CN110992710A - 弯道测速预警方法、装置、控制设备及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的弯道测速预警方法、装置、控制设备及可读存储介质，通过获取拍摄的包括目标车辆在内的两帧图像，并确定两帧图像中所述目标车辆的像素距离；根据弯道曲率和所述像素距离计算目标车辆的实际像素距离；根据所述实际像素距离计算与目标车辆的实际距离，并计算与目标车辆的相对速度；根据所述相对速度预测与目标车辆的碰撞时间以确定是否发出预警信号；即本发明示例利用弯道曲率对采集的两帧图像的目标车辆的像素距离进行补偿，从而实现了精确计算本车与目标车辆的相对速度，进而准确预测碰撞时间以确定是否发出预警信号，提高车辆弯道行驶的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及车辆交通领域，尤其涉及一种弯道测速预警方法、装置、控制设备及可读存储介质。
背景技术
随着机动车辆的日益增多，因车辆超速行驶引起的车辆碰撞事故也越来越多。
现有的车辆测速系统能准确测量出行驶在直行道路上的本车与目标车辆的距离，进而获得本车与目标车辆的相对速度，但现有的车辆测速系统并没有考虑到当目标车辆处于弯道行驶时，所测出距离不准确，进而导致获得的车速不准确，有可能出现撞车事故。
因此，亟需一种新的弯道测速预警方法，以提高弯道测速的准确性并及时预警。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种弯道测速预警方法、装置、控制设备及可读存储介质。
第一方面，本发明提供了一种弯道测速预警方法，包括：
获取拍摄的包括目标车辆在内的两帧图像，并确定两帧图像中所述目标车辆的像素距离；
根据弯道曲率和所述像素距离计算目标车辆的实际像素距离；
根据所述实际像素距离计算与目标车辆的实际距离，并计算与目标车辆的相对速度；
根据所述相对速度预测与目标车辆的碰撞时间以确定是否发出预警信号。
在其他可选的实施方式中，所述根据弯道曲率和所述像素距离计算目标车辆的实际像素距离，包括：
根据弯道曲率和像素距离确定所述像素距离对应的弧度；
根据弯道曲率和所述弧度计算出目标车辆的实际像素距离。
在其他可选的实施方式中，所述获取拍摄的包括目标车辆在内的两帧图像之前，还包括：
调整拍摄角度为预设角度以使所述两帧图像的视野宽度为车道宽度；
所述根据所述实际像素距离确定与目标车辆的实际距离，并计算与目标车辆的相对速度，包括：
根据所述实际像素距离、预设角度、车道宽度确定与目标车辆的实际距离；
根据所述实际距离以及两帧图像的拍摄时间间隔确定与目标车辆的相对速度。
在其他可选的实施方式中，所述根据弯道曲率和所述像素距离计算目标车辆的实际像素距离之前，还包括：
获取当前道路数据，确定当前弯道半径，根据当前弯道半径确定弯道曲率。
第二方面，本发明提供了一种弯道测速预警装置，包括：
获取模块，用于获取拍摄的包括目标车辆在内的两帧图像，并确定两帧图像中所述目标车辆的像素距离；
第一计算模块，用于根据弯道曲率和所述像素距离计算目标车辆的实际像素距离；
第二计算模块，用于根据所述实际像素距离计算与目标车辆的实际距离，并计算与目标车辆的相对速度；
预警模块，用于根据所述相对速度预测与目标车辆的碰撞时间以确定是否发出预警信息。
在其他可选的实施方式中，所述第一计算模块，具体用于：
根据弯道曲率和像素距离确定所述像素距离对应的弧度；
根据弯道曲率和所述弧度计算出目标车辆的实际像素距离。
在其他可选的实施方式中，还包括调整模块，用于调整拍摄角度为预设角度以使所述两帧图像的视野宽度为车道宽度；
所述第二计算模块，具体用于：
根据所述实际像素距离、预设角度、车道宽度确定与目标车辆的实际距离；
根据所述实际距离以及两帧图像的拍摄时间间隔确定与目标车辆的相对速度。
在其他可选的实施方式中，所述获取模块还用于：
获取当前道路数据，确定当前弯道半径，根据当前弯道半径确定弯道曲率。
第三方面，本发明提供了一种弯道测速预警控制设备，包括：至少一个处理器和存储器；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如前任一项所述的弯道测速预警方法。
