CN112216111A - 一种基于微波雷达和视频图像的车速车距预警***及方法 - Google Patents

一种基于微波雷达和视频图像的车速车距预警***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明首先公开一种基于微波雷达和视频图像的车速车距预警***，在划有车距确认线的路段设置一龙门架，还包括布设在龙门架上的微波雷达、摄像机，还包括预警信息输出***、控制器、存储器；所述微波雷达、摄像机、预警信息输出***、存储器分别与控制器通信连接。本发明还提供了一种采用上述预警***的车速车距预警方法，该方法利用微波雷达获取车辆速度和位置信息，再配合视频图像判断是否需要进行预警提示。本发明采用微波雷达和摄像机来实现车辆信息的获取，精度高，可靠性高；预警***布设方便、装置较少，成本较低，一个雷达、一台摄像机、一个电子显示屏、三个语音警示器结合参照线就能实现动态行车速度和行车间距的监测、取证及预警。

Description

一种基于微波雷达和视频图像的车速车距预警***及方法
技术领域
本发明涉及交通安全技术领域，特别是一种基于微波雷达和视频图像的车速车距预警***及方法。
背景技术
随着城市化进程的加快和机动车保有量的不断提升，高速公路作为城际间的联系骨干道路，对城市的发展起着不可代替的作用。高速公路与城市道路不同，速度快、货车多、流量大，特别地，存在许多长直线路段，导致高速公路会经常发生一些由于车间间距过短而引起的车辆追尾碰撞事故。高速公路的长直线路段，由于路段长，线形单调，路段存在一定坡度，在车速较快的情况下，直线路段线形条件使驾驶员很容易感到视觉疲劳，产生疲劳驾驶等不正当操作，极易引起车辆左右摆动、速度过快，车间距过短而引起的追尾前方车辆交通事故，造成人员伤亡，道路财产损失。
目前，对于高速公路车间距过短的防控方法大多都还处于被动防控阶段，通过视频抓拍、警告标志被动提醒驾驶员，产生的效果不大。对于危险车间距检测，少部分车辆配有激光雷达等测距检测器，起到车间距检测的作用，绝大多数车辆并未配备，不能够有效地检测与前方车辆的安全距离。对此，亟需一种高速公路直线路段危险车距预警***及方法，有效检测车辆危险间距，并在两相邻车辆出现危险车距时发出预警信息，及时通知驾驶员采取减速措施，避免追尾事故的发生。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于地磁检测器的高速公路危险车距预警***及方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明首先提供一种基于微波雷达和视频图像的车速车距预警***，在划有车距确认线的路段设置一龙门架，包括布设在龙门架上的微波雷达、摄像机，还包括预警信息输出***、控制器；
所述微波雷达、摄像机、预警信息输出***分别与控制器通信连接；
所述微波雷达、摄像机的安装方向均指向预警道路行车方向的反方向；
预警道路上设有垂直于道路延伸方向的参照线，参照线包括沿行车方向依次分布的基点线、第一预警线和第二预警线，基点线与第一预警线的间距、第一预警线与第二预警线的间距均小于等于不同速度要求下的行车安全间距；
所述龙门架布置在所述第二预警线的沿行车方向的5-10m处；
所述基点线、第一预警线和第二预警线均位于微波雷达的检测范围内。
进一步，所述预警信息输出***包括电子显示屏和语音警示器；
所述电子显示屏布置在所述龙门架上，所述电子显示屏的显示面的安装方向指向预警道路行车方向的反方向；
所述语音警示器布置在车距确认线处的道路两旁，所述语音警示器朝向车道，所述语音警示器的扬声器的发音面与所述预警道路的延伸方向成锐角。
进一步，参照线的长度大于预警道路的宽度。
进一步，预警道路的两侧边界设有两条平行于道路延伸方向的车道分界线，两条车道分界线与参照线相交。
