一种闯红灯预警方法、系统及存储介质与流程

1.本发明涉及智能辅助驾驶技术领域，尤其涉及一种闯红灯预警方法、系统及存储介质。


背景技术：

2.随着我国经济的不断发展，我国的城市道路建设越来越完善，机动车保有量也在不断增长，因此驾驶员所面临的驾驶环境日趋复杂。而交叉路口处，车辆不按信号灯规定或指示行驶的问题也比较突出，造成这种问题的原因主要有两方面，一方面，当汽车行驶至交叉路口附近时，前方可能有大车遮挡视线或雨雾等恶劣天气影响视线，或者由于其他原因，导致汽车驾驶员无法对当前红灯或即将到来的红灯做出正确判断，就会产生闯红灯的风险；另一方面，部分交叉路口的信号灯没有时间显示，导致驾驶员无法正确判断自己是否能够顺利通过前方路口，从而产生误闯红灯的行为，造成交通拥堵甚至导致交通事故的发生，严重威胁驾驶员的人身安全。
3.在一种现有技术中，通过车载摄像头采集前方斑马线、红绿灯的视频信息，通过图像识别系统获得当前车与斑马线的距离以及红绿灯的显示状态信息，当检测到黄灯或红灯时，判定不可以通过，给出减速停止的提示信息。
4.在另一种现有技术中，通过数据采集单元采集定位校准信息、交通信号信息、道路信息发送到路侧单元设备(road side unit，rsu)，rsu将上述信息进行广播，当车载单元(on-board unit，obu)进入设定区域时通过筛选算法筛选rsu，然后obu依据预警判决推送算法判决是否通过预警通知单元警示驾驶员。
5.但是现有的这两种技术方案均存在不足之处：
6.在第一种现有技术中，基于车载摄像头采集的视频信息识别当前车辆与斑马线的距离以及红绿灯的显示状态信息，一方面摄像头存在测距不准的问题，另一方面，当存在前方有大车遮挡视线或恶劣天气影响视线时，则无法准确检测出红绿灯的显示状态信息。
7.在第二种现有技术中，通过在交叉路口附近设定闯红灯检测区域来判断车辆是否会存在闯红灯的风险，其闯红灯检测区域的位置设置的离交叉路口较近，如果当前信号灯状态为红灯，则对驾驶员的提醒时间就会比较紧急，会造成驾驶员紧急刹车的情形，影响驾乘舒适性。


技术实现要素：

8.本发明所要解决的技术问题在于，提供一种闯红灯预警方法、系统及存储介质，可以在各种天气下基于v2x车联网技术进行闯红灯预警系统，提高了闯红灯判断的准确性，提高了交叉路口行车的安全性。
9.为解决上述技术问题，作为本发明的一方面，提供一种闯红灯预警方法，应用于具有v2x车载单元的车辆中，其包括如下步骤：
10.步骤s1，车辆在行驶中，实时接收来自路侧单元发送的map消息集和spat消息集，
并获得本车的定位信息以及车辆运动状态信息；
11.步骤s2，根据本车定位信息对map消息集进行筛选，保留距离本车预定距离之内的map消息集；
12.步骤s3，根据筛选后的map消息集以及本车的定位信息确定本车在地图中的具体位置，所述具体位置包括本车所在的节点、有向路段以及车道信息；
13.步骤s4，将本车所在车道的车道参考点列表中靠近路口的车道参考点作为停止线的位置，根据本车的位置和停止线的位置，获得本车与停止线之间的距离；
14.步骤s5，根据所接收到spat消息集，以及本车的位置信息，确定与本车定位信息相匹配的信号灯，并确定本车所在车道对应的信号灯相位信息，所述相位信息至少包括距离下一红灯的时间；
15.步骤s6，根据本车到停止线的距离以及本车当前的速度，计算得到车辆到停止线的时间，结合当前车道对应的信号灯相位信息，确定是否存在闯黄灯或闯红灯的风险，并进行预警提示处理。
16.其中，所述步骤s3进一步包括：
17.获得本车所在有向路段所关联的所有节点，计算本车到所有节点的距离，选取其中距离本车最近的两个相邻节点，计算该两个相邻节点构成的向量在世界坐标系中的夹角α，其中，所述向量方向按有向路段中起始节点到终点节点的顺序确定；
