CN112419769B - 一种对道路通行限速的车辆自监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆自主判定其行驶速度是否超速及向驾驶员提供超速警示的一种方法。所述方法涉及一种具有卫星定位、5G通讯以及车载摄像机接口的车载设备，所述车载设备在有遮挡的环境根据当前路段相关交管信息以及道路标线进行图像处理，快速判别所述车辆是否超速以及超速的程度。同时，在车辆有超速趋势时及时对驾驶员警示。

Description

一种对道路通行限速的车辆自监测方法

技术领域

本发明涉及车辆测速领域，具体为利用城市道路标线通过车载设备及车载摄像头实时测定所述车辆的车速。

背景技术

在道路交通中，为保障车辆通行安全，交管部门根据道路路况及车辆类型分别设定了车辆通行的速度限制。但超速违章现象仍然比较普遍，对道路上通行的车辆及行人都带来了极大的安全风险。因此，及时发现超速并制止是保障道路交通安全的一项重要任务。

传统的车辆测速的方法主要包括雷达、激光、传感器等，但是这都需要施工安装相应的测速设备，而且这种测速设备一般造价较高。且这属于事后监督方式，无法做到预防超速，特别是驾驶员在没有看见限速标志时更是如此。现在的导航软件往往具有自我测速功能，但在城市道路中常常因道路周围建筑、高架桥或处于隧道的情形，卫星定位信号较差，无法及时定位和测定车辆的车速。

发明内容

本发明在车辆上加装一种车载设备，该设备设置了卫星定位以及5G无线通信功能，并配置了专门的接口接收车载摄像头的视频图像，所述设备以拍摄的道路标线为参照实现车辆的测速。根据国标GB5768标准，区分车道的道路标线虚线的长度及间隔都有严格的规定，以此作为参照，上述车载设备根据车辆在相邻视频帧中越过虚线段的数量以及摄像头拍摄的帧率，即可准确地计算出车辆的通过速度。所述车载设备根据车速变化、本车辆所述类型及其限速指标及时发现车辆有无超速的可能，并及时通过语音警示或与车辆控制系统的接口防止车速继续增加而造成超速。

所述车载设备完成自主测速并推算车速变化趋势，可及时通过警示驾驶员或车辆控制系统来控制车速，从而避免超速的发生，保证道路交通的安全。

所述方法包括以下步骤：

所述车载设备通过5G物联通讯接收车辆当前行驶道路信息，包括限速信息、所行驶路段两个路口之间距离等，并根据限速指标及国标5768标准，设定道路标线虚线段的长度a及线段间距b（单位：厘米）；

为方便快速处理数据，将此道路的限速指标同时通过三种单位来表述，分别是公里/小时、米/秒，以及（虚线）段/秒，一般直接接收到的指标单位为公里/小时，不妨设所述路段限速为V_M公里/小时，则另外两种单位分别为V_S = 0.2778V_M米/秒，或V_K = V_M/0.036（a+b）段/秒；

即上述车辆通过所述路段时，每秒越过的虚线段数不能超过V_K段或者每秒不能超过V_S米；

在所述车辆通过所述路段且无法通过卫星定位测算车速时，首先识别并选取一条所述路段的车道线，并在视频图像中显示的所述路段最远处中选定一个参照标志，如可选人行道线；

以上述标志为基准，对连续接收到的视频图像进行处理，识别并计算车辆每帧图像中所述车道线距离上述参照标志的剩余虚线段数量，可计算得出此帧图像中虚线段减少数量。观察此减少数量值的变化，即可判别所述车辆的车速是否处于加速状态。在每取得一秒内的全部图像后，这些图像中此虚线段减少数量的总和即为所述车辆的车速（与V_S进行比较判定是否超速）；

如车辆所通过当前路段两个路口之间无虚线标线，则可采用通过两个路口之间的时间来测算车速，此时计算结果的单位为米/秒（与V_K进行比较判定是否超速）；

所述车载设备根据卫星定位测算车速或上述车速与限速指标进行比较，即可判别所述车辆在此路段有无超速。且根据所述车辆速度变化趋势，在车速接近限速指标且车辆处于加速状态时给予警示。

本发明与传统测速方法最大的区别在于，对于车辆来说，传统方法车辆处于被测量地位，测量设备仅在个别地点安装。本发明方法是车辆自主车速，随时测速，并可根据车辆加速趋势及限速指标及时给予警示。因此，本发明方法控制车辆超速更加全面彻底。

