CN111445725A - 用于会车场景的盲区智能警示装置及算法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及交通设施技术领域，具体涉及一种用于会车场景的盲区智能警示装置及算法，该装置主要包括：车辆状态检测单元、指令播报单元、处理单元，所述处理单元设有用于传输数据信息的输入端口及输出端口，所述输入端口与车辆状态检测单元电性连接，所述输出端口与所述指令播报单元电性连接，工作过程中，车辆状态检测单元采集的车辆移动数据并发送给处理单元进行计算分析，处理单元根据计算结果调用指令播报单元进行声光提示或线路引导，避免由于盲区导致的交通事故。

Description

用于会车场景的盲区智能警示装置及算法

技术领域

本发明涉及交通设施技术领域，具体涉及一种用于会车场景的盲区智能警示装置及算法。

背景技术

停车场是城市社会经济发展和居民生活所必须的重要基础设施，由于对空间的深度利用，导致其内部道路错综复杂，尤其是道路交互处存在有大量的视觉盲区，车辆在停车场内部的行驶过程中由于对盲区障碍物的判断失准，时长引发交通事故，为此一些停车场在弯道拐角处设立球面镜方便驾驶员观察盲区内的路面情况，但由于光线及球面镜特点等原因，在球面镜中会照见自己的车和对向的车，而且图像还是变形的，因此驾驶人在球面镜中分辨自己的车和对向的车所需反应时间起码在10ms以上。即使通过球面镜看到对向有来车，然后通过喇叭提示，仍然不能判断对向的车是否占道，交管部门给出的统计数据，2019年前四个月在地下停车上这种有直角转弯的场合出事故率为37％，因此，通过某种方式掌握对向的车是否规范行车，从而尽可能地降低出事故率是当前迫切解决的一个大问题。

发明内容

本发明提供一种用于会车场景的盲区智能警示装置，其通过设置在道路交汇处附近的传感器及处理单元采集评估车辆的行驶数据，并根据计算结果对车辆进行声光提示或线路引导，避免由于盲区导致的交通事故。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于会车场景的盲区智能警示装置，其主要包括：第一车辆状态检测单元；所述第一车辆状态检测单元固定设置在所述第一道路靠近所述交汇区的位置，用于检测所述第一道路上的物***置；第二车辆状态检测单元；所述第二车辆状态检测单元固定设置在所述第二道路靠近所述交汇区的位置，用于检测所述第二道路上的物***置；指令播报单元；所述指令播报单元设置在所述交汇区内，用于向第一道路方向以及第二道路方向发出声光警示信号及交通指挥提示；处理单元，所述处理单元设有用于传输数据信息的输入端口及输出端口，所述输入端口与所述第一车辆状态检测单元、第二车辆状态检测单元电性连接，所述输出端口与所述指令播报单元电性连接。

优先的，所述第一车辆状态检测单元包括固定设置在第一道路两侧水平相对的第一超声雷达和第二超声雷达，所述第一超声雷达和所述第二超声雷达与所述处理单元电性连接；所述第二车辆状态检测单元包括固定设置在第二道路两侧水平相对的第三超声雷达和第四超声雷达，所述第三超声雷达和所述第四超声雷达与所述处理单元电性连接。

优先的，所述指令播报单元包括指令控制器、警示灯组和扬声器，所述指令控制器与所述处理单元电性连接，所述警示灯及所述的扬声器分别与所述指令控制器电性连接。

优先的，所述交汇区的顶部还固定设有分别朝向所述第一车道及所述第二车道方向，用于采集热源移动数据的第一红外探头及第二红外探头，所述一红外探头、第二红外探头分别与所述处理单元电性连接。

优先的，所述指令播报单元还包括固定设置在所述第一道路与所述第二道路靠近所述交汇区顶部的第一投影仪和第二投影仪，所述第一投影仪以及所述的第二投影仪与所述指令控制器电性连接，用于向地面投射影像指令。

优先的，所述第一道路与所述第二道路靠近所述交汇区的顶部还分别固定设有俯视地面的第一摄像头和第二摄像头，所述第一摄像头及所述第二摄像头与所述处理单元电性连接，用于采集地面物体运动影像并传递给处理单元。

优选的，所述第一车辆状态检测单元还包括固定设置在第一道路任意一侧的第一微振态势感知雷达，所述第一微振态势感知雷达与所述处理单元电性连接；所述第二车辆状态检测单元包括固定设置在所述第二道路任意一侧的第二微振态势感知雷达，所述第二微振态势感知雷达与所述处理单元电性连接。

