不良天气下高速公路车辆偏离车道的预警装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于汽车驾驶主动预警技术领域，公开了一种不良天气下高速公路车辆偏离车道的预警装置；所述装置包括：两个多线激光雷达传感器、车载工控机、闪光蜂鸣器，所述两个多线激光雷达传感器分别安装在车辆前保险杠两侧的左右对称位置，所述车载工控机安装在车辆仪表盘下方，所述闪光蜂鸣器安装在车辆仪表盘上；其中，所述两个多线激光雷达传感器的输出端分别与所述车载工控机的I/O输入端电连接，所述车载工控机的I/O输出端与所述闪光蜂鸣器的输入端电连接，能够实时监测车辆是否处于车道偏离状态，且不受天气条件影响，并提示驾驶员采取合适的应对措施，为驾驶员减轻了判断负担，有助于提高行驶安全性。

Early warning device for deviation of highway vehicle in bad weather

The utility model belongs to the technical field of automobile driving active warning, discloses a warning device for highway vehicle lane deviation under adverse weather condition; the device comprises more than two line laser radar sensors, on-board computer, flash buzzer, the two multi line laser radar sensor are respectively arranged on the symmetrical position of the front bumper of the vehicle on both sides of the vehicle, the computer is installed below the vehicle dashboard, the flash buzzer is installed on the vehicle dashboard; wherein, the I/O input power output terminal of the two multi line laser radar sensor are respectively connected with the vehicle computer connection, input terminal I/O output terminal of the vehicle control the machine with the flash buzzer connection, can monitor whether the vehicle is in the state of lane departure, and not affected by weather conditions, and prompt the driver recovery Take appropriate measures to reduce the burden of judgment for drivers, help to improve driving safety.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于汽车驾驶主动预警
，尤其涉及一种不良天气下高速公路车辆偏离车道的预警装置。
技术介绍
现有的车道偏离预警系统主要通过图像处理技术实现车道线的实时检测。当车道出现偏离时对驾驶员进行报警，从而有效降低驾驶员的感知负担，同时保证车辆行驶的安全性。而现实道路交通环境条件下，不良天气条件以及光照变化会严重影响基于视觉的车道偏离预警系统的可靠性。例如雨雾，强光刺激和阴影等均会干扰到车道线的视觉检测效果，有时甚至出现错误警报，进而降低了车道偏离预警系统的准确性和鲁棒性。当在高速公路路段行驶时，车速较快，不良天气下基于视觉的车道偏离预警系统一旦不能正常工作，极可能出现车辆驶出自身车道，错误进入相邻车道，使车辆处在潜在的碰撞或侧翻危险中。
技术实现思路
针对上述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种不良天气下高速公路车辆偏离车道的预警装置，实时监测车辆是否处于车道偏离状态，并提示驾驶员采取合适的应对措施，为驾驶员减轻了判断负担，有助于提高行驶安全性。为达到上述目的，本技术的实施例采用如下技术方案予以实现。技术方案一：一种不良天气下高速公路车辆偏离车道的预警装置，所述装置包括：两个多线激光雷达传感器、车载工控机、闪光蜂鸣器，所述两个多线激光雷达传感器分别安装在车辆前保险杠两侧的左右对称位置，所述车载工控机安装在车辆仪表盘下方，所述闪光蜂鸣器安装在车辆仪表盘上；其中，所述两个多线激光雷达传感器的输出端分别与所述车载工控机的I/O输入端电连接，所述车载工控机的I/O输出端与所述闪光蜂鸣器的输入端电连接。技术方案一的特点和进一步的改进为：(1)多线激光扫描雷达传感器为四线激光扫描雷达，且扫描频率为12.5Hz，扫描距离为0.3m-200m。(2)闪光蜂鸣器为AD16-22SM型闪光蜂鸣器。技术方案二：一种不良天气下高速公路车辆偏离车道的预警方法，所述方法应用于技术方案一所述的预警装置，所述方法包括如下步骤：步骤1，多线激光雷达传感器实时扫描车辆所在高速公路两侧的场景点云数据，并将所述场景点云数据发送给车载工控机；所述场景点云数据至少包括：高速公路两侧的路缘石轮廓线、车辆与所在车道左右两条车道线之间的距离；步骤2，车载工控机将所述场景点云数据进行聚类，得到车辆所在高速公路两侧的路缘石轮廓线、车辆与所在车道左右两条车道线之间的距离；步骤3，车载工控机根据车辆所在高速公路两侧的路缘石轮廓线、车辆与所在车道左右两条车道线之间的距离，判断车辆是否偏离所在车道，并在车辆偏离所在车道时，向闪光蜂鸣器发送预警信号；步骤4，闪光蜂鸣器根据车载工控机发送的预警信号，进行闪光蜂鸣。