CN115376329A - 一种行车障碍预警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种行车障碍预警方法及系统，所述方法包括以下步骤：S1，确定车辆的行驶路线的前方是否存在限高设施；S2，如果确定所述车辆的行驶路线的前方存在限高设施，则通过视觉技术或者预存数据确定所述限高设施的限高高度；S3，将所述限高高度与所述车辆的高度进行比较；S4，若所述车辆的高度超出所述限高高度，则发出警报，并确定和显示所述限高设施相对于所述车辆的距离信息。所述行车障碍预警方法及系统不需要用传统的测距技术测出限高设施的限高高度，其操作不会受到高度测量装置的感测范围的限制，在车辆距离限高设施足够远的时候就可以实现，因此相比于现有技术具有更高的安全性和实用性。

Description

一种行车障碍预警方法及系统

技术领域

本发明涉及车辆导航技术领域，特别是涉及一种行车障碍预警方法及系统。

背景技术

工程车辆相比于家用车辆具有更大的体型和载货量，其高度通常明显大于家用车辆，因此工程车辆在公路上行驶时必须注意途中哪些地方存在限高管控，提前作出规避措施，以避免因为限高路段禁止通行而被迫折返或者不慎撞到限高设施。

现有技术中为了提醒工程车辆的驾驶员避让限高设施，通常采用的方法有两种：(1)在限高设施中安装高度测量装置和报警装置，用高度测量装置检测接近限高设施的车辆的高度，当检测到驶近的车辆的高度超过限高设施的限高高度时，用报警装置发出警报。(2)在工程车辆上安装高度测量装置和报警装置，用高度测量装置检测前方道路上一定距离内的限高设施的高度，当检测到限高设施的限高高度低于车辆高度时，用报警装置发出警报。

但是在实际应用中，上述两类方法都存在明显的缺点。首先最主要的问题在于，高度测量装置的距离感测范围有限，无论是安装在限高设施还是车辆上，都必须在车辆和限高设施足够接近时才能准确地测量出车辆高度或限高设施的限高高度；但是工程车辆本身重量巨大，行驶时惯性较大，减速时需要的制动距离和反应时间都比较长，当高度测量装置测量出相关高度数据并据以确定车辆无法通过限高设施时，即使及时发出警报，此时车辆也很可能已经非常接近限高设施，很难再有足够的制动距离和反应时间让工程车辆及时减速停车，容易造成事故。其次，上述现有方法中在判断车辆不能通过限高设施时，只会发出简单的报警信号提醒车辆驾驶员需要规避前方的限高设施，但是并不会为驾驶员提供具体的规避路线；驾驶员若是对当地路况不熟悉，则很可能被迫停在限高设施前难以尽快离开，容易造成交通拥堵。

发明内容

基于现有技术中的上述问题，本发明的目的在于提供一种行车障碍预警方法及系统，其技术手段能够摆脱高度测量装置的感测范围的限制，在车辆距离限高设施足够远的时候就可以实现，提高限高预警的安全性和实用性，并且在车辆无法通过前方限高设施时及时规划新的行驶方案。

本发明的一个较佳实施方式提供一种行车障碍预警方法，包括以下步骤：S1，确定车辆的行驶路线的前方是否存在限高设施；S2，如果确定所述车辆的行驶路线的前方存在限高设施，则通过视觉技术或者预存数据确定所述限高设施的限高高度；S3，将所述限高高度与所述车辆的高度进行比较；S4，若所述车辆的高度超出所述限高高度，则发出警报，并确定和显示所述限高设施相对于所述车辆的距离信息。

在一些实施方式中，所述步骤S1包括：通过视觉技术、激光探测、雷达探测、定位导航中的至少一种方式来确定所述车辆的行驶路线的前方是否存在限高设施。

在一些实施方式中，所述步骤S2包括：S21，通过视觉技术采集所述限高设施的图像；S22，从采集的图像中识别出标记限高高度的文字；S23，根据识别出的标记限高高度的文字确定所述限高设施的限高高度。

