CN105438183A - 一种驾驶员激进驾驶状态的识别装置及方法 - Google Patents

一种驾驶员激进驾驶状态的识别装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于驾驶员激进驾驶状态的识别装置和方法。本发明的识别装置包括数据采集单元、处理单元、语音提示单元;数据采集单元分别采集目标车行驶的车道图像、速度以及目标车与前后车的车距,并将采集的目标车信息传送给处理单元,得到目标车的车道偏移量、速度和前后车的车速;另外,处理单元通过处理后的信息计算出驾驶员的横向与纵向上的激进驾驶程度;当两者的激进程度大于某个阀值时,则目标车处于激进驾驶状态,通过语音提示单元给驾驶员提供预警信息。

Description

-种驾驶员激进驾驶状态的识别装置及方法
技术领域
[0001] 本发明设及驾驶行为识别技术领域,特别设及一种驾驶员激进行驶状态的识别装 置及方法。
背景技术
[0002] 随着汽车数量的迅猛增加和道路的飞速发展,我国正面临着十分严峻的交通安全 问题,其中由于驾驶员的激进驾驶引起的事故比重越来越大,尤其是高速公路上的激进驾 驶所引发的连环交通事故造成重大人员伤亡与财产损失。对于驾驶员激进驾驶状态的检测 主要侧重于对驾驶员身体特征的检测,如脉搏次数、屯、率、眼睛巧动等。
[0003] 公开号为CN1830389的中国专利申请200610012623.6公开了 一种"疲劳驾驶状态 监控装置及方法"(发明人:何国红,李晓明,李埃荣,梁富明;申请人:太原理工大学),该发 明的装置由图像采集和转换系统、图像处理系统、疲劳状态识别系统、提示和报警W及制动 系统构成;其方法是利用红外光源光线和摄像机光轴成一定的角度,采集到的驾驶员的面 部图像信号由数字信号处理器的图像处理程序进行处理,得到眼睛图像,同时利用Kalman 滤波器及Mean化ift算法实现眼睛跟踪,采用模板匹配的方法,W相似度衡量相似程度来识 另喔睛状态,根据眼睛的状态计算出巧眼持续时间、眩眼频率、PERCLOS值,来判断驾驶员的 疲劳程度。机动车在行驶过程中,该装置实施监控。
[0004]目前,运些检测技术还不够成熟,主要存在W下缺点:
[0005]检测内容比较多,包括酒后驾驶、超速驾驶、疲劳驾驶等,运就要求更多的检测设 备,增加了成本;忽略了车载设备资源的利用,造成车载设备利用率不高,例如车载雷达传 感器、行驶记录仪等。
发明内容
[0006]为了克服上述现有技术的不足,本发明提供了一种驾驶员激进驾驶状态的识别装 置和方法。
[0007]本发明的技术方案为:
[000引一种驾驶员激进驾驶状态的识别装置,包括数据采集单元、处理单元、语音提示单 元;所述数据采集单元包括CO)摄像头、车载CAN总线、毫米波雷达;所述处理单元的包括图 像处理模块、存储模块、数据处理模块;
[0009] 所述CO)摄像头采集目标车行驶的车道图像,传送给所述图像处理模块;所述存储 模块存储通过所述图像处理模块获取的车道中屯、线位置;所述数据处理模块读取所述存储 模块存储的车道中屯、线位置,结合目标车的位置,得出车道偏移量Sy;
[0010] 所述车载CAN总线通过目标车上的OBDII数据接口进行读取,所述存储模块与 0抓II数据接口相连,读取目标车的车载CAN总线的速度信号V。,并存储在所述存储模块中;
[0011] 所述毫米波雷达安装在目标车的前端和后端,分别用于获取目标车与前后车的车 距,并将采集的车距信息存储在所述存储模块;所述数据处理模块读取所述存储模块存储 的目标车与前后车的车距Sf、Sb,处理后获取前后车的车速Vf、化;
