CN109649488A - 一种转向行为的识别方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转向行为的识别方法及装置，该方法包括：获取车辆行驶时的信号数据，并基于信号数据判断车辆是否进入转向过程；若是，计算转向参数；基于转向参数确定当次转向过程为转弯过程或并线过程。相对于现有技术，本发明在不增加硬件成本的前提下实现危险驾驶行为的监控与识别，有助于提高行驶安全性。

Description

一种转向行为的识别方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种转向行为的识别方法及装 置。

背景技术

目前对危险转向行为的识别主要是通过安装摄像头视频监控来实现，这 种方式的缺点有两个：一、需要安装摄像头，增加额外硬件成本；二、并线 行为识别依赖于车道线检测等高级算法，独立开发该算法需要图像处理、计 算机视觉等专业知识。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种转向行为的识别方法及 装置，技术方案如下：

一种转向行为的识别方法，包括：

获取车辆行驶时的信号数据，并基于所述信号数据判断所述车辆是否进 入转向过程；

若是，计算转向参数；

基于所述转向参数确定当次转向过程为转弯过程或并线过程。

优选地，所述车辆行驶时的信号数据包括方向盘转角、与所述方向盘转 角对应的转向角传递系数、轴距和车速；

相应地，获取车辆行驶时的信号数据，并基于所述信号数据判断所述车 辆是否进入转向过程，包括：

基于所述方向盘转角和所述转向角传递系数，计算前轮转角；

判断所述前轮转角是否大于前轮转角阈值；

若是，基于所述轴距和所述前轮转角计算转弯半径；

基于所述车速和所述转弯半径分别计算横摆角速度和侧向加速度；

基于所述横摆角速度和所述侧向加速度计算转向判定参数；

判断所述转向判定参数是否大于转向行为开始阈值；

若是，确定所述车辆进入所述转向过程。

优选地，还包括：

判断所述转向参数是否小于转向行为结束阈值或所述横摆角速度是否小 于转向横摆角速度阈值，所述转向行为结束阈值小于所述转向行为开始阈值；

若是，确定所述车辆退出所述转向过程。

优选地，所述计算转向参数，包括：

确定所述车辆在所述当次转向过程中的侧向加速度最大值和转向判定参 数最大值；

基于第一周期内的平均横摆角速度和与所述第一周期相邻的上一周期的 车辆转向弯角，计算所述第一周期的车辆转向弯角，其中每次转向过程具有 多个参数计算周期，所述第一周期为所述当次转向过程中的任一参数计算周 期；

基于所述第一周期的车辆转向弯角和第一周期内的平均车速，计算第一 周期内的车辆侧向位移；

统计所述当次转向过程的转向时长，所述转向时长为所述车辆进入转向 至所述车辆退出转向的总时长；

统计所述当次转向过程中所述车辆的连续转向次数。

优选地，所述基于所述转向参数确定当次转向过程为转弯过程或并线过 程，包括：

判断是否符合转弯条件，所述转弯条件包括连续转向次数等于1，或所述 转向时长大于转向时长阈值，或连续转向过程中存在N次转向过程的车辆侧 向位移大于车辆侧向位移阈值，N≥1且N为正整数；

若符合所述转弯条件，确定所述当次转向过程为所述转弯过程；

若不符合所述转弯条件，判断是否符合并线条件，所述并线条件包括确 定不符合转弯条件后、任意时刻的车速均大于车速阈值，连续转向过程中存 在M次转向过程的车辆的侧向位移大于车辆侧向位移阈值，且所述连续转向 次数大于等于2，M≥1且M为正整数；

若符合所述并线条件，确定所述当次转向过程为所述并线过程。

优选地，若符合转弯条件，确定所述当次转向过程为所述转弯过程，之 后进一步还包括：

判断所述侧向加速度最大值是否大于侧向加速度最大值的阈值、且所述 转向判定参数最大值是否大于转向判定参数最大值的阈值；

若是，确定所述转弯过程为急转弯。

优选地，所述确定所述当次转向过程为所述并线过程之后，还包括：

判断是否满足急并线条件，所述急并线条件包括连续转向过程中存在S 次转向过程的车辆的侧向加速度最大值大于侧向加速度最大值的阈值、且侧 向位移小于侧向位移阈值，S≥1且S为正整数；

