随着汽车保有量的不断增加,降低交通事故率愈发成为各国亟待解决的重要问题。道路交叉口更是交通事故的高发地,为了提高交叉口的安全性与通行效率,国内外学者对此做了大量研究。本文针对传统摄像头、雷达等传感器受限的非视距场景,利用V2X车联网技术获得车辆相关信息,以交叉口车辆安全通行为研究对象,主要工作内容如下:(1)介绍交叉口车辆碰撞预警所需的关键技术。介绍了欧标与国标的通讯协议标准的不同之处,提出碰撞预警所需的车辆信息;建立车辆的运动学模型,并逐步简化模型,然后将其与拓展卡尔曼滤波结合来提高车辆的位姿估计精度,以提高碰撞预警的精度;最后利用联合仿真验证了拓展卡尔曼滤波提高车辆位姿估计精度的有效性。(2)分析交叉口碰撞事故的产生机理及演进过程;然后提出交叉口车辆碰撞预警算法,并介绍其功能及工作原理;然后对交叉口冲突进行分类。基于不同车辆相对位置及行驶意图,设计过滤器来减少无用运算、提高效率,并对过滤器进行验证;对比不同的车辆碰撞判断模型,并以此提出碰撞时间TTC的计算方法;分析车辆的制动过程,提出分级碰撞预警的思想,根据碰撞时间来对驾驶员进行不同强度和等级的预警,并建立Simulink求解模型。(3)对车辆碰撞的原因-车辆冲突进行理论分析,指出车辆冲突的原因是车辆对特定冲突区域的争夺。提出在车辆碰撞预警工作之前,车辆可以进行加速、减速、制动等多种方式来避免发生冲突,进而避免发生碰撞;提出利用车辆的矢量运动关系计算期望车速的方法,并针对成员的舒适性对期望车速进行了限制;根据期望速度的计算策略搭建了Simulink模型,为后续研究奠定了基础。(4)介绍仿真测试的评价方法,指出仿真测试是开发流程中不可缺少的步骤,具有可复现及可执行性等特点;其次介绍基于ISO 26262的标准化场景搭建流程;接着介绍仿真实验平台Pre Scan软件;然后依据交叉口事故数据,建立三个典型的测试场景。其次建立车辆模型、V2X传感器模型并对仿真系统进行了集成;通过三个典型场景对本文提出的碰撞预警算法和冲突消解算法进行了验证,通过分析仿真结果,验证了碰撞预警策略和冲突消解策略的有效性,为交叉口车辆合作通行奠定了基础。