[0012] 所述语音提示单元与所述数据处理模块相连,当目标车辆处于激进驾驶状态时, 所述语音提示单元向驾驶员提供预警信息。
[0013] 进一步,所述语音提示单元采用ISD1730语音忍片。
[0014] 本发明的一种驾驶员激进驾驶状态的识别方法,包括W下步骤:
[0015] 步骤1,处理单元初始化,数据采集单元中的CO)摄像头、车载CAN总线、毫米波雷达 分别采集60s目标车行驶的车道图像、速度、与前后车的车距;并将获取的目标车信息传送 给处理单元;
[0016] 步骤2,通过处理单元获取目标车的车道偏移量Sy、速度V。、与前后车的车距Sf、Sb 及前后车的车速Vf、化;
[0017] 步骤3,处理单元中的数据处理模块根据获取的目标车与前后车的车距Sf、Sb与阀 值Sd的大小关系判别目标车行驶的车道环境;
[001引步骤4,将步骤2中获取的目标车车道偏移量Sy与阀值Sc比较,若车道偏移量Sy大于 阀值8。时,目标车即处于车道偏离状态;通过目标车处于车道偏离状态所行驶的距离之和 与目标车所行驶的车道中屯、线的长度的比值n表示驾驶员横向驾驶的激进程度;当横向驾 驶的激进程度n大于阀值n。时,该目标车处于激进驾驶状态,语音提示,向驾驶员提供预警 f目息;
[0019] 步骤5,若横向驾驶的激进程度Tl不大于阀值n。时,将步骤2中获取的目标车速度V。 与道路的最高限速Vu和最低限速Vd比较,若目标车速度V。大于最高限速Vu或小于最低限速Vd 时,该目标车处于激进驾驶状态,语音提示,向驾驶员提供预警信息;
[0020] 步骤6,若目标车速度V。小于最高限速Vu、大于最低限速Vd时,将目标车速度V。与步 骤2中获取的前后车的车速Vf、化比较,目标车速度V。大于前车速度或者小于后车速度时,目 标车即处于异常行驶状态;目标车异常行驶的时间段之和与总时间段的比值0表示驾驶员 纵向驾驶的激进程度;若纵向驾驶的激进程度〇大于阀值0。时,该目标车处于激进驾驶状 态,语音提示,向驾驶员提供预警信息;
[0021] 步骤7,若纵向驾驶的激进程度0不大于阀值Oc时,该目标车处于正常驾驶状态。
[0022] 进一步,所述步骤2中阀值Sd的取值为:在城市道路交通环境中,目标车与前后车 的车距阀值Sd为35米;在高速道路交通环境中,目标车与前后车的车距阀值Sd为139米。
[0023] 进一步,所述步骤3中目标车行驶的车道环境分别是:前方有车辆,后方无车辆;前 方无车辆,后方有车辆;前、后方均有车辆;前、后方均无车辆。
[0024] 进一步,所述步骤4中阀值Sc取车道线宽度L的15%,其计算公式为:Sc=O. 15L。
[0025] 进一步,所述步骤4中驾驶员横向驾驶的激进程度n的计算公式为:
Figure CN105438183AD00051
其中^、L2..丄k为60s内目标车处于车道偏离状态时所行驶的纵向距 离,Lm为目标车所行驶的车道中屯、线的长度。
[0026] 进一步,所述步骤5中道路的最高限速Vu和最低限速Vd的取值为:在城市道路交通 环境中,Vu取60km/h,Vd取OkmA;在高速公路交通环境中,Vu取120km/h,Vd取80km/h。
[0027] 进一步,所述步骤6中驾驶员纵向驾驶的激进程度0的计算公式为:
Figure CN105438183AD00061
,其中Tl,T2,…,化为目标车异常行驶的时间段,Tm为样本时间长度 60s。
[002引本发明的有益效果为:
[0029] 1、本发明通过分析目标车横向与纵向的行驶数据实现对目标车激进状态的判断。 其中,横向参数选择车道偏移量,纵向参数选择目标车与前后车的速度,通过本发明计算出 目标车横向与纵向的激进驾驶程度,从而能够更合理的判断目标车驾驶员的激进状态。