优先的，一种用于会车场景的盲区智能警示装置的算法，其主要通过第一摄像头捕获行驶在第一车道内的第一车辆初始位置a₁、b₁，行驶速度S₁和转弯角度Δ(t)；通过第二摄像头捕获行驶在第二车道内的第二车辆初始位置a₂、b₂，行驶速度S₂和转弯角度Δ₂，并且根据该状态得出第一车辆与第二车辆的距离D_T(t)为：

接近速度S₃(t)为：S₃(t)＝S₁cos(Δ₃-Δ₁)+S₂cos(π+Δ₂-Δ₃(t))；其中，Δ₃(t)为第一车辆与第二车辆行车线交叉角，并且所述Δ₃(t)为：

第一车辆及第二车辆的自身视角∈(t)为：

因此，第一车辆与第二车辆接近过程中，动态视角与自身视角的差值η(t)为：η(t)＝|∈(t)-Δ₃(t)|；通过安全距离R_s碰撞近角P(t)为：

碰撞远角为μ(t)为：μ(t)＝∈(t)-P(t)；当|∈(t)-S₃(t)|＝|η(t)|<P(t)时，即接近速度S₃(t)速在碰撞范围内，处理单元向指令播报单元发送提示命令，同时还分别向第一投影仪及第二投影仪发送引导命令，并将该引导命令投射到所述第一车道及所述第二车道的墙壁及地面上。

优选的，所述第一微振态势感知雷达及所述第二微振态势感知雷达均为多个设置并分别用自然数i表示，用于捕获信号点的三维坐标x、y、z；t为信号发生时刻；n代表第一微振态势感知雷达31及第二微振态势感知雷达32的个数；由此，t_i即第i号的第一微振态势感知雷达31或第二微振态势感知雷达32检测到信号的时间；d_i则为目标到第i号的第一微振态势感知雷达31或第二微振态势感知雷达32的距离；v表示信号的传播速度，为根据测量结果得出的已知常数；首先，

i＝1，2，3，…n；其次，

其中，当Ip达到min的时候，即为信号发生点的坐标，通过该坐标绘制运动轨迹，从而满足处理单元对物体运动态势的评估。

本发明的有益效果：通过第一车辆状态检测单元及第二车辆状态检测单元对第一道路、第二道路内的使用情况进行采集，其测量数据包括物体在道路中的横向位置，移动速度数据，采集后的数据通过处理单元进行计算分析，同时上传管理后台进行大数据分析，当分析结果为正常低碰撞风险时，处理单元控制指定播报单元工作，发出声光信号提示第一道路及第二道路内的移动物注意；当处理结果为高碰撞风险时，处理单元通过指令播报单元进行声光示警，以及向第一道路及第二道路内的移动物进行移动方向的引导，避免发生碰撞。另外，车辆采集到的车辆运动数据还可以通过网络发送到车载机或手机导航软件上，以便在第一时间准确无误的提醒驾驶员或行人注意来往行人及车辆，避免事故的发生。

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地介绍，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为本发明应用场景示意图；

图2为本发明应用场景俯视图；

图3为本发明部件连接关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

根据图1、图2、图3，一种用于会车场景的盲区智能警示装置，其主要包括：第一车辆状态检测单元4；所述第一车辆状态检测单元4固定设置在所述第一道路1靠近所述交汇区3的位置，用于检测所述第一道路1上的物***置；第二车辆状态检测单元5；所述第二车辆状态检测单元5固定设置在所述第二道路2靠近所述交汇区3的位置，用于检测所述第二道路2上的物***置；指令播报单元6；所述指令播报单元6设置在所述交汇区3内，用于向第一道路1方向以及第二道路2方向发出声光警示信号及交通指挥提示；处理单元7，所述处理单元7设有用于传输数据信息的输入端口及输出端口，所述输入端口与所述第一车辆状态检测单元4、第二车辆状态检测单元5电性连接，所述输出端口与所述指令播报单元6电性连接。

上述设置中，分别通过第一车辆状态检测单元4及第二车辆状态检测单元5对第一道路1、第二道路2内的使用情况进行采集，其测量数据包括物体在道路中的横向位置，移动速度等数据，其中第一车辆状态检测单元4和第二车辆状态检测单元5可以通过超声波、红外线、激光、地磁、地感、微波等方式进行数据采集，采集后的数据通过处理单元7进行计算分析，同时还上传到管理后台进行大数据分析，当分析结果为低碰撞风险时，处理单元7控制指令播报单元6工作，发出声光信号提示第一道路1及第二道路2内的移动物注意；当处理结果为高碰撞风险时，处理单元7通过指令播报单元6进行声光示警，以及向第一道路1及第二道路2内的移动物进行移动方向的引导，避免发生碰撞。

