CN114954480B - 安全驾驶预警方法、***、可读存储介质及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种安全驾驶预警方法、***、可读存储介质及车辆，该方法包括：每隔第一预设时间感知模块主动获取目标车辆的区域驾驶信息和车辆状态信息，并将区域驾驶信息和车辆状态发送给信息中枢处理模块；信息中枢处理模块根据区域驾驶信息和车辆状态信息判断目标车辆是否存在违规操作意图，信息中枢处理模块将违规操作意图对应的违规操作意图发送给预警提示模块，以使预警提示模块根据违规操作意图执行对应的预警策略。本发明提出的安全驾驶预警方法，通过实时监测驾驶员是否存在不良驾驶行为，进而提前进行预警，以提醒驾驶员及时进行规避，有效降低交通违章以及提高驾驶安全性。

Description

安全驾驶预警方法、***、可读存储介质及车辆
技术领域
本发明涉及车辆互联网技术领域，特别涉及一种安全驾驶预警方法、***、可读存储介质及车辆。
背景技术
随着生活水平的提高，汽车的普及率越来越高，汽车的驾驶体验，舒适度及安全性、智能驾驶辅助功能越来越受重视。
随着车流量的逐年大增，加上突发的气象因素以及人为因素，常使有限的交通资源变得捉襟见肘，使得道路交通状态变得越来越复杂，车辆在复杂的交通道路上行驶时，一般只能依靠驾驶员的主观意识进行安全文明驾驶，由于受驾驶视野、交通环境等因素的影响，使得驾驶员在进行超速、转弯、变道等驾驶行为时，时常出现对路况判断不准确的情况，导致驾驶违规，轻则容易驾驶员违反交通法规，被扣分罚款，重则容易发生交通事故，影响驾驶安全性。
发明内容
基于此，本发明的目的是提出一种安全驾驶预警方法、***、可读存储介质及车辆，以实时监测驾驶员是否存在不良驾驶行为，进而提前进行预警，以提醒驾驶员及时进行规避，有效降低交通违章以及提高驾驶安全性。
根据本发明提出的一种安全驾驶预警方法，通过一安全驾驶预警***实现，所述安全驾驶预警***包括安装于车辆前挡风玻璃后的感知模块、安装于汽车仪表板或中控台之后的信息中枢处理模块以及预警提示模块，所述安全驾驶预警方法包括：
每隔第一预设时间所述感知模块主动获取目标车辆的区域驾驶信息和车辆状态信息，并将所述区域驾驶信息和所述车辆状态信息发送给所述信息中枢处理模块；
所述感知模块包括摄像头模组和车载GPS模组，所述摄像头模组用于获取目标车辆在行驶道路中的交通标志物信息以及车道信息，所述区域驾驶信息包括交通标志物信息和车道信息；
所述车载GPS模组用于每隔第二预设时间获取目标车辆的位置信息，并根据相邻时刻的位置信息获取目标车辆的当前车速信息，所述车辆状态信息包括车速信息；
所述信息中枢处理模块根据区域驾驶信息和车辆状态信息判断目标车辆是否存在违规操作意图，所述违规操作意图的违规类型包括违规超速、违规逆行、违规变道、违规超车、违规转弯；
所述信息中枢处理模块包括MCU和通信驱动模组，所述通信驱动模组用于与所述感知模块和所述预警提示模块建立通信，判断所述目标车辆是否存在违规变道的步骤包括：
所述MCU每隔第四预设时间主动接收所述摄像头模组发送的与目标车道对应的车道图像，并根据训练后的图像分割模型拟合出车道模拟曲线，以根据拟合出的车道模拟曲线判断目标车辆是否存在违规变道意图；
所述车道模拟曲线表示为：
Y=AX^5+BX^4+CX^3+DX^2+EX+F
其中，X、Y分别表示目标车道的空间横坐标、纵坐标，A、B、C、D、E、F分别表示五次多项式的五次项常数、四次项常数、三次项常数、二次项常数、一次项常数、常数项；
若所述目标车辆存在违规操作意图，所述信息中枢处理模块将违规操作意图对应的违规类型发送给所述预警提示模块，以使所述预警提示模块根据所述违规类型执行对应的预警策略。
