CN112519771A - 一种智能网联汽车的车载操作系统 - Google Patents

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CN112519771A CN202011322847.3A CN202011322847A CN112519771A CN 112519771 A CN112519771 A CN 112519771A CN 202011322847 A CN202011322847 A CN 202011322847A CN 112519771 A CN112519771 A CN 112519771A
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汪正
董超
钱雯静
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Abstract

本发明公开了一种智能网联汽车的车载操作系统，包括自主式驾驶辅助模块、网联式驾驶辅助模块以及环境感知模块，自助驾驶辅助模块包括前向碰撞检测模块、车道偏离检测模块、车辆实时定位模块、驾驶员状态检测模块以及风险预警提示模块；前向碰撞检测模块用于检测驾驶车辆在前进过程中是否存在碰撞风险，并将风险提示告知驾驶员，数据存储模块用于存储环境感知模块获取的环境信息以及通过数据计算得出的驾驶员状态值Zt；车辆实时定位模块用于对驾驶中的车辆进行实时定位，风险预警提示模块具体为安装在驾驶车辆内部的语音报警器，语音报警器可发出声光报警，且在接收到不同模块发送的不同指令时发出不同的语音提示。

Description

一种智能网联汽车的车载操作系统
技术领域
本发明涉及一种车载操作系统，具体为一种智能网联汽车的车载操作系统，属于智能网联汽车技术领域。
背景技术
智能网联汽车集中运用了汽车工程、人工智能、计算机、微电子、自动控制、通信与平台等技术，是一个集环境感知、规划决策、控制执行、信息交互等于一体的高新技术综合体，拥有相互依存的价值链、技术链和产业链体系。
智能网联汽车在提高行车安全、减轻驾驶员负担方面具有重要作用，并有助于节能环保和提高交通效率。在智能网联汽车的初级阶段，通过先进智能驾驶辅助技术有助于减少30％左右的交通事故，交通效率提升10％，油耗与排放分别降低5％。进入智能网联汽车的终极阶段，即完全自动驾驶阶段，甚至可以完全避免交通事故，提升交通效率30％以上，并最终把人从枯燥的驾驶任务中解放出来，这也是智能网联汽车最吸引人的价值魅力所在。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能网联汽车的车载操作系统，用于提高行车安全、减轻驾驶员负担，有助于节能环保和提高交通效率。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种智能网联汽车的车载操作系统，包括自主式驾驶辅助模块、网联式驾驶辅助模块以及环境感知模块，所述自助驾驶辅助模块包括前向碰撞检测模块、车道偏离检测模块、车辆实时定位模块、驾驶员状态检测模块以及风险预警提示模块；
所述前向碰撞检测模块用于检测驾驶车辆在前进过程中是否存在碰撞风险，并将风险提示告知驾驶员，具体的前向碰撞检测过程包含以下步骤：
步骤一：将驾驶车辆前方正在驾驶的车辆定义为前向车辆；建立笛卡尔坐标系，获取驾驶车辆与前向车辆的坐标点(x1,y1)、(x2,y2)、驾驶车辆与前向车辆的实时运行速度v1、v2以及驾驶车辆与前向车辆的偏航角
Figure BDA0002793462990000025
步骤二：利用计算公式计算出驾驶车辆与前向车辆的直线距离lz，计算公式为
Figure BDA0002793462990000021
其中a、b为预设比例系数，t为驾驶司机的反应时间；
利用计算公式计算出驾驶车辆与前向车辆的方位角θ；