18.将夹角α与本车在世界坐标系中航向角β进行比较，如果或者如果则更新本车所在的节点以及有向路段，将所述本车所在有向路段的对应的节点作为更新后的本车所在节点，将所述本车所在有向路段的上游节点作为更新后有向路段的下游节点，将所述本车所在有向路段的下游节点作为更新后有向路段的上游节点。
19.其中，在所述步骤s30中，所述计算本车与有向路段中心线之间的距离link_dist的步骤具体包括：
20.获得每一有向路段的中心线上的所有路段参考点信息；
21.在所述有向路段的中心线上依次选择两个相邻参考点形成多条线段，根据点到线段的计算方法计算本车到各线段的距离，选择最小的一个作为本车与所述有向路段的中心线之间的距离link_dist。
22.其中，所述计算本车与每一车道中心线之间的距离lane_dist的步骤具体包括：
23.获得本车所在有向路段中每一车道的中心线上的所有路段参考点信息；
24.在所述车道的中心线上依次选择两个相邻参考点形成多条线段，根据点到线段的计算方法计算本车到各线段的距离，选择最小的一个作为本车与所述车道的中心线上之间的距离lane_dist。
25.其中，所述点到线段的计算方法具体包括如下步骤：
26.分别根据线段的两个端点及本车的经纬度值，分别计算获得世界坐标系下对应的坐标值，其中，线段的两个端点以a、b表示，本车以点p表示；
27.根据下式计算向量和的向量夹角关系r，以确定点p到线段ab的最短距离：
[0028][0029]
如果r≤0，则
[0030]
如果r≥1，则
[0031]
如果0《r《1，则
[0032]
其中，d表示点p到线段ab的最短距离，c为线段ab上的点且pc垂直于ab。
[0033]
相应地，本发明的另一方面提供一种闯红灯预警系统，应用于具有v2x车载单元的车辆中，其至少包括：
[0034]
信息接收单元，用于车辆在行驶中，实时接收来自路侧单元发送的map消息集和spat消息集，并获得本车的定位信息以及车辆运动状态信息；
[0035]
筛选处理单元，用于根据本车定位信息对map消息集进行筛选，保留距离本车预定距离之内的map消息集；
[0036]
本车位置匹配单元，用于根据筛选后的map消息集以及本车的定位信息确定本车在地图中的具体位置，所述具体位置包括本车所在的节点、有向路段以及车道信息；
[0037]
停止线距离确定单元，用于将本车所在车道的车道参考点列表中靠近路口的车道参考点作为停止线的位置，根据本车的位置和停止线的位置，获得本车与停止线之间的距离；
[0038]
红灯信息获取单元，用于根据所接收到spat消息集，以及本车的位置信息，确定与本车定位信息相匹配的信号灯，并确定本车所在车道对应的信号灯相位信息，所述相位信息至少包括距离下一红灯的时间；
[0039]
预警处理单元，用于根据本车到停止线的距离以及本车当前的速度，计算得到车辆到停止线的时间，结合当前车道对应的信号灯相位信息，确定是否存在闯黄灯或闯红灯的风险，并进行预警提示处理。
[0040]
相应地，本发明的再一方面，还提供一种计算机可读存储介质，其内存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如前述的方法。
[0041]
实施本发明实施例，具有如下的有益效果：
[0042]
本发明提供了一种闯红灯预警方法、系统及存储介质。通过v2x车联网技术获取车辆周围的地图信息和前方交叉路口的信号灯状态信息，当汽车驶向具有红绿灯信号控制的交叉路口时，根据车辆的位置和运动状态，以及信号灯的相位和配时信息进行是否存在闯红灯风险的预测，然后通过人机交互界面向驾驶员进行预警，提醒驾驶员需要减速或者停车，提高了闯红灯判断的准确性和交叉路口的交通安全性，同时能提升路口通行效率。
[0043]
在本发明实施例中，使用v2x车联网技术传输地图和信号灯信息，传输时延小，传输距离长，覆盖范围广，可以提前对即将到来的红灯状态进行提前预警，提升了闯红灯判断的准确性；
[0044]
