CN112519796A - 一种用于自动驾驶的车道偏离预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于自动驾驶的车道偏离预警系统，包括环境分析模块、环境监测模块和偏离分析模块，所述环境监测模块用于监测道路行驶环境，并将监测的道路行驶环境发送至环境分析模块，所述环境分析模块用于接收环境监测模块监测到的道路行驶环境并对道路行驶环境进行分析，环境分析模块依据GPS定位模块获取车辆当前所在位置，环境分析模块通过信号连接获取到车辆当前所在位置的天气预报数据，本发明通过车道偏离预警系统对行车道路环境进行采集分析，避免因行车道路环境导致车道偏离预警系统出现偏差和错误计算；所述偏离分析模块用于对车辆的行驶状况进行分析，本发明通过多项数据对车道偏离准确有效地预警。
Description
技术领域
本发明属于自动驾驶技术领域，涉及车道偏离预警系统，具体是一种用于自动驾驶的车道偏离预警系统。
背景技术
自动驾驶汽车又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车、或轮式移动机器人，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。在20世纪已有数十年的历史，21世纪初呈现出接近实用化的趋势。自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。
公开号为CN109910744A的LDW车道偏离预警系统，旨在向驾驶员提供车辆通过弯道时的车道偏离信息，以辅助车辆安全通过弯道，从而有效提高了驾驶操作规范化，减少了压线、越线行驶带来的安全隐患，进而提升了弯道驾驶的安全性；
但是该专利没有对行车道路环境进行采集分析，行车道路环境的差异容易导致车道偏离预警系统出现偏差和错误计算；而且当前车道偏离预警系统的车道偏离分析存在漏洞，无法通过多项数据对车道偏离准确有效地预警，为此，我们提出一种用于自动驾驶的车道偏离预警系统。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种用于自动驾驶的车道偏离预警系统。
本发明所要解决的技术问题为：
一些车道偏离预警系统没有对行车道路环境进行采集分析，行车道路环境的差异容易导致车道偏离预警系统出现偏差和错误计算；车道偏离预警系统的车道偏离分析存在漏洞，无法通过多项数据对车道偏离准确有效地预警。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于自动驾驶的车道偏离预警系统，包括分级警报模块、数据采集模块、GPS定位模块、环境分析模块、环境监测模块、显示模块、偏离分析模块、定时预警模块、控制器以及数据库；
所述显示模块用于显示车辆的运行状态和道路状况；所述分级警报模块用于对车辆的行驶状况和偏离状况进行分级警报；所述GPS定位模块用于规划导航车辆的行驶路线和定位车辆的实时位置，并将规划导航的行驶路线发送至车辆的中控屏；所述数据库用于存储车辆自动驾驶的预设运行数据和实时运行数据；所述控制器用于对获取的数据进行分析与处理；
所述定时预警模块在预设预警间隔时间内定时对车辆进行预警和自检；所述环境监测模块用于监测道路行驶环境，并将监测的道路行驶环境发送至环境分析模块，所述环境分析模块用于接收环境监测模块监测到的道路行驶环境并对道路行驶环境进行分析，环境分析模块依据GPS定位模块获取车辆当前所在位置，环境分析模块通过信号连接获取到车辆当前所在位置的天气预报数据；所述偏离分析模块用于对车辆的行驶状况进行分析。
进一步地，所述偏离分析模块包括计时单元和障碍物扫描单元，所述计时单元用于计时车辆的行驶时间，所述障碍物扫描单元用于扫描车辆附近的障碍物。
进一步地，所述偏离分析模块的具体分析过程如下：
S1：获取车辆方向盘的转向角度，并将转向角度标记为ZJ；
S2：若转向角度|ZJ|＞0，则判定车辆发生偏离情况，并将车辆发生偏离的时间记为偏离开始时间T0，通过障碍物扫描单元获取车辆偏离方向的障碍物，以车辆在行驶道路上的所在区域为原点建立二维坐标系，利用距离公式计算得到车辆与障碍物之间的间距；