计算公式为
Figure BDA0002793462990000022
步骤三：设定安全车辆方位角阈值Dr，利用计算公式计算出驾驶车辆与前向车辆之间的视角Dz；
Figure BDA0002793462990000023
β＝|θ-α|
Figure BDA0002793462990000024
其中α、β为中间变量；
步骤四：设定安全阈值距离La；当直线距离lz小于安全阈值距离La且视角Dz小于安全车辆方位角阈值Dr时，安全评估系数A＝0，前向碰撞检测模块发送报警指令给风险预警提示模块，风险预警提示模块发送语音提示给驾驶员，当直线距离lz大于安全阈值距离La或视角Dz大于安全车辆方位角阈值Dr满足其一时，安全评估系数A＝1，表示车辆驾驶安全，不做出指令；
所述驾驶员状态检测模块用于检测驾驶员的驾驶状态，驾驶车辆内部安装有摄像机，所述摄像机用于对驾驶车辆的驾驶员进行状态检测，并根据检测的结果计算出驾驶员的驾驶状态值，与预设的驾驶状态阈值进行比较，具体的检测过程如下：
步骤S1：通过摄像机获取驾驶员驾驶车辆时的实时图像视频，并将驾驶员驾驶车辆时的实时图像视频发送至驾驶员状态检测模块；
步骤S2：驾驶员状态检测模块对获取的实时图像视频进行处理，获取时间t内的驾驶员眨眼次数以及驾驶员每次眨眼时间；
步骤S3：将驾驶员眨眼次数标记为Ct，将驾驶员每次眨眼时间标记为Ki；
步骤S4：设定疲劳驾驶眨眼时间阈值K，计算出小于疲劳驾驶眨眼时间阈值K的次数Cp；
步骤S5：利用计算公式计算出驾驶员的眨眼频率Pz，计算公式为
Figure BDA0002793462990000031
其中α为修正系数；
步骤S6：利用计算公式计算出驾驶员状态值Zt，
计算公式为
Figure BDA0002793462990000032
其中β、γ为预设比例系数固定值；
步骤S7：给定驾驶员状态阈值，当驾驶员状态值Zt小于驾驶员状态阈值时，驾驶员状态检测模块发送报警指令给风险预警提示模块，风险预警提示模块发送语音提示给驾驶员。
优选的，所述车道偏离检测模块用于对驾驶车辆的行驶方向进行检测，环境感知模块用于感知车辆周围环境，环境感知模块包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达以及超声波；所述摄像头安装在车身侧面或后视镜位置处，用于时刻采集行驶车道的标识线，并通过图像处理获得驾驶车辆在当前车道中的位置参数，当检测到汽车偏离车道时，环境感知模块收集车辆数据和驾驶员的操作状态，之后由车道偏离检测模块发送报警指令给风险预警提示模块，风险预警提示模块发送语音提示给驾驶员；若驾驶员打开转向灯，正常进行变线行驶，车道偏离检测模块不会做出提示。
优选的，所述网联式驾驶辅助模块是指依靠环境感知模块对车辆周边环境进行感知，并可对周围车辆未来运动进行预测，进而对驾驶员进行驾驶操作辅助；
步骤A1：环境感知模块获取驾驶车辆驾驶中的环境因素，并将获取的驾驶环境中的因素发送至网联式驾驶辅助模块；所述驾驶车辆驾驶中的环境因素包括路面状况lm、行人数量Sr、固定物体或移动物体距驾驶车辆的距离lg；
步骤A2：网联式驾驶辅助模块分别对接收到的路面状况、行人、固定物体与移动物体进行计算环境影响系数Hx；
步骤A21：通过互联网获取驾驶车辆当前驾驶方向道路距下一红绿灯的距离lv，获取驾驶车辆当前驾驶方向道路距下一红绿灯之间的车辆数量s，获取安全车距la；
步骤A22：计算出路面状况lm，
Figure BDA0002793462990000041
步骤A3：利用计算公式计算出环境影响系数Hx，计算公式为Hx＝lm×ζ+Sr×ψ+lg×υ，其中ζ、ψ、υ为预设比例系数固定值；
步骤A4：设定环境影响系数阈值，若计算出的环境影响系数Hx小于环境影响系数阈值，则网联式驾驶辅助模块不发送指令；若计算出的环境影响系数Hx大于等于环境影响系数阈值，则网联式驾驶辅助模块发送报警指令给风险预警提示模块，风险预警提示模块发送语音提示给驾驶人员。