第四方面，本发明提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如前任一项所述的弯道测速预警方法。
本发明提供的弯道测速预警方法、装置、控制设备及可读存储介质，通过获取拍摄的包括目标车辆在内的两帧图像，并确定两帧图像中所述目标车辆的像素距离；根据弯道曲率和所述像素距离计算目标车辆的实际像素距离；根据所述实际像素距离计算与目标车辆的实际距离，并计算与目标车辆的相对速度；根据所述相对速度预测与目标车辆的碰撞时间以确定是否发出预警信号；即本发明示例利用弯道曲率对采集的两帧图像的目标车辆的像素距离进行补偿，从而实现了精确计算本车与目标车辆的相对速度，进而准确预测碰撞时间以确定是否发出预警信号，提高车辆弯道行驶的安全性。
附图说明
图1为本发明提供的一种应用场景示意图；
图2为本发明提供的一种弯道测速预警方法的流程示意图；
图3为本发明提供的另一种弯道测速预警方法的流程示意图；
图4为本发明提供的一种像素距离与实际距离的对应关系示意图；
图5为本发明提供的一种弯道测速预警装置的结构示意图；
图6为本发明提供的一种弯道测速预警控制设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本发明示例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明示例中的附图，对本发明示例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
随着机动车辆的日益增多，因车辆超速行驶引起的车辆碰撞事故也越来越多。
现有的车辆测速系统是通过安装在本车上的单摄像头感知周围环境，将周围环境道路等信息通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像，然后截取其中的两帧图像，根据两帧图像确定前方障碍物或目标车辆在相应时间段内移动的像素距离，进而根据像素距离与实际距离的关系确定本车与前方障碍物或目标车辆的实际距离，并计算其相对速度。因此，现有的车辆测速系统能准确测量出行驶在直行道路上的本车与目标车辆的距离。
但当目标车辆在弯道行驶时，如图1为本发明提供的一种应用场景示意图，利用现有技术获得的前方障碍物或目标车辆在相应时间段内移动的像素距离为图1中的直线像素距离ΔS，但实际的像素距离应该为弧线像素距离ΔS′，显然ΔS＜ΔS′，也就是说现有技术最终测量的本车与前方障碍物或目标车辆的实际距离偏小，相对速度偏小。假设本车以较大的速度行驶，但由于测量出的相对速度偏小，导致本应该发出的预警信息没有发出，很可能造成撞车事故。
因此，本发明提供了一种弯道测速预警方法，以提高弯道测速的准确性并及时预警。
第一方面，本发明示例提供了一种弯道测速预警方法，需要说明的是，本发明示例的执行主体为安装在本车上的弯道测速预警装置，图2为本发明提供的一种弯道测速预警方法的流程示意图。
如图2所示，该弯道测速预警方法包括：
步骤101、获取拍摄的包括目标车辆在内的两帧图像，并确定两帧图像中所述目标车辆的像素距离。
具体来说，本车上安装有用于视频测速的摄像头，实时获取包括目标车辆在内的视频图像，当本车或目标车辆在弯道内行驶时，截取视频图像中的两帧图像，并根据两帧图像确定目标车辆移动的像素距离。需要说明是，因为本车很可能也处于行驶状态，也就是说，本步骤中获取到的像素距离为相对距离。
另外，本示例中所述的目标车辆可以为前方行驶的目标车辆，也可以为前方障碍物，当本车或者目标车辆在弯道内行驶时，就可以执行本示例方法。
步骤102、根据弯道曲率和所述像素距离计算目标车辆的实际像素距离。
可选的，所述根据弯道曲率和所述像素距离计算目标车辆的实际像素距离之前，还包括：
获取当前道路数据，确定当前弯道半径，根据当前弯道半径确定弯道曲率。
具体来说，在步骤102之前，还需要获知弯道曲率，一种可选的实施方式为利用本车的车载导航系统获取当前道路信息，进而确定当前弯道半径，根据弯道半径确定弯道曲率。可选的，弯道曲率也可以通过摄像头获取。当获取到弯道曲率后，根据步骤101获得的直线像素距离确定出实际像素距离，即弧线像素距离。
步骤103、根据所述实际像素距离计算与目标车辆的实际距离，并计算与目标车辆的相对速度。