在一些实施方式中，所述步骤S2包括：S20，根据预存的导航地图数据中记录的限高设施资料确定所述限高设施的限高高度。

在一些实施方式中，所述距离信息包括所述车辆与所述限高设施之间的距离。

在一些实施方式中，所述距离信息还包括所述车辆在当前情况下停车所需的制动距离。

在一些实施方式中，所述制动距离通过以下公式确定：

其中τ₂′表示踏板间隙克服时间，τ₂″表示制动减速度增长时间，u₀表示车辆的当前行驶速度，a_bmax表示车辆的最大制动减速度。

在一些实施方式中，在所述步骤S4之后，还包括以下步骤：S5，为所述车辆规划新的行驶方案以避开所述限高设施。

在一些实施方式中，在所述步骤S3之后，还包括以下步骤：S6，若所述车辆的高度未超出所述限高高度，则确定和显示所述限高设施相对于所述车辆的距离信息。

本申请的另一方面的实施方式提供一种行车障碍预警系统，包括：限高设施查找模块，用于确定车辆的行驶路线的前方是否存在限高设施；限高高度确定模块，用于在确定所述车辆的行驶路线的前方存在限高设施时，通过视觉技术或者预存数据确定所述限高设施的限高高度；比较模块，用于将所述限高高度与所述车辆的高度进行比较；报警模块，用于在所述车辆高度超出所述限高高度时，发出警报；距离确定模块，用于确定和显示所述限高设施相对于所述车辆的距离信息。

相比于现有技术，本发明的上述较佳实施方式提供的行车障碍预警方法及系统通过例如视觉技术、激光探测、雷达探测、定位导航等方式来确定行驶路线前方是否存在限高设施，然后通过视觉技术或者预存数据确定所述限高设施的限高高度，将所述限高高度与车辆高度进行比较以确定车辆能否通过所述限高设施，并且在确定车辆不能通过所述限高设施时可以发出警报、显示距离信息及规划新的行驶方案以避开所述限高设施。与现有技术相比，本申请的上述较佳实施方式提供的行车障碍预警方法及系统不需要用传统的测距技术测出限高设施的限高高度，其中确定行驶路线前方是否存在限高设施、以及确定所述限高设施的限高高度的操作不会受到高度测量装置的感测范围的限制，在车辆距离限高设施足够远的时候就可以实现，因此相比于现有技术具有更高的安全性和实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本申请的一个较佳实施方式提供的行车障碍预警方法的流程图。

图2是图1所示的行车障碍预警方法中计算车辆制动距离的原理示意图。

图3是本申请的一个较佳实施方式提供的行车障碍预警系统的功能模块框图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的特定实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的描述，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请的一个较佳实施方式提供一种行车障碍预警方法，用于在车辆特别是工程车辆的行驶途中检测车辆前方的限高设施，将检测结果提供给车辆驾驶员参考；所述行车障碍预警方法还能够根据检测结果判断车辆能否通过限高设施，在判断车辆不能通过限高设施时及时向驾驶员发出警报，并作出规避限高设施的路线规划供驾驶员参考。

请参阅图1，所述行车障碍预警方法可以包括以下步骤：

S1，确定车辆的行驶路线的前方是否存在限高设施。

S2，如果确定所述车辆的行驶路线的前方存在限高设施，则通过视觉技术或者预存数据确定所述限高设施的限高高度。

S3，将所述限高高度与所述车辆的高度进行比较。

S4，若所述车辆的高度超出所述限高高度，则发出警报，并确定和显示所述限高设施相对于所述车辆的距离信息。

以下详细说明所述步骤S1、S2、S3、S4的具体操作。

在本实施方式中，所述步骤S1可以通过以下具体操作来执行：当车辆行驶在道路上时，通过例如视觉技术、激光探测、雷达探测、定位导航等方式中的至少一种来确定行驶路线前方是否存在限高设施。本实施方式该步骤S1优选采用视觉技术来确定行驶路线前方是否存在限高设施，也就是在车辆上安装摄像装置例如双目摄像头，由摄像装置采集行驶路线前方的影像，并传输给车辆上配备的数据处理装置例如车辆中控系统的处理器进行图像处理，从影像中确定前方是否存在限高设施。在其他实施方式中，也可以采用其他探测手段如激光探测、雷达探测手段对行驶路线前方进行探测以确定前方是否存在限高设施，或者也可以根据车辆的即时定位，结合车辆或其他导航设备上预存的导航地图数据中记录的限高设施位置来直接确定前方是否存在限高设施。可以理解，上述各种用于确定行驶路线前方是否存在限高设施的具体技术手段可以针对不同场合分别执行，也可以同时执行。