若满足，确定所述并线过程为急并线。

优选地，当不满足急并线条件时，还包括：

判断所述连续转弯次数是否大于2；

若是，确定所述并线过程为连续并线。

优选地，还包括：

获取当确定不符合所述转弯条件后的时间阈值内发生所述并线过程的次 数；

判断所述并线过程的次数是否超过并线次数阈值；

若是，确定当次转向过程为频繁换道。

一种转向行为的识别装置，包括：

判断单元，用于获取车辆行驶时的信号数据，并基于所述信号数据判断 所述车辆是否进入转向过程；

计算单元，用于当所述判断单元确定所述车辆进入所述转向过程时，计 算转向参数；

识别单元，用于基于所述转向参数确定当次转向过程为转弯过程或并线 过程。

本发明提供的技术方案，利用车辆行驶的信号数据识别车辆的转向过 程，从而监控车辆是否处于急转弯、急并线、连续并线和频繁换道等危险转 向状态，相对于现有技术，本发明在不增加硬件成本的前提下实现危险驾驶 行为的监控与识别，有助于提高行驶安全性。

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的介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种转向行为的识别方法的一种流程示意 图；

图2为本发明实施例所提供的一种转向行为的识别方法中的获取车辆行 驶时的信号数据，并基于信号数据判断车辆是否进入转向过程的一种流程示 意图；

图3为本发明实施例所提供的一种转向行为的识别方法中的基于转向参 数确定当次转向过程为转弯过程或并线过程一种流程示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种转向行为的识别方法的一种结构示意 图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种转向行为的识别方法的一种 实现流程图，该方法包括：

步骤S101、获取车辆行驶时的信号数据，并基于信号数据判断车辆是否 进入转向过程，若是，执行步骤S102。

其中，信号数据包括方向盘转角、与方向盘转角对应的转向角传递系数、 轴距和车速。

方向盘转角为总线信号数据，由采样直接得到。转向角传递系数为自定 义常数，其取值和方向盘转角的数值范围相关。本实施例中方向盘转角与转 向角传递系数的对应方式见下表：

方向盘转角θ<sub>StrWhl</sub>	转向角传递系数δ
		(0,60]	δ<sub>1</sub>
(60,120]	δ<sub>2</sub>
		(120,180]	δ<sub>3</sub>
其他	δ<sub>4</sub>

在本发明的另一实施例中，获取车辆行驶时的信号数据，并基于信号数 据判断车辆是否进入转向过程，如图2所示，包括：

步骤S201、基于方向盘转角和转向角传递系数，计算前轮转角。

实际应用中基于方向盘转角和转向角传递系数，计算前轮转角所采用的 公式可以为：

其中，θ_WhlTurn为前轮转角，单位rad，θ_StrWhl为方向盘转角，单位为°，δ 为转向角传递系数。

步骤S202、判断前轮转角是否大于前轮转角阈值，若是执行步骤S203。

本实施例中前轮转角阈值可以为0.001。

步骤S203、基于轴距和前轮转角计算转弯半径。

轴距通过车辆设计标准获得。

基于轴距和前轮转角计算转弯半径采用的公式可以为：

其中，R为转弯半径，单位为m，L为轴距，单位为m。

步骤S204、基于车速和转弯半径分别计算横摆角速度和侧向加速度。

基于车速和转弯半径计算横摆角速度采用的公式可以为：

其中，ω_r为横摆角速度，单位为deg，R为转弯半径，单位为m，，V为 车速，单位为km/h，由总线信号直接获得，对车速V进行单位转换 得到车速V_phy，单位为m/s。