具体来说，当获取到实际像素距离后，根据像素距离与实际距离的对应关系，确定本车与目标车辆的实际距离，并根据获取到的两帧图像的时间间隔计算出本车与目标车辆的相对速度。
步骤104、根据所述相对速度预测与目标车辆的碰撞时间以确定是否发出预警信号。
具体来说，当获得相对速度后，可将相对速度用于高级驾驶辅助系统(AdvancedDriving Assistant System，简称ADAS)。优选的，可将相对速度用于自动制动系统(Autonomous Emergency Braking，简称AEB)中来计算预计碰撞时间，以提醒本车进行减速等，具体来说，在车辆的电子控制单元(Electronic Control Unit，简称ECU)的内部会集成AEB程序，ECU接收来自弯道测速装置的相对速度、实际距离等信息，并将这些信息经过AEB程序处理后，发出预警信号至车辆的仪表器上以提醒驾驶员注意，或者AEB发出控制信号至车辆的执行器上来控制整车制动或转向，需要说明的是，ECU、弯道测速装置、仪表器、执行器等都连接在CAN总线上，通过CAN总线实现信息交互。
本发明提供的弯道测速预警方法，通过获取拍摄的包括目标车辆在内的两帧图像，并确定两帧图像中所述目标车辆的像素距离；根据弯道曲率和所述像素距离计算目标车辆的实际像素距离；根据所述实际像素距离计算与目标车辆的实际距离，并计算与目标车辆的相对速度；根据所述相对速度预测与目标车辆的碰撞时间以确定是否发出预警信号；即本发明示例利用弯道曲率对采集的两帧图像的目标车辆的像素距离进行补偿，从而实现了精确计算本车与目标车辆的相对速度，进而准确预测碰撞时间以确定是否发出预警信号，提高车辆弯道行驶的安全性。
结合前述的各实现方式，图3为本发明提供的另一种弯道测速预警方法的流程示意图，如图3所示，该弯道测速预警方法包括：
步骤201、调整拍摄角度为预设角度以使所述两帧图像的视野宽度为车道宽度。
步骤202、获取拍摄的包括目标车辆在内的两帧图像，并确定两帧图像中所述目标车辆的像素距离。
具体来说，调整本车上摄像头的拍摄角度为预设角度θ，使得截取的视频图像的视野宽度为车道宽度；或者也可以将本车的摄像头固定为某一角度，通过调整摄像头焦距实现。举例来说，图4为本发明提供的一种像素距离与实际距离的对应关系示意图，如图4所示，假设摄像头采集的视频信号为720P，则分别截取t0、t1时刻的两帧图像，其高宽分别为720像素和1280像素，为了便于理解，图4将目标车辆在t0、t1时刻的位置显示在同一张图像中，假设车道宽度为3.5m，在视野范围内可以看到x米长的路面长度，即图像高度代表的路面实际距离为x米，则有
则像素距离ΔS与实际距离Δd满足公式(1)：
步骤203、根据弯道曲率和像素距离确定所述像素距离对应的弧度。
步骤204、根据弯道曲率和所述弧度计算出目标车辆的实际像素距离。
具体来说，根据步骤202获得的像素距离ΔS为直线距离，则可以根据公式(2)获得像素距离对应的弧度α：
其中，k为弯道曲率，则
为曲率半径；
再根据公式(3)计算出该弧度对应的弧线距离，即实际像素距离ΔS′：
步骤205、根据所述实际像素距离、预设角度、车道宽度确定与目标车辆的实际距离。
可选的，根据公式(4)计算出实际距离Δd′：
步骤206、根据所述实际距离以及两帧图像的拍摄时间间隔确定与目标车辆的相对速度。
可选的，根据公式(5)计算出相对速度v′：
由公式(5)可知，可以根据两帧图像的像素距离、两帧图像的时间间隔、车道宽度、弯道曲率以及预设角度计算出本车与目标车辆的相对速度。
步骤207、根据所述相对速度预测与目标车辆的碰撞时间以确定是否发出预警信号。
本实施方式中的步骤202以及步骤207分别与前述实施方式中的步骤101以及步骤104的实现方式类似，在此不进行赘述。
与前述实施方式不同的是，本示例进一步限定了计算本车与目标车辆相对速度的实现方式，在本实施方式中，首先调整拍摄角度为预设角度以使所述两帧图像的视野宽度为车道宽度，然后根据弯道曲率和像素距离确定所述像素距离对应的弧度；根据弯道曲率和所述弧度计算出目标车辆的实际像素距离，最后根据所述实际像素距离、预设角度、车道宽度确定与目标车辆的实际距离；根据所述实际距离以及两帧图像的拍摄时间间隔确定与目标车辆的相对速度。