在本发明实施例中，使用v2x车联网技术获取地图和信号灯信息，解决了大车遮挡视线或恶劣天气影响视线导致驾驶员无法及时获取前方路口信号灯状态的问题，提高了路口通行的安全性；
system)接收器，用以提供车辆的位置、方向、速度和时间等信息，并可结合差分定位系统实现增强定位。
[0064]
人机交互界面(human machine interface，hmi)：以图像、声音等方式，实现对驾驶员的提醒。
[0065]
如图1所示，示出了本发明提供的一种闯红灯预警方法的一个实施例的主流程示意图。一并结合图2a、2b、2c、图3至图5所示，在本实施例中，所述方法应用于具有v2x车载单元的车辆中，其包括如下步骤：
[0066]
步骤s1，车辆在行驶中，实时接收来自路侧单元发送的map消息集和spat消息集，并获得本车的定位信息以及车辆运动状态信息；可以理解的是，在本车的处理单元中，一方面接收obu内定位系统向外广播车辆定位信息，包括但不限于经度、纬度、高程、航向角等，同时接收can总线传递的车辆运动状态信息，包括但不限于速度、加速度等。其中，spat消息集包括该rsu覆盖的若干交叉路口处的信号灯的属性和状态信息，包括但不限于信号灯所在节点id、信号机的工作状态指示、时间戳以及信号灯的相位列表。
[0067]
步骤s2，根据本车定位信息对map消息集进行筛选，保留距离本车预定距离之内的map消息集；
[0068]
由于map消息集包含的地理区域可能比较广阔，因此obu接收的map消息可能覆盖了周围几公里的范围，因此需要筛选距离本车一定距离d0(如500米)内的map信息。具体的，计算map消息集中每一个节点到本车的距离，并和d0进行比较，如果小于d0则保留，否则丢弃。
[0069]
步骤s3，根据筛选后的map消息集以及本车的定位信息确定本车在地图中的具体位置，所述具体位置包括本车所在的节点、有向路段以及车道信息；
[0070]
在一个具体的例子中，其中，所述步骤s3进一步包括：
[0071]
步骤s30，在所述筛选后的map消息集中，依次计算本车与每一节点对应的有向路段中心线之间的距离link_dist，并获得其中最小的路段距离值link_dist_min；当所述最小路段距离值link_dist_min小于对应有向路段的宽度的一半时，将所述有向路段确定为本车所在有向路段，将所述有向路段相应节点确定为本车所在节点；
[0072]
步骤s31，在本车所在有向路段中，遍历其中所有车道，计算本车与每一车道中心线之间的距离lane_dist，并获得其中最小的车道距离值lane_dist_min；当所述最小车道距离值lane_dist_min小于对应车道的宽度的一半时，将所述车道确定为本车所在车道；
[0073]
步骤s32，获得本车所在的节点、有向路段以及车道信息。
[0074]
步骤s4，根据本车所在车道的信息确定停止线的位置，具体地，可以将本车所在车道的车道参考点列表中靠近路口的车道参考点作为停止线的位置，然后根据本车的位置和停止线的位置，获得本车与停止线之间的距离；
[0075]
步骤s5，根据所接收到spat消息集，以及本车的位置信息，确定与本车定位信息相匹配的信号灯，并确定本车所在车道对应的信号灯相位信息，所述相位信息至少包括距离下一红灯的时间；可以理解的是，在一组信号灯中通常会包含若干相位，相位信息包括一个相位标识(id)以及一个相位状态列表。一个相位状态包括但不限于该状态对应的灯色、实时计时信息等；
[0076]
在一个具体的例子中，其中，所述步骤s5进一步包括：
[0077]
遍历所接收的spat消息集中的所有信号灯，将每一信号灯对应的节点标识与本车所在的节点的标识进行比较，如果两者相同，则将所述信号灯确定为本车相匹配的信号灯；
[0078]
遍历所述相匹配的信号灯中所有相位的标识，将每一相位的标识与本车所在车道的标识相比较，如果两者相同，则将所述相位确定为本车当前车道对应的信号灯相位，获得所述信号灯相位对应的相位状态信息，所述相位状态信息至少包括信号灯的各种灯色及对应的实时计时信息。