综上，根据上述的安全驾驶预警方法，通过实时监测车辆是否存在违规超速、逆行、变道、超车以及转弯等不良驾驶行为的意图，若监测到驾驶员在驾驶过程中存在某种不良驾驶行为倾向，则提前发出预警，进而提醒驾驶员及时进行规避，有利于降低驾驶员交通违章率以及提高驾驶安全性。具体为，通过感知模块实时持续监测得到目标车辆的区域驾驶信息和车辆状态信息，而后信息中枢处理模块再根据该区域驾驶信息和车辆状态信息分析出目标车辆是否存在违规操作意图，当判断到存在违规操作意图，则预警提示模块根据获取到的该违规操作意图对应的违规类型执行对应的预警策略，以提醒驾驶员进行规避，从而达到辅助驾驶员文明安全驾驶的目的。
进一步地，所述MCU每隔第四预设时间主动接收所述摄像头模组发送的与目标车道对应的车道图像，并根据训练后的图像分割模型拟合出车道模拟曲线，以根据拟合出的车道模拟曲线判断目标车辆是否存在违规变道意图的步骤还包括：
采用训练后的图像分割模型对所述车道图像进行二值化语义分割，以得到车道图像中的车道线元素和背景元素；
根据所述车道线元素获取车道线包含的所有真实特征点的坐标信息，以根据所有真实特征点的坐标信息和预设转换矩阵将所述车道图像进行投影，得到与所述车道图像对应的俯视图像。
进一步地，所述根据所述车道线元素获取车道线包含的所有真实特征点的坐标信息，以根据所有真实特征点的坐标信息和预设转换矩阵将所述车道图像进行投影，得到与所述车道图像对应的俯视图像的步骤之后还包括：
根据投影后得到的所述俯视图像中包含的所有投影特征点的坐标信息对所述车道线进行五帧图像拟合，得到所述车道模拟曲线；
根据车道模拟曲线和接收到的车载GPS模组发送的车辆实时位置获取所述目标车辆分别与所述目标车道的左道线和右道线的距离，所述目标车道为所述目标车辆当前行驶所在的实线车道；
判断所述目标车辆与左道线的距离或所述目标车辆与右道线的距离是否小于第一预设距离阈值；
若所述目标车辆与左道线的距离或所述目标车辆与右道线的距离小于第一预设距离阈值，则判定所述目标车辆存在违规变道操作意图。
进一步地，根据以下公式对所述车道图像进行投影：
Figure 909202DEST_PATH_IMAGE001
其中，xˊ、yˊ、wˊ分别表示俯视图像中某一投影特征点的三维坐标，u、v、w分别表示车道图像中某一投影特征点的三维坐标，aij表示预设转换矩阵中的变化参数，其中i=1、2、3，j=1、2、3。
进一步地，判断目标车辆存在违规转弯操作的步骤包括：
当所述MCU根据接收到的交通标记信息进行目标识别，结果为禁止转弯标识时，则所述MCU每隔第三预设时间判断是否接收到目标车辆中的车身控制模块发送的转向请求信息；
若所述MCU接收到所述转向请求信息，则判定所述目标车辆存在违规转弯操作意图。
进一步地，判断所述目标车辆存在违规超速操作和违规逆行操作的步骤包括：
当所述MCU根据训练后的目标识别模型从交通标志物信息中检测到限速标识时，根据识别结果得到当前限速值，并监测所述摄像头模组发送所述限速标识的持续时间；
所述MCU主动接收所述车载GPS模组发送的所述目标车辆的车速信息，并判断在所述持续时间内是否存在所述车速信息大于所述当前限速值；
若在所述持续时间内存在所述车速信息大于当前限速值，则判定所述目标车辆存在违规超速操作意图；
当所述MCU从接收到的交通标志物信息中识别到禁止逆行标识时，则判定所述目标车辆存在违规逆行操作意图。
进一步地，所述信息中枢处理模块将违规操作意图对应的违规类型发送给所述预警提示模块，以使所述预警提示模块根据所述违规类型执行对应的预警策略的步骤包括：
当所述MCU得到所述目标车辆的违规类型后，通过所述通信驱动模组将所述目标车辆的违规操作意图发送给所述预警提示模块；
所述预警提示模块根据违规操作意图从预设数据库中调取出对应的提示信息，并根据所述提示信息进行语音播报，并控制所述目标车辆的方向盘震动第五预设时间。
根据本发明实施例的车辆安全驾驶预警***，所述***包括：