进一步，预警道路的旁侧对应各参照线和车距确认线布设有车距确认标牌，对应基点线布设的车距确认标牌上标识有起始间距0m，对应所述第一预警线和第二预警线布设的车距确认标牌上标识有该预警线与基点线的间距。
进一步，预警道路的旁侧对应各参照线布设有照明灯，照明灯的发射方向指向参照线。
本发明还提供了一种采用上述预警***的车速车距预警方法，该方法包括以下步骤：
S1、车辆到达预警路段，微波雷达探测得到该车的车辆速度和该车至微波雷达所在位置的间距，然后将车速和间距上传到控制器；
S2、车辆触发基点线时，控制器下达指令使摄像机抓拍图像，并在当前车道检测区域内搜索是否存在前车，若不存在表明不需要进行预警，若存在则进行下一步；
S3、微波雷达探测得到前车的车速和位置，控制器通过内置算法计算同车道前后相邻两辆车的间距，同时结合后车速度，判断两车的间距是否符合安全间距；
如果后车速度大于100km/h且与前车的间距小于100米，或后车速度小于等于100km/h且与前车的间距小于50米，判断后车与前车的行车间距不符合安全车距，控制器下达指令触发摄像机抓拍图像,并将图像传送到存储器；
S4、控制器判断后车与前车的行车间距不符合安全车距后，将当前后车车速及其与前车的间距传送到电子显示屏，同时布设在车距确认线旁的语音警示器发出预警声，告示并提醒后车驾驶员注意减速。
进一步，所述步骤S2中，控制器通过微波雷达上传的间距数据，判断后车是否触发基点线，若后车触发基点线，控制器下达指令使摄像机抓拍图像。
进一步，若后车车头至微波雷达所在位置的水平距离小于基点线至微波雷达所在位置的水平距离，则判断后车触发基点线，控制器下达指令使摄像机抓拍图像。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的有益效果：
本发明提出的基于微波雷达和视频图像的高速公路动态车速车距预警方法及***，能够同时实现对车速和车距的监测及预警，并且在技术上操作可行、方法上原理简单；采用微波雷达和摄像机来实现车辆信息的获取，精度高，可靠性高；此外，预警***布设方便、装置较少，成本较低，一个雷达、一台摄像机、一个电子显示屏、三个语音警示器结合参照线就能实现动态行车速度和行车间距的监测、取证及预警。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究，对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
本发明的附图说明如下。
图1是本发明实施例的示意图。
图2是本发明实施例中预警方法的流程示意图；
具体实施方式
为使本发明的技术方案、优点和目的更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请的保护范围。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，本实例提供了一种基于微波雷达和视频图像的车速车距预警***，在划有车距确认线的路段设置一龙门架，在门架(110)上方布设微波雷达(10)、摄像机(20)与电子显示屏(30)，在车距确认线(70)旁布设语音警示器(40)；
微波雷达(10)、摄像机(20)与电子显示屏(30)的安装方向均指向预警道路(50)的反方向，语音警示器(40)以一定倾斜角度面向车距确认线(70)侧向安装，以便让驾驶员能顺利听到语音警示器发出的语音信息；
预警道路(50)上设有垂直于道路延伸方向的参照线(80)，参照线(80)包括基点线(80-1)、第一预警线(80-2)和第二预警线(80-3)，基点线(80-1)与预警线(80-2)、预警线(80-3)的间距小于等于不同速度要求下的行车安全间距。本实施中，基点线(80-1)至预警线(80-2)的间距为50m，基点线(80-1)至预警线(80-3)的间距为100m。
基点线(80-1)、第一预警线(80-2)和第二预警线(80-3)均位于微波雷达(10)的检测范围内。