[0079]
步骤s6，根据本车到停止线的距离以及本车当前的速度，计算得到车辆到停止线的时间，结合当前车道对应的信号灯相位信息，确定是否存在闯黄灯或闯红灯的风险，并进行预警提示处理。
[0080]
在一个具体的例子中，其中，所述步骤s6进一步包括：
[0081]
根据本车到停止线的距离和车辆的速度，计算获得本车到停止线的时间t0；
[0082]
根据当前车道对应的信号灯相位信息获得绿灯开始时间t1、绿灯结束时间t2、黄灯开始时间t3、黄灯结束时间t4、红灯开始时间t5以及红灯结束时间t6；
[0083]
在t3≤t0≤t4或者t5≤t0≤t6时，判定本车会存在闯黄灯或者闯红灯的风险，生成预警信息并进行提示，具体地，可以在hmi界面发出预警提示。而在t1≤t0≤t2时，则车辆可顺利通过，无需发出预警提示。
[0084]
可以理解的是，对于可占用对向车道行驶的道路场景，当本车存在超车或躲避障碍物行为时，本车可能会占用对向车道行驶，此时通过上述方法获取的本车所在路段、车道信息会存在偏差，因此对于上述情景，需要对上述步骤s30获得的内容进行修正，具体地，在这种情况下，所述步骤s3进一步包括：
[0085]
获得本车所在有向路段所关联的所有节点，计算本车到所有节点的距离，选取其中距离本车最近的两个相邻节点，计算该两个相邻节点构成的向量在世界坐标系中的夹角α，其中，所述向量方向按有向路段中起始节点到终点节点的顺序确定；
[0086]
将夹角α与本车在世界坐标系中航向角β进行比较，如果或者如果则更新本车所在的节点以及有向路段，将所述本车所在有向路段的对应的节点作为更新后的本车所在节点，将所述本车所在有向路段的上游节点作为更新后有向路段的下游节点，将所述本车所在有向路段的下游节点作为更新后有向路段的上游节点。
[0087]
其中，在所述步骤s30中，所述计算本车与有向路段中心线之间的距离link_dist的步骤具体包括：
[0088]
获得每一有向路段的中心线上的所有路段参考点信息；
[0089]
在所述有向路段的中心线上依次选择两个相邻参考点形成多条线段，根据点到线段的计算方法计算本车到各线段的距离，选择最小的一个作为本车与所述有向路段的中心线之间的距离link_dist。
[0090]
其中，在所述步骤s31中，所述计算本车与每一车道中心线之间的距离lane_dist的步骤具体包括：
[0091]
获得本车所在有向路段中每一车道的中心线上的所有路段参考点信息；
[0092]
在所述车道的中心线上依次选择两个相邻参考点形成多条线段，根据点到线段的
计算方法计算本车到各线段的距离，选择最小的一个作为本车与所述车道的中心线之间的距离lane_dist。
[0093]
而上述步骤中，所述点到线段的计算方法具体包括如下步骤：
[0094]
分别根据线段的两个端点及本车的经纬度值，分别计算获得世界坐标系下对应的坐标值，其中，线段的两个端点以a、b表示，本车以点p表示；
[0095]
根据下式计算向量和的向量夹角关系r，以确定点p到线段ab的最短距离：
[0096][0097]
如果r≤0，则这种情形如图2a所示；
[0098]
如果r≥1，则这种情况如图2b所示；
[0099]
如果0《r《1，则这种情况如图2c所示；
[0100]
其中，d表示点p到线段ab的最短距离，c为线段ab上的点且pc垂直于ab。
[0101]
为了进一步理解本发明，下述结合图3至图5对本发明涉及的几个步骤进行更详细的说明。
[0102]
其中，图3示出了本发明涉及的步骤s3的更详细流程示意图。
[0103]
具体地，包括如下步骤：
[0104]
首先，给定参数link_dist_min表示本车到有向路段中心线的最短距离，初始化为一个较大的数；lane_dist_min表示本车到车道中心线的最短距离，初始化为一个较大的数。