S3：获取车辆的当前行驶速度SD，通过车辆与障碍物之间的间距除以车辆的当前行驶速度计算得到发生碰撞时间Tp；
S4：通过车辆偏离后的行驶时间来判定是否满足车辆偏离预警条件，判定过程如下：
S41：设定两个车辆偏离的时间阈值：第一时间阈值TY1、第二时间阈值TY2，其中，TY1＜TY2且T0+TY1＜Tp，T0+TY2＜Tp；
S42：获取车辆方向偏离后此时的时间T1，得到车辆偏离的行驶时间T1-T0，若TY1≤T1-T0＜TY2，满足车辆偏离预警条件，生成一级警报，若T1-T0＜TY1，不满足车辆偏离预警条件；
S43：经过时间T2后车辆继续偏离，得到车辆偏离的行驶时间T2-T0，若TY2≤T2-T0＜Tp，满足车辆偏离预警条件，生成二级警报；
S44：经过时间T3后车辆持续偏离，得到车辆偏离的行驶时间T3-T0，若Tp≤T3-T0，满足车辆偏离预警条件，生成三级警报；
S5：控制器控制分级警报模块工作进行车辆偏离警报，并通过显示模块进行显示。
进一步地，所述环境分析模块的具体分析过程如下：
P1：通过GPS定位模块获取车辆所在区域；获取车辆所在区域当天24小时的天气预报数据；
P2：获取车辆所在区域天气预报数据中24小时的降雨量，依据当前时间匹配得到车辆所在区域的当前降雨量，并将当前降雨量标记为JY；
P3：获取车辆所在区域的车流量，并将车流量标记为CL；获取车辆所在区域的风力值，并将风力值标记为FL；
P4：获取车辆所在区域的能见度，并将能见度标记为NJ；
P5：利用公式计算得出车辆所在区域的环境恶劣值HE，具体公式如下：
P6：设定四个环境恶劣预设值Y1、Y2和Y3，且Y1＜Y2＜Y3；
当HE＜Y1时，道路行驶环境处于第一环境恶劣等级；
当Y1≤HE＜Y2时，道路行驶环境处于第二环境恶劣等级；
当Y2≤HE＜Y3时，道路行驶环境处于第三环境恶劣等级；
当Y3≤HE时，道路行驶环境处于第四环境恶劣等级。
进一步地，所述环境恶劣等级划分为第一环境恶劣等级、第二环境恶劣等级、第三环境恶劣等级和第四环境恶劣等级；
所述能见度NJ具体划分为；强浓雾等级、浓雾等级、大雾等级、雾等级、轻雾等级和无雾等级，强浓雾等级的取值为X1，浓雾等级的取值为X2，大雾等级的取值为X3、雾等级的取值为X4，轻雾等级的取值为X5，无雾等级的取值为X6，X1、X2、X3、X4、X5和X6为六个预设值，且X1＝0和X2＞X3＞X4＞X5＞X6。
进一步地，所述数据采集模块包括车外摄像单元、车内摄像单元、车速采集单元、转向采集单元和车距采集单元；所述车外摄像单元用于获取车辆两侧的路况信息；所述车内摄像单元用于获取车辆前方车辆信息、车道线相对位置信息、汽车仪表盘上的转向灯开启状态以及方向盘角度信息；所述车速采集单元用于获取车辆的行驶速度；所述转向采集单元用于获取车辆方向盘角度信息；所述车距采集单元用于获取车辆两侧距离车道线的间距和车辆之间的间距。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过偏离分析模块用于对车辆行驶状况进行分析，通过获取车辆方向盘的转向角度，判定车辆发生偏离情况，并记录车辆发生偏离的时间，通过障碍物扫描单元获取车辆偏离方向的障碍物，以车辆在行驶道路上的所在区域为原点建立二维坐标系，利用距离公式计算得到车辆与障碍物之间的间距，实时获取车辆的当前行驶速度，从而计算得到车辆与障碍物之间发生碰撞的时间，设定两个车辆偏离的第一时间阈值和第二时间阈值，经过时间T1得到车辆偏离的行驶时间，将行驶时间与第一时间阈值、第二时间阈值以及发生碰撞的时间进行比对，通过车辆偏离后的行驶时间来判定是否满足车辆偏离预警条件，从而生成不同级别的警报，该设计方便车道偏离预警系统通过多项数据对车道偏离准确有效地预警；