优选的，该系统还包括控制切换模块，所述控制切换模块包括手动控制模式与自动控制模式，所述手动控制模式状态下，所述碰撞检测模块、车道偏离检测模块以及驾驶员状态检测模块均通过风险预警提示模块播放语音提示，控制切换模块设定反馈周期，在语音提示播放的同时，前向碰撞检测模块发送二次采集指令至环境感知模块与车辆实时定位模块进行数据的二次获取，并重新计算安全评估系数与驾驶员状态值Zt，若安全评估系数A＝1且驾驶员状态值Zt大于驾驶员状态阈值，则不发送指令，若安全评估系数A＝0或驾驶员状态值Zt小于驾驶员状态阈值满足其一，则强制切换至自动控制模式进行自动驾驶；在自动控制模式下，所述碰撞检测模块、车道偏离检测模块以及驾驶员状态检测模块在通过风险预警提示模块播放语音提示的同时，通过控制切换模块进行驾驶车辆的自动控制，进行驾驶。
优选的，该系统还包括数据存储模块，所述数据存储模块用于存储环境感知模块获取的环境信息以及通过数据计算得出的驾驶员状态值Zt；所述车辆实时定位模块用于对驾驶中的车辆进行实时定位，所述风险预警提示模块具体为安装在驾驶车辆内部的语音报警器，所述语音报警器可发出声光报警，且在接收到不同模块发送的不同指令时发出不同的语音提示。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、一种智能网联汽车的车载操作系统，包括自主式驾驶辅助模块，自助驾驶辅助模块包括前向碰撞检测模块、车道偏离检测模块、车辆实时定位模块、驾驶员状态检测模块以及风险预警提示模块；前向碰撞检测模块用于检测驾驶车辆在前进过程中是否存在碰撞风险，并将风险提示告知驾驶员，将驾驶车辆前方正在驾驶的车辆定义为前向车辆；建立笛卡尔坐标系，获取驾驶车辆与前向车辆的坐标点(x1,y1)、(x2,y2)、驾驶车辆与前向车辆的实时运行速度v1、v2以及驾驶车辆与前向车辆的偏航角
Figure BDA0002793462990000051
利用计算公式计算出驾驶车辆与前向车辆的直线距离lz，计算公式为
Figure BDA0002793462990000061
利用计算公式计算出驾驶车辆与前向车辆的方位角θ；计算公式为
Figure BDA0002793462990000062
设定安全车辆方位角阈值Dr，利用计算公式计算出驾驶车辆与前向车辆之间的视角Dz；
Figure BDA0002793462990000067
β＝|θ-α|；
Figure BDA0002793462990000064
设定安全阈值距离La；当直线距离lz小于安全阈值距离La且视角Dz小于安全车辆方位角阈值Dr时，安全评估系数A＝0，前向碰撞检测模块发送报警指令给风险预警提示模块，风险预警提示模块发送语音提示给驾驶员，当直线距离lz大于安全阈值距离La或视角Dz大于安全车辆方位角阈值Dr满足其一时，安全评估系数A＝1，表示车辆驾驶安全，不做出指令。
2、驾驶员状态检测模块用于检测驾驶员的驾驶状态，驾驶车辆内部安装有摄像机，摄像机用于对驾驶车辆的驾驶员进行状态检测，并根据检测的结果计算出驾驶员的驾驶状态值，与预设的驾驶状态阈值进行比较；通过摄像机获取驾驶员驾驶车辆时的实时图像视频，并将驾驶员驾驶车辆时的实时图像视频发送至驾驶员状态检测模块；驾驶员状态检测模块对获取的实时图像视频进行处理，获取时间t内的驾驶员眨眼次数以及驾驶员每次眨眼时间；将驾驶员眨眼次数标记为Ct，将驾驶员每次眨眼时间标记为Ki；设定疲劳驾驶眨眼时间阈值K，计算出小于疲劳驾驶眨眼时间阈值K的次数Cp；利用计算公式计算出驾驶员的眨眼频率Pz，计算公式为
Figure BDA0002793462990000065
其中α为修正系数；利用计算公式计算出驾驶员状态值Zt，计算公式为
Figure BDA0002793462990000066