[0105]
步骤一、判断map消息集中是否存在没有被遍历过的节点，如果是，执行步骤二，否则执行步骤八；
[0106]
步骤二、在未遍历的节点中按顺序选择一个节点，然后执行步骤三；
[0107]
步骤三、判断选择的节点中是否存在没有被遍历过的有向路段，如果有，执行步骤四，否则，返回步骤一；
[0108]
步骤四、从未遍历的有向路段中按顺序选择一个有向路段，执行步骤五；
[0109]
步骤五、根据测距算法计算本车到有向路段中心线的距离link_dist，然后执行步骤六；
[0110]
步骤六，将link_dist和link_dist_min进行比较，如果link_dist《link_dist_min，则执行步骤七，否则返回执行步骤三；
[0111]
步骤七、用本车到当前有向路段中心线的距离link_dist更新link_dist_min，并更新对应的有向路段的信息，包括但不限于名称、上游节点id、限速集合、车道宽度、以及该路段包含的车道集合与交通标志标牌集合等，然后返回执行步骤三。
[0112]
步骤八、判断记录的本车到有向路段中心线的距离是否满足定位要求，即其中link_width表示选取的有向路段的宽度。如果是，则执行步骤九，否则认为没有符合要求的有向路段，车辆不在接收的map范围内，结束。
[0113]
步骤九、判断选定的有向路段中是否存在没有被遍历的车道，如果是，则执行步骤
十，否则，执行步骤十三；
[0114]
步骤十、根据测距算法计算本车到车道中心线的距离lane_dist，然后执行步骤十一；
[0115]
步骤十一、将lane_dist和lane_dist_min进行比较，如果lane_dist《lane_dist_min，则执行步骤十二，否则返回执行步骤九；
[0116]
步骤十二、用本车到当前车道中心线的距离lane_dist更新lane_dist_min，并更新对应的车道信息，包括但不限于车道id、共享属性、车道出口的允许转向行为、车道与下游路段车道的连接关系和对应的信号灯相位状态，以及车道中间点列表等，然后返回执行步骤九。
[0117]
步骤十三、判断记录的本车到车道中心线的距离是否满足定位要求，即其中lane_width表示选取的车道的宽度。如果是，则执行步骤十四，否则认为没有符合要求的车道，流程结束。
[0118]
步骤十四、记录本车所在的节点、有向路段、车道的相关数据，然后结束。
[0119]
其中，图4示出了本发明涉及的步骤s30包含的更详细流程示意图。
[0120]
具体地，该流程示出了计算本车与有向路段中心线之间的距离link_dist的详细步骤，包括：
[0121]
首先，给定参数d
link_min
表示车辆位置到有向路段内相邻两个路段参考点构成的线段的最短距离，初始化为一个较大值；
[0122]
步骤1、判断选择的有向路段的路段参考点数量，如果路段参考点数量小于2，则判断选取的有向路段不符合要求，执行步骤6，否则执行步骤2；
[0123]
步骤2、判断选择的有向路段中未遍历的路段参考点的数量是否大于1，如果是，则执行s3,否则执行步骤6；
[0124]
步骤3、按顺序在未遍历的路段参考点中选择一个路段参考点a，同时选取另一个与该路段参考点相邻的路段参考点b，执行步骤4；
[0125]
步骤4、根据点到线段的计算方法计算车辆位置点p到线段ab的最短距离d
link
，然后执行步骤5；
[0126]
步骤5、如果d
link
《d
link_min
，则d
link_min
＝d
link
，返回执行步骤2；否则直接返回执行步骤2；
[0127]
步骤6、更新link_dist的值，即link_dist＝d
link_min
。
[0128]
其中，图5示出了本发明涉及的步骤s31包含的更详细流程示意图。
[0129]