基于车速和转弯半径计算侧向加速度采用的公式可以为：

其中，AY为侧向加速度。

步骤S205、基于横摆角速度和侧向加速度计算转向判定参数。

转向判定参数为车辆转向的判定依据，基于横摆角速度和侧向加速度计 算转向判定参数所采用的公式可以为：

oaRate＝|ω_r*AY|；

其中，oaRate为转向判定参数。

步骤S206、判断转向判定参数是否大于转向行为开始阈值，若是执行步 骤S207。

步骤S207、确定车辆进入转向过程。

本实施例预先设定转向行为开始阈值oaRat_eth_tr_{urnin_gbegin}，当oaRate＞oaRate_thr_{turning_begin}时，既可判定为车辆进入转向过程。

在本发明的另一实施例中，确定车辆进入转向过程后，还可以进行退出 转向过程的判断，具体判断条件可以为转向参数oaRate是否小于转向行为结束 阈值oaRate_thr_{turning_end}或横摆角速度ω_r是否小于转向横摆角速度阈值 ω_r＜ω_r_thr_{turning_end}，当oaRate＜oaRate_thr_{turning_end}或ω_r＜ω_r_thr_{turning_end}时，认为车 辆退出转向过程，其中，oaRate_thr_{turning_begin}＞oaRate_thr_{turning_end}。

步骤S102、计算转向参数。

其中，转向参数包括：

当次转向过程中的侧向加速度最大值AY_max、转向判定参数最大值 oaRat_me_ax、第一周期内车辆转向弯角、第一周期内的车辆侧向位移、当次转向 过程的转向时长和当次转向过程中车辆的连续转向次数。

当次转向过程具有多个参数计算周期，第一周期为当次转向过程中的任 一参数计算周期。

其中，计算第一周期的车辆转向弯角时，基于第一周期内的平均横摆角 速度和与第一周期相邻的上一周期的车辆转向弯角得到，所采用的公式可以 为：

其中，θ_turn为车辆转向弯角，(θ_turn)_old为与第一周期相邻的上一周期的车辆 转向弯角，为第一周期内的平均横摆角速度。

第一周期内的车辆侧向位移基于第一周期的车辆转向弯角和第一周期内 的平均车速计算得到，所采用的公式可以为：

其中，X_turnoffset为车辆侧向位移，t_turn为转向时长，为第一周期内的平均 车速。

车辆连续转向次数N_turn，其定义方式为车辆每次进入转向过程，N_turn增加 1次。设定转向次数清零等待时长参数为t₀，车辆退出转向过程时，连续转向 次数进入清零等待，等待时长为t₀，即从转向过程结束开始计时，t₀时间内没 有进入新的转向，则认为连续转向结束，记录N_turn当次值为最近一次连续转向 次数，并将N_turn清零，否则N_turn继续累加。

步骤S103、基于转向参数确定当次转向过程为转弯过程或并线过程。

本发明实施例基于转向参数所确定的当次转向过程的行为包括转弯过程 或并线过程，其中，转弯过程包括急转弯，并线过程包括急并线、连续并线 和频繁换道。

请参见图3，图3为基于转向参数确定当次转向过程为转弯过程或并线过 程的具体实现流程图，包括：

步骤S301、判断是否符合转弯条件，若是执行步骤S302，否则执行步骤 S305。

其中，转弯条件包括连续转向次数等于1(即N_turn＝1)，或转向时长大于 转向时长阈值(即t_turn＞t_thr_turn)，或连续转向过程中存在N次转向过程的车 辆侧向位移大于车辆侧向位移阈值(即X_turnoffset＞X_thr_turn)，N≥1且N为正整 数，转向时长阈值(即t_thr_turn)用于判定转向过程是否为转弯过程，车辆侧 向位移阈值(即X_thr_turn)用于判定转向过程是否为转弯过程。

步骤S302、确定当次转向过程为转弯过程。

步骤S303、判断侧向加速度最大值是否大于侧向加速度最大值的阈值、 且转向判定参数最大值是否大于转向判定参数最大值的阈值，若是执行步骤 S304，若否执行步骤S302。

