CN111260960A - 一种用于隧道路段对向车辆占道行驶的预警方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于道路交通安全技术领域，公开了一种用于隧道路段对向车辆占道行驶的预警方法，利用激光雷达获取的隧道的内部轮廓以及周围车辆的高度、宽度和速度信息，并利用处理单元根据激光雷达获取的信息判断对向车辆是否越线占道行驶，当检测到对向车辆占道行驶时，通过语音提醒装置向驾驶员发出预警，对自车驾驶员进行提前预警，及时作出反应，降低与对向占道行驶车辆发生刮擦和碰撞的可能性，提高隧道内的行驶安全性。

Description

一种用于隧道路段对向车辆占道行驶的预警方法
技术领域
本发明涉及道路交通安全技术领域，具体涉及一种用于隧道路段对向车辆占道行驶的预警方法。
背景技术
随着交通运输行业的发展，由于道路运输具有机动灵活、方便快捷、延伸自由度大和覆盖范围广的特点，在运输行业占据着重要的地位，特别是长途运输的大型货车成为了道路运输的主力军。大型货车由于载货量大的特点，会导致载货车辆载货高度较高，有甚者超出道路限高的限制，特别的，当超高车辆在双向单通道隧道路段行驶时，货物会与限高装置发生碰撞摩擦；还有甚者由于车辆载货高度高，为了避免与隧道顶部发生碰撞，造成超高车辆占用对向车道的情况发生，此情况下加之隧道内部的灯光不充足的特点从而会对对向来车存在较大的碰撞风险。
有效识别对向车辆占道行驶的行为对于提高隧道内的行车安全具有较大意义。目前防止隧道内的车辆占道行驶的安全措施主要为隧道反光道钉及LED警示牌等。虽然这些道路安全设施具有一定的作用，但是对于已经发生的货车越线行驶占用对向车道的危险行为具有较小作用。为避免与越线行驶的货车发生刮擦和碰撞等事故，急需一种用于隧道路段对向车辆占道行驶的预警方法。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于隧道路段对向车辆占道行驶的预警方法，该预警方法中能够在隧道路段及时发现车辆对向车辆是否发生占道现象，当检测到对向车辆占道行驶时，通过语音提醒装置向驾驶员发出预警，提醒驾驶员注意对向占道行驶的车辆，及时减速靠右避让，避免碰撞事故的发生，提高行车安全性。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
一种用于隧道路段对向车辆占道行驶的预警方法，包括以下步骤：
步骤1，安装在车辆顶部的激光雷达对隧道的内部轮廓进行扫描，建立隧道内部轮廓数据库，所述隧道内部轮廓数据库包含隧道的宽度和高度信息，并将所述隧道内部轮廓数据库存储在车载处理单元中；
步骤2，激光雷达检测左侧车辆的高度、宽度和速度信息，根据隧道的宽度和左侧车辆的速度信息判断隧道是否为单洞双向行驶双车道隧道；
步骤3，处理单元根据隧道内部轮廓数据库信息与左侧车辆的高度、宽度信息判断左侧车辆是否越线占道行驶；
步骤4，当左侧车辆越线占道行驶时，判断左侧车辆的最小越线宽度比例P是否小于左侧车辆的宽度的预设值，若最小越线宽度比例P小于左侧车辆的宽度的预设值，则语音提醒装置不发出预警；否则，语音提醒装置向驾驶员发出预警。
优选的，步骤2中，判断隧道是否为单洞双向行驶双车道隧道的方法为：
当隧道的宽度介于第一宽度阈值和第二宽度阈值之间，且左侧车辆的速度与自车的车速方向相反，则隧道为单洞双向行驶双车道隧道；其中，所述第一宽度阈值小于第二宽度阈值。
进一步优选的，所述第一宽度阈值为7m，第二宽度阈值为15米。
优选的，步骤3中，判断左侧车辆是否越线占道行驶的方法为：
设隧道内部轮廓数据库中在高度h处的隧道宽度为D，其中，h为左侧车辆的高度，当左侧车辆的宽度d满足
Figure BDA0002389578000000031
则认为左侧车辆越线占道行驶。
优选的，步骤4中，最小越线宽度比例P的表达式为