该流程示出了计算本车与每一车道中心线之间的距离lane_dist的详细步骤，包括：
[0130]
首先，给定参数d
lane_min
表示车辆位置到车道内相邻两个车道参考点构成的线段的最短距离，初始化为一个较大值；
[0131]
步骤p1、判断选择的车道参考点数量，如果车道参考点数量小于2，则判断选取的车道不符合要求，执行步骤p6，否则执行步骤p2；
[0132]
步骤p2、判断选择的车道中未遍历的车道参考点的数量是否大于1，如果是，则执行步骤p3,否则执行步骤p6；
[0133]
步骤p3、按顺序在未遍历的车道参考点中选择一个车道参考点a，同时选取另一个与该车道参考点相邻的车道参考点b，执行步骤p4；
[0134]
步骤p4、根据点到线段的计算方法计算车辆位置点p到线段ab的最短距离d
link
，然后执行步骤p5；
[0135]
步骤p5、如果d
lane
《d
lane_min
，则d
lane_min
＝d
lane
，返回执行步骤p2；否则直接返回执行步骤p2；
[0136]
步骤p6、更新lane_dist的值，即lane_dist＝d
lane_min
。
[0137]
如图6所示，示出了本发明提供的一种闯红灯预警系统一个实施例的结构示意图。在本实施例中，所述系统1应用于具有v2x车载单元的车辆中，其包括：
[0138]
信息接收单元10，用于车辆在行驶中，实时接收来自路侧单元发送的map消息集和spat消息集，并获得本车的定位信息以及车辆运动状态信息；
[0139]
筛选处理单元11，用于根据本车定位信息对map消息集进行筛选，保留距离本车预定距离之内的map消息集；
[0140]
本车位置匹配单元12，用于根据筛选后的map消息集以及本车的定位信息确定本车在地图中的具体位置，所述具体位置包括本车所在的节点、有向路段以及车道信息；
[0141]
停止线距离确定单元13，用于根据本车所在车道的信息确定停止线的位置，具体地，可以将本车所在车道的车道参考点列表中靠近路口的车道参考点作为停止线的位置，然后根据本车的位置和停止线的位置，获得本车与停止线之间的距离；
[0142]
红灯信息获取单元14，用于根据所接收到spat消息集，以及本车的位置信息，确定与本车定位信息相匹配的信号灯，并确定本车所在车道对应的信号灯相位信息，所述相位信息至少包括距离下一红灯的时间；
[0143]
预警处理单元15，用于根据本车到停止线的距离以及本车当前的速度，计算得到车辆到停止线的时间，结合当前车道对应的信号灯相位信息，确定是否存在闯黄灯或闯红灯的风险，并进行预警提示处理。
[0144]
上述各单元具体实施其功能的原理及过程，可以一并参考并结合前述对图1至图5的描述，在此不进行赘述。
[0145]
相应地，本发明的再一方面，还提供一种计算机可读存储介质，其内存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如前述的方法。更多的细节，请一并参考并结合前述对图1至图5的描述，在此不进行赘述。
[0146]
实施本发明实施例，具有如下的有益效果：
[0147]
本发明提供了一种闯红灯预警方法、系统及存储介质。通过v2x车联网技术获取车辆周围的地图信息和前方交叉路口的信号灯状态信息，当汽车驶向具有红绿灯信号控制的交叉路口时，根据车辆的位置和运动状态，以及信号灯的相位和配时信息进行是否存在闯红灯风险的预测，然后通过人机交互界面向驾驶员进行预警，提醒驾驶员需要减速或者停车，提高了闯红灯判断的准确性和交叉路口的交通安全性，同时能提升路口通行效率。
[0148]
在本发明实施例中，使用v2x车联网技术传输地图和信号灯信息，传输时延小，传输距离长，覆盖范围广，可以提前对即将到来的红灯状态进行提前预警，提升了闯红灯判断的准确性；
[0149]
在本发明实施例中，使用v2x车联网技术获取地图和信号灯信息，解决了大车遮挡
