CN111402631A - 一种基于车辆行驶的危险预警方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于车辆行驶的危险预警方法、系统及存储介质，其中包括，实时获取每个所述终端设备的移动状态信息，其中，所述终端设备表示与行驶车辆或行人关联的终端设备；根据每个所述终端设备在所述道路地图中的实时位置，以及结合所述终端设备的所述移动状态信息，预测存在交通风险的所述终端设备。其技术方案的有益效果是，通过上述的危险预警方法和系统，可以实时对道路上参与交通的行人和车辆进行实时监控，可通过收集道路上行人或者车辆关联的终端设备的移动状态信息，及时的预测出存在交通的风险的行人和车辆，从而克服了现有技术中的车辆通过探测器探测风险时由于突发情况如行人闯入或者探测盲区的存在导致无法及时预测风险的问题。

Description

一种基于车辆行驶的危险预警方法、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于车辆行驶的危险预警方法、系统及存储介质。

背景技术

车辆行驶安全是一个系统问题。无人驾驶系统，从个体的角度通过感知传感器如，视觉传感器、激光传感器、雷达传感器等感知路面信息。依靠GPS+IMU提供诸如横摆角速度、角加速度等更丰富的信息，帮助自动驾驶汽车的定位和决策控制。例如，申请号201910542034.6《智能网联混合动力汽车主动避撞增强学习控制系统和方法》文件中公开了一种主动避撞增强学习控制系统和方法，车辆通过数据感知模块获取交通信息，车辆自主检测车辆安全状态，并通过自主学习和反馈信号实现车辆速度的控制。

无人驾驶的最大优势的不知疲倦，完全依靠规则，缺点是突发事件和不可预知事件的处理。也有企业从车辆自身感知传感器以外寻找解决方案。比如，申请号201910581894.0《一种基于Wi-Fi无线的智能交通系统》文件中公开了使用Wi-Fi无线作为交通管理系统和用户智能设备的通讯载体，创建了根据优化角度、球面距离算法，判定行车方向、所属路段、速度；根据交通信号灯的周期规律，计算推荐用户最佳行车速度，以获得最大概率不停车在绿灯时通过前方路口，并将行车方案语音播报给用户，避免车辆在到达路口之前抢绿灯高速行驶造成安全隐患。再比如，申请号201910614671.X《一种机器学习的智能交通状态预测方法》文件中公开了一种机器学习的智能交通状态预测方法。该方法根据收集到的路网数据集、交通流量-速度数据集、气象数据集和社会属性数据集，建立一个基于LSTM的Encoder-Decoder混合模型，通过对该混合模型的训练实现交通状态的智能实时预测。该方法特别强调了时间与空间效应，增加了气象属性、路网属性、社会属性，能够提升道路交通速度预测的准确度。

以上综述的技术方案对改善交通安全现状起到了积极的作用，自动驾驶技术的推广和辅助电子设备的使用，减少了很多人为因素的事故。但是有很多交通事故本来是可以避免的，但是还是发生了，不如对于“鬼探头”这样的事件，无论自动驾驶还是技术高超的驾驶员都是难以处置。

视线阻挡和探测器盲区是造成的交通事故重要原因，从根本上说还是由于个体不遵守交通规则造成。

发明内容

针对现有的无论是车辆还是行人在道路行驶或行走存在的上述问题，现提供一种旨在实现实时根据道路上的行驶的车辆和行人判断其是否存在交通风险的基于车辆行驶的危险预警方法、系统及存储介质。