实施例二：

所述第一车辆状态检测单元4包括固定设置在第一道路1两侧水平相对的第一超声雷达8和第二超声雷达9，所述第一超声雷达8和所述第二超声雷达9与所述处理单元7电性连接；所述第二车辆状态检测单元5包括固定设置在第二道路2两侧水平相对的第三超声雷达10和第四超声雷达11，所述第三超声雷达10和所述第四超声雷达11与所述处理单元7电性连接。

通过上述设置，第一道路1中的第一车辆状态检测单元4，由第一超声雷达8和第二超声雷达9构成一对检测单元，并且沿道路方向均匀排列有多对这样的检测单元，初始化过程中，任意的一对检测单元中的第一超声雷达8及第二超声雷达9分别采集到对面墙壁的距离，并将该距离作为第一道路1的环境参数反馈给处理单元7进行保存，用于道路宽度设定，后期工作时，当第一道路1上有物体挡在第一超声雷达8和第二超声雷达9之间时，第一超声雷达8和第二超声雷达9采集各自所在墙壁到物品两侧的距离，并将该数据传递给处理单元7进行计算，因此获得了移动物体的宽度；而当第一道路1上有多对检测单元依次采集到物体数据后，根据相邻检测单元的设置距离以及检测时间的间隔，处理单元7计算出物体在第一道路1上的移动速度，同时根据每组检测单元所检测出物体到墙面距离的变化，计算得出物体在第一道路1上的移动轨迹；同理第二道路2上的第二车辆状态检测单元5与第一车辆状态检测单元4的设置原理、工作方式一致，同样采集第二道路2上的移动物体运动数据，并通过处理单元7进行运动轨迹的计算，当处理单元7计算的两个运动轨迹出现相交状态时，则认定为高碰撞风险，当两个运动轨迹不存在相交结果时，则认定为低碰撞风险，具体计算方法，后文中有详细说明。

实施例三：

所述指令播报单元6包括指令控制器12、警示灯13组和扬声器14，所述指令控制器12与处理单元7电性连接，所述警示灯13及所述的扬声器14分别与所述指令控制器12电性连接。

上述设置中，指令控制器12可由开发板、单片机等实现，并与处理单元7进行数据通信，同时还存有多种控制扬声器14、警示灯13的策略模式，而各个策略模式与处理单元7所发送的警示级别所对应，而对于警示级别则根据处理单元7的碰撞风险来划分。其中指令播报单元6的警示灯13用于底级别的警示作用，扬声器14和警示灯13的组合用于高级别的警示作用。

实施例四：

所述交汇区3的顶部还固定设有分别朝向所述第一道路1及所述第二道路2方向，用于采集热源移动数据的第一红外探头15及第二红外探头16，所述一红外探头、第二红外探头16分别与所述处理单元7电性连接。

上述设置中的第一红外探头15及第二红外探头16对人体等释放热量的活动物进行识别检测，当行驶车辆以及行人23分别在相互的盲目内时，处理单元7通过指令播报单元6对车辆以及行人23进行声光提示，避免车辆驾驶员被突然出现的行人23所吓到而产生慌乱，同时也提示行人23注意有车辆在盲区内行驶注意安全。

实施例五：

所述指令播报单元6还包括固定设置在所述第一道路1与所述第二道路2靠近所述交汇区3顶部的第一投影仪17和第二投影仪18，所述第一投影仪17以及所述的第二投影仪18与所述指令控制器12电性连接，用于向地面投射影像指令。

上述设置中，指令播报单元6中还存储有若干个交通标志图，如：禁行、注意让行、右侧通行、禁止超车、禁止停车等图片文件，并根据处理单元7下达的命令将相关的交通标志通过第一投影仪17或第二投影仪18投影到地面上，展示给车辆或行人23。

实施例六：

所述第一道路1与所述第二道路2靠近所述交汇区3的顶部还分别固定设有俯视地面的第一摄像头19和第二摄像头20，所述第一摄像头19及所述第二摄像头20与所述处理单元7电性连接，用于采集地面物体运动影像并传递给处理单元7。