2、本发明通过环境分析模块道路行驶环境进行分析，依据GPS定位模块获取车辆当前所在位置，环境分析模块通过信号连接获取到车辆当前所在位置的天气预报数据，得到车辆所在区域当天24小时的天气预报数据，依据当前时间匹配得到车辆所在区域的当前降雨量，依次获取车辆所在区域的车流量、风力值以及能见度，利用公式计算得出车辆所在区域的环境恶劣值，环境恶劣值与环境恶劣预设值进行比对，从而判定出道路行驶环境所处的环境恶劣等级，该设计通过车道偏离预警系统对行车道路环境进行采集分析，避免因行车道路环境导致车道偏离预警系统出现偏差和错误计算。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的整体系统框图。
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，一种用于自动驾驶的车道偏离预警系统，包括分级警报模块、行驶分析模块、数据采集模块、GPS定位模块、环境分析模块、环境监测模块、显示模块、偏离分析模块、定时预警模块、控制器以及数据库；
显示模块具体为车辆的中控屏，用于显示车辆的运行状态和道路状况；数据采集模块包括车外摄像单元、车内摄像单元、车速采集单元、转向采集单元和车距采集单元；
车外摄像单元具体为安装在车辆外左侧后视镜下方内嵌的左侧后视镜摄像头和安装在右侧后视镜下方内嵌的右侧后视镜摄像头，左侧后视镜摄像头和右侧后视镜摄像头用于获取车辆两侧的路况信息，左侧后视镜摄像头和右侧后视镜摄像头均为360度全景微型摄像头；
车内摄像单元具体为安装在车辆内前挡风玻璃内部靠上正中间位置的前挡摄像头和驾驶位上侧的驾驶位摄像头，前挡摄像头用于获取车辆前方车辆与车道线相对位置信息，驾驶位摄像头用于获取汽车仪表盘上的转向灯开启状态和方向盘角度信息，驾驶位摄像头的镜头对准方向盘；
车速采集单元具体为安装在变速箱输出轴上的转速传感器和车轮上的转速传感器的速度传感器，用于获取车辆的行驶速度；
转向采集单元具体为安装在车辆方向盘角度信息、车辆转向器、车辆转向节、车辆轮胎轮毂上的转向角传感器，用于获取车辆方向盘、车辆转向器、车辆转向节以及车辆轮胎轮毂的转向角度；
车距采集单元具体为安装在车辆前后左右的四组红外线测距传感器，用于获取车辆两侧距离车道线的间距和车辆之间的间距，采用红外线的测距传感器，车辆能够使在在大雾雨雪天气中仍然能够保持良好的测距功能；
分级警报模块用于对车辆行驶状况和偏离状况进行分级警报，具体为安装在中控台上的警报器和安装在驾驶员座椅内部的小型震动马达，报警器用于向驾驶员发出报警声，小型震动马达用于向驾驶员发出震动报警信息；
GPS定位模块用于规划导航车辆的行驶路线和定位车辆的实时位置，并将规划导航的行驶路线发送至车辆的中控屏，具体为安装在车辆中控台内部的GPS定位仪；
数据库用于存储车辆自动驾驶的预设运行数据和实时运行数据(行驶速度、行驶时间、转向角度等)；控制器用于对获取的数据进行分析与处理，控制器具体安装在汽车扶手盒内部；前挡摄像头、左侧后视镜摄像头和右侧后视镜摄像头均通过USB3.0接口与控制器双向连接；警报器通过3.5mm音频接口与控制器连接；小型震动马达通过USB2.0接口与控制器连接；中控屏通过HDMI接口与控制器连接；GPS定位仪通过USB3.0接口与控制器相连接；
定时预警模块在预设预警间隔时间内定时对车辆进行预警和自检，汽车启动时为实时预警功能，定时预警需由人工手动开启或者通过信号传输控制开启，定时预警功能可在城市路段或者人群较多路段进行开启，从而有效因躲避障碍物或者人的时候车辆被强行回正，预设预警间隔时间可依据车辆的实际行驶里程和实际行驶时间进行划分；
环境监测模块用于监测道路行驶环境(道路能见度、风力、降雨量、车流量等)，并将监测的道路行驶环境发送至环境分析模块，环境分析模块用于接收环境监测模块监测到的道路行驶环境并对道路行驶环境进行分析，环境分析模块依据GPS定位模块获取车辆当前所在位置，环境分析模块通过信号连接获取到车辆当前所在位置的天气预报数据；
环境分析模块的具体分析过程如下：
P1：通过GPS定位模块获取车辆所在区域；获取车辆所在区域当天24小时的天气预报数据；
P2：获取车辆所在区域天气预报数据中24小时的降雨量，依据当前时间匹配得到车辆所在区域的当前降雨量，并将当前降雨量标记为JY；
P3：获取车辆所在区域的车流量，并将车流量标记为CL；获取车辆所在区域的风力值，并将风力值标记为FL；