具体技术方案如下：

一种基于车辆行驶的危险预警方法，其中，包括以下步骤：

实时获取每个所述终端设备的移动状态信息，其中，所述终端设备表示与行驶车辆或行人关联的终端设备；

根据每个所述终端设备在所述道路地图中的实时位置，以及结合所述终端设备的所述移动状态信息，预测存在交通风险的所述终端设备。

优选的，获取所述终端终端设备的所述移动状态信息包括：

采用多天线侦测系统侦测所述终端设备的坐标、方向以及速度。

优选的，预测存在交通风险的方法，具体包括以下步骤：

根据所述终端设备的移动状态信息，在由单位面积构成的道路网格区域中预测每个终端设备的下一网格位置；

判断所述网格区域中是否存在网格位置在同一时刻被占据的情形，如存在，则表示同时进入当前的所述网格位置的所述终端设备所关联的车辆或者行人存在发生碰撞的风险。

优选的，在判断存在交通风险后，包括以下步骤：

生成一条碰撞提示信息并将所述碰撞提示信息发送至对应的终端设备；或者

当所述终端设备为车辆的车控系统时，生成对应的控制指令并发送至所述车控系统，所述车控系统根据所述控制指令控制当前的车辆进行避让。

还包括一种基于车辆行驶的危险预警系统，其中，包括：

多天线信号侦测模块，用以实时获取道路上每个终端设备的无线信号；其中，所述终端设备表示与车辆或行人关联的终端设备；以及

用以根据所述终端设备的无线信号处理得到所述终端设备的移动状态信息；

风险感知模块，用以根据每个所述终端设备在道路地图中的实时位置，以及结合所述终端设备的所述移动状态信息，预测存在交通风险的所述终端设备。

优选的，所述多天线信号侦测模块主要由有源零中频天线和软件基带构成。

优选的，所述风险感知模块包括：

位置预测单元，用以根据所述终端设备的移动状态信息，在由单位面积构成的道路网格区域中预测每个终端设备的下一网格位置；

判断单元，用以判断所述网格区域中是否存在网格位置在同一时刻被占据的情形，如存在，则表示同时进入当前的所述网格位置的所述终端设备所关联的车辆或者行人存在发生碰撞的风险。

优选的，还包括风险评估模块：

所述风险评估模块用以在所述风险感知模块感知到存在交通风险时，生成一碰撞提示信息并将所述碰撞提示信息发送至对应的终端设备；或者

当所述终端设备为车辆的车控系统时，生成对应的控制指令并发送至所述车控系统，所述车控系统根据所述控制指令控制当前的车辆进行避让。

还包括一种存储介质，其中，执行以下软件，该软件用以执行上述的危险预警方法。

上述技术方案的有益效果是：通过上述的危险预警方法和系统，可以实时对道路上参与交通的行人和车辆进行实时监控，可通过收集道路上行人或者车辆关联的终端设备的移动状态信息，及时的预测出存在交通的风险的行人和车辆，从而克服了现有技术中的车辆通过探测器探测风险时由于突发情况如行人闯入或者探测盲区的存在导致无法及时预测风险的问题。

另一方面可帮助驾驶人员视觉阻挡和其他不可预知的情况下即使发现风险并采取有效措施。

附图说明

图1为本发明的一种基于车辆行驶的危险预警方法的实施例的流程示意图；

图2为本发明的一种基于车辆行驶的危险预警方法的实施例中，关于预测存在交通风险的方法的流程示意图；

图3为本发明的一种基于车辆行驶的危险预警方法的另一实施例中的流程示意图；

图4为本发明的一种基于车辆行驶的危险预警方法的另一实施例中的流程示意图；

图5为本发明的一种基于车辆行驶的危险预警方法的另一实施例中的流程示意图；

图6为本发明的一种基于车辆行驶的危险预警系统的实施例的结构示意图；

图7为本发明的一种基于车辆行驶的危险预警系统的实施例中，位置预测单元预测路线的流程示意图；

图8为本发明的一种基于车辆行驶的危险预警系统的实施例中，多天线感知模块处理的流程示意图；

图9为本发明的一种基于车辆行驶的危险预警系统的实施例中，关于有基带信号前端多天线结构的示意图；

图10为本发明的一种基于车辆行驶的危险预警系统的实施例中，关于零中频天线结构的示意图。

上述附图标记表示：

1、多天线信号侦测模块；2、风险感知模块；3、风险评估模块；

21、位置预测单元；22、判断单元。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

需要说明的是，在不冲突的前提下，以下描述的实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本发明的技术方案中提供一种基于车辆行驶的危险预警方法。

如图1，一种基于车辆行驶的危险预警方法的实施例，其中，包括以下步骤：

实时获取每个终端设备的移动状态信息，其中，终端设备表示与行驶车辆或行人关联的终端设备；

根据每个终端设备在道路地图中的实时位置，以及结合终端设备的移动状态信息，预测存在交通风险的终端设备。

上述技术方案中，道路地图中主要由单位面积构成的道路网格区域，根据接收的移动状态信息具体可包括终端设备的识别码和实时坐标、方向、速度参数等。

通过获取的终端设备的用户识别码，识别该终端设备持有者的风险系数，加权预测该终端设备的运动时刻表，读取实时地图网格的使用时序和交通信号时序，判断该终端设备是否符合交通规则，从而及时预测出不符合交通规则的终端设备。