本发明提供的弯道测速预警方法，通过调整拍摄角度为预设角度以使所述两帧图像的视野宽度为车道宽度，然后根据弯道曲率和像素距离确定所述像素距离对应的弧度；根据弯道曲率和所述弧度计算出目标车辆的实际像素距离，最后根据所述实际像素距离、预设角度、车道宽度确定与目标车辆的实际距离；根据所述实际距离以及两帧图像的拍摄时间间隔确定与目标车辆的相对速度；即本发明示例利用弯道曲率对采集的两帧图像的目标车辆的像素距离进行补偿，从而实现了精确计算本车与目标车辆的相对速度，进而准确预测碰撞时间以确定是否发出预警信号，提高车辆弯道行驶的安全性。
第二方面，本发明示例提供了一种弯道测速预警装置，图5为本发明提供的一种弯道测速预警装置的结构示意图，如图5所示，该装置包括：
获取模块10，用于获取拍摄的包括目标车辆在内的两帧图像，并确定两帧图像中所述目标车辆的像素距离；
第一计算模块20，用于根据弯道曲率和所述像素距离计算目标车辆的实际像素距离；
第二计算模块30，用于根据所述实际像素距离计算与目标车辆的实际距离，并计算与目标车辆的相对速度；
预警模块40，用于根据所述相对速度预测与目标车辆的碰撞时间以确定是否发出预警信息。
在其他可选的实施方式中，所述第一计算模块20，具体用于：
根据弯道曲率和像素距离确定所述像素距离对应的弧度；
根据弯道曲率和所述弧度计算出目标车辆的实际像素距离。
在其他可选的实施方式中，还包括调整模块50，用于调整拍摄角度为预设角度以使所述两帧图像的视野宽度为车道宽度；
所述第二计算模块30，具体用于：
根据所述实际像素距离、预设角度、车道宽度确定与目标车辆的实际距离；
根据所述实际距离以及两帧图像的拍摄时间间隔确定与目标车辆的相对速度。
在其他可选的实施方式中，所述获取模块10还用于：
获取当前道路数据，确定当前弯道半径，根据当前弯道半径确定弯道曲率。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的控制设备的具体工作过程以及相应的有益效果，可以参考前述方法示例中的对应过程，在此不再赘述。
本发明提供的弯道测速预警装置，通过获取模块获取拍摄的包括目标车辆在内的两帧图像，并确定两帧图像中所述目标车辆的像素距离；第一计算模块根据弯道曲率和所述像素距离计算目标车辆的实际像素距离；第二计算模块根据所述实际像素距离计算与目标车辆的实际距离，并计算与目标车辆的相对速度；预警模块根据所述相对速度预测与目标车辆的碰撞时间以确定是否发出预警信息；即本发明示例利用弯道曲率对采集的两帧图像的目标车辆的像素距离进行补偿，从而实现了精确计算本车与目标车辆的相对速度，进而准确预测碰撞时间以确定是否发出预警信号，提高车辆弯道行驶的安全性。
第三方面，本发明示例提供了一种弯道测速预警控制设备，图6为本发明提供的一种弯道测速预警控制设备的硬件结构示意图，如图6所示，包括：
至少一个处理器601和存储器602。
在具体实现过程中，至少一个处理器601执行所述存储器602存储的计算机执行指令，使得至少一个处理器601执行如上的弯道测速预警方法，其中，处理器601、存储器602通过总线603连接。
处理器601的具体实现过程可参见上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，本示例此处不再赘述。
在上述的图6所示的实施例中，应理解，处理器可以是中央处理单元(英文：Central Processing Unit，简称：CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(英文：Application SpecificIntegrated Circuit，简称：ASIC)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
存储器可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储NVM，例如至少一个磁盘存储器。
总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry Standard Architecture，EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。
第四方面，本发明还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如上的弯道测速预警方法。