具体实施方式

在所述车辆处于可正常接收卫星信号范围时，所述车载设备采用卫星定位并计算车速，并通过车速变化判别所述车辆是否处于加速状态。

在所述车辆即将通过的路段无法通过卫星定位测算车速时，假定该路段为限速40公里/小时的两车道路段。按照GB5768标准，限速60公里以下的路段，同向多车道时，区分车道的白色虚线段长a=20厘米，间隔b=40厘米；

V_K = V_M/0.036（a+b）= 40 / （0.036×(20+40)）， 约18.52段/秒；

V_S = V_M/3.6 约为11.1米/秒；

即所述车辆通过此路段时，每秒越过的虚线段数不能超过18.5段，每秒行驶距离不能超过11.1米；

所述车辆进入上述路段时，首先选定前方人行道作为参照，并从接收到的每一帧图像中识别并计算人行道之前的虚线段数量，然后记录每一帧图像中虚线段数比上一帧图像中虚线段数的减少值，这些减少值变化持续增多，则表明所述车辆处于加速情形。在一秒时间内的总和即为所述车辆当前的时速。当此虚线段数量超过18.5时，即可判定所述车辆超速。当虚线段数量超过20段时，为超速10%以上，超过22段则为超速20%以上，超过28段则为超速50%以上。

当发现超速时，所述车载设备将本车牌号及超速相关信息上传有关系统。

如所述车辆车速接近限速指标，且车速接近限速指标，则警示驾驶员注意保持车辆遵守具体限速规定。

Claims (2)

1.一种自主判定车辆是否超速及提供超速警示的一种方法，其特 征是采用车载设备配备卫星定位功能或对车载摄像头的视频中对划 分车道的虚线段进行处理计算，实时监控所述车辆的行驶速度，并在 所述车载设备中配备 5G 物联通讯功能，实时接收经过路段交管信息， 快速判定所述车辆是否有超速行驶的趋势，并及时给予驾驶员警示， 而一旦所述车辆发生超速，则在确定超速的程度后将相关信息上传至交管系统；

根据国标 GB5768 标准，对车道标线的长度及间隔的相关规定作为测定所述车辆行驶速度的基准；

所述车载设备通过无线通信方式实时获得当前行驶路段的交管信息；

所述车载设备在无法使用卫星定位时，采用所述车辆车载摄像头的视频帧两两间所越过划分车道的虚线段数来计算车速；

所述车载设备根据所述路段的交管信息以及车速变化，判别所述车辆是否有超速行驶的趋势；

所述车载设备在所述车辆有超速行驶的趋势时，对驾驶员进行警示，提醒驾驶员避免超速；

所述车载设备通过 5G 物联通讯接收车辆当前行驶道路信息，包 括限速信息、所行驶路段两个路口之间距离，并根据限速指标及国 标 5768 标准，设定道路标线虚线段的长度a 及线段间距 b（单位：厘米）；

为快速处理数据，将此道路的限速指标同时通过三种单位来表述，分别是公里/小时、米/秒，以及段/秒，一般直接接收到的 指标单位为公里/小时，不妨设所述路段限速为 VM公里/小时，则另 外两种单位分别为 VS = 0.2778VM 米/秒，或 VK = VM/｛0.036（a+b）｝段/秒；

即上述车辆通过所述路段时，每秒越过的虚线段数不能超过 VK段或者每秒不能超过VS 米；

在所述车辆通过所述路段且无法通过卫星定位测算车速时，首先 识别并选取一条所述路段的车道线，并在视频图像中显示的所述路段最远处中选定一个参照标志；

以上述标志为基准，对连续接收到的视频图像进行处理，识别并 计算车辆每帧图像中所述车道线距离上述参照标志的剩余虚线段数 量，可计算得出此帧图像中虚线段减少数量，观察此减少数量值的变 化，即可判别所述车辆的车速是否处于加速状态，在每取得一秒内的 全部图像后，这些图像中此虚线段减少数量的总和即为所述车辆的车速，并与 VK进行比较判定是否超速；

如车辆所通过当前路段两个路口之间无虚线标线，则可采用通过 两个路口之间的时间来测算车速，此时计算结果的单位为米/秒，并与 VS 进行比较判定是否超速；

所述车载设备根据卫星定位测算车速或上述车速与限速指标进 行比较，即可判别所述车辆在此路段有无超速，且根据所述车辆速度变化趋势，在车速接近限速指标且车辆处于加速状态时给予警示。

2.根据权利要求 1 所述的方法，其特征是所述车载设备在所述车辆实际发生超速时，将包括当前时间、所述车辆牌号、行驶速度、超速程度、发生超速的地段、发生超速持续时间信息上传交管系统。