具体而言，在道路的电子地图中，将路面规划成单位面积的网格，并为每个网格设定使用时序和使用状态，通过接收终端设备发射的上行信号，通过上行信号处理获得每个终端设备的移动状态信息如速度、方向、坐标以及终端设备的用户识别码，根据上述的终端设备信息，预测每个终端设备所关联的行人或者车辆的路线时刻表，以预定网格占用时刻和时间，如果网格占用时刻和时间发生冲突，则存在交通风险。

在一种较优的实施方式中，获取终端终端设备的移动状态信息包括：

采用多天线侦测系统侦测终端设备的坐标、方向以及速度以及用户识别码。为了保证覆盖整个路面上的所有终端设备的用户，其采用相控阵雷达波达时间(TOA)侧向定位方法。

在一种较优的实施方式中，如图2所示，预测存在交通风险的方法，具体包括以下步骤：

根据终端设备的移动状态信息，在由单位面积构成的道路网格区域中预测每个终端设备的下一网格位置；

判断网格区域中是否存在网格位置在同一时刻被占据的情形，如存在，则表示同时进入当前的网格位置的终端设备所关联的车辆或者行人存在交通风险。

上述技术方案，根据网格占用时刻和时间发生冲突的不同程度，从而确定交通风险系数，风险系数越高交通隐患越大。

在另一实施例中，如图3所示，

步骤S11、在以单位面积构成的网格中，每一个网格均设定有使用时序以及可用状态；

步骤S12、接收终端设备的上行信号，以获取每个终端设备的移动状态信息；

步骤S13、根据终端设备的状态信息预测终端设备的预测每个终端设备的下一网格位置；

步骤S14、判断网格区域中是否存在网格位置在同一时刻被占据的情形；

若是，执行步骤S15；

若否，返回步骤S11、继续预测终端设备的轨迹和方向，并将每个终端设备所关联的行人或者车辆的路线时刻表上报；

步骤S15、表示同时进入当前的网格位置的终端设备所关联的车辆或者行人存在交通风险，进入风险评估过程，其中在进入风险评估过程中，计算终端设备突发变道和不规矩形成风险系数；将行车风险保存于数据库中。

在一种较优的实施方式中，在判断存在交通风险后，包括以下步骤：

生成一条碰撞提示信息并将碰撞提示信息发送至对应的终端设备；

或者；当终端设备为车辆的车控系统时，生成对应的控制指令并发送至车控系统，车控系统根据控制指令控制当前的车辆进行避让。

上述技术方案中，可根据交通风险系数是否超过一阈值来确定，是否向终端设备发送提示信息，或者向终端设备发送控制指令；

也可不根据阈值，当判断存在交通风险时，向终端设备发送提示信息，或者向终端设备发送控制指令；

通过上述方法，可有效的解决视觉盲区和视线阻挡的问题。进一步，对于具有不良驾驶行为的终端设备，系统提示规划足够的安全区间，给守法终端设备充分的反应时间区间，减少驾驶风险，其实时预测终端设备的行驶状态的过程如图4所示：

步骤A1、在以单位面积构成的网格中，接受终端设备发送的路线时刻表，规划终端设备的前进路线；

步骤A2、在终端设备列表中，维护每个网格的时序和使用状态；

步骤A3、根据终端设备的运动状态信息，预测网格的使用时序和使用状态。

本发明的技术方案中还包括种基于车辆行驶的危险预警系统。

如图5所示，一种基于车辆行驶的危险预警系统的实施例，其中，包括：

多天线信号侦测模块，用以实时获取道路上每个终端设备的无线信号；其中，终端设备表示与车辆或行人关联的终端设备；以及

用以根据终端设备的无线信号处理得到终端设备的移动状态信息；

风险感知模块，用以根据每个终端设备在道路地图中的实时位置，以及结合终端设备的移动状态信息，预测存在交通风险的终端设备。

上述技术方案中，多天线信号侦测模块还包括多天线感知计算模块，用以根据终端设备的无线信号处理得到终端设备的移动状态信息；

其中，多天线感知模块处理流程如下，图8所示：

通过路面部署的有源多天线系统；

多天线信号侦测模块接收终端设备的上行信号；

有源多天线系统根据用户识别码区别终端设备并且对应计算终端设备的三维坐标、移动方向和坐标；

将终端设备的坐标、速度、方向等参数发送至风险感知模块。

需要说明的是，终端设备可包括已经安装本适配本技术方案的终端设备数据接口的自动驾驶汽车、普通智能手机、专用设备，和没有适配本技术方案的终端设备数据接口所有智能或者非智能手机。