视线或恶劣天气影响视线导致驾驶员无法及时获取前方路口信号灯状态的问题，提高了路口通行的安全性；
[0150]
在本发明实施例中，采用一种独创的算法获得本车在地图中的具体位置，同时考虑了借道逆向行驶的情形，所采用的方法适用性广，可以适应于不同的行驶环境。
[0151]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0152]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0153]
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种闯红灯预警方法，应用于具有v2x车载单元的车辆中，其特征在于，包括如下步骤：步骤s1，车辆在行驶中，实时接收来自路侧单元发送的map消息集和spat消息集，并获得本车的定位信息以及车辆运动状态信息；步骤s2，根据本车定位信息对map消息集进行筛选，保留距离本车预定距离之内的map消息集；步骤s3，根据筛选后的map消息集以及本车的定位信息确定本车在地图中的具体位置，所述具体位置包括本车所在的节点、有向路段以及车道信息；步骤s4，根据本车所在车道的信息确定停止线的位置，根据本车的位置和停止线的位置，获得本车与停止线之间的距离；步骤s5，根据所接收到spat消息集，以及本车的位置信息，确定与本车定位信息相匹配的信号灯，并确定本车所在车道对应的信号灯相位信息；步骤s6，根据本车到停止线的距离以及本车当前的速度，计算得到车辆到停止线的时间，结合当前车道对应的信号灯相位信息，确定是否存在闯黄灯或闯红灯的风险，并进行预警提示处理。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s3进一步包括：步骤s30，在所述筛选后的map消息集中，依次计算本车与每一节点对应的有向路段中心线之间的距离，并获得其中最小的路段距离值；当所述最小路段距离值小于对应有向路段的宽度的一半时，将所述有向路段确定为本车所在有向路段，将所述有向路段相应节点确定为本车所在节点；步骤s31，在本车所在有向路段中，遍历其中所有车道，计算本车与每一车道中心线之间的距离，并获得其中最小的车道距离值；当所述最小车道距离值小于对应车道的宽度的一半时，将所述车道确定为本车所在车道；步骤s32，获得本车所在的节点、有向路段以及车道信息。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤s3进一步包括：获得本车所在有向路段所关联的所有节点，计算本车到所有节点的距离，选取其中距离本车最近的两个相邻节点，计算该两个相邻节点构成的向量在世界坐标系中的夹角α，其中，所述向量方向按有向路段中起始节点到终点节点的顺序确定；将夹角α与本车在世界坐标系中航向角β进行比较，如果或者如果则更新本车所在的节点以及有向路段，将所述本车所在有向路段的对应的节点作为更新后的本车所在节点，将所述本车所在有向路段的上游节点作为更新后有向路段的下游节点，将所述本车所在有向路段的下游节点作为更新后有向路段的上游节点。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤s30中，所述计算本车与有向路段中心线之间的距离的步骤具体包括：获得每一有向路段的中心线上的所有路段参考点信息；在所述有向路段的中心线上依次选择两个相邻参考点形成多条线段，根据点到线段的计算方法计算本车到各线段的距离，选择最小的一个作为本车与所述有向路段的中心线之间的距离。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤s31中，所述计算本车与每一车道中心线之间的距离的步骤具体包括：获得本车所在有向路段中每一车道的中心线上的所有路段参考点信息；在所述车道的中心线上依次选择两个相邻参考点形成多条线段，根据点到线段的计算方法计算本车到各线段的距离，选择最小的一个作为本车与所述车道的中心线上之间的距离。