通过上述设置，对第一摄像头19和第二摄像头20固定安装，且视线范围包括靠近交汇区3的一端足够长的道路范围，安装后通过拍摄的影像在处理单元7中对第一道路1及第二道路2内进行逻辑线格绘制，相当于数字建模，该操作是在该装置的施工建设过程中由技术工人来一次性完成，目的在于后期应用过程中，通过拍摄物体在逻辑线格中的位置生成坐标。

实施例七：

一种会车场景的盲区智能警示算法，其主要通过第一摄像头19捕获行驶在第一车道内的第一车辆21初始位置a₁、b₁，行驶速度S₁和转弯角度Δ(t)；通过第二摄像头20捕获行驶在第二车道内的第二车辆22初始位置a₂、b₂，行驶速度S₂和转弯角度Δ₂，并且根据该状态得出第一车辆21与第二车辆22的距离D_T(t)为：

接近速度S₃(t)为：S₃(t)＝S₁cos(Δ₃-Δ₁)+S₂cos(π+Δ₂-Δ₃(t))；其中，Δ₃(t)为第一车辆21与第二车辆22行车线交叉角，并且所述Δ₃(t)为：

第一车辆21及第二车辆22的自身视角∈(t)为：

因此，第一车辆21与第二车辆22接近过程中，动态视角与自身视角的差值η(t)为：η(t)＝|∈(t)-Δ₃(t)|；通过安全距离R_s碰撞近角P(t)为：

碰撞远角为μ(t)为：μ(t)＝∈(t)-P(t)；当|∈(t)-S₃(t)|＝|η(t)|<P(t)时，即接近速度S₃(t)速在碰撞范围内，处理单元7向指令播报单元6发送提示命令，同时还分别向第一投影仪17及第二投影仪18发送引导命令，并将该引导命令投射到所述第一车道及所述第二车道的墙壁及地面上。

实施例8：

如图2所示，所述第一车辆状态检测单元还包括固定设置在第一道路任意一侧固定设有多个第一微振态势感知雷达31，各个所述第一微振态势感知雷达31与所述处理单元7电性连接；所述第二车辆状态检测单元包括固定设置在所述第二道路2任意一侧的多个第二微振态势感知雷达32，各个所述第二微振态势感知雷达32与所述处理单元7电性连接。

上述设置中，第一道路1以及第二道路2内分别设有n个第一微振态势感知雷达31及第二微振态势感知雷达32，因此在任意一侧道路上通过如下公式进行信号采集：

式中，x、y、z为各个第一微振态势感知雷达31及第二微振态势感知雷达32所追踪目标的三维坐标位置；t为信号发生时刻；n代表第一微振态势感知雷达31及第二微振态势感知雷达32的个数；由此，t_i即第i号的第一微振态势感知雷达31或第二微振态势感知雷达32检测到信号的时间；d_i则为目标到第i号的第一微振态势感知雷达31或第二微振态势感知雷达32的距离；v表示信号的传播速度，为根据测量结果得出的已知常数。

根据均匀速度模型定位方法即采用该原理建立方程组、求解出信号的传播距离d_i，然后使用最小二乘法等确定车辆行驶中的近似位置。

当I_p达到min的时候，为第一微振态势感知雷达31或第二微振态势感知雷达32所定位的信号发生点，通过周期采样，对各个信号发生点的描绘生成运动轨迹，从而使得该***实现感知移动物体运动的能力计算的功能，可对移动物的运动方向进行评估预判。

作为优选实施例，车辆采集到的车辆运动数据还可以通过网络发送到车载机或手机导航软件上，以便在第一时间准确无误的提醒驾驶员或行人注意来往行人及车辆，避免事故的发生。

以上所述，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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于会车场景的盲区智能警示装置，应用于垂直相交的第一道路与第二道路的交汇区处，其特征在于，包括：

第一车辆状态检测单元；所述第一车辆状态检测单元固定设置在所述第一道路靠近所述交汇区的位置，用于检测所述第一道路上的物***置；

第二车辆状态检测单元；所述第二车辆状态检测单元固定设置在所述第二道路靠近所述交汇区的位置，用于检测所述第二道路上的物***置；

指令播报单元；所述指令播报单元设置在所述交汇区内，用于向第一道路方向以及第二道路方向发出声光警示信号及交通指挥提示；

处理单元，所述处理单元设有用于传输数据信息的输入端口及输出端口，所述输入端口与所述第一车辆状态检测单元、第二车辆状态检测单元电性连接，所述输出端口与所述指令播报单元电性连接。