给定驾驶员状态阈值，当驾驶员状态值Zt小于驾驶员状态阈值时，驾驶员状态检测模块发送报警指令给风险预警提示模块，风险预警提示模块发送语音提示给驾驶员。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，一种智能网联汽车的车载操作系统，包括自主式驾驶辅助模块、网联式驾驶辅助模块以及环境感知模块，所述自助驾驶辅助模块包括前向碰撞检测模块、车道偏离检测模块、车辆实时定位模块、驾驶员状态检测模块以及风险预警提示模块；
所述前向碰撞检测模块用于检测驾驶车辆在前进过程中是否存在碰撞风险，并将风险提示告知驾驶员，具体的前向碰撞检测过程包含以下步骤：
步骤一：将驾驶车辆前方正在驾驶的车辆定义为前向车辆；建立笛卡尔坐标系，获取驾驶车辆与前向车辆的坐标点(x1,y1)、(x2,y2)、驾驶车辆与前向车辆的实时运行速度v1、v2以及驾驶车辆与前向车辆的偏航角
Figure BDA0002793462990000072
步骤二：利用计算公式计算出驾驶车辆与前向车辆的直线距离lz，计算公式为
Figure BDA0002793462990000071
其中a、b为预设比例系数，t为驾驶司机的反应时间；
利用计算公式计算出驾驶车辆与前向车辆的方位角θ；
计算公式为
Figure BDA0002793462990000081
步骤三：设定安全车辆方位角阈值Dr，利用计算公式计算出驾驶车辆与前向车辆之间的视角Dz；
Figure BDA0002793462990000082
β＝|θ-α|
Figure BDA0002793462990000083
其中α、β为中间变量；
步骤四：设定安全阈值距离La；当直线距离lz小于安全阈值距离La且视角Dz小于安全车辆方位角阈值Dr时，安全评估系数A＝0，前向碰撞检测模块发送报警指令给风险预警提示模块，风险预警提示模块发送语音提示给驾驶员，当直线距离lz大于安全阈值距离La或视角Dz大于安全车辆方位角阈值Dr满足其一时，安全评估系数A＝1，表示车辆驾驶安全，不做出指令；
所述驾驶员状态检测模块用于检测驾驶员的驾驶状态，驾驶车辆内部安装有摄像机，所述摄像机用于对驾驶车辆的驾驶员进行状态检测，并根据检测的结果计算出驾驶员的驾驶状态值，与预设的驾驶状态阈值进行比较，具体的检测过程如下：
步骤S1：通过摄像机获取驾驶员驾驶车辆时的实时图像视频，并将驾驶员驾驶车辆时的实时图像视频发送至驾驶员状态检测模块；
步骤S2：驾驶员状态检测模块对获取的实时图像视频进行处理，获取时间t内的驾驶员眨眼次数以及驾驶员每次眨眼时间；
步骤S3：将驾驶员眨眼次数标记为Ct，将驾驶员每次眨眼时间标记为Ki；
步骤S4：设定疲劳驾驶眨眼时间阈值K，计算出小于疲劳驾驶眨眼时间阈值K的次数Cp；
步骤S5：利用计算公式计算出驾驶员的眨眼频率Pz，计算公式为
Figure BDA0002793462990000091
其中α为修正系数；
步骤S6：利用计算公式计算出驾驶员状态值Zt，
计算公式为
Figure BDA0002793462990000092
其中β、γ为预设比例系数固定值；
步骤S7：给定驾驶员状态阈值，当驾驶员状态值Zt小于驾驶员状态阈值时，驾驶员状态检测模块发送报警指令给风险预警提示模块，风险预警提示模块发送语音提示给驾驶员。
其中，所述车道偏离检测模块用于对驾驶车辆的行驶方向进行检测，环境感知模块用于感知车辆周围环境，环境感知模块包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达以及超声波；所述摄像头安装在车身侧面或后视镜位置处，用于时刻采集行驶车道的标识线，并通过图像处理获得驾驶车辆在当前车道中的位置参数，当检测到汽车偏离车道时，环境感知模块收集车辆数据和驾驶员的操作状态，之后由车道偏离检测模块发送报警指令给风险预警提示模块，风险预警提示模块发送语音提示给驾驶员；若驾驶员打开转向灯，正常进行变线行驶，车道偏离检测模块不会做出提示。