如图2所示，在本实施例中，预警道路(50)上布设有平行于道路延伸方向的实线分界线(60)，两实线分界线(60)分设于预警道路(50)边界处并与参照线(80)相交。实线分界线(60)的作用是禁止相邻车道的车辆变道进入预警道路(50)，以免影响行车间距的取证判断。
基于摄像机(20)抓拍的图像就能根据车辆和参照线的位置关系直接判断后车与前车的行车间距是否符合安全车距。为进一步提升取证效力，可以将微波雷达(10)的探测信息(包括但不限于探测时间、后车车速、后车与前车的间距)随抓拍图像一同传送给控制器，并保存到存储器。
如图2所示，在本实施例中，为提醒驾驶员注意行车间距，结合现行车距确认国家标准进行布设，在基点线(80-1)旁设有白色折线车距确认线(70)，其旁侧还设立了绘制有“0m”字样的车距确认标牌(90)，表示该线为间距判断起始线；同样地，在第一预警线(80-2)和第二预警线(80-3)旁分别也设有白色折线车距确认线(70)，旁侧还分别设立了绘制有“50m”、“100m”字样的车距确认标牌(90)，表示该线为间距判断的参考线。
本实施例中，为保证夜晚或阴雨天气等亮度较低的情况下能清晰拍摄到判断行车间距和满足取证需求的图像，在预警道路(50)的旁侧对应各参照线(80)和车距确认标牌(90)设有照明灯(100)，照明灯(100)的发射方向指向参照线(80)及车距确认标牌(90)，这样获得的图像中可以清楚看到后车车牌、参照线(80)位置，既满足取证需求也能判断后车与前车的行车间距。
如图1所示，在本实施例中，参照线(80)的长度大于预警道路(50)的宽度，这便于对车身宽度大于预警道路(50)宽度的车辆判断与参照线(80)的位置关系，从而便于后车驾驶员目视确认其与前车的行车间距是否符合安全间距。
本实施例中，微波雷达(10)、摄像机(20)及电子显示屏(30)布设设在第二预警线(80-3)的下游8米处，安装方向与道路延伸方向相反，语音警示器(40)以相同的安装方法布设在照明灯(100)旁，发射方向指向车距确认线和参照系(80)，本实施例共设置三个照明灯，即100-1、100-2、100-3；同时使基点线(80-1)位于微波雷达(10)的探测区域内，当后车车头与微波雷达(10)的间距小于基点线(80-1)与微波雷达(10)的间距时，判断后车触发基点线(80-1)，控制器下达指令使摄像机(20)抓拍图像，并使电子显示屏(30)和语音警示器(40)向后车驾驶员发出警告信息。
如图1所示，本实例提供的一种基于微波雷达和视频图像的高速公路动态车速车距预警方法，具体实施时包括以下步骤：
S1、车辆到达预警路段(50)，微波雷达(10)探测得到该车的车辆速度和该车至微波雷达(10)所在位置的间距，然后将车速和间距上传到控制器；
S2、车辆触发基点线(80-1)时，控制器下达指令使摄像机(20)抓拍图像，并在当前车道检测区域内搜索是否存在前车，若不存在表明不需要进行预警，若存在则进行下一步；
S3、微波雷达(10)探测得到前车的车速和位置，控制器通过内置算法计算同车道前后相邻两辆车的间距，同时结合后车速度，判断两车的间距是否符合安全间距；
如果后车速度大于100km/h且与前车的间距小于100米，或后车速度小于等于100km/h且与前车的间距小于50米，判断后车与前车的行车间距不符合安全车距，控制器下达指令触发摄像机(20)抓拍图像,并将图像传送到存储器。
S4、控制器判断后车与前车的行车间距不符合安全车距后，将当前后车车速及其与前车的间距传送到电子显示屏(30)，同时布设在车距确认线(70)旁的语音警示器(40)发出预警声，告示并提醒后车驾驶员注意减速。
本实施例中，仅需设置一组微波雷达(10)、摄像机(20)、语音警示器(40)及一个电子显示屏(30)，结合参照线(80)、车距确认线(70)、实线分界线(60)、车距确认标牌(90)就能实现一车道或多车道的动态车速车距预警，投入与维护成本低，取证效力强，便于推广应用。