[0030] 2、引起驾驶员激进驾驶的原因很多,对驾驶员进行检测预警需要对引起驾驶员激 进驾驶的原因进行检测,运不利于设备资源利用率的提高;本发明通过分析目标车的行驶 数据可W有效地识别出由于不同原因引起的激进驾驶的车辆,避免了设备资源的浪费;另 夕h本发明设及到的装置成本较低,具有较好的市场推广价值。
附图说明
[0031] 图1是本发明驾驶员激进驾驶状态识别装置图;
[0032] 图2是本发明驾驶员激进驾驶状态识别方法流程图;
[0033] 图3是本发明目标车处于车道偏离状态示意图;
[0034] 图4是本发明的目标车处于车道偏离状态所行驶的纵向距离路段图;
[0035] 图5是本发明目标车辆及其前、后车在60s内的速度曲线图。
具体实施方式
[0036] 下面结合附图和具体实施方式,对本发明的驾驶员激进驾驶状态的识别装置及方 法作进一步详细说明。
[0037]如图1所示驾驶员激进驾驶状态识别装置图,包括数据采集单元、处理单元、语音 提示单元;数据采集单元包括CO)摄像头、车载CAN总线、毫米波雷达;处理单元的包括图像 处理模块、存储模块、数据处理模块;语音提示单元采用ISD1730语音忍片。
[0038] 所述CO)摄像头采集目标车行驶的车道图像,传送给所述图像处理模块;所述图像 处理模块经过预处理、边界检测、霍夫转换、特征提取步骤提取出车道中屯、线位置,并存储 于所述存储模块中;所述数据处理模块读取所述存储模块存储的车道中屯、线位置,结合目 标车的位置,得出车道偏移量Sy;
[0039] 所述车载CAN总线通过车上的OBDII数据接口进行读取,存储模块与OBDII数据接 口相连,读取目标车的车载CAN总线的速度信号V。,并存储在存储模块中;
[0040] 所述毫米波雷达安装在目标车的前端和后端,分别用于获取目标车与前后车的车 距,并将采集的车距信息存储在所述存储模块;所述数据处理模块读取所述存储模块存储 的目标车与前后车的车距Sf、Sb,处理后获取前后车的车速Vf、化;
[0041 ]所述语音提示单元与所述数据处理模块相连,当目标车辆处于激进驾驶状态时, 所述语音提示单元向驾驶员提供预警信息。
[0042] 如图2所示驾驶员激进驾驶状态识别方法,包括W下步骤:
[0043] 步骤1,处理单元初始化,数据采集单元中的CO)摄像头、车载CAN总线、毫米波雷达 分别采集60s目标车行驶的车道中屯、线图像、速度、与前后车的车距;并将获取的目标车信 息传送给处理单元;
[0044] 步骤2,通过处理单元获取目标车的车道偏移量Sy、速度V。、与前后车的车距Sf、Sb 及前后车的车速Vf、化;
[0045] 步骤3,处理单元中的数据处理模块根据获取的目标车与前后车的车距Sf、Sb与阀 值Sd的大小关系判别目标车行驶的车道环境;阀值Sd由安全距离公式
Figure CN105438183AD00071
计算得到;在城市道路交通环境中,目标车与前后车的车距阀值Sd为35米;在高速道路交通 环境中,目标车与前后车的车距阀值Sd为139米;根据道路阀值Sd将目标车行驶的车道环境 分为前方有车辆,后方无车辆;前方无车辆,后方有车辆;前、后方均有车辆;前、后方均无车 辆巧巾情况;
[0046] 步骤4,将步骤2中获取的目标车车道偏移量Sy与阀值5。比较,若车道偏移量Sy大于 阀值8。时,目标车即处于车道偏离状态,如图3所示为目标车处于车道偏移状态示意图;阀 值Sc取车道线宽度L的15%,其计算公式为:Sc= 0.15L,本发明中车道线宽度L取3.6m;当目 标车处于车道偏离状态时,通过目标车处于车道偏离状态所行驶的距离之和与目标车所行 驶的车道中屯、线的长度的比值n表示驾驶员横向驾驶的激进程度;