技术方案二的特点和进一步的改进为：(1)步骤2具体包括：(2a)记每个激光雷达传感器每帧采集N个扫描点，第n个扫描点Pn由方位角αn和距离rn组成，n＝0，1，...，N；(2b)设定聚类半径R，将第i个扫描点作为第j组数据的聚类中心，且i的初值为1，j的初值为1，计算第i+1个扫描点与第i个扫描点之间的空间距离d(ri，ri+1)；(2c)若第i+1个扫描点与第i个扫描点之间的空间距离d(ri，ri+1)小于聚类半径R，则将第i+1个扫描点归入第j组数据，并将第i+1个扫描点作为第j组数据的聚类中心；若第i+1个扫描点与第i个扫描点之间的空间距离d(ri，ri+1)大于聚类半径R，将第i+1个扫描点作为第j+1组数据的聚类中心；(2d)令i的值加1，并依次重复子步骤(2c)，直到完成N个扫描点的聚类，得到c个聚类目标；(2e)计算c个聚类目标中每个聚类目标内任意两个扫描点之间的空间距离，并得到空间距离最大的两个扫描点所在的聚类目标，将该聚类目标作为路缘石类簇；(2f)根据所述路缘石类簇中的所有扫描点对路缘石轮廓线进行拟合，得到车辆所在高速公路两侧的路缘石轮廓线；(2g)获取自身车辆的中心线，计算自身车辆的中心线与车辆所在高速公路两侧的路缘石轮廓线之间的距离，得到自身车辆与所在车道左右两条车道线之间的距离。(2)步骤3具体包括：(3a)设定车辆偏离阈值，若车辆与车辆所在车道左右两条车道线之间的距离的差值大于所述车辆偏离阈值，且车辆转向灯未打开，则认为车辆偏离所在车道；(3b)若车辆偏离所在车道的时间超过两秒，车载工控机向闪光蜂鸣器发送预警信号。本技术实施例提供的不良天气下高速公路车辆偏离车道的预警装置及方法，该预警装置能对自身车辆与所在车道间的实时状态进行判定，如果检测到车辆在连续的2s内都处于车道偏离状态，也就是采集到的连续25帧点云数据都为车辆偏离车道状态，并且驾驶员未开启转向灯，则判定车辆此时为车道偏离状态，促使闪光蜂鸣器发出警报，提示驾驶员；该装置的主要部件采用多线激光雷达传感器和车载工控机，操作简单、检测方便、测量精度高，而且不易受外界天气影响也不存在安全隐患问题；且投资费用少，适合大规模推广使用，其检测方法具有智能化，自动化和可靠度高的特点，能够及时为驾驶员提供准确的车道偏离信息，减少交通事故的发生。附图说明为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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为本技术实施例提供的一种不良天气下高速公路车辆偏离车道的预警装置的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种不良天气下高速公路车辆偏离车道的预警装置的电气连接示意图；图3为本技术实施例提供的一种不良天气下高速公路车辆偏离车道的预警方法的流程示意图；图中：标号1表示车辆；标号2表示左侧多线激光雷达传感器；标号3表示右侧多线激光雷达传感器；标号4表示车载工控机；标号5表示闪光蜂鸣器；标号6表示路缘石；标号7表示应急车道。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。参照图1，为本技术实施例提供的一种不良天气下高速公路车辆偏离车道的预警装置的结构示意图，所述装置包括：两个多线激光雷达传感器、车载工控机、闪光蜂鸣器，所述两个多线激光雷达传感器分别安装在车辆前保险杠两侧的左右对称位置，所述车载工控机安装在车辆仪表盘下方，所述闪光蜂鸣器安装在车辆仪表盘上；其中，所述两个多线激光雷达传感器的输出端分别与所述车载工控机的I/O输入端电连接，所述车载工控机的I/O输出端与所述闪光蜂鸣器的输入端电连接。的结构示意图。具体的，首先需要进行预警装置器件的安装，安装过程如下：将左侧多线激光雷达传感器2和右侧多线激光雷达传感器3分别采用螺栓固定安装在车辆1前保险杠两侧左右对称位置，左侧多线激光雷达2和右侧多线激光雷达3分别采用IBEOLUX4线激光扫描雷达，扫描频率为12.5Hz，扫描距离范围为0.3m-200m。闪光蜂鸣器5固定安装在车辆仪表盘上。车载工控机4安装在车内仪表盘下方。左侧多线激光雷达传感器2和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不良天气下高速公路车辆偏离车道的预警装置，其特征在于，所述装置包括：两个多线激光雷达传感器、车载工控机、闪光蜂鸣器，所述两个多线激光雷达传感器分别安装在车辆前保险杠两侧的左右对称位置，所述车载工控机安装在车辆仪表盘下方，所述闪光蜂鸣器安装在车辆仪表盘上；其中，所述两个多线激光雷达传感器的输出端分别与所述车载工控机的I/O输入端电连接，所述车载工控机的I/O输出端与所述闪光蜂鸣器的输入端电连接。

【技术特征摘要】
1.一种不良天气下高速公路车辆偏离车道的预警装置，其特征在于，所述装置包括：两个多线激光雷达传感器、车载工控机、闪光蜂鸣器，所述两个多线激光雷达传感器分别安装在车辆前保险杠两侧的左右对称位置，所述车载工控机安装在车辆仪表盘下方，所述闪光蜂鸣器安装在车辆仪表盘上；其中，所述两个多线激光雷达传感器的输出端分别与所述车载工控机的I/O输入端电连接，所述车载工...

【专利技术属性】
技术研发人员：张名芳，宋柱，付锐，郭应时，刘通，刘新雨，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61