6.如权利要求4或5任一项所述的方法，其特征在于，其中，所述点到线段的计算方法具体包括如下步骤：分别根据线段的两个端点及本车的经纬度值，分别计算获得世界坐标系下对应的坐标值，其中，线段的两个端点以a、b表示，本车以点p表示；根据下式计算向量和的向量夹角关系r，以确定点p到线段ab的最短距离：如果r≤0，则如果r≥1，则如果0<r<1，则其中,d表示点p到线段ab的最短距离，c为线段ab上的点且pc垂直于ab。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤s5进一步包括：遍历所接收的spat消息集中的所有信号灯，将每一信号灯对应的节点标识与本车所在的节点的标识进行比较，如果两者相同，则将所述信号灯确定为本车相匹配的信号灯；遍历所述相匹配的信号灯中所有相位的标识，将每一相位的标识与本车所在车道的标识相比较，如果两者相同，则将所述相位确定为本车当前车道对应的信号灯相位，获得所述信号灯相位对应的相位状态信息，所述相位状态信息至少包括信号灯的各种灯色及对应的实时计时信息。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤s6进一步包括：根据本车到停止线的距离和车辆的速度，计算获得本车到停止线的时间t0；根据当前车道对应的信号灯相位信息获得绿灯开始时间t1、绿灯结束时间t2、黄灯开始时间t3、黄灯结束时间t4、红灯开始时间t5以及红灯结束时间t6；在t3≤t0≤t4或者t5≤t0≤t6时，判定本车会存在闯黄灯或者闯红灯的风险，生成预警信息并进行提示。9.一种闯红灯预警系统，应用于具有v2x车载单元的车辆中，其特征在于，至少包括：信息接收单元，用于车辆在行驶中，实时接收来自路侧单元发送的map消息集和spat消息集，并获得本车的定位信息以及车辆运动状态信息；筛选处理单元，用于根据本车定位信息对map消息集进行筛选，保留距离本车预定距离之内的map消息集；本车位置匹配单元，用于根据筛选后的map消息集以及本车的定位信息确定本车在地图中的具体位置，所述具体位置包括本车所在的节点、有向路段以及车道信息；
停止线距离确定单元，用于根据本车所在车道的信息确定停止线的位置，根据本车的位置和停止线的位置，获得本车与停止线之间的距离；红灯信息获取单元，用于根据所接收到spat消息集，以及本车的位置信息，确定与本车定位信息相匹配的信号灯，并确定本车所在车道对应的信号灯相位信息，所述相位信息至少包括距离下一红灯的时间；预警处理单元，用于根据本车到停止线的距离以及本车当前的速度，计算得到车辆到停止线的时间，结合当前车道对应的信号灯相位信息，确定是否存在闯黄灯或闯红灯的风险，并进行预警提示处理。10.一种计算机可读存储介质，其内存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种闯红灯预警方法，包括：基于定位系统和CAN信号获取本车的位置和运动状态信息；基于本车定位信息对MAP消息集进行筛选，去除冗余数据；基于MAP消息集获取车辆在地图中的具体位置信息，并进行停止线位置的检测；根据车辆在地图中的位置筛选SPAT消息集，去除冗余数据，并进一步筛选相应的信号灯相位信息；根据获取的信号灯相位信息进行决策，以判断是否存在闯红灯的风险并进行提示。本发明还公开了相应的系统及存储介质。实施本发明，可以在各种天气下基于V2X车联网技术进行闯红灯预警系统，提高了闯红灯判断的准确性，提高了交叉路口行车的安全性。了交叉路口行车的安全性。了交叉路口行车的安全性。


技术研发人员：祁玉晓 何俏君 蔡璐珑 王振男 李梓龙
受保护的技术使用者：广州汽车集团股份有限公司
技术研发日：2021.12.14
技术公布日：2023/6/16