为了保证覆盖整个路面上的所有终端设备的用户，其采用相控阵雷达波达时间(TOA)侧向定位方法。具体而言是在道路上布置雷达天线，相控阵雷达天线的布置的距离一般在一个范围以内，距离相对固定，可通过设置延迟参数可以解决传播路径造成的延迟问题。

同时为了克服信号馈线长度不一致造成传输时间延迟不确定的问题，本技术方案中，公开了多天线信号侦测系统两种结构模式，有基带信号前端部署模式和无基带信号前端部署模式。

其中，有基带信号前端多天线结构，远端天线与基带部署在一个硬件上构成一个独立的接收机系统，结构如图9所示。该有基带信号前端在一个完整的零中频接收机基础上增加了时钟同步模块用于同步多个有基带信号前端的时钟；增加了数据传输模块用于传输基带输出的解调解码后的数字信号到多天线感知计算模块；增加了独立发射天线模块用于向终端设备发射预警信号和提示信息，该接收机的基带实现对接收信号的解调和解码，解码之后的数据和精确时间标记报给多天线感知计算模块，由多天线感知计算模块实现对终端设备识别、计算终端设备的位置坐标、速度和移动方向，并由多天线感知计算模块，将终端设备的坐标、速度、方向等参数报给风险感知模块。

另一种，无基带信号前端多天线结构，射频前端与基带分离，多个无基带信号前端共用一个软件基带。该无基带信号前端将有基带信号前端基带部署到后端，天线接收到信号完成AD转换以后的数据由数据传输模块打包传输到后端软件基带，多个无基带信号前端的数据汇聚到软件基带处理模块，由远端软件基带对已经数字化的信号进行解调和解码，进一步由多天线感知计算模块实现对终端设备识别、计算终端设备的位置坐标、速度和移动方向，并由多天线感知计算模块，将终端设备的坐标、速度、方向等参数报给风险感知模块。在一种较优的实施方式中，多天线信号侦测模块主要由有源零中频天线和软件基带构成。

其中，如图10所示，零中频天线包括接收天线、前置滤波器、低噪放大器、混频器、低通滤波器、可编程放大器、AD转换器构成、数据传输模块、时钟同步模块和独立发射天线，软件基带模块可以部署在前端形成有基带信号前端或者部署在后端形成无基带信号前端。

具体而言，信号前端和多天线感知计算模块共同构成了多天线信号侦测，实现侦测和接收终端设备的上行信号功能。

在一种较优的实施方式中，如图6所示，风险感知模块包括：

位置预测单元，用以根据终端设备的移动状态信息，在由单位面积构成的道路网格区域中预测每个终端设备的下一网格位置；

判断单元，用以判断网格区域中是否存在网格位置在同一时刻被占据的情形，如存在，则表示同时进入当前的网格位置的终端设备所关联的车辆或者行人存在发生碰撞的风险。

上述技术方案中，该系统还包括存储模块(未于图中示出)，该存储模块中存储有每个终端设备出现违章的记录，对于经常违章的终端设备进行重点监控，如果检测到终端设备存在不合规矩行为即进入风险评估过程；