Figure BDA0002389578000000032
其中，d为左侧车辆的宽度，D为隧道内部轮廓数据库中在高度h处的隧道宽度，h为左侧车辆的高度。
进一步优选的，步骤4中，所述预设值为10％。
进一步优选的，步骤4中，左侧车辆的宽度d通过以下方法确定：
当车辆初始宽度Db大于等于载货后的车辆宽度Ds时，选择车辆初始宽度Db作为左侧车辆的宽度d；
当车辆初始宽度Db小于载货后的车辆宽度Ds时，选择载货后的车辆宽度Ds作为左侧车辆的宽度d。
优选的，所述车载处理单元为ARM处理器、单片机或工控机。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的用于隧道路段对向车辆占道行驶的预警方法中，利用激光雷达获取的隧道的内部轮廓以及周围车辆的高度、宽度和速度信息，并利用处理单元根据激光雷达获取的信息判断对向车辆是否越线占道行驶，当检测到对向车辆占道行驶时，通过语音提醒装置向驾驶员发出预警，对自车驾驶员进行提前预警，及时作出反应，降低与对向占道行驶车辆发生刮擦和碰撞的可能性，提高隧道内的行驶安全性。
附图说明
图1为本发明的用于隧道路段对向车辆占道行驶的预警方法的工作流程图；
图2为隧道内对向车辆占道行驶预警示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。
实施例
参考图1，一种用于隧道路段对向车辆占道行驶的预警方法，包括以下步骤：
步骤1，安装在车辆顶部的激光雷达对隧道的内部轮廓进行扫描，建立隧道内部轮廓数据库，所述隧道内部轮廓数据库包含隧道的宽度和高度信息，并将隧道内部轮廓数据库存储在车载处理单元中。其中，激光雷达为Innoviz提供的高分辨率的3D固态激光雷达，其具体型号为Innoviz Pro；车载处理单元可以是ARM处理器、单片机或工控机。
步骤2，激光雷达检测左侧车辆的高度、宽度和速度信息，根据隧道的宽度和左侧车辆的速度信息判断隧道是否为单洞双向行驶双车道隧道。
具体的，判断隧道是否为单洞双向行驶双车道隧道的方法为：
当位于地面处的隧道的宽度D隧道介于第一宽度阈值7m和第二宽度阈值15米之间，且左侧车辆的速度与自车的车速方向相反，则隧道为单洞双向行驶双车道隧道，具体判别条件如下：
(7m≤D隧道≤15m)且(v左侧＜0)
其中，当左侧车辆的速度与自车的车速方向相反时，则认为左侧车辆为对向行驶车辆。
步骤3，参考图2，处理单元根据隧道内部轮廓数据库信息与左侧车辆的高度、宽度信息判断左侧车辆是否越线占道行驶。
具体的，步骤3中，判断左侧车辆是否越线占道行驶的方法为：
设隧道内部轮廓数据库中在高度h处的隧道宽度为D，其中，h为左侧车辆的高度，当左侧车辆的宽度d大于车辆高度处隧道宽度D的二分之一时，为避免与隧道顶发生碰撞，货车一定会越线占道行驶，即左侧车辆的宽度d满足
Figure BDA0002389578000000051
则认为左侧车辆越线占道行驶。
步骤4，当左侧车辆越线占道行驶时，判断左侧车辆的最小越线宽度比例P是否小于左侧车辆的宽度的预设值，若最小越线宽度比例P小于左侧车辆的宽度的预设值，则语音提醒装置不发出预警；否则，语音提醒装置向驾驶员发出预警，提醒驾驶员注意对向占道行驶的车辆，及时减速靠右避让，避免碰撞事故的发生，提高行车安全性。其中语音提醒装置安装在驾驶室内空闲位置。
具体的，步骤4包含以下子步骤：
子步骤4.1，确定左侧车辆的宽度d：
当车辆初始宽度Db大于等于载货后的车辆宽度Ds时，选择车辆初始宽度Db作为左侧车辆的宽度d；
当车辆初始宽度Db小于载货后的车辆宽度Ds时，选择载货后的车辆宽度Ds作为左侧车辆的宽度d。
子步骤4.2，判断左侧车辆的最小越线宽度比例P是否小于左侧车辆的宽度d的预设值；其中，预设值为10％，具体如下：
Figure BDA0002389578000000052