感知模块，用于每隔第一预设时间主动获取目标车辆的区域驾驶信息和车辆状态信息，并将所述区域驾驶信息和所述车辆状态信息发送给所述信息中枢处理模块；
所述感知模块包括摄像头模组和车载GPS模组，其中：
所述摄像头模组用于获取目标车辆在行驶道路中的交通标志物信息以及车道信息，所述区域驾驶信息包括交通标志物信息和车道信息；
所述车载GPS模组用于每隔第二预设时间获取目标车辆的位置信息，并根据相邻时刻的位置信息获取目标车辆的当前车速信息，所述车辆状态信息包括车速信息；
信息中枢处理模块，用于根据区域驾驶信息和车辆状态信息判断目标车辆是否存在违规操作意图，所述违规操作意图的违规类型包括违规超速、违规逆行、违规变道、违规超车、违规转弯；
所述信息中枢处理模块包括MCU和通信驱动模组，其中：
所述通信驱动模组用于与所述感知模块和所述预警提示模块建立通信，判断所述目标车辆是否存在违规变道的步骤包括：
所述MCU用于每隔第四预设时间主动接收所述摄像头模组发送的与目标车道对应的车道图像，并根据训练后的图像分割模型拟合出车道模拟曲线，以根据拟合出的车道模拟曲线判断目标车辆是否存在违规变道意图；
预警提示模块，用于若所述目标车辆存在违规操作意图，接收所述信息中枢处理模块发送的违规操作意图对应的违规类型，并根据所述违规类型执行对应的预警策略。
本发明另一方面还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质存储一个或多个程序，该程序被处理器执行时实现如上述的安全驾驶预警方法。
本发明另一方面还提供一种车辆，所述车辆包括存储器和处理器，其中：
所述存储器用于存放计算机程序；
所述处理器用于执行所述存储器上所存放的计算机程序时，实现如上述的安全驾驶预警方法。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施例了解到。
附图说明
图1为本发明第一实施例提出的安全驾驶预警方法的流程图；
图2为本发明第二实施例提出的安全驾驶预警方法的流程图；
图3为本发明第三实施例提出的安全驾驶预警***的结构示意图。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干个实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，所示为本发明第一实施例中的安全驾驶预警方法的流程图，该方法包括步骤S01至步骤S03，其中：
步骤S01：每隔第一预设时间所述感知模块主动获取目标车辆的区域驾驶信息和车辆状态信息，并将所述区域驾驶信息和所述车辆状态信息发送给所述信息中枢处理模块；
步骤S02：所述信息中枢处理模块根据区域驾驶信息和车辆状态信息判断目标车辆是否存在违规操作意图，所述违规操作意图的违规类型包括违规超速、违规逆行、违规变道、违规超车、违规转弯；
步骤S03：若所述目标车辆存在违规操作意图，所述信息中枢处理模块将违规操作意图对应的违规类型发送给所述预警提示模块，以使所述预警提示模块根据所述违规类型执行对应的预警策略。
需要说明的是，该安全驾驶预警方法通过一安全驾驶预警***实现，该***包括安装于车辆前挡风玻璃后的感知模块、安装于汽车仪表板或中控台之后的信息中枢处理模块以及预警提示模块，图中的传感器感知模块即为感知模块，其中：
感知模块主要包含安装于前挡风玻璃后的摄像头模组以及车载GPS模组。其中摄像头模组中包括的多个高清摄像头均通过CAN FD接口与信息中枢处理模块相连，车载GPS模组通过RS485通讯总线与中枢处理模块相连。该摄像头模组内置AI芯片，通过内置目标识别算法、车道线识别算法可以对行驶道路中的交通标志物、车道信息等进行感知，从而实现区域驾驶信息获取；车载GPS模组用于接收卫星定位信号，在开放道路上能够判断道路类型以及当前车速，实现车辆运动状态估计，需要说明的是，该内置AI芯片也可以设置于信息中枢处理模块中的MCU中，以使MCU实现识别和控制的双重功能。