2.根据权利要求1所述的用于会车场景的盲区智能警示装置，其特征在于：所述第一车辆状态检测单元包括固定设置在第一道路两侧水平相对的第一超声雷达和第二超声雷达，所述第一超声雷达和所述第二超声雷达与所述处理单元电性连接；所述第二车辆状态检测单元包括固定设置在第二道路两侧水平相对的第三超声雷达和第四超声雷达，所述第三超声雷达和所述第四超声雷达与所述处理单元电性连接。

3.根据权利要求1所述的用于会车场景的盲区智能警示装置，其特征在于：所述指令播报单元包括指令控制器、警示灯组和扬声器，所述指令控制器与所述处理单元电性连接，所述警示灯及所述的扬声器分别与所述指令控制器电性连接。

4.根据权利要求1所述的用于会车场景的盲区智能警示装置，其特征在于：所述交汇区的顶部还固定设有分别朝向所述第一车道及所述第二车道方向，用于采集热源移动数据的第一红外探头及第二红外探头，所述一红外探头、第二红外探头分别与所述处理单元电性连接。

5.根据权利要求3所述的用于会车场景的盲区智能警示装置，其特征在于：所述指令播报单元还包括固定设置在所述第一道路与所述第二道路靠近所述交汇区顶部的第一投影仪和第二投影仪，所述第一投影仪以及所述的第二投影仪与所述指令控制器电性连接，用于向地面投射影像指令。

6.根据权利要求1所述的用于会车场景的盲区智能警示装置，其特征在于：所述第一道路与所述第二道路靠近所述交汇区的顶部还分别固定设有俯视地面的第一摄像头和第二摄像头，所述第一摄像头及所述第二摄像头与所述处理单元电性连接，用于采集地面物体运动影像并传递给处理单元。

7.根据权利要求1所述的用于会车场景的盲区智能警示装置，其特征在于：所述第一车辆状态检测单元还包括固定设置在第一道路任意一侧的第一微振态势感知雷达，所述第一微振态势感知雷达与所述处理单元电性连接；所述第二车辆状态检测单元包括固定设置在所述第二道路任意一侧的第二微振态势感知雷达，所述第二微振态势感知雷达与所述处理单元电性连接。

8.一种应用在权利要求1至7中所述的会车场景的盲区智能警示装置的算法，其特征在于：通过第一摄像头捕获行驶在第一车道内的第一车辆初始位置a₁、b₁，行驶速度S₁和转弯角度Δ(t)；通过第二摄像头捕获行驶在第二车道内的第二车辆初始位置a₂、b₂，行驶速度S₂和转弯角度Δ₂，并且根据该状态得出第一车辆与第二车辆的距离D_T(t)为：

接近速度S₃(t)为：

S₃(t)＝S₁cos(Δ₃-Δ₁)+S₂cos(π+Δ₂-Δ₃(t))；

其中，Δ₃(t)为第一车辆与第二车辆行车线交叉角，并且所述Δ₃(t)为：

第一车辆及第二车辆的自身视角∈(t)为：

因此，第一车辆与第二车辆接近过程中，动态视角与自身视角的差值η(t)为：

η(t)＝|∈(t)-Δ_3(t)|；

通过安全距离R_s碰撞近角P(t)为：

碰撞远角为μ(t)为：μ(t)＝∈(t)-P(t)；

当|∈(t)-S₃(t)|＝|η(t)|<P(t)时，即接近速度S₃(t)速在碰撞范围内，处理单元向指令播报单元发送提示命令，同时还分别向第一投影仪及第二投影仪发送引导命令，并将该引导命令投射到所述第一车道及所述第二车道的墙壁及地面上。

9.根据权利要求8所述的会车场景的盲区智能警示装置的算法，其特征在于：所述第一微振态势感知雷达及所述第二微振态势感知雷达均为多个设置并分别用自然数i表示，用于捕获信号点的三维坐标x、y、z；t为信号发生时刻；n代表第一微振态势感知雷达31及第二微振态势感知雷达32的个数；由此，t_i即第i号的第一微振态势感知雷达31或第二微振态势感知雷达32检测到信号的时间；d_i则为目标到第i号的第一微振态势感知雷达31或第二微振态势感知雷达32的距离；v表示信号的传播速度，为根据测量结果得出的已知常数；

首先，

i＝1，2，3，…n；

其次，

其中，当Ip达到min的时候，即为信号发生点的坐标，通过该坐标绘制运动轨迹，从而满足处理单元对物体运动态势的评估。

Images