上述的可读存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。可读存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
一种示例性的可读存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该可读存储介质读取信息，且可向该可读存储介质写入信息。当然，可读存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和可读存储介质可以位于专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuits，简称：ASIC)中。当然，处理器和可读存储介质也可以作为分立组件存在于设备中。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种弯道测速预警方法，其特征在于，包括：
获取拍摄的包括目标车辆在内的两帧图像，并确定两帧图像中所述目标车辆的像素距离；
根据弯道曲率和所述像素距离计算目标车辆的实际像素距离；
根据所述实际像素距离计算与目标车辆的实际距离，并计算与目标车辆的相对速度；
根据所述相对速度预测与目标车辆的碰撞时间以确定是否发出预警信号。
2.根据权利要求1所述的弯道测速预警方法，其特征在于，所述根据弯道曲率和所述像素距离计算目标车辆的实际像素距离，包括：
根据弯道曲率和像素距离确定所述像素距离对应的弧度；
根据弯道曲率和所述弧度计算出目标车辆的实际像素距离。
3.根据权利要求2所述的弯道测速预警方法，其特征在于，所述获取拍摄的包括目标车辆在内的两帧图像之前，还包括：
调整拍摄角度为预设角度以使所述两帧图像的视野宽度为车道宽度；
所述根据所述实际像素距离确定与目标车辆的实际距离，并计算与目标车辆的相对速度，包括：
根据所述实际像素距离、预设角度、车道宽度确定与目标车辆的实际距离；
根据所述实际距离以及两帧图像的拍摄时间间隔确定与目标车辆的相对速度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的弯道测速预警方法，其特征在于，所述根据弯道曲率和所述像素距离计算目标车辆的实际像素距离之前，还包括：
获取当前道路数据，确定当前弯道半径，根据当前弯道半径确定弯道曲率。
5.一种弯道测速预警装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取拍摄的包括目标车辆在内的两帧图像，并确定两帧图像中所述目标车辆的像素距离；
第一计算模块，用于根据弯道曲率和所述像素距离计算目标车辆的实际像素距离；
第二计算模块，用于根据所述实际像素距离计算与目标车辆的实际距离，并计算与目标车辆的相对速度；
预警模块，用于根据所述相对速度预测与目标车辆的碰撞时间以确定是否发出预警信息。
6.根据权利要求5所述的弯道测速预警装置，其特征在于，所述第一计算模块，具体用于：
根据弯道曲率和像素距离确定所述像素距离对应的弧度；
根据弯道曲率和所述弧度计算出目标车辆的实际像素距离。
7.根据权利要求6所述的弯道测速预警装置，其特征在于，还包括调整模块，用于调整拍摄角度为预设角度以使所述两帧图像的视野宽度为车道宽度；
所述第二计算模块，具体用于：
根据所述实际像素距离、预设角度、车道宽度确定与目标车辆的实际距离；
根据所述实际距离以及两帧图像的拍摄时间间隔确定与目标车辆的相对速度。
8.根据权利要求5-7任一项所述的弯道测速预警装置，其特征在于，所述获取模块还用于：
获取当前道路数据，确定当前弯道半径，根据当前弯道半径确定弯道曲率。
9.一种弯道测速预警控制设备，其特征在于，包括：至少一个处理器和存储器；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如权利要求1至4任一项所述的弯道测速预警方法。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如权利要求1至4任一项所述的弯道测速预警方法。
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