信息中枢处理模块主要包含MCU和通信驱动模组。其中MCU接收来自车载GPS模组及摄像头模组的信号，并通过内部运算逻辑确定超速、逆行、违规变道、违规转弯、违规超车等违章驾驶工况。MCU内部软件架构类似于有限状态机，不同的违章驾驶工况会制定不同的驾驶员提醒信息策略。在外部出现以上违章工况后，驾驶员提醒策略会通过通信驱动模组发送给声学提醒模组、方向盘震动模组、屏幕显示模组，从而实现发布驾驶员提醒信息。
预警提示模块包含声学提醒模组、方向盘震动模组、屏幕显示模组等。其中，声学提醒模组是通过扬声器将信息中枢处理模块中的预存声学信号播放的功能模组，它能够用语音提醒驾驶员规范驾驶操作；方向盘震动模组是通过方向盘内置直流电机带动偏心装置震动的震动功能模组，它接受来自信息中枢处理模块的震动模拟信号，能够以固定频率震动方向盘提醒驾驶员；屏幕显示模组则基于驾驶员提醒策略通过车辆的液晶仪表、液晶中控等屏幕，发布车辆违规状态提醒，以实现融合交通信息提示。
综上，根据上述的安全驾驶预警方法，通过实时监测车辆是否存在违规超速、逆行、变道、超车以及转弯等不良驾驶行为的意图，若监测到驾驶员在驾驶过程中存在某种不良驾驶行为倾向，则提前发出预警，进而提醒驾驶员及时进行规避，有利于降低驾驶员交通违章率以及提高驾驶安全性。具体为，通过感知模块实时持续监测得到目标车辆的区域驾驶信息和车辆状态信息，而后信息中枢处理模块再根据该区域驾驶信息和车辆状态信息分析出目标车辆是否存在违规操作意图，当判断到存在违规操作意图，则预警提示模块根据获取到的该违规操作意图对应的违规类型执行对应的预警策略，以提醒驾驶员进行规避，从而达到辅助驾驶员文明安全驾驶的目的。
请参阅图2，所示为本发明第二实施例中的安全驾驶预警方法的流程图，该方法包括步骤S101至步骤S104，其中：
步骤S101：每隔第一预设时间所述感知模块主动获取目标车辆的区域驾驶信息和车辆状态信息，并将所述区域驾驶信息和所述车辆状态信息发送给所述信息中枢处理模块；
需要说明的是，当整车上电后，该安全驾驶预警***就会开始工作，其中的感知模块每隔第一预设时间就会采集一次关于目标车辆的区域驾驶信息和车辆状态信息，该目标车辆即为安装有该安全驾驶预警***的车辆，区域驾驶信息指目标所处的路况信息，例如交通标志物信息，车道信息，红绿灯信息等等。
具体的，该感知模块包括摄像头模组和车载GPS模组，其中：
所述摄像头模组用于获取目标车辆在行驶道路中的交通标志物信息以及车道信息，所述车载GPS模组用于每隔第二预设时间获取目标车辆的位置信息，并根据相邻时刻的位置信息获取目标车辆的当前车速信息，所述车辆状态信息包括车速信息。
需要指出的是，设置第一预设时间是为了实现实时持续监测目标车辆的相关信息，即摄像头是每隔第一预设时间采集一次区域驾驶信息的，第二预设时间一般不大于第一预设时间，设置第二预设时间的目的是为了高频率监测目标车辆的车速，以提高获取的车辆实时速度值的精确度。
步骤S102：所述信息中枢处理模块根据区域驾驶信息和车辆状态信息判断目标车辆是否存在违规操作意图，所述违规操作意图的违规类型包括违规超速、违规逆行、违规变道、违规超车、违规转弯；
需要重点说明的是，所述信息中枢处理模块包括MCU和通信驱动模组，所述通信驱动模组用于与所述感知模块和所述预警提示模块建立通信。
需要说明的是，在判断目标车辆是否存在违规变道意图的过程中，所述MCU会每隔第四预设时间主动接收所述摄像头模组发送的与目标车道对应的车道图像，并根据训练后的图像分割模型拟合出车道模拟曲线，以根据拟合出的车道模拟曲线判断目标车辆是否存在违规变道意图。