其中，所述网联式驾驶辅助模块是指依靠环境感知模块对车辆周边环境进行感知，并可对周围车辆未来运动进行预测，进而对驾驶员进行驾驶操作辅助；
步骤A1：环境感知模块获取驾驶车辆驾驶中的环境因素，并将获取的驾驶环境中的因素发送至网联式驾驶辅助模块；所述驾驶车辆驾驶中的环境因素包括路面状况lm、行人数量Sr、固定物体或移动物体距驾驶车辆的距离lg；
步骤A2：网联式驾驶辅助模块分别对接收到的路面状况、行人、固定物体与移动物体进行计算环境影响系数Hx；
步骤A21：通过互联网获取驾驶车辆当前驾驶方向道路距下一红绿灯的距离lv，获取驾驶车辆当前驾驶方向道路距下一红绿灯之间的车辆数量s，获取安全车距la；
步骤A22：计算出路面状况lm，
Figure BDA0002793462990000101
步骤A3：利用计算公式计算出环境影响系数Hx，计算公式为Hx＝lm×ζ+Sr×ψ+lg×υ，其中ζ、ψ、υ为预设比例系数固定值；
步骤A4：设定环境影响系数阈值，若计算出的环境影响系数Hx小于环境影响系数阈值，则网联式驾驶辅助模块不发送指令；若计算出的环境影响系数Hx大于等于环境影响系数阈值，则网联式驾驶辅助模块发送报警指令给风险预警提示模块，风险预警提示模块发送语音提示给驾驶人员。
其中，该系统还包括控制切换模块，所述控制切换模块包括手动控制模式与自动控制模式，所述手动控制模式状态下，所述碰撞检测模块、车道偏离检测模块以及驾驶员状态检测模块均通过风险预警提示模块播放语音提示，控制切换模块设定反馈周期，在语音提示播放的同时，前向碰撞检测模块发送二次采集指令至环境感知模块与车辆实时定位模块进行数据的二次获取，并重新计算安全评估系数与驾驶员状态值Zt，若安全评估系数A＝1且驾驶员状态值Zt大于驾驶员状态阈值，则不发送指令，若安全评估系数A＝0或驾驶员状态值Zt小于驾驶员状态阈值满足其一，则强制切换至自动控制模式进行自动驾驶；在自动控制模式下，所述碰撞检测模块、车道偏离检测模块以及驾驶员状态检测模块在通过风险预警提示模块播放语音提示的同时，通过控制切换模块进行驾驶车辆的自动控制，进行驾驶。
其中，该系统还包括数据存储模块，所述数据存储模块用于存储环境感知模块获取的环境信息以及通过数据计算得出的驾驶员状态值Zt；所述车辆实时定位模块用于对驾驶中的车辆进行实时定位，所述风险预警提示模块具体为安装在驾驶车辆内部的语音报警器，所述语音报警器可发出声光报警，且在接收到不同模块发送的不同指令时发出不同的语音提示。
上述公式均是去量化取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况设定。
本发明的工作原理：一种智能网联汽车的车载操作系统，包括自主式驾驶辅助模块、网联式驾驶辅助模块以及环境感知模块，所述自助驾驶辅助模块包括前向碰撞检测模块、车道偏离检测模块、车辆实时定位模块、驾驶员状态检测模块以及风险预警提示模块；所述前向碰撞检测模块用于检测驾驶车辆在前进过程中是否存在碰撞风险，并将风险提示告知驾驶员，具体的前向碰撞检测过程包含以下过程：将驾驶车辆前方正在驾驶的车辆定义为前向车辆；建立笛卡尔坐标系，获取驾驶车辆与前向车辆的坐标点(x1,y1)、(x2,y2)、驾驶车辆与前向车辆的实时运行速度v1、v2以及驾驶车辆与前向车辆的偏航角
Figure BDA0002793462990000115
利用计算公式计算出驾驶车辆与前向车辆的直线距离lz，计算公式为
Figure BDA0002793462990000111
利用计算公式计算出驾驶车辆与前向车辆的方位角θ；计算公式为
Figure BDA0002793462990000112
设定安全车辆方位角阈值Dr，利用计算公式计算出驾驶车辆与前向车辆之间的视角Dz；
Figure BDA0002793462990000116
β＝|θ-α|；
Figure BDA0002793462990000114