需要注意的是，在所述步骤S1中，只需要判断行驶路线前方是否存在限高设施，而并不需要用传统的测距技术测出限高设施的限高高度，因此该步骤S1在车辆距离限高设施足够远的时候就可以实现，相比于现有技术可以更早地启动行车障碍预警流程，因此具有更高的安全性和实用性。

在本实施方式中，所述步骤S2可以通过以下具体操作来执行：如果在所述步骤S1中确定了车辆行驶路线的前方存在限高设施，则进一步确定所述限高设施的限高高度。本实施方式中确定所述限高设施的限高高度的具体方式优选地包括以下操作：

S21，通过视觉技术采集限高设施的图像。例如，可以通过安装在车辆上的双目摄像头或其他摄像装置拍摄限高设施的照片。

S22，从采集的图像中识别出标记限高高度的文字。现有的限高设施在醒目位置都明确标记有限高高度数值，例如“5m”、“3.5m”等等，因此通过对限高高度的照片进行图像处理就可以很容易地从限高设施的照片中识别出标记限高高度的文字。具体的图像处理方法可以采用各种现有技术，此处无需赘述。

S23，根据识别出的标记限高高度的文字确定限高设施的限高高度。

在另一些实施方式中，确定所述限高设施的限高高度的具体方式优选地还可以包括以下操作：

S20，根据预存的导航地图数据中记录的限高设施资料来直接确定前方的限高设施的限高高度。可以理解，该操作S20和前述操作S21-S23可以针对不同场合分别执行，也可以同时执行。

可以理解，所述步骤S2的上述具体操作是通过视觉技术或者导航地图数据来确定限高设施的限高高度，而不需要像现有技术一样实际测量限高设施的限高高度。因此，本申请提供的行车障碍预警方法中确定限高设施的限高高度的操作不会受到高度测量装置的感测范围的限制，在车辆距离限高设施足够远的时候就可以实现，相比现有技术具有更高的安全性和实用性。

在本实施方式中，所述步骤S3可以通过以下具体操作来执行：在通过所述步骤S2确定前方限高设施的限高高度后，将所述限高高度与车辆高度进行比较。该操作可以由车辆上配备的数据处理装置例如车辆中控系统的处理器执行，所述车辆高度可以由驾驶员预先或者实时地输入到所述数据处理装置中。

在本实施方式中，所述步骤S4可以通过以下具体操作来执行：一方面，若所述车辆高度超出所述限高高度，则发出警报。具体而言，如果上述操作S31得到的比较结果是车辆的高度(若车辆有载货则为车辆和货物的整体高度)超出前方限高设施的限高高度，则对车辆驾驶员发出警报。发出警报的操作可以由车辆上配备的数据处理装置例如车辆中控系统的处理器执行，例如所述处理器可以在通过上述操作S31确定车辆高度超出前方限高设施的限高高度时，控制车辆上的报警设备以声音、灯光、图文显示等方式对驾驶员发出警报。

另一方面，为了让驾驶员在收到警报的同时更加直观地认识到前方限高设施的风险，并帮助驾驶员及时作出反应，所述步骤S4还可以包括：若所述车辆高度超出所述限高高度，在发出警报的同时还确定和显示所述限高设施相对于所述车辆的距离信息。

在本实施方式中，所述距离信息至少包括车辆与前方限高设施之间的距离，该距离可以通过例如激光测距、超声波测距等常用测距方式获得，也可以通过将车辆的即时定位位置与车辆或其他导航设备预存的导航地图数据中记录的前方限高设施位置相比较而计算出来，这些确定车辆与前方限高设施之间的距离的方式都可以采用现有技术手段，此处无需赘述。

所述距离信息优选地还可以包括车辆在当前情况下通过制动实现停车所需的制动距离。在本实施方式中，优选地根据以下原理来计算停车所需的制动距离S₀：

在确定车辆行驶路线前方存在限高设施，且车辆高度超出限高设施的限高高度时，为了确保车辆不会撞上限高设施，必须预留足够的制动距离，因此需要计算司机在做出及时反应的情况下所需的最短刹车距离。