其中，d为左侧车辆的宽度，D为隧道内部轮廓数据库中在高度h处的隧道宽度，h为左侧车辆的高度。对于同一车辆，每辆车的最小越线宽度比例P为固定值，通过该固定值可以间接判断车辆的超过道路中心线的比例。
本发明的用于隧道路段对向车辆占道行驶的预警方法中，激光雷达的信号输出端与车载处理单元的信号输入端电连接，车载处理单元的信号输出端与语音提醒装置的信号输入端电连接。激光雷达安装在车辆顶部，当安装该激光雷达的车辆进入隧道后，激光雷达可检测隧道的内部轮廓以及周围车辆的高度、宽度和速度信息，根据隧道的宽度和左侧车辆的速度信息判断隧道是否为单洞双向行驶双车道隧道；车载处理单元再根据隧道内部轮廓数据库信息与左侧车辆的高度、宽度信息判断左侧车辆是否越线占道行驶；当检测到对向车辆存在越线占道行驶时，语音提醒驾驶员小心驾驶，及时减速靠右避让，避免碰撞事故的发生，提高行车安全性。
虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种用于隧道路段对向车辆占道行驶的预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，安装在车辆顶部的激光雷达对隧道的内部轮廓进行扫描，建立隧道内部轮廓数据库，所述隧道内部轮廓数据库包含隧道的宽度和高度信息，并将所述隧道内部轮廓数据库存储在车载处理单元中；
步骤2，激光雷达检测左侧车辆的高度、宽度和速度信息，根据隧道的宽度和左侧车辆的速度信息判断隧道是否为单洞双向行驶双车道隧道；
步骤3，处理单元根据隧道内部轮廓数据库信息与左侧车辆的高度、宽度信息判断左侧车辆是否越线占道行驶；
步骤4，当左侧车辆越线占道行驶时，判断左侧车辆的最小越线宽度比例P是否小于左侧车辆的宽度的预设值，若最小越线宽度比例P小于左侧车辆的宽度的预设值，则语音提醒装置不发出预警；否则，语音提醒装置向驾驶员发出预警。
2.根据权利要求1所述的用于隧道路段对向车辆占道行驶的预警方法，其特征在于，步骤2中，判断隧道是否为单洞双向行驶双车道隧道的方法为：
当隧道的宽度介于第一宽度阈值和第二宽度阈值之间，且左侧车辆的速度与自车的车速方向相反，则隧道为单洞双向行驶双车道隧道；其中，所述第一宽度阈值小于第二宽度阈值。
3.根据权利要求2所述的用于隧道路段对向车辆占道行驶的预警方法，其特征在于，所述第一宽度阈值为7m，第二宽度阈值为15米。
4.根据权利要求1所述的用于隧道路段对向车辆占道行驶的预警方法，其特征在于，步骤3中，判断左侧车辆是否越线占道行驶的方法为：
设隧道内部轮廓数据库中在高度h处的隧道宽度为D，其中，h为左侧车辆的高度，当左侧车辆的宽度d满足
Figure FDA0002389577990000021
则认为左侧车辆越线占道行驶。
5.根据权利要求1所述的用于隧道路段对向车辆占道行驶的预警方法，其特征在于，步骤4中，最小越线宽度比例P的表达式为
Figure FDA0002389577990000022
其中，d为左侧车辆的宽度，D为隧道内部轮廓数据库中在高度h处的隧道宽度，h为左侧车辆的高度。
6.根据权利要求5所述的用于隧道路段对向车辆占道行驶的预警方法，其特征在于，步骤4中，所述预设值为10％。
7.根据权利要求1所述的用于隧道路段对向车辆占道行驶的预警方法，其特征在于，步骤4中，左侧车辆的宽度d通过以下方法确定：
当车辆初始宽度Db大于等于载货后的车辆宽度Ds时，选择车辆初始宽度Db作为左侧车辆的宽度d；
当车辆初始宽度Db小于载货后的车辆宽度Ds时，选择载货后的车辆宽度Ds作为左侧车辆的宽度d。
8.根据权利要求1所述的用于隧道路段对向车辆占道行驶的预警方法，其特征在于，所述车载处理单元为ARM处理器、单片机或工控机。
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