设定安全阈值距离La；当直线距离lz小于安全阈值距离La且视角Dz小于安全车辆方位角阈值Dr时，安全评估系数A＝0，前向碰撞检测模块发送报警指令给风险预警提示模块，风险预警提示模块发送语音提示给驾驶员，当直线距离lz大于安全阈值距离La或视角Dz大于安全车辆方位角阈值Dr满足其一时，安全评估系数A＝1，表示车辆驾驶安全，不做出指令；驾驶员状态检测模块用于检测驾驶员的驾驶状态，驾驶车辆内部安装有摄像机，所述摄像机用于对驾驶车辆的驾驶员进行状态检测，并根据检测的结果计算出驾驶员的驾驶状态值，与预设的驾驶状态阈值进行比较，通过摄像机获取驾驶员驾驶车辆时的实时图像视频，并将驾驶员驾驶车辆时的实时图像视频发送至驾驶员状态检测模块；驾驶员状态检测模块对获取的实时图像视频进行处理，获取时间t内的驾驶员眨眼次数以及驾驶员每次眨眼时间；将驾驶员眨眼次数标记为Ct，将驾驶员每次眨眼时间标记为Ki；设定疲劳驾驶眨眼时间阈值K，计算出小于疲劳驾驶眨眼时间阈值K的次数Cp；利用计算公式计算出驾驶员的眨眼频率Pz，计算公式为
Figure BDA0002793462990000121
其中α为修正系数；利用计算公式计算出驾驶员状态值Zt，计算公式为
Figure BDA0002793462990000122
其中β、γ为预设比例系数固定值；给定驾驶员状态阈值，当驾驶员状态值Zt小于驾驶员状态阈值时，驾驶员状态检测模块发送报警指令给风险预警提示模块，风险预警提示模块发送语音提示给驾驶员。所述车道偏离检测模块用于对驾驶车辆的行驶方向进行检测，环境感知模块用于感知车辆周围环境，环境感知模块包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达以及超声波；所述摄像头安装在车身侧面或后视镜位置处，用于时刻采集行驶车道的标识线，并通过图像处理获得驾驶车辆在当前车道中的位置参数，当检测到汽车偏离车道时，环境感知模块收集车辆数据和驾驶员的操作状态，之后由车道偏离检测模块发送报警指令给风险预警提示模块，风险预警提示模块发送语音提示给驾驶员；若驾驶员打开转向灯，正常进行变线行驶，车道偏离检测模块不会做出提示。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种智能网联汽车的车载操作系统，其特征在于，包括自主式驾驶辅助模块、网联式驾驶辅助模块以及环境感知模块，所述自助驾驶辅助模块包括前向碰撞检测模块、车道偏离检测模块、车辆实时定位模块、驾驶员状态检测模块以及风险预警提示模块；
所述前向碰撞检测模块用于检测驾驶车辆在前进过程中是否存在碰撞风险，并将风险提示告知驾驶员，具体的前向碰撞检测过程包含以下步骤：
步骤一：将驾驶车辆前方正在驾驶的车辆定义为前向车辆；建立笛卡尔坐标系，获取驾驶车辆与前向车辆的坐标点(x1,y1)、(x2,y2)、驾驶车辆与前向车辆的实时运行速度v1、v2以及驾驶车辆与前向车辆的偏航角
Figure FDA0002793462980000014
步骤二：利用计算公式计算出驾驶车辆与前向车辆的直线距离lz，计算公式为
Figure FDA0002793462980000011
其中a、b为预设比例系数，t为驾驶司机的反应时间；
利用计算公式计算出驾驶车辆与前向车辆的方位角θ；
计算公式为
Figure FDA0002793462980000012
步骤三：设定安全车辆方位角阈值Dr，利用计算公式计算出驾驶车辆与前向车辆之间的视角Dz；
Figure FDA0002793462980000015
β＝|θ-α|
Figure FDA0002793462980000013
其中α、β为中间变量；
步骤四：设定安全阈值距离La；当直线距离lz小于安全阈值距离La且视角Dz小于安全车辆方位角阈值Dr时，安全评估系数A＝0，前向碰撞检测模块发送报警指令给风险预警提示模块，风险预警提示模块发送语音提示给驾驶员，当直线距离lz大于安全阈值距离La或视角Dz大于安全车辆方位角阈值Dr满足其一时，安全评估系数A＝1，表示车辆驾驶安全，不做出指令；