请参阅图2，其为本实施方式的行车障碍预警方法中计算车辆制动距离的原理示意图，在其中具体示出了对车辆进行制动的过程中制动力及制动减速度和时间之间的关系。其中在横轴即时间轴上，τ₁′表示在确定车辆高度超出前方限高设施的限高高度并发出警报时，车辆驾驶员在意识中作出反应的时间，即大脑反应时间；τ₁″表示驾驶员把脚部移动到制动踏板的踩踏位置所需的时间，即动作反应时间；τ₁′与τ₁″之和τ即为驾驶员的反应时间。τ₂′表示制动踏板被踩下后越过踏板间隙(即踏板行程中不会产生制动效果的区段)的时间，即踏板间隙克服时间；τ₂″表示在制动踏板产生制动效果后，制动减速度达到最大值所需的时间，即制动减速度增长时间；τ₂′与τ₂″之和τ₂即为制动器起作用所需的时间。τ₃表示制动过程中持续踩住制动踏板的时间，即持续制动时间。τ₄表示驾驶员认为期望的制动效果已经实现之后放松制动踏板所需的时间，即放松制动器时间。在纵轴上，F_p表示制动力，a_b表示制动减速度。

基于图2示出的上述各个参数之间的关系，可以理解，由于不同驾驶员的反应时间不同，车辆本身的实际制动距离，优选在图3中应该设置为从横轴上的b点到f点这段时间内车辆驶过的距离。其中b点到e点的时间段为制动器起作用所需的时间，这段时间内车辆所行驶的距离记为S₂；e点到f点的时间段为持续制动时间，这段时间车辆所行驶的距离定为S₃。汽车本身的实际制动距离S₀即为上述两段距离S₂与S₃之和，在本实施方式中，结合上述原理和本领域现有技术，优选采用以下公式计算车辆本身的实际制动距离S₀：

其中a_bmax表示车辆的最大制动减速度，u₀表示车辆的当前行驶速度，这些参数都可以通过现有技术实时获取。

根据上述方法计算出的车辆本身的实际制动距离S₀和车辆与前方限高设施之间的距离都可以按照现有技术显示在车辆的中控屏幕或者其他便于观察的显示设备上，供驾驶员参考。

请再次参阅图1，本实施方式提供的行车障碍预警方法在所述步骤S4之后，还可以进一步包括以下步骤：

S5，为所述车辆规划新的行驶方案以避开所述限高设施。

在本实施方式中，所述步骤S5可以通过以下具体操作来执行：

在所述步骤S4之后，开启车辆本身或者其他导航设备存储的导航软件例如车辆云地图，在导航软件中设置从车辆起始位置到运输目的地的电子围栏，在电子围栏范围内按照例如现有的导航程序为车辆规划可行驶的路线以绕过前方限高设施，为不熟悉路况的司机提供最优的行驶路线。

请再次参阅图1，本实施方式提供的行车障碍预警方法进一步还可以包括以下步骤：

S6，若所述车辆的高度未超出所述限高高度，则确定和显示所述限高设施相对于所述车辆的距离信息。

在本实施方式中，若是在所述步骤S3中得到的比较结果是所述车辆的高度未超出所述限高高度，则可以不执行所述步骤S4、S5而直接执行所述步骤S6。所述步骤S6可以通过与前述步骤S4中相似的技术手段确定和显示所述限高设施相对于所述车辆的距离信息，在此无需赘述。

本申请的上述较佳实施方式提供的行车障碍预警方法通过例如视觉技术、激光探测、雷达探测、定位导航等方式来确定行驶路线前方是否存在限高设施，然后通过视觉技术或者预存数据确定所述限高设施的限高高度，将所述限高高度与车辆高度进行比较以确定车辆能否通过所述限高设施，并且在确定车辆不能通过所述限高设施时可以发出警报、显示距离信息及规划新的行驶方案以避开所述限高设施。与现有技术相比，本申请的上述较佳实施方式提供的行车障碍预警方法不需要用传统的测距技术测出限高设施的限高高度，其中确定行驶路线前方是否存在限高设施、以及确定所述限高设施的限高高度的操作不会受到高度测量装置的感测范围的限制，在车辆距离限高设施足够远的时候就可以实现，因此相比于现有技术具有更高的安全性和实用性。

