V2X（V2V/V2I/V2P）指车间通信技术，是合作式智能交通系统（Cooperative Intelligent Transportation Systems, CITS）的基础通信设备，包括车载单元（OBU）、路边单元（RSU）和行人设备。通过人、车以及道路信息交互，实现车辆与车辆之间（V2V）、车辆和基础设施之间（V2I）、车辆与人之间（V2P）的通信，构成智能交通系统。研究表明，V2X的应用可以有效降低交通事故，提高交通效率，是拯救生命的巨大技术进步。车间通信技术的成功应用将延伸扩展自动驾驶技术的有效范围和功能。

美国、日本和欧洲在V2X上最先开始研究，先后出台了V2X发展规划，出台相关通信标准，建立V2X示范区，积极测试部署V2X应用。中国于2016年10月发布了中国智能网联汽车技术发展路线图，为远期实现V2X协同控制，具备高度自动驾驶功能的智能化技术布局。现阶段，利用V2X已经实现车辆间通信距离大于300 m，车速范围0~130 km/h，数据更新频率小于10 Hz，系统延迟小于100 ms，定位精度小于1.5 m的技术标准。并且利用V2X技术，已经完成诸多应用场景实际测试，比如：前向碰撞预警、交叉路口碰撞预警、左转辅助、盲区预警以及变道预警等。

V2X是如何实现碰撞预警的？本文从碰撞工作原理、碰撞预警逻辑、碰撞预警算法以及实车测试四个方面进行全面分析与论证。

前向碰撞预警实施方案

1、前向碰撞工作原理

图1 主车（ HV）与远车（ RV）位置关系

主车（ HV）行驶过程中，实时计算与任意一辆远车（ RV）之间的距离并显示，若与RV存在碰撞危险时，该功能需要对主车（ HV）驾驶人进行预警。触发预警时主车（ HV）和远车（ RV）位置关系如图1所示。

2、前向碰撞预警逻辑

首先，分析接收到的远车(RV)消息,实时计算HV与RV之间的距离。然后，TC模块进一步筛选出位于“Ahead In-Lane” 区域的远车(RV)；TA模块计算每一个潜在威胁车辆碰撞时间（ TTC： Time-To-Collision） 或防撞距离（ Collision Avoidance Range） 及DDC筛选出与主车（ HV） 存在碰撞危险的威胁车辆。若有多个威胁车辆， 则筛选出最紧急的威胁车辆。系统通过HMI对主车（ HV） 驾驶人进行相应的碰撞预警。

3、前向碰撞预警算法

图2 制动过程图

考虑驾驶人反应时间、制动协调时间及减速度增长时间，车辆制动过程如图2所示。
vs、vf分别为HV及RV车速，T为驾驶人反应时间，t1为制动协调时间，t2为减速度增加时间，根据汽车制动动力学可以推导出最小安全距离模型如下：

4、前向碰撞实车测试

1）系统测试过程。

系统测试的过程主要分为制订系统测试计划、设计系统测试、实施系统测试、运行系统测试以及评测测试结果五个阶段。

2） 测试手段。

a.室外开车实地测试；

b.使用录制的GPSLOG进行模拟测试。

3） 测试用例（见表）。

4）测试结果。

图3 前向碰撞实车测试测试效果

根据实车测试，最终验证预警逻辑与算法可以满足逻辑要求。具体测试效果见图3。

总结

基于V2X技术的场景设计及测试应用在各大主机厂都在尝试，基于前向碰撞预警这一典型场景阐述了其可行性，后期将进行其他应用场景的拓展，为网联化汽车量产做准备。