻与第四时刻可实施为：确定第二行驶距离与第二车身长度的第二差值，并确定第二行驶距离与第二车身长度的第二和值；将第二差值与第二车辆的当前速度的比值作为第三时刻；将第二和值与第二车辆的当前速度的比值作为第四时刻。
[0236]
例如：确定车身长度为l
e2
，第二行驶距离为l2，第二车辆的当前速度为v2则第三时刻t3＝l
2-l
e2
/v2；第四时刻t4＝l2+l
e2
/v2。
[0237]
步骤1404中：基于第一时刻、第二时刻、第三时刻以及第四时刻得到碰撞时间集合。
[0238]
在一些可能的实施例中，在得到碰撞时间集合之后，基于碰撞时间集合确定目标车辆对中的车辆是否会发生碰撞，具体可实施为：若确定第一时刻在第三时刻之前，且确定第一时刻在第四时刻之后，则确定目标车辆对中的车辆会发生碰撞；若确定第三时刻在第一时刻之前，且确定第三时刻在第二时刻之后，则确定目标车辆对中的车辆会发生碰撞。即
碰撞条件为：t3《t1《t4；t1《t3《t2。
[0239]
在一些可能的实施例中，在确定车辆会发生碰撞时，则向车辆发出告警指示，在本技术中报警指示可以为语音播报的形式，也可在车载屏幕中通过弹窗来显示，在具体实施时，技术人员可根据需求自行设定告警指示的提示方式，本技术对此不做限定。
[0240]
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的系统。
[0241]
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于装置实施例和终端实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。