请参阅图3，本申请的又一方面的较佳实施方式还提供一种行车障碍预警系统，所述行车障碍预警系统应用于车辆尤其是工程车辆中，优选地装设在车辆尤其是工程车辆中，且包括以下各个模块：

限高设施查找模块，用于确定车辆行驶路线的前方是否存在限高设施。

限高高度确定模块，用于在确定所述车辆的行驶路线的前方存在限高设施时，通过视觉技术或者预存数据确定所述限高设施的限高高度。

比较模块，用于将所述限高高度与所述车辆的高度进行比较。

报警模块，用于在所述车辆的高度超出所述限高高度时，发出警报。

距离确定模块，用于确定和显示所述限高设施相对于所述车辆的距离信息。

在一些实施方式中，所述限高高度确定模块包括：

图像采集单元，用于通过视觉技术采集限高设施的图像。

文字识别单元，用于从采集的图像中识别出标记限高高度的文字。

限高高度确定单元，用于根据识别出的标记限高高度的文字确定限高设施的限高高度。

在另一些实施方式中，所述限高高度确定单元还用于：

根据预存的导航地图数据中记录的限高设施资料来直接确定前方的限高设施的限高高度。

在一些实施方式中，所述行车障碍预警系统还包括：

行驶方案规划模块，用于为所述车辆规划新的行驶方案以避开所述限高设施。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。

Claims (10)

1.一种行车障碍预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，确定车辆的行驶路线的前方是否存在限高设施；

S2，如果确定所述车辆的行驶路线的前方存在限高设施，则通过视觉技术或者预存数据确定所述限高设施的限高高度；

S3，将所述限高高度与所述车辆的高度进行比较；

S4，若所述车辆的高度超出所述限高高度，则发出警报，并确定和显示所述限高设施相对于所述车辆的距离信息。

2.如权利要求1所述的行车障碍预警方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

通过视觉技术、激光探测、雷达探测、定位导航中的至少一种方式来确定所述车辆的行驶路线的前方是否存在限高设施。

3.如权利要求1所述的行车障碍预警方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21，通过视觉技术采集所述限高设施的图像；

S22，从采集的图像中识别出标记限高高度的文字；

S23，根据识别出的标记限高高度的文字确定所述限高设施的限高高度。

4.如权利要求1所述的行车障碍预警方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S20，根据预存的导航地图数据中记录的限高设施资料确定所述限高设施的限高高度。

5.如权利要求1所述的行车障碍预警方法，其特征在于，所述距离信息包括所述车辆与所述限高设施之间的距离。

6.如权利要求5所述的行车障碍预警方法，其特征在于，所述距离信息还包括所述车辆在当前情况下停车所需的制动距离。

7.如权利要求6所述的行车障碍预警方法，其特征在于，所述制动距离通过以下公式确定：

其中τ₂′表示踏板间隙克服时间，τ₂″表示制动减速度增长时间，u₀表示车辆的当前行驶速度，a_bmax表示车辆的最大制动减速度。

8.如权利要求1所述的行车障碍预警方法，其特征在于，在所述步骤S4之后，还包括以下步骤：

S5，为所述车辆规划新的行驶方案以避开所述限高设施。

9.如权利要求1所述的行车障碍预警方法，其特征在于，在所述步骤S3之后，还包括以下步骤：

S6，若所述车辆的高度未超出所述限高高度，则确定和显示所述限高设施相对于所述车辆的距离信息。

10.一种行车障碍预警系统，其特征在于，包括：

限高设施查找模块，用于确定车辆的行驶路线的前方是否存在限高设施；

限高高度确定模块，用于在确定所述车辆的行驶路线的前方存在限高设施时，通过视觉技术或者预存数据确定所述限高设施的限高高度；

比较模块，用于将所述限高高度与所述车辆的高度进行比较；

报警模块，用于在所述车辆高度超出所述限高高度时，发出警报；

距离确定模块，用于确定和显示所述限高设施相对于所述车辆的距离信息。

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