[0047] 驾驶员横向驾驶的激进程度n的计算公式为:
Figure CN105438183AD00072
[004引式中b、L2..丄k为60s目标车处于车道偏离状态所行驶的纵向距离,Lm为目标车所 行驶的车道中屯、线的长度;图4所示为本发明的目标车处于车道偏离状态所行驶的纵向距 离路段图。
[0049] 当横向驾驶的激进程度Tl大于阀值n。时,该目标车处于激进驾驶状态,语音提示, 向驾驶员提供预警信息;否则进入下一步;
[0050] 步骤5,将步骤2中获取的目标车速度V。与道路的最高限速Vu和最低限速Vd比较;在 城市道路交通环境中,Vu取60km/h,Vd取OkmA;在高速公路交通环境中,Vu取120km/h,Vd取 80km/h;若目标车速度V。大于最高限速Vu或小于最低限速Vd时,该目标车处于激进驾驶状 态,语音提示,向驾驶员提供预警信息;否则进入下一步;
[0051] 步骤6,将步骤2中目标车速度V。与获取的前后车的车速Vf、Vb比较,目标车速度V。 大于前车速度Vf或者小于后车速度化时,目标车即处于异常行驶状态;目标车异常行驶的时 间段之和与总时间段的比值O表示驾驶员纵向驾驶的激进程度;
[0化2]驶员纵向驾驶的激进程度O的计算公式为:
Figure CN105438183AD00073
[0053] 式中Tl,T2,…,化为目标车异常行驶的时间段,Tm为样本时间长度60s,如图5所示;
[0054] 若纵向驾驶的激进程度〇大于阀值0。时,该目标车处于激进驾驶状态,语音提示, 向驾驶员提供预警信息;否则进入下一步;
[0055] 步骤7,若纵向驾驶的激进程度O不大于阀值Oc时,判定目标车处于正常驾驶状态。
[0056]W上对本发明所提供的一种驾驶员激进驾驶状态的识别装置和方法进行了详细 介绍,本文应用了具体个例对本发明的原理和实施方式进行了阐述,所要说明的是,W上所 述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用W限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所 作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1. 一种驾驶员激进驾驶状态的识别装置,其特征在于,包括数据采集单元、处理单元、 语音提示单元; 所述数据采集单元包括C⑶摄像头、车载CAN总线、毫米波雷达; 所述处理单元的包括图像处理模块、存储模块、数据处理模块; 所述CCD摄像头采集目标车行驶的车道图像,传送给所述图像处理模块;所述存储模块 存储通过所述图像处理模块获取的车道中心线位置;所述数据处理模块读取所述存储模块 存储的车道中心线位置,结合目标车的位置,得出车道偏移量S y; 所述车载CAN总线通过目标车上的OBDII数据接口进行读取,所述存储模块与OBDII数 据接口相连,读取目标车的车载CAN总线的速度信号V。,并存储在所述存储模块中; 所述毫米波雷达安装在目标车的前端和后端,分别用于获取目标车与前后车的车距, 并将采集的车距信息存储在所述存储模块;所述数据处理模块读取所述存储模块存储的目 标车与前后车的车距Sf、Sb,处理后获取前后车的车速Vf、V b; 所述语音提示单元与所述数据处理模块相连,当目标车辆处于激进驾驶状态时,所述 语音提示单元向驾驶员提供预警信息。
2. 如权利要求1所述的一种驾驶员激进驾驶状态的识别装置,其特征在于:所述语音提 示单元采用ISD1730语音芯片。
