基于C-V2X(闯红灯抓拍系统)的闯红灯预警方法及流程

通过车辆的航向角信息、车辆的经纬度信息和目标点的经纬度信息可以判断红绿灯和车辆的关系。经过计算和处理，可以得到目标点和车辆的相对位置。

首先简单说明一下红灯预警算法的流程图，分为七个步骤如下图所示:

背景技术:

该算法主要基于V2X通信技术。在道路交通中，车辆之间以及车辆和路边设备之间通过这种技术交换信息。通过自身的高精度定位信息和自身的相关算法，解决前方高围栏车辆遮挡红绿灯、车速过快或过慢导致闯红灯等问题。这项技术可以有效减少车辆闯红灯的发生率，从而更好地优化交通环境。

技术实现要素:

获取主车辆的相关信息，包括经纬度信息、航向角信息、速度信息等。判断主车辆周围是否有有效的路边单元；如果有有效的路边单元，则需要检查是否有有效的SPAT消息；根据SPAT消息的内容，通过地图信息判断信号灯和主车的位置；获取主车辆所在车道的信息，获取该车道对应的相位ID，从而在SPAT消息中找到该相位的灯光颜色和倒计时的信息，最终判断是否满足预警条件并报警。其中，信号灯与车辆的关系可以通过车辆的航向角信息、车辆的经纬度信息和目标点的经纬度信息来判断，经过计算和处理可以得到目标点与车辆的相对位置。

接下来说说如何获取车辆对应的相位ID，如下图所示:

图1地图地图配置

首先要确定主车的位置，这是相对于节点ID而言的。我们首先要确定主车在哪两个节点之间。目前可以推荐“判断点是否在矩形内”的方法，如下图所示:

图2交叉乘法的示例图

我们把每一个路段看成一个多边形，然后用十字乘法的方法判断主车P是否在这个路段。计算方法为| p1p2 | x | p1p | > = 0 & | p3p4 | x | p3p | > = 0，可以判断点P在p1p 2和p3p 4之间。同样，可以用这种方法确定P在P1P4和P2P3之间，则|p1 p2| X |p1 p|的计算公式为:

(x2-x1)X(y0-y1)-(x0-x1)X(y2-y1).

根据上面的方法，我们可以确定哪两个节点在主车辆之间，然后根据这两个节点与主车辆的位置关系和主车辆的航向角，我们可以确定这两个节点中哪个是上游节点，哪个是下游节点。比如我们可以确定主车辆在图1中的Node1和Node2之间，同时我们可以确定主车辆的行驶方向是Node1，那么我们就可以确认主车辆的下游节点是Node 1，上游节点是Node2，就可以确定我们的位置。同样，我们可以把每条车道看成一个长方形，用十字乘法来确定主车在哪个车道。确定车道所在的车道后，就可以根据地图配置找到与该车道相连的下游车道的编号和相位ID，从而获得该相位ID的光色和光色倒计时。

获得相位ID的光色和光色倒计时后，就可以判断主车辆是否有闯红灯的危险。首先需要计算车辆到路口的直线距离d0，这个不用多说。那么我们就可以获得主车辆的速度v0，然后根据距离和速度计算出我们想要的时间:

T0 = d0/v0。有了这些数据，我们就可以开始判断是否存在闯红灯的危险。

当主车所在车道获得的相位灯颜色为红灯且红灯倒计时时，如下图所示:

图3闯红灯示意图

当前灯色为红色，绿灯倒计时时间为27s，主车速度为54km/h，即15m/s，距离为75m。如果主车辆以当前速度行驶，预计5S后到达路口，由于红灯倒计时时间为27s，将触发算法，通过HMI提示主车辆驾驶员闯红灯预警。

当主车所在车道获得的相位灯颜色为绿色且绿灯倒计时时(黄灯与绿灯相同)，如下图所示:

图4闯红灯示意图

当前灯色为绿色，绿灯倒计时时间为7s，主车速度为18km/h，即5m/s，距离为65m。如果主车以当前速度行驶，预计13s后到达路口，因为绿灯倒计时7s，即使加上黄灯倒计时3s，主车到达路口时灯色已经变成红色，所以会触发算法，通过HMI提示主车司机闯红灯预警。

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