P4：获取车辆所在区域的能见度，并将能见度标记为NJ；
P41：能见度采用koschmieder定律、Allard定律、Mie散射理论、消光系数计算等计算得到，能见度NJ具体划分为；强浓雾等级、浓雾等级、大雾等级、雾等级、轻雾等级和无雾等级，具体如下表；
P42：强浓雾等级的取值为X1，浓雾等级的取值为X2，大雾等级的取值为X3、雾等级的取值为X4，轻雾等级的取值为X5，无雾等级的取值为X6，其中，X1、X2、X3、X4、X5和X6为六个预设值，且X1＝0和X2＞X3＞X4＞X5＞X6，注：目前关于高速封路问题是按照1997年12月公安部特别制定颁布的《关于加强专低能见度气象条件下高速公属路交通管理的通告》执行的。通告中规定：“在高速公路能见度低于50米时，应果断采取必要的交通管制措施，实施全线或局部封闭高速公路。”如果能见度低于50米而没有封闭高速公路，属违规现象；
P5：利用公式计算得出车辆所在区域的环境恶劣值HE，具体公式如下：
P6：设定四个环境恶劣预设值Y1、Y2和Y3，且Y1＜Y2＜Y3；
当HE＜Y1时，道路行驶环境处于第一环境恶劣等级；
当Y1≤HE＜Y2时，道路行驶环境处于第二环境恶劣等级；
当Y2≤HE＜Y3时，道路行驶环境处于第三环境恶劣等级；
当Y3≤HE时，道路行驶环境处于第四环境恶劣等级；
其中，路段能见度的检测设备具体为安装在道路上的路段能见度检测器、能见度观测仪以及能见度天气现象仪中的一种或多种；风力值的检测设备具体为安装在道路上的OMEGA风速测试仪、风力测量仪中的一种或多种；
车道偏离预警系统可以根据如下操作来判断车辆是否满足车道偏离预警条件：
A1、根据获取的行驶速度、转向角度、车线距、车间距和行驶时间等参数值，识别行驶速度、转向角度和行驶时间中，是否存在任一参数值大于该参数值对应的预设阈值；若至少存在一个参数值大于或者等于该参数值对应的预设阈值，则判断该车辆满足车道偏离预警条件。
A2、若参数值均分别小于该参数值对应的预设阈值，则利用参数值进行综合判断，识别参数值是否同时落入该参数值所分别对应的预警参数范围内；若参数值同时落入该参数值所分别对应的预警参数范围内，结合道路行驶环境所处的环境恶劣等级(环境恶劣等级用于影响)，则判断该车辆满足车道偏离预警条件；
偏离分析模块包括计时单元和障碍物扫描单元，计时单元用于计时车辆的行驶时间，障碍物扫描单元用于扫描车辆附近的障碍物；偏离分析模块用于对车辆行驶状况进行分析，具体分析过程如下：
S1：获取车辆方向盘的转向角度，并将转向角度标记为ZJ，其中，当车辆方向盘顺时针转动时，车辆方向盘的转向角度为正值，当车辆方向盘逆时针转动时，车辆方向盘的转向角度为负值；
S2：若转向角度|ZJ|＞0，则判定车辆发生偏离情况，并将车辆发生偏离的时间记为偏离开始时间T0，通过障碍物扫描单元获取车辆偏离方向距离车辆最近的障碍物(车辆、路基、绿化带、树木等)，以车辆在行驶道路上的所在区域为原点建立二维坐标系，利用距离公式计算得到车辆与障碍物之间的间距；
S3：获取车辆的当前行驶速度SD(瞬时速度)，通过车辆与障碍物之间的间距除以车辆的当前行驶速度计算得到发生碰撞时间Tp；
S4：通过车辆偏离后的行驶时间来判定是否满足车辆偏离预警条件；
S41：设定两个车辆偏离的时间阈值：第一时间阈值TY1、第二时间阈值TY2，其中，TY1＜TY2且T0+TY1＜Tp，T0+TY2＜Tp；
S42：获取车辆方向偏离后此时的时间T1，得到车辆偏离的行驶时间T1-T0，若TY1≤T1-T0＜TY2，满足车辆偏离预警条件，生成一级警报，若T1-T0＜TY1，不满足车辆偏离预警条件；
S43：经过时间T2后车辆继续偏离，得到车辆偏离的行驶时间T2-T0，若TY2≤T2-T0＜Tp，满足车辆偏离预警条件，生成二级警报；
S44：经过时间T3后车辆持续偏离，得到车辆偏离的行驶时间T3-T0，若Tp≤T3-T0，满足车辆偏离预警条件，生成三级警报；
S5：控制器控制分级警报模块工作进行车辆偏离警报，并通过显示模块进行显示；
偏离分析模块的又一分析过程，分析过程具体如下：