技术特征：
1.一种碰撞预警系统，其特征在于，所述系统包括：数据接入模块，用于获取目标区域中车辆的车辆数据；数据汇聚模块，用于对所述车辆数据进行筛选，得到目标车辆数据；目标分类及筛选tc模块，用于根据预设筛选条件从所述目标车辆数据中筛选出目标车辆对；所述目标车辆对包括两个具有碰撞风险的车辆；目标分析ta模块，用于针对每个目标车辆对执行：基于所述目标车辆对中每个车辆的当前位置信息确定所述目标车辆对的碰撞时间集合；基于所述碰撞时间集合确定所述目标车辆对中的车辆是否会发生碰撞；若确定所述目标车辆对中的车辆会发生碰撞，则向所述目标车辆对中的车辆发出告警指示。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述tc模块具体用于：按照预设分组方法对所述目标区域中的车辆进行分组，得到至少一个待处理车辆对；其中每个所述待处理车辆对中包括两个车辆，每两个所述待处理车辆对中至少有一个车辆不同；对每个待处理车辆对执行：确定所述待处理车辆对中的两个车辆所在的车道是否在预设的车道组集合中；并，确定所述待处理车辆对中的两个车辆的状态是否为预设车辆状态；并确定所述待处理车辆对中的两个车辆的预测碰撞时间是否小于第一时间阈值；若确定所述待处理车辆对中的两个车辆所在的车辆在所述预设的车道组集合中，且所述两个车辆的状态为预设车辆状态，且所述两个车辆的碰撞时间小于所述第一时间阈值；则将所述待处理车辆对作为所述目标车辆对。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述tc模块具体用于：基于所述待处理车辆对中两个车辆分别所在的车道得到所述待处理车辆对对应的车道组；若所述车道组集合中包括所述车道组，则确定所述待处理车辆对中的两个车辆所在的车道在所述预设的车道组集合中。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述tc模块具体用于：确定所述待处理车辆对中是否同时存在第一状态的车辆和第二状态的车辆；若确定所述待处理车辆对中同时存在第一状态的车辆和第二状态的车辆，则确定所述待处理车辆对中的两个车辆的状态为所述预设车辆状态。5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述tc模块，还用于：获取所述待处理车辆对中的两个车辆分别对应的当前速度与当前位置信息；基于所述待处理车辆对中的两个车辆分别对应的当前速度与当前位置信息，得到所述待处理车辆对的预测碰撞时间。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述tc模块具体用于：基于所述待处理车辆对中的两个车辆分别对应的当前位置信息，得到所述待处理车辆对中的两个车辆之间的第一距离；基于所述待处理车辆对中的两个车辆分别对应的当前速度，得到所述待处理车辆对中
的两个车辆的速度差；将所述第一距离与所述速度差的比值作为所述预测碰撞时间。7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述tc模块具体用于：按照预设规则对所述目标区域中的车辆进行排序，得到车辆序列；针对所述车辆序列中的每个车辆，将所述车辆作为第一目标车辆，将所述目标车辆与一个第二目标车辆进行组合，得到待处理车辆对；其中第二目标车辆为在所述车辆序列中位于所述目标车辆之后的车辆。8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，若所述第一状态为左转状态，所述第二状态为直行状态，则所述ta模块具体用于：将所述目标车辆对中的左转状态的车辆作为第一车辆，将所述目标车辆对的直行状态的车辆作为第二车辆；基于所述第一车辆的第一当前位置以及第一预设半径得到所述第一车辆对应的驶入圆的第一圆心坐标；并，基于第二预设位置以及第二预设半径得到所述第一车辆对应的驶出圆的第二圆心坐标；基于所述第一圆心坐标以及所述第一预设半径，得到第一切点；并，基于所述第二圆心坐标以及所述第二预设半径得到第二切点；基于第二预设位置以及第二预设半径得到碰撞点；基于所述第一当前位置信息、所述第一切点、所述第二切点以及所述碰撞点，得到所述第一车辆对应的第一行驶距离；并基于所述第二车辆的第二当前位置信息以及所述碰撞点，得到所述第二车辆对应的第二行驶距离；基于所述第一行驶距离、所述第二行驶距离、所述第一车辆的当前速度以及所述第二车辆的当前速度，得到所述碰撞时间集合。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述ta模块具体用于：基于第二预设位置以及第二预设半径得到所述第一车辆对应的驶出圆的第二圆心坐标；基于所述第二车辆的第二当前位置信息以及所述第二圆心坐标，得到所述碰撞点。10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述ta模块具体用于：基于所述第一圆心坐标和所述第二圆心坐标，得到第一向量；基于第一预设切点和第二预设切点得到第二向量；基于所述第一向量与所述第二向量得到所述第二向量对应的法向量；基于所述法向量、所述第一圆心坐标以及所述第一预设半径，得到第一切点。11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述ta模块具体用于：基于所述第一圆心坐标和所述第二圆心坐标，得到第一向量；基于第一预设切点和第二预设切点得到第二向量；基于所述第一向量与所述第二向量得到所述第二向量对应的法向量；基于所述法向量、所述第二圆心坐标以及所述第二预设半径，得到第二切点。12.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述ta模块具体用于：基于所述第一当前位置信息、所述第一切点、所述第一预设半径以及第一预设公式，得到第一子距离；
将所述第一切点与所述第二切点之间的距离作为第二子距离；基于所述第二切点、所述碰撞点、所述第二预设半径以及第二预设公式，得到第三子距离；将所述第一子距离、所述第二子距离以及所述第三子距离的和值作为所述第一行驶距离。13.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述ta模块具体用于：将所述第二当前位置信息以及所述碰撞点之间的距离作为所述第二行驶距离。14.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述ta模块具体用于：获取所述第一车辆对应的第一车身长度，所述第二车辆对应的第二车身长度；基于所述第一车身长度、所述第一行驶距离以及所述第一车辆的当前速度得到第一时刻和第二时刻；基于所述第二车身长度、所述第二行驶距离以及所述第二车辆的当前速度得到第三时刻和第四时刻；基于所述第一时刻、所述第二时刻、所述第三时刻以及所述第四时刻得到所述碰撞时间集合。15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述ta模块具体用于：确定所述第一行驶距离与所述第一车身长度的第一差值，并确定所述第一行驶距离与所述第一车身长度的第一和值；将所述第一差值与所述第一车辆的当前速度的比值作为所述第一时刻；将所述第一和值与所述第一车辆的当前速度的比值作为所述第二时刻。16.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述ta模块具体用于：确定所述第二行驶距离与所述第二车身长度的第二差值，并确定所述第二行驶距离与所述第二车身长度的第二和值；将所述第二差值与所述第二车辆的当前速度的比值作为所述第三时刻；将所述第二和值与所述第二车辆的当前速度的比值作为所述第四时刻。17.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述ta模块具体用于：若确定所述第一时刻在所述第三时刻之前，且确定所述第一时刻在所述第四时刻之后，则确定所述目标车辆对中的车辆会发生碰撞；若确定所述第三时刻在所述第一时刻之前，且确定所述第三时刻在所述第二时刻之后，则确定所述目标车辆对中的车辆会发生碰撞。

技术总结
本申请公开了一种碰撞预警系统，用于提高对车辆碰撞风险预测的准确性。本申请根据预设筛选条件筛选出目标车辆对；针对每个目标车辆对：基于目标车辆对中每个车辆的当前位置信息确定目标车辆对的碰撞时间集合；基于碰撞时间集合确定目标车辆对中的车辆是否会发生碰撞；若确定会发生碰撞，则向目标车辆对中的车辆发出告警指示。在对车辆进行碰撞预警之前，通过预设筛选条件对车辆进行筛选，先判断车辆是否满足触发条件，避免了对所有车辆进行防碰撞预警导致的对计算资源的浪费，通过车辆的当前位置信息来确定车辆是否会发生碰撞，充分结合了高精地图信息以及车辆上报的信息，使得对车辆的预警更加的准确。的预警更加的准确。的预警更加的准确。


技术研发人员：郁万蓉 冯驰 张海胜 周光涛 杨海军 李光育
受保护的技术使用者：联通智网科技股份有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/9/9