具体的，MCU在获取到车道图像后，会采用训练后的图像分割模型对所述车道图像进行二值化语义分割，以得到车道图像中的车道线元素和背景元素；而后再根据所述车道线元素获取车道线包含的所有真实特征点的坐标信息，以根据所有真实特征点的坐标信息和预设转换矩阵将所述车道图像进行投影，得到与所述车道图像对应的俯视图像，以根据投影后得到的所述俯视图像中包含的所有投影特征点的坐标信息对所述车道线进行五帧图像拟合，得到所述车道模拟曲线。
具体的，根据以下公式对所述车道图像进行投影：
Figure 220098DEST_PATH_IMAGE001
其中，xˊ、yˊ、wˊ分别表示俯视图像中某一投影特征点的三维坐标，u、v、w分别表示车道图像中某一投影特征点的三维坐标，aij表示预设转换矩阵中的变化参数，其中i=1、2、3，j=1、2、3。
此外，该车道模拟曲线的表达式为：
Y=AX^5+BX^4+CX^3+DX^2+EX+F
其中，X、Y分别表示目标车道的空间横坐标、纵坐标，A、B、C、D、E、F分别表示五次多项式的五次项常数、四次项常数、三次项常数、二次项常数、一次项常数、常数项。
需要说明的是，通过获得左右车道在图像中的五次多项式，然后由五次多项式推测车辆与左右车道线的距离，从而判断是否由压线风险。因为摄像头拍摄的图像实际上可以认为是二维坐标栅格，连接车道线所在的栅格就可以得到很多点，这些点用算法拟合就成为了五次多项式。
进一步的，通过设定五次多项式的形式，进而产生了A、B、C、D、E五个参数，从而确定了车道线的位置，而后再通过摄像头拍摄图像空间坐标和现实空间坐标的对应关系，再将A、B、C、D、E参数与车辆距离两侧车道线的距离对应起来，即得到f1(A，B，C，D，E)为目标车辆与左车道之间的距离，f2(A，B，C，D，E)为目标车辆与右车道之间的距离，其中f1指基于五次多项式参数表示下的图像空间与现实空间坐标之间的映射关系而得到的左侧距离，f2指基于五次多项式参数表示下的图像空间与现实空间坐标之间的映射关系而得到的右侧距离。
进一步地，在得到右侧距离和左侧距离后，再判断右侧距离或左侧距离是否超过第一预设距离阈值，若存在其中一侧的距离超过，则说明目标车辆存在压线的风险，即存在违规变道意图，在本实施例中，该第一预设距离阈值需要大于零，以起到提前监测的作用。
进一步的，判断目标车辆存在违规转弯操作的步骤包括：
当所述MCU根据接收到的交通标记信息进行目标识别，结果为禁止转弯标识时，则所述MCU每隔第三预设时间判断是否接收到目标车辆中的车身控制模块发送的转向请求信息；若所述MCU接收到所述转向请求信息，则判定所述目标车辆存在违规转弯操作意图。即需要在监测到驾驶员存在转向意图且获取到禁止转向标识后，MCU才会判定目标车辆存在违规转弯操作意图。
判断目标车辆存在违规超速操作意图的步骤包括：
当所述MCU根据训练后的目标识别模型从交通标志物信息中检测到限速标识时，根据识别结果得到当前限速值，并监测所述摄像头模组发送所述限速标识的持续时间；所述MCU主动接收所述车载GPS模组发送的所述目标车辆的车速信息，并判断在所述持续时间内是否存在所述车速信息大于所述当前限速值；若在所述持续时间内存在所述车速信息大于当前限速值，则判定所述目标车辆存在违规超速操作意图；即若摄像头模组持续发送限速标识，且在该过程中监测到的实时车速超过限速标识中的限速值时，即判定目标车辆存在违规超速操作意图。
判断目标车辆存在违规逆行操作意图的步骤为：当所述MCU从接收到的交通标志物信息中识别到禁止逆行标识时，则判定所述目标车辆存在违规逆行操作意图，需要说明的是，对于单行道而言，一般均有设置有禁止逆行标识，基于此，通过监测是否获取到该标识，进而触发是否存在违规逆行操作行为的意图。
判断目标车辆存在违规超车操作意图的步骤包括：若所述MCU通过场景分类模型监测到铁道路口、交叉路口、窄桥、弯道、隧道等场景时，摄像头模组检测到前方目标车辆，且所述MCU检测到驾驶员拨动转向灯拨杆并提速操作，进而确认驾驶员有超车意图。或者，若所述MCU检测到禁止超车标识，摄像头模组检测到前方目标车辆，且所述MCU检测到驾驶员拨动转向灯拨杆并提速操作，进而确认驾驶员有超车意图。
