一种预测前车制动的驾驶分心预警装置及预警方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及交通安全设施技术领域，具体涉及一种预测前车制动的驾驶分心预警装置及预警方法。本发明专利技术对前车的制动行为进行预测，并结合自车速度、自车与前车间距做碰撞分析，对驾驶员在碰撞高风险下且视线不在道路前方的情况进行预警，警醒驾驶人视线回到道路前方并做出安全措施，从而大大降低交通事故的发生的概率。概率。概率。

【技术实现步骤摘要】
一种预测前车制动的驾驶分心预警装置及预警方法


[0001][0002]本专利技术涉及交通安全设施
，具体涉及一种预测前车制动的驾驶分心预警装置及预警方法。

技术介绍

[0003][0004]在常态拥堵路段，由于车速不高，加之车辆不断地进行停止等待，驾驶员使用手机的情况愈发普遍，导致出现交通事故(特别是追尾事故)的概率大大增加。

技术实现思路

[0005][0006]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种预测前车制动的驾驶分心预警装置及预警方法，对前车的制动行为进行预测，并结合自车速度、自车与前车间距做碰撞分析，对驾驶员在碰撞高风险下且视线不在道路前方的情况进行预警，警醒驾驶人视线回到道路前方并做出安全措施，从而大大降低交通事故的发生的概率。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现。
[0008]技术方案一：
[0009]一种预测前车制动的驾驶分心预警装置，包括车载GPS、车辆运动参数模块、毫米波雷达、前车图像处理模块、视线采集模块、蜂鸣器和工控机；
[0010]车载GPS用于获取自车的定位信息，车辆运动参数模块用于获取自车的速度和制动减速度，毫米波雷达用于采集前车与自车的相对速度和相对距离；前车图像处理模块用于采集前车的图像信息并根据图像信息识别前车制动灯点亮情况；视线采集模块用于采集驾驶员视线并识别驾驶员视线是否离开前方道路；蜂鸣器用于对驾驶员进行报警；
[0011]工控机用于接收并储存车载GPS获取的自车定位信息，判断自车是否处于严重拥堵工况；工控机还用于预测前车的制动时刻和制动减速度；工控机还用于控制蜂鸣器报警；
[0012]工控机分别与车载GPS、车辆运动参数模块、毫米波雷达、前车图像处理模块、视线采集模块及蜂鸣器连接。
[0013]技术方案二：
[0014]一种预测前车制动的驾驶分心预警方法，基于预测前车制动的驾驶分心预警装置，包括以下步骤：
[0015]步骤1，自车正常行驶，车载GPS和车辆运动参数模块分别连续采集100h 自车的定位信息和速度；
[0016]步骤2，工控机对100h小时的自车的速度和定位信息进行处理：将自车在 1分钟内进行了4次及以上的启动停止，且最高速度不超过30公里每小时的情况作为严重拥堵工况，将对应的路段作为严重拥堵路段；
[0017]步骤3，当车辆再次进入严重拥堵路段并处于严重拥堵工况后，车辆运动参数模块
获取自车的速度和制动减速度，毫米波雷达采集前车与自车的相对速度Δv和相对距离，前车图像处理模块采集前车的图像信息并根据图像信息识别前车制动灯点亮时刻；
[0018]步骤4，工控机根据自车速度v和前车相对速度Δv，得到前车速度 v1＝Δv+v；建立以横坐标为时间t、纵坐标为前车车速v1的直角坐标系；每隔在该直角坐标系上标出前车速度v1的对应点，所有的点就表示了前车速度v1与时间t的变化关系v1(t)；通过一条光滑曲线将离散点连接起来，得到前车速度与时间的曲线，用该曲线来表示前车速度v1与时间t的变化关系v1(t)；
[0019]步骤5，收集20组样本数据，建立20组样本下的制动时刻预测模型和制动减速度预测模型；
[0020]步骤6，当前车再次启动，利用制动时刻预测模型预测出此次前车从启动到制动的时间mt，利用制动减速度预测模型预测出此次前车的制动减速度a；
[0021]每获得一组新的样本后，使用所有的样本重新建立制动时刻预测模型和制动减速度预测模型；
[0022]步骤7，建立碰撞模型；
[0023]步骤8，当自车与前车碰撞时间t
′
≤常数k，且视线采集模块识别到驾驶员视线离开前方道路时，工控机控制蜂鸣器对驾驶员进行报警。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：对前车的制动行为进行预测，并结合自车速度、自车与前车间距做碰撞分析，对驾驶员在碰撞高风险下且视线不在道路前方的情况进行预警，警醒驾驶人视线回到道路前方并做出安全措施，从而大大降低交通事故的发生的概率。
附图说明
[0025]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0026]图1为本专利技术预测前车制动的驾驶分心预警装置的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术预测前车制动的驾驶分心预警方法中，前车速度v1与时间t 的变化关系示意图；
[0028]图3为本专利技术预测前车制动的驾驶分心预警方法的实施例的前车速度v1与时间t的变化关系示意图。
具体实施方式
[0029]下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。
[0030]参考图1，一种预测前车制动的驾驶分心预警装置，包括车载GPS、车辆运动参数模块、毫米波雷达、前车图像处理模块、视线采集模块、蜂鸣器和工控机；