步骤S304、确定转弯过程为急转弯。

在确定当次转向过程为转弯过程的基础上，若存在侧向加速度最大值大 于侧向计算度最大值的阈值(即AY_max＞AY_thr_turnstrong)、且转向判定参数大于 转向判定参数最大值的阈值(即oaRate_max＞oaRate_thr_turnstrong)，则进一步确定转 弯过程为急转弯，其中，AY_thr_turnstrong用于判定转弯过程是否为急转弯， oaRate_thr_turnstrong用于判定转弯过程是否为急转弯。

步骤S305、判断是否符合并线条件，若符合，执行步骤S306。

并线条件包括确定不符合转弯条件后、任意时刻的车速均大于车速阈值 (即V＞V_thr_changelane)，连续转向过程中存在M次转向过程的车辆的侧向位移 大于车辆侧向位移阈值(即X_turnoffset＞X_thr_changelane)，且连续转向次数大于等于 2(即N_turn≥2)，M≥1且M为正整数。

步骤S306、确定当次转向过程为并线过程。

步骤S307、判断是否满足急并线条件，若满足，执行步骤S308，若不满 足则执行步骤S309。

急并线条件包括转向判定参数大于转向判定参数最大值的阈值(即 oaRate_max＞oaRate_thr_turnstrong)、连续转向过程中存在S次转向过程的车辆的侧向 加速度最大值大于侧向加速度最大值的阈值(即AY_max＞AY_thr_changestrong)、且侧 向位移小于侧向位移阈值(X_turnoffset＜X_thr_changestrong)，S≥1且S为正整数， X_thr_changestrong值大于X_thr_changelane。

步骤S308、确定并线过程为急并线。

步骤S309、判断连续转弯次数是否大于2，若是执行步骤S310。

步骤S310、确定并线过程为连续并线。

步骤S311、获取当确定不符合所述转弯条件后的时间阈值内发生并线过 程的次数。

步骤S312、判断并线过程的次数是否超过并线次数阈值，若是执行步骤 S313。

步骤S313、确定当次转向过程为频繁换道。

从确定发生并线行为开始(即当确定不符合转弯条件后)，如果时间阈 值内(即t_thr_changeHiFreq内)发生并线行为的次数超过并线次数阈值(即N_thr_changeHiFreq)时，将驾驶行为定义为频繁换道。

本发明实施例提供的技术方案，利用车辆行驶的信号数据识别车辆的转 向过程，从而监控车辆是否处于急转弯、急并线、连续并线和频繁换道等危 险转向状态，相对于现有技术，本实施例在不增加硬件成本的前提下实现危 险驾驶行为的监控与识别，有助于提高行驶安全性。

请参阅图4，图4为本发明实施例提供的一种转向行为的识别装置的一种 结构示意图，该结构示意图中的各模块的工作过程参照图1对应的实施例中 方法的执行过程，该装置包括：

判断单元410，用于获取车辆行驶时的信号数据，并基于信号数据判断车 辆是否进入转向过程；

计算单元420，用于当判断单元确定车辆进入转向过程时，计算转向参数。

识别单元430，用于基于转向参数确定当次转向过程为转弯过程或并线过 程。

本发明实施例提供的技术方案，利用车辆行驶的信号数据识别车辆的转 向过程，从而监控车辆是否处于急转弯、急并线、连续并线和频繁换道等危 险转向状态，相对于现有技术，本实施例在不增加硬件成本的前提下实现危 险驾驶行为的监控与识别，有助于提高行驶安全性。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、 “第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述 特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换， 以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以 外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图 在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清 楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

对于装置或***实施例而言，由于其基本相应于方法实施例，所以相关 之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置或***实施例仅仅 是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理 上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位 于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择 其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员 在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***，装置和 方法，在没有超过本发明的精神和范围内，可以通过其他的方式实现。当前 的实施例只是一种示范性的例子，不应该作为限制，所给出的具体内容不应 该限制本发明的目的。例如，所述单元或子单元的划分，仅仅为一种逻辑功 能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或多个子单元结 合一起。另外，多个单元可以或组件可以结合或者可以集成到另一个***， 或一些特征可以忽略，或不执行。

另外，所描述***，装置和方法以及不同实施例的示意图，在不超出本 发明的范围内，可以与其它***，模块，技术或方法结合或集成。另一点， 所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接 口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种转向行为的识别方法，其特征在于，包括：