S1：获取车辆方向盘的转向角度，并将转向角度标记为ZJ，其中，当车辆方向盘顺时针转动时，车辆方向盘的转向角度为正值，当车辆方向盘逆时针转动时，车辆方向盘的转向角度为负值；
S2：若转向角度|ZJ|＞0，则判定车辆发生偏离情况，通过障碍物扫描单元获取车辆偏离方向距离车辆最近的障碍物(车辆、路基、绿化带、树木等)，以车辆在行驶道路上的所在区域为原点J0建立二维坐标系，利用距离公式计算得到车辆与障碍物之间的间距JJ；
S3：通过车辆偏离后的车间距车线距是否逐渐变小来判定是否满足车辆偏离预警条件；
S4：设定两个车辆偏离的距离阈值：第一距离阈值JY1、第二距离阈值JY2和第三距离阈值JY3；
S5：获取当前时间T1车辆与障碍物之间的间距JJ1，若JY2＜JJ1≤JY1，满足车辆偏离预警条件，生成一级警报，若JJ1＞JY1，不满足车辆偏离预警条件；
S6：经过一段时间T2后，再次获取车辆与障碍物之间的间距JJ2，当JJ2＜JJ1且JY3＜JJ2≤JY2，满足车辆偏离预警条件，生成二级警报；
S7：经过一段时间T3后，再次获取车辆与障碍物之间的间距JJ3，当JJ3＜JJ2且JJ3≤JY3，满足车辆偏离预警条件，生成三级警报；
S8：控制器控制分级警报模块工作进行车辆偏离警报，并通过显示模块进行显示；
举例说明：在一具体的应用场景中，当获取该车辆的行驶速度、车辆方向盘的转向角度、行驶时间、车线距、车间距等参数值，同时满足如下条件：车辆的行驶速度小于30迈、车辆方向盘的转向角度大于0度小于30度、行驶时间达到1.5秒、车间距车线距逐渐变小时，则判定该车辆满足车道偏离预警的条件；或者，车辆的行驶速度大于或者等于30迈小于90迈、车辆方向盘的转向角度大于或者等于30度小于90度、行驶时间达到1秒、车间距车线距逐渐变小时，则判定该车辆满足车道偏离预警的条件；或者，车辆的行驶速度大于或者等于90迈、车辆方向盘的转向角度大于或者等于90度、行驶时间达到0.5秒、车间距车线距逐渐变小时，则判定该车辆满足车道偏离预警的条件；
又一举例说明：在一具体的应用场景中，获取该车辆的当前行驶速度过快(比如，超过120迈)、或者车辆方向盘的转向角度过大(比如，顺时针或者逆时针时超过了360度)、或者车间距车线距的距离逐渐变小，或者车辆的行驶时间在对应的行驶速度、车辆方向盘的转向角度、车间距车线距距离逐渐变小的情况下超过5秒，则判定该车辆满足车道偏离预警的条件；
行驶分析模块用于车辆发生偏离情况(超车、拐弯、变道等情况)时，对车辆的偏离情况进行分析，具体分析过程如下：
SS1：当车辆发生偏离情况时，获取车辆的实际回正时间T4，当T4＜TY1时，无需通过偏离分析模块对车辆的偏离情况进行偏离分析；当T4≥TY1时，通过偏离分析模块对车辆的偏离情况进行偏离分析；
SS2：当遭遇弯曲路段时，通过道路曲线计算公式计算得到车辆行驶道路的道路弯曲度DW，道路弯曲度DW与方向盘转向角度ZJ进行比对；
SS3：若|ZJ|＞DW时，通过偏离分析模块对车辆的偏离情况进行偏离分析；
SS4：若|ZJ|≤DW时，无需通过偏离分析模块对车辆的偏离情况进行偏离分析；
SS5：通过车内摄像单元获取汽车方向盘的转向角度和汽车转向灯的开启状态，当左右转向灯任意一个开启，且转向灯开启的方向与方向盘的转动方向一致，无需通过偏离分析模块对车辆的偏离情况进行偏离分析；当左右转向灯任意一个开启，且转向灯开启的方向与方向盘的转动方向不一致，通过偏离分析模块对车辆的偏离情况进行偏离分析；
其中，道路曲线计算公式的网址为：
https://wenku.baidu.com/view/69d1c7d5195f312b3169a5d5.html；
分级警报模块具体划分如下：
1、一级警报：距车道线距离、偏移速度符合一级警报预警标准时，系统处于提示预警阶段，警报器进行声音警报声，其中，一级警报标准为：车辆偏离行驶时间大于设定的第一时间阈值、距离车道线距离小于设定的第一距离阈值或向车道线偏离的速度小于0.4m/s；
2、二级警报：距车道线距离、偏移速度符合二级警报预警标准时，系统处于紧急报警状态，警报器此时进行急促警报声和小型震动马达向驾驶位发出震动报警信息，其中，二级警报标准为：车辆偏离行驶时间小于设定的第二时间阈值、距离车道线距离小于设定的第二距离阈值或向车道偏离的速度等于0.4m/s；