所述驾驶员状态检测模块用于检测驾驶员的驾驶状态，驾驶车辆内部安装有摄像机，所述摄像机用于对驾驶车辆的驾驶员进行状态检测，并根据检测的结果计算出驾驶员的驾驶状态值，与预设的驾驶状态阈值进行比较，具体的检测过程如下：
步骤S1：通过摄像机获取驾驶员驾驶车辆时的实时图像视频，并将驾驶员驾驶车辆时的实时图像视频发送至驾驶员状态检测模块；
步骤S2：驾驶员状态检测模块对获取的实时图像视频进行处理，获取时间t内的驾驶员眨眼次数以及驾驶员每次眨眼时间；
步骤S3：将驾驶员眨眼次数标记为Ct，将驾驶员每次眨眼时间标记为Ki；
步骤S4：设定疲劳驾驶眨眼时间阈值K，计算出小于疲劳驾驶眨眼时间阈值K的次数Cp；
步骤S5：利用计算公式计算出驾驶员的眨眼频率Pz，计算公式为
Figure FDA0002793462980000021
其中α为修正系数；
步骤S6：利用计算公式计算出驾驶员状态值Zt，
计算公式为
Figure FDA0002793462980000022
其中β、γ为预设比例系数固定值；
步骤S7：给定驾驶员状态阈值，当驾驶员状态值Zt小于驾驶员状态阈值时，驾驶员状态检测模块发送报警指令给风险预警提示模块，风险预警提示模块发送语音提示给驾驶员。
2.根据权利要求1所述的一种智能网联汽车的车载操作系统，其特征在于：所述车道偏离检测模块用于对驾驶车辆的行驶方向进行检测，环境感知模块用于感知车辆周围环境，环境感知模块包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达以及超声波；所述摄像头安装在车身侧面或后视镜位置处，用于时刻采集行驶车道的标识线，并通过图像处理获得驾驶车辆在当前车道中的位置参数，当检测到汽车偏离车道时，环境感知模块收集车辆数据和驾驶员的操作状态，之后由车道偏离检测模块发送报警指令给风险预警提示模块，风险预警提示模块发送语音提示给驾驶员；若驾驶员打开转向灯，正常进行变线行驶，车道偏离检测模块不会做出提示。
3.根据权利要求1所述的一种智能网联汽车的车载操作系统，其特征在于：所述网联式驾驶辅助模块是指依靠环境感知模块对车辆周边环境进行感知，并可对周围车辆未来运动进行预测，进而对驾驶员进行驾驶操作辅助。
4.根据权利要求1所述的一种智能网联汽车的车载操作系统，其特征在于：该系统还包括控制切换模块，所述控制切换模块包括手动控制模式与自动控制模式，所述手动控制模式状态下，所述碰撞检测模块、车道偏离检测模块以及驾驶员状态检测模块均通过风险预警提示模块播放语音提示，控制切换模块设定反馈周期，在语音提示播放的同时，前向碰撞检测模块发送二次采集指令至环境感知模块与车辆实时定位模块进行数据的二次获取，并重新计算安全评估系数与驾驶员状态值Zt，若安全评估系数A＝1且驾驶员状态值Zt大于驾驶员状态阈值，则不发送指令，若安全评估系数A＝0或驾驶员状态值Zt小于驾驶员状态阈值满足其一，则强制切换至自动控制模式进行自动驾驶；在自动控制模式下，所述碰撞检测模块、车道偏离检测模块以及驾驶员状态检测模块在通过风险预警提示模块播放语音提示的同时，通过控制切换模块进行驾驶车辆的自动控制，进行驾驶。
5.根据权利要求1所述的一种智能网联汽车的车载操作系统，其特征在于：该系统还包括数据存储模块，所述数据存储模块用于存储环境感知模块获取的环境信息以及通过数据计算得出的驾驶员状态值Zt；所述车辆实时定位模块用于对驾驶中的车辆进行实时定位，所述风险预警提示模块具体为安装在驾驶车辆内部的语音报警器，所述语音报警器可发出声光报警，且在接收到不同模块发送的不同指令时发出不同的语音提示。
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