获取车辆行驶时的信号数据，并基于所述信号数据判断所述车辆是否进入转向过程；

若是，计算转向参数；

基于所述转向参数确定当次转向过程为转弯过程或并线过程。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆行驶时的信号数据包括方向盘转角、与所述方向盘转角对应的转向角传递系数、轴距和车速；

相应地，获取车辆行驶时的信号数据，并基于所述信号数据判断所述车辆是否进入转向过程，包括：

基于所述方向盘转角和所述转向角传递系数，计算前轮转角；

判断所述前轮转角是否大于前轮转角阈值；

若是，基于所述轴距和所述前轮转角计算转弯半径；

基于所述车速和所述转弯半径分别计算横摆角速度和侧向加速度；

基于所述横摆角速度和所述侧向加速度计算转向判定参数；

判断所述转向判定参数是否大于转向行为开始阈值；

若是，确定所述车辆进入所述转向过程。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

判断所述转向参数是否小于转向行为结束阈值或所述横摆角速度是否小于转向横摆角速度阈值，所述转向行为结束阈值小于所述转向行为开始阈值；

若是，确定所述车辆退出所述转向过程。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述计算转向参数，包括：

确定所述车辆在所述当次转向过程中的侧向加速度最大值和转向判定参数最大值；

基于第一周期内的平均横摆角速度和与所述第一周期相邻的上一周期的车辆转向弯角，计算所述第一周期的车辆转向弯角，其中每次转向过程具有多个参数计算周期，所述第一周期为所述当次转向过程中的任一参数计算周期；

基于所述第一周期的车辆转向弯角和第一周期内的平均车速，计算第一周期内的车辆侧向位移；

统计所述当次转向过程的转向时长，所述转向时长为所述车辆进入转向至所述车辆退出转向的总时长；

统计所述当次转向过程中所述车辆的连续转向次数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述转向参数确定当次转向过程为转弯过程或并线过程，包括：

判断是否符合转弯条件，所述转弯条件包括连续转向次数等于1，或所述转向时长大于转向时长阈值，或连续转向过程中存在N次转向过程的车辆侧向位移大于车辆侧向位移阈值，N≥1且N为正整数；

若符合所述转弯条件，确定所述当次转向过程为所述转弯过程；

若不符合所述转弯条件，判断是否符合并线条件，所述并线条件包括确定不符合转弯条件后、任意时刻的车速均大于车速阈值，连续转向过程中存在M次转向过程的车辆的侧向位移大于车辆侧向位移阈值，且所述连续转向次数大于等于2，M≥1且M为正整数；

若符合所述并线条件，确定所述当次转向过程为所述并线过程。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述若符合转弯条件，确定所述当次转向过程为所述转弯过程，之后进一步还包括：

判断所述侧向加速度最大值是否大于侧向加速度最大值的阈值、且所述转向判定参数最大值是否大于转向判定参数最大值的阈值；

若是，确定所述转弯过程为急转弯。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定所述当次转向过程为所述并线过程之后，还包括：

判断是否满足急并线条件，所述急并线条件包括连续转向过程中存在S次转向过程的车辆的侧向加速度最大值大于侧向加速度最大值的阈值、且侧向位移小于侧向位移阈值，S≥1且S为正整数；

若满足，确定所述并线过程为急并线。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当不满足急并线条件时，还包括：

判断所述连续转弯次数是否大于2；

若是，确定所述并线过程为连续并线。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

获取当确定不符合所述转弯条件后的时间阈值内发生所述并线过程的次数；

判断所述并线过程的次数是否超过并线次数阈值；

若是，确定当次转向过程为频繁换道。

10.一种转向行为的识别装置，其特征在于，包括：

判断单元，用于获取车辆行驶时的信号数据，并基于所述信号数据判断所述车辆是否进入转向过程；

计算单元，用于当所述判断单元确定所述车辆进入所述转向过程时，计算转向参数；

识别单元，用于基于所述转向参数确定当次转向过程为转弯过程或并线过程。