论-基于IEEE 802.11p1609的车辆防追尾碰撞终端系统设计与实现

基于I E E E８０２．１１p /１６０９的车辆防追尾

碰撞终端系统设计与实现?

徐淑雨１一卢红洋２?一成一健２(１．交通运输部公路科学研究院一北京１０００８８;２．中国交通通信信息中心一北京１０００１１

)摘一要一车辆追尾碰撞是道路交通最主要的事故形态,车辆防追尾碰撞技术受到国内外学者的广泛

关注.文中基于I E E E８０２．１１p /１６０９标准设计了车辆防追尾碰撞终端系统.系统由F r e e s c a l e 硬件平台与嵌入式L i n u x 软件平台构成,采用全球定位系统技术实时获取车辆位置等信息,通过WA V E 技

术使车辆间形成高速双向交互式通信,实现车辆防追尾碰撞实时预警.通过系统通信性能测试和防

追尾碰撞预警测试.通信性能测试结果表明,所设计终端系统能够较好实现高效二可靠通信,在静态

和动态条件下,车辆采用B P S K 调制方式时丢包率不高于１０％,可很好的满足车辆安全可靠性需求;而防追尾碰撞预警测试结果表明,该终端系统能比较真实地反映实际的驾车情形,及时给出预警,预

警准确率高达９７％,

具有较好的可用性.关键词一交通安全;车辆防追尾碰撞;终端系统设计;I E E E８０２．１１p

/１６０９标准;车间通信;F r e e s c a l e 硬件平台中图分类号:T P ３１５一一文献标志码:A一一d o i :１０．３９６３/j

．i s s n１６７４Ｇ４８６１．２０１５．０４．０２０D e s i g na n d I m p l e m e n t a t i o no f t h eV e h i c l eR e a r ＧE n dC o l l i s i o n A v o i d a n c eT e r m i n a l S y

s t e mB a s e d o n I E E E８０２．１１p /１６０９X US h u y u １一L U H o n g y a n g ２一C H E N GJ i a n ２(１．R e s e a r c hI n s t i t u t e o f H i g h w a y M i n i s t r y o f T r a n s p o r t ,B e i j i n g １０００８８,C h i n a ;２．C h i n aT r a n s p o r tT e l e c o mm u n i c a t i o n s&I n f o r m a t i o nC e n t e r ,B e i j i n g １

０００１１,C h i n a )A b s t r a c t :R e a r Ｇe n d c o l l i s i o n i s o n e o f t h em a i n t y p e s o f t r a f f i c c o l l i s i o n so n t h e r o a d ．T h e r e f o r e ,r e a r Ｇe n dc o l l i s i o n a v o i d a n c e t e c h n o l o g y h a s a t t r a c t e de x t e n s i v e a t t e n t i o no f n u m e r o u s r e s e a r c h e r s a r o u n d t h ew o r l d ．T h i s p a p e r p r o p o s e sa r e a r Ｇe n d c o l l i s i o na v o i d a n c e s y s t e mb a s e do n t h e I E E E８０２．１１p /１６０９p r o t o c o l s ．T h e s y

s t e mc o n s i s t s o f aF r e e s c a l e h a r d Ｇw a r e p l a t f o r ma n da s o f t w a r e p l a t f o r mb a s e do n a n e m b e d d e dL i n u xO S ．R e a l Ｇt i m e l o c a t i o n i n f o r m a t i o no f e a c hv e h i c l e i s o b t a i n e db y G l o b a l P o s i t i o n i n g S y s t e m (G P S )．A w i r e l e s s a c c e s s i nv e h i c u l a r e n v i r o n m e n t s (WA V E )i s u s e d t o p r o v i d e a h i g h Ｇs p e e da n d t w o Ｇw a y i n t e r a c t i v ec o mm u n i c a t i o nb e t w e e nv e h i c l e s f o r r e a l Ｇt i m er e a r Ｇe n dc o l l i s i o n w a r n i n g s ．T h e p e r Ｇf o r m a n c e o f t h e s y s t e mi s t e s t e d ．T e s t r e s u l t s s h o wt h a t t h e p r o p o s e d s y s t e mc a n p r o v i d e h i g h e f f i c i e n t a n d r e l i a b l e c o m Ｇm u n i c a t i o n s b e t w e e n v e h i c l e s ．T h e p a c k e t l o s s r a t e i s l e s s t h a n １０％w i t hB i n a r y P h a s e S h i f tK e y i n g (

B P S K )u n d e r e i t h e r s t a t i c o r d y n a m i c v e h i c l e o p e r a t i n g s t a t e ．A n d t h e r e s u l t s s h o wt h a t t h e s y s t e md e v e l o p e dc a ne f f e c t i v e l y c a p t u r e t h ed i f Ｇf e r e n t d r i v i n g b e h a v i o r s a n d p r o v i d ew a r n i n g s i na r e a l t i m ew i t hah i g ha c c u r a c y o f ９７％．T h e s t u d y r e s u l t s i n d i c a t e t h a t t h e p r o p o s e d s y s t e mi s e f f e c t i v e f o r f i e l d i m p

l e m e n t a t i o n ．K e y w

o r d s :t r a f f i c s a f e t y ;r e a r Ｇe n d c o l l i s i o n a v o i d a n c e ;s y s t e md e s i g n ;I E E E８０２．１１p /１６０９s t a n d a r d s ;i n t e r Ｇv e h i Ｇc l e c o mm u n i c a t i o n ;F r e e s c a l eh a r d w a r e p l a t f o r m 收稿日期:２０１４Ｇ０７Ｇ１６一一修回日期:２０１５Ｇ０５Ｇ２６

一?国家８６３计划项目(批准号:２０１４A A １２３１０３)资助第一作者简介:徐淑雨(１９８２－),硕士,工程师．研究方向:交通运输信息化．E Ｇm a i l :s y ．x u ＠r i o h ．c n 一?通信作者:卢红洋(１９８６－),硕士,工程师．研究方向:卫星导航二主动安全．E Ｇm a i l :l u h o n g y a n g ＠c t t i c ．c n ７

２１基于I E E E８０２．１１p /１６０９的车辆防追尾碰撞终端系统设计与实现 徐淑雨一卢红洋一成一健

0一引一言

随着生活水平的不断提高,汽车成为人们日常出行的主要交通工具之一,我国２０１３年汽车保有量已达到１．３７亿辆[１].汽车给人类社会带来便利的同时也带来了诸多问题,尤其以交通安全问题最为严重,这也是困扰当今交通领域的三大难题之一.根据世界健康组织的预测,到２０２０年,交通事故伤害在数量上将上升６５％,成为造成人类伤残的第三大因素,造成的经济损失占到全球G D P的１％~２％[２].而在交通事故中,车辆追尾碰撞是比较常见的,是公路上最主要的事故形态.通过对交通事故的分析表明,８０％以上的车祸是由于驾驶员没有及时做出反应所造成的,超过６５％的车辆间相撞属于追尾碰撞[３].

为降低追尾碰撞造成的影响,世界各国展开了对车辆追尾碰撞预警系统的研究,已经有了许多的成果,如基于环境感知的各类追尾碰撞预警系统,包括雷达系统[４]二红外系统[５]二基于环境感知与机电控制相结合的系统[６]等.同时,作为预警系统的关键技术之一,以追尾和安全距离数学模型为基础的预警算法也不断涌现,如基于安全车距[７Ｇ８]或碰撞时间[９]的预警算法等.然而通过环境感知方法所获取的车辆信息噪声较大,易受环境影响,难以有效区分干扰目标,而且无法获取车辆间相对加速度信息,使其应用受到限制.

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