[0031]车载GPS用于获取自车的定位信息，车辆运动参数模块用于获取自车的速度和制动减速度，毫米波雷达用于采集前车与自车的相对速度和相对距离；前车图像处理模块用于采集前车的图像信息并根据图像信息识别前车制动灯点亮情况；视线采集模块用于采集驾驶员视线并识别驾驶员视线是否离开前方道路；蜂鸣器用于对驾驶员进行报警；
[0032]工控机用于接收并储存车载GPS获取的自车定位信息，判断自车是否处于严重拥堵工况；工控机还用于预测前车的制动时刻和制动减速度；工控机还用于控制蜂鸣器报警；
[0033]工控机分别与车载GPS、车辆运动参数模块、毫米波雷达、前车图像处理模块、视线采集模块及蜂鸣器连接。
[0034]前车指在自车前方、距离自车最近且处于同一车道的车辆；当自车和自车前方距离最近的车辆的在与车道垂直方向上的距离小于2m时，则两车处于同一车道。
[0035]一种预测前车制动的驾驶分心预警方法，基于预测前车制动的驾驶分心预警装置，包括以下步骤：
[0036]步骤1，自车正常行驶，车载GPS和车辆运动参数模块分别连续采集100h 自车的定位信息和速度；
[0037]步骤2，工控机对100h小时的自车的速度和定位信息进行处理：将自车在 1分钟内进行了4次及以上的启动停止，且最高速度不超过30公里每小时的情况作为严重拥堵工况，将对应的路段作为严重拥堵路段；
[0038]步骤3，当车辆再次进入严重拥堵路段并处于严重拥堵工况后，车辆运动参数模块获取自车的速度和制动减速度，毫米波雷达采集前车与自车的相对速度Δv和相对距离，前车图像处理模块采集前车的图像信息并根据图像信息识别前车制动灯点亮时刻；
[0039]识别前车制动灯是否点亮，具体的，(1)将图片进行HSV颜色空间分割得到二值图并进行高斯变换得到分散的灰度值；(2)将灰度值归一化后作为加权比例系数，因该系数在值在由HSV颜色阈值检测到的车尾灯区域中比较大，其他区域系数值则较小，从而确定车尾灯所在的区域；(3)图像中检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预测前车制动的驾驶分心预警装置，其特征在于，包括车载GPS、车辆运动参数模块、毫米波雷达、前车图像处理模块、视线采集模块、蜂鸣器和工控机；车载GPS用于获取自车的定位信息，车辆运动参数模块用于获取自车的速度和制动减速度，毫米波雷达用于采集前车与自车的相对速度和相对距离；前车图像处理模块用于采集前车的图像信息并根据图像信息识别前车制动灯点亮情况；视线采集模块用于采集驾驶员视线并识别驾驶员视线是否离开前方道路；蜂鸣器用于对驾驶员进行报警；工控机用于接收并储存车载GPS获取的自车定位信息，判断自车是否处于严重拥堵工况；工控机还用于预测前车的制动时刻和制动减速度；工控机还用于控制蜂鸣器报警；工控机分别与车载GPS、车辆运动参数模块、毫米波雷达、前车图像处理模块、视线采集模块及蜂鸣器连接。2.一种预测前车制动的驾驶分心预警方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，自车正常行驶，车载GPS和车辆运动参数模块分别连续采集100h自车的定位信息和速度；步骤2，工控机对100h小时的自车的速度和定位信息进行处理：将自车在1分钟内进行了4次及以上的启动停止，且最高速度不超过30公里每小时的情况作为严重拥堵工况，将对应的路段作为严重拥堵路段；步骤3，当车辆再次进入严重拥堵路段并处于严重拥堵工况后，车辆运动参数模块获取自车的速度和制动减速度，毫米波雷达采集前车与自车的相对速度Δv和相对距离，前车图像处理模块采集前车的图像信息并根据图像信息识别前车制动灯点亮时刻；步骤4，工控机根据自车速度v和前车相对速度Δv，得到前车速度v1＝Δv+v；建立以横坐标为时间t、纵坐标为前车车速v1的直角坐标系；每隔在该直角坐标系上标出前车速度v1的对应点，所有的点就表示了前车速度v1与时间t的变化关系v1(t)；通过一条光滑曲线将离散点连接起来，得到前车速度与时间的曲线，用该曲线来表示前车速度v1与时间t的变化关系v1(t)；步骤5，收集20组样本数据，建立20组样本下的制动时刻预测模型和制动减速度预测模型；步骤6，当前车再次启动，利用制动时刻预测模型预测出此次前车从启动到制动的时间mt，利用制动减速度预测模型预测出此次前车的制动减速度a；每获得一组新的样本后，，使用所有的样本重新建立制动时刻预测模型和制动减速度预测模型；步骤7，建立碰撞模型；步骤8，当自车与前车碰撞时间t
′
≤常数k，且视线采集模块识别到驾驶员视线离开前方道路时，工控机控制蜂鸣器对驾驶员进行报警。3.根据权利要求2所述的预测前车制动的驾驶分心预警方法，其特征在于，步骤5中的样本，具体的，前车在停止时刻t
Ei
‑1停止，接着在启动时刻t
Bi
到停止时刻t
Ei
进行了一次启动
‑
行驶
‑
停止的过程，在启动时刻t
Bi+1
到停止时刻t
Ei+1
再次进行了一次启动
‑
行驶
‑
停止的过程；当满足以下三个条件时：
①
t
Bi
‑
t
Ei
≥3s，t
Bi+1
‑
t
Ei+1
≥3s；
②
t∈(t
Ei
‑1，t
Bi
)U(t
Ei
，t
Bi+1
)时，v1(t)＝0km/h；
③
t∈(t
Bi
，t
Ei
)时，v1(t)≤30km/h；则将t∈(t
Bi
，t
Ei
)时的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭应时，李朝，王智鹏，路易斯，陆辉，王畅，付锐，袁伟，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：