本实施例提供的所有设备均通信连接，所述存储器用来存储微波雷达(10)探测的信息与摄像机(20)抓拍的图像，能够被所述控制器执行的程序指令，所述控制器调用所述程序指令能够执行上述步骤。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。

Claims (9)

1.一种基于微波雷达和视频图像的车速车距预警***，在划有车距确认线的路段设置一龙门架，其特征在于：包括布设在龙门架上的微波雷达、摄像机，还包括预警信息输出***、存储器、控制器；
所述微波雷达、摄像机、预警信息输出***和存储器分别与控制器通信连接；
所述微波雷达、摄像机的安装方向均指向预警道路行车方向的反方向；
预警道路上设有垂直于道路延伸方向的参照线，参照线包括沿行车方向依次分布的基点线、第一预警线和第二预警线，基点线与第一预警线的间距、第一预警线与第二预警线的间距均小于等于不同速度要求下的行车安全间距；
所述龙门架布置在所述第二预警线的沿行车方向的5-10m处；
所述基点线、第一预警线和第二预警线均位于微波雷达的检测范围内。
2.根据权利要求1所述的一种基于微波雷达和视频图像的车速车距预警***，其特征在于：所述预警信息输出***包括电子显示屏和语音警示器；
所述电子显示屏布置在所述龙门架上，所述电子显示屏的显示面的安装方向指向预警道路行车方向的反方向；
所述语音警示器布置在车距确认线处的道路两旁，所述语音警示器朝向车道，所述语音警示器的扬声器的发音面与所述预警道路的延伸方向成锐角。
3.根据权利要求1所述的一种基于微波雷达和视频图像的车速车距预警***，其特征在于：参照线的长度大于预警道路的宽度。
4.根据权利要求1所述的一种基于微波雷达和视频图像的车速车距预警***，其特征在于：预警道路的两侧边界设有两条平行于道路延伸方向的车道分界线，两条车道分界线与参照线相交。
5.根据权利要求1所述的一种基于微波雷达和视频图像的车速车距预警***，其特征在于：预警道路的旁侧对应各参照线和车距确认线布设有车距确认标牌，对应基点线布设的车距确认标牌上标识有起始间距0m，对应所述第一预警线和第二预警线布设的车距确认标牌上标识有该预警线与基点线的间距。
6.根据权利要求1所述的基于微波雷达和视频图像的高速公路动态车速车距预警***，其特征在于：预警道路的旁侧对应各参照线布设有照明灯，照明灯的发射方向指向参照线。
7.一种采用权利要求1-6任意一项所述的车速车距预警***的车速车距预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、车辆到达预警路段，微波雷达探测得到该车的车辆速度和该车至微波雷达所在位置的间距，然后将车速和间距上传到控制器；
S2、车辆触发基点线时，控制器下达指令使摄像机抓拍图像，并在当前车道检测区域内搜索是否存在前车，若不存在表明不需要进行预警，本次预警流程结束；若存在则转入步骤S3；
S3、微波雷达探测得到前车的车速和位置，控制器通过内置算法计算同车道前后相邻两辆车的间距，同时结合后车速度，判断两车的间距是否符合安全间距；
如果后车速度大于100km/h且与前车的间距小于100米，或后车速度小于等于100km/h且与前车的间距小于50米，判断后车与前车的行车间距不符合安全车距，控制器下达指令触发摄像机抓拍图像,并将图像传送到存储器；
S4、控制器判断后车与前车的行车间距不符合安全车距后，将当前后车车速及其与前车的间距传送到电子显示屏，同时布设在车距确认线旁的语音警示器发出预警声，告示并提醒后车驾驶员注意减速。
8.根据权利要求7所述的车速车距预警方法，其特征在于：所述步骤S2中，控制器通过微波雷达上传的间距数据，判断后车是否触发基点线，若后车触发基点线，控制器下达指令使摄像机抓拍图像。
9.根据权利要求8所述的车速车距预警方法，其特征在于：若后车车头至微波雷达所在位置的水平距离小于基点线至微波雷达所在位置的水平距离，则判断后车触发基点线，控制器下达指令使摄像机抓拍图像。
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