3. -种驾驶员激进驾驶状态的识别方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1,处理单元初始化,数据采集单元中的CCD摄像头、车载CAN总线、毫米波雷达分别 采集60s目标车行驶的车道图像、速度、与前后车的车距;并将获取的目标车信息传送给处 理单元; 步骤2,通过处理单元获取目标车的车道偏移量δγ、速度V。、与前后车的车距Sf、Sb及前后 车的车速Vf、Vb; 步骤3,处理单元中的数据处理模块根据获取的目标车与前后车的车距Sf、Sb与阀值Sd 的大小关系判别目标车行驶的车道环境; 步骤4,将步骤2中获取的目标车车道偏移量δγ与阀值δ。比较,若车道偏移量67大于阀值 S。时,目标车即处于车道偏离状态;通过目标车处于车道偏离状态所行驶的距离之和与目 标车所行驶的车道中心线的长度的比值η表示驾驶员横向驾驶的激进程度;当横向驾驶的 激进程度η大于阀值η。时,该目标车处于激进驾驶状态,语音提示,向驾驶员提供预警信息; 步骤5,若横向驾驶的激进程度II不大于阀值II。时,将步骤2中获取的目标车速度V。与道 路的最高限速vu和最低限速Vd比较,若目标车速度V。大于最高限速Vu或小于最低限速Vd时, 该目标车处于激进驾驶状态,语音提示,向驾驶员提供预警信息; 步骤6,若目标车速度V。小于最高限速Vu、大于最低限速Vd时,将目标车速度V。与步骤2中 获取的前后车的车速Vf、Vb比较,目标车速度V。大于前车速度或者小于后车速度时,目标车 即处于异常行驶状态;目标车异常行驶的时间段之和与总时间段的比值σ表示驾驶员纵向 驾驶的激进程度;若纵向驾驶的激进程度σ大于阀值〇。时,该目标车处于激进驾驶状态,语 音提示,向驾驶员提供预警信息; 步骤7,若纵向驾驶的激进程度σ不大于阀值〇。时,该目标车处于正常驾驶状态。
4. 如权利要求3所述的一种驾驶员激进驾驶状态的识别方法,其特征在于:所述步骤2 中阀值Sd的取值为:在城市道路交通环境中,目标车与前后车的车距阀值Sd为35米;在高速 道路交通环境中,目标车与前后车的车距阀值Sd为139米。
5. 如权利要求3所述的一种驾驶员激进驾驶状态的识别方法,其特征在于:所述步骤3 中目标车行驶的车道环境分别是:前方有车辆,后方无车辆;前方无车辆,后方有车辆;前、 后方均有车辆;前、后方均无车辆。
6. 如权利要求3所述的一种驾驶员激进驾驶状态的识别方法,其特征在于:所述步骤4 中阀值心取车道线宽度L的15%,其计算公式为3。= 〇. 15L。
7. 如权利要求3所述的一种驾驶员激进驾驶状态的识别方法,其特征在于:所述步骤4 中驾驶员横向驾驶的激进程度η的计算公式为:
Figure CN105438183AC00031
其中L^Ls. . .Lk为60s 内目标车处于车道偏离状态时所行驶的纵向距离,Lm为目标车所行驶的车道中心线的长 度。
8. 如权利要求3所述的一种驾驶员激进驾驶状态的识别方法,其特征在于:所述步骤5 中道路的最高限速Vu和最低限速Vd的取值为:在城市道路交通环境中,V u取60km/h,Vd取 Okm/h;在高速公路交通环境中,Vu取120km/h,Vd取80km/h。
9. 如权利要求3所述的一种驾驶员激进驾驶状态的识别方法,其特征在于:所述步骤6 中驾驶员纵向驾驶的激进程度σ的计算公式为:
Figure CN105438183AC00032
其中T^Ts,···,!!为 目标车异常行驶的时间段,!^为样本时间长度60s。
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