具体的风险感知模块预测的交通风险还包括：

接收多天线信号侦测模块发出的终端设备的坐标、速度、方向等参数；

读取终端设备风险加权系数R，加权计算该终端设备关联的用户的路线时刻表；

读取实时地图中网格使用时序和交通信号时序；

判断两者是否存在冲突；

若是，进入风险评估流程；

若否，终端设备继续上报路线时刻表。

上述的位置预测单元的具体预测流程如下图7所示：

步骤B1、判断终端设备是否已经有规划路线；

若否，根据终端设备的车道判定行进方向，根据速度向道路地图上报时刻表，并转向步骤B4；

若是，执行步骤B2；

步骤B2、判断当前的已规划路线是否需要重新规划路线；

步骤B3、重新规划路线；

步骤B4、根据实时上报的路线时刻表，以登记网格的使用时序。在一种较优的实施方式中，还包括风险评估模块：

风险评估模块用以在风险感知模块感知到存在碰撞风险时，生成一条碰撞提示信息并将碰撞提示信息发送至对应的终端设备；或者

当终端设备为车辆的车控系统时，生成对应的控制指令并发送至车控系统，车控系统根据控制指令控制当前的车辆进行避让。

上述技术方案中，风险评估模块的作用是评估风险制造者的可能轨迹会影响到哪几个终端设备。向受影响的终端设备发出警示信息即(碰撞提示信息)，或者向自动驾驶系统即(车控系统)发出控制指令，受影响的终端设备包括直接影响和间接影响。

其中需要说明的是，为了有效的规避风险本技术方案中公开一种自动驾驶交互协议，兼容该协议的终端设备可以收到本系统通过计算机模拟出来的最佳参数。

其协议结构如下：

UID：18位字符；

RL：1-10级；//定义风险级别

AO：2字符；//动作指令

AD：1字符；//动作方向

SN：4字符：//实时速度

Di：1字符；//实时方向

SD：128字符；//密文shadow。

还包括一种存储介质，其中，执行以下软件，该软件用以执行上述的危险预警方法。

上述技术方案中，实现上述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未完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤：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。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于车辆行驶的危险预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

实时获取每个所述终端设备的移动状态信息，其中，所述终端设备表示与行驶车辆或行人关联的终端设备；

根据每个所述终端设备在所述道路地图中的实时位置，以及结合所述终端设备的所述移动状态信息，预测存在交通风险的所述终端设备。

2.根据权利要求1所述的危险预警方法，其特征在于，获取所述终端设备的所述移动状态信息包括：

采用多天线侦测系统侦测所述终端设备的坐标、方向以及速度。

3.根据权利要求1所述的危险预警方法，其特征在于，预测存在交通风险的所述终端设备的方法，具体包括以下步骤：

根据所述终端设备的移动状态信息，在由单位面积构成的道路网格区域中预测每个终端设备的下一网格位置；

判断所述网格区域中是否存在网格位置在同一时刻被占据的情形，如存在，则表示同时进入当前的所述网格位置的所述终端设备所关联的车辆或者行人存在交通风险。

4.根据权利要求3所述的危险预警方法，其特征在于，在存在交通风险后，包括以下步骤：

生成一条碰撞提示信息并将所述碰撞提示信息发送至对应的终端设备；或者

当所述终端设备为车辆的车控系统时，生成对应的控制指令并发送至所述车控系统，所述车控系统根据所述控制指令控制当前的车辆进行避让。

5.一种基于车辆行驶的危险预警系统，其特征在于，包括：

多天线信号侦测模块，用以实时获取道路上每个终端设备的无线信号；其中，所述终端设备表示与车辆或行人关联的终端设备；以及

用以根据所述终端设备的无线信号处理得到所述终端设备的移动状态信息；

风险感知模块，用以根据每个所述终端设备在道路地图中的实时位置，以及结合所述终端设备的所述移动状态信息，预测存在交通风险的所述终端设备。

6.根据权利要求5所述的危险预警系统，其特征在于，所述多天线信号侦测模块主要由有源零中频天线和软件基带构成。

7.根据权利要求5所述的危险预警系统，其特征在于，所述风险感知模块包括：

位置预测单元，用以根据所述终端设备的移动状态信息，在由单位面积构成的道路网格区域中预测每个终端设备的下一网格位置；

判断单元，用以判断所述网格区域中是否存在网格位置在同一时刻被占据的情形，如存在，则表示同时进入当前的所述网格位置的所述终端设备所关联的车辆或者行人存在交通风险。

8.根据权利要求7所述的危险预警系统，其特征在于，还包括风险评估模块：

所述风险评估模块用以在所述风险感知模块感知到存在交通风险时，生成一条碰撞提示信息并将所述碰撞提示信息发送至对应的终端设备；或者

当所述终端设备为车辆的车控系统时，生成对应的控制指令并发送至所述车控系统，所述车控系统根据所述控制指令控制当前的车辆进行避让。

9.一种存储介质，其特征在于，执行以下软件，该软件用以执行权利要求1-4中任一所述的危险预警方法。

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