3、三级警报：距车道线距离、偏移速度符合二级警报预警标准时，系统处于紧急报警状态，警报器此时进行急促警报声、小型震动马达向驾驶位发出震动报警信息和车辆上配备自动防撞系统启动，其中，三级警报标准为：车辆偏离行驶时间大于计算得到的发生碰撞时间、距离车道线距离小于设定的第三距离阈值或向车道偏离的速度大于0.4m/s。
上述公式均是去量纲取其数值计算，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进行设置。
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 (6)
1.一种用于自动驾驶的车道偏离预警系统，其特征在于，包括分级警报模块、数据采集模块、GPS定位模块、环境分析模块、环境监测模块、显示模块、偏离分析模块、定时预警模块、控制器以及数据库；
所述显示模块用于显示车辆的运行状态和道路状况；所述分级警报模块用于对车辆的行驶状况和偏离状况进行分级警报；所述GPS定位模块用于规划导航车辆的行驶路线和定位车辆的实时位置，并将规划导航的行驶路线发送至车辆的中控屏；所述数据库用于存储车辆自动驾驶的预设运行数据和实时运行数据；所述控制器用于对获取的数据进行分析与处理；
所述定时预警模块在预设预警间隔时间内定时对车辆进行预警和自检；所述环境监测模块用于监测道路行驶环境，并将监测的道路行驶环境发送至环境分析模块，所述环境分析模块用于接收环境监测模块监测到的道路行驶环境并对道路行驶环境进行分析，环境分析模块依据GPS定位模块获取车辆当前所在位置，环境分析模块通过信号连接获取到车辆当前所在位置的天气预报数据；所述偏离分析模块用于对车辆的行驶状况进行分析。
2.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶的车道偏离预警系统，其特征在于，所述偏离分析模块包括计时单元和障碍物扫描单元，所述计时单元用于计时车辆的行驶时间，所述障碍物扫描单元用于扫描车辆附近的障碍物。
3.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶的车道偏离预警系统，其特征在于，所述偏离分析模块的具体分析过程如下：
S1：获取车辆方向盘的转向角度，并将转向角度标记为ZJ；
S2：若转向角度|ZJ|＞0，则判定车辆发生偏离情况，并将车辆发生偏离的时间记为偏离开始时间T0，通过障碍物扫描单元获取车辆偏离方向的障碍物，以车辆在行驶道路上的所在区域为原点建立二维坐标系，利用距离公式计算得到车辆与障碍物之间的间距；
S3：获取车辆的当前行驶速度，通过车辆与障碍物之间的间距除以车辆的当前行驶速度计算得到发生碰撞时间Tp；
S4：通过车辆偏离后的行驶时间来判定是否满足车辆偏离预警条件，判定过程如下：
S41：设定两个车辆偏离的时间阈值：第一时间阈值TY1、第二时间阈值TY2，其中，TY1＜TY2且T0+TY1＜Tp，T0+TY2＜Tp；
S42：获取车辆方向偏离后此时的时间T1，得到车辆偏离的行驶时间T1-T0，若TY1≤T1-T0＜TY2，满足车辆偏离预警条件，生成一级警报，若T1-T0＜TY1，不满足车辆偏离预警条件；
S43：经过时间T2后车辆继续偏离，得到车辆偏离的行驶时间T2-T0，若TY2≤T2-T0＜Tp，满足车辆偏离预警条件，生成二级警报；
S44：经过时间T3后车辆持续偏离，得到车辆偏离的行驶时间T3-T0，若Tp≤T3-T0，满足车辆偏离预警条件，生成三级警报；
S5：控制器控制分级警报模块工作进行车辆偏离警报，并通过显示模块进行显示。
4.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶的车道偏离预警系统，其特征在于，所述环境分析模块的具体分析过程如下：
P1：通过GPS定位模块获取车辆所在区域；获取车辆所在区域当天24小时的天气预报数据；
P2：获取车辆所在区域天气预报数据中24小时的降雨量，依据当前时间匹配得到车辆所在区域的当前降雨量，并将当前降雨量标记为JY；
P3：获取车辆所在区域的车流量，并将车流量标记为CL；获取车辆所在区域的风力值，并将风力值标记为FL；
P4：获取车辆所在区域的能见度，并将能见度标记为NJ；
P5：利用公式计算得出车辆所在区域的环境恶劣值HE，具体公式如下：
P6：设定四个环境恶劣预设值Y1、Y2和Y3，且Y1＜Y2＜Y3；
当HE＜Y1时，道路行驶环境处于第一环境恶劣等级；
当Y1≤HE＜Y2时，道路行驶环境处于第二环境恶劣等级；
当Y2≤HE＜Y3时，道路行驶环境处于第三环境恶劣等级；
当Y3≤HE时，道路行驶环境处于第四环境恶劣等级。
5.根据权利要求4所述的一种用于自动驾驶的车道偏离预警系统，其特征在于，所述环境恶劣等级划分为第一环境恶劣等级、第二环境恶劣等级、第三环境恶劣等级和第四环境恶劣等级；
所述能见度NJ具体划分为；强浓雾等级、浓雾等级、大雾等级、雾等级、轻雾等级和无雾等级，强浓雾等级的取值为X1，浓雾等级的取值为X2，大雾等级的取值为X3、雾等级的取值为X4，轻雾等级的取值为X5，无雾等级的取值为X6，X1、X2、X3、X4、X5和X6为六个预设值，且X1＝0和X2＞X3＞X4＞X5＞X6。
6.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶的车道偏离预警系统，其特征在于，所述数据采集模块包括车外摄像单元、车内摄像单元、车速采集单元、转向采集单元和车距采集单元；所述车外摄像单元用于获取车辆两侧的路况信息；所述车内摄像单元用于获取车辆前方车辆信息、车道线相对位置信息、汽车仪表盘上的转向灯开启状态以及方向盘角度信息；所述车速采集单元用于获取车辆的行驶速度；所述转向采集单元用于获取车辆方向盘角度信息；所述车距采集单元用于获取车辆两侧距离车道线的间距和车辆之间的间距。
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| CN202011310053.5A CN112519796A (zh) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | 一种用于自动驾驶的车道偏离预警系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112977446A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-06-18 | 吉林化工学院 | 基于OpenMV的车道保持系统 |
| CN113691629A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-23 | 北京东华博泰科技有限公司 | 基于区块链与边缘计算的物联网数据管理系统 |
| CN113942502A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-01-18 | 中汽创智科技有限公司 | 一种车辆辅助驾驶方法、装置、设备及存储介质 |
| TWI795832B (zh) * | 2021-07-05 | 2023-03-11 | 神達數位股份有限公司 | 車道偏移警示方法及系統 |
| CN116331220A (zh) * | 2023-05-12 | 2023-06-27 | 禾多科技（北京）有限公司 | 一种自动驾驶车辆的车道偏离预警方法及预警系统 |
| CN116740840A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-09-12 | 深圳益国电子科技有限公司 | 一种行车记录仪用视频预警系统 |
-
2020
- 2020-11-20 CN CN202011310053.5A patent/CN112519796A/zh not_active Withdrawn
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