通过监测多种违规驾驶意图，进而规范驾驶员可能存在的各种不良驾驶行为，从而有效降低交通违章率以及提高驾驶安全性。
步骤S103：当所述MCU得到所述目标车辆的违规操作意图后，通过所述通信驱动模组将所述目标车辆的违规操作意图发送给所述预警提示模块；
步骤S104：所述预警提示模块根据违规操作意图从预设数据库中调取出对应的提示信息，并根据所述提示信息进行语音播报，并控制所述目标车辆的方向盘震动第五预设时间。
示例而非限定，若监测到的违规操作意图为违规转弯，则对应的预警策略为：语音提醒驾驶员 “请勿左转”or“请勿右转”；方向盘震动，持续3s；车载屏幕显示“禁止左转”or“禁止右转”文字提醒，持续3s。
若监测到的违规操作意图为违规超速，则对应的预警策略为：语音提醒驾驶员“请勿超速”；车载屏幕显示“请勿超速”文字提醒，持续3s。
若监测到的违规操作意图为违规变道，则对应的预警策略为：语音提醒驾驶员“请勿压线”；方向盘震动，持续3s；车载屏幕显示“请勿变道，您已压线”文字提醒，持续3s。
若监测到的违规操作意图为违规超车，则对应的预警策略为：语音提醒驾驶员“请勿超车”；方向盘震动，持续3s；车载屏幕显示“请勿超车”文字提醒，持续3s。
若监测到的违规操作意图为违规逆行，则对应的预警策略为：语音提醒驾驶员“禁止逆行”；方向盘震动，持续3s；车载屏幕显示“禁止逆行”文字提醒，持续3s。
综上，根据上述的安全驾驶预警方法，通过实时监测车辆是否存在违规超速、逆行、变道、超车以及转弯等不良驾驶行为的意图，若监测到驾驶员在驾驶过程中存在某种不良驾驶行为倾向，则提前发出预警，进而提醒驾驶员及时进行规避，有利于降低驾驶员交通违章率以及提高驾驶安全性。具体为，通过感知模块实时持续监测得到目标车辆的区域驾驶信息和车辆状态信息，而后信息中枢处理模块再根据该区域驾驶信息和车辆状态信息分析出目标车辆是否存在违规操作意图，当判断到存在违规操作意图，则预警提示模块根据获取到的该违规操作意图对应的违规类型执行对应的预警策略，以提醒驾驶员进行规避，从而达到辅助驾驶员文明安全驾驶的目的。
请参阅图3，所示为本发明第三实施例中的安全驾驶预警***的结构示意图，该***包括：
感知模块10，用于每隔第一预设时间主动获取目标车辆的区域驾驶信息和车辆状态信息，并将所述区域驾驶信息和所述车辆状态信息发送给所述信息中枢处理模块；
所述感知模块10包括摄像头模组和车载GPS模组，其中：
所述摄像头模组用于获取目标车辆在行驶道路中的交通标志物信息以及车道信息，所述区域驾驶信息包括交通标志物信息和车道信息；
所述车载GPS模组用于每隔第二预设时间获取目标车辆的位置信息，并根据相邻时刻的位置信息获取目标车辆的当前车速信息，所述车辆状态信息包括车速信息；
信息中枢处理模块20，用于根据区域驾驶信息和车辆状态信息判断目标车辆是否存在违规操作意图，所述违规操作意图的违规类型包括违规超速、违规逆行、违规变道、违规超车、违规转弯；
所述信息中枢处理模块20包括MCU和通信驱动模组，其中：
所述通信驱动模组用于与所述感知模块和所述预警提示模块建立通信，判断所述目标车辆是否存在违规变道的步骤包括：
所述MCU用于每隔第四预设时间主动接收所述摄像头模组发送的与目标车道对应的车道图像，并根据训练后的图像分割模型拟合出车道模拟曲线，以根据拟合出的车道模拟曲线判断目标车辆是否存在违规变道意图；
所述MCU还用于采用训练后的图像分割模型对所述车道图像进行二值化语义分割，以得到车道图像中的车道线元素和背景元素；
根据所述车道线元素获取车道线包含的所有真实特征点的坐标信息，以根据所有真实特征点的坐标信息和预设转换矩阵将所述车道图像进行投影，得到与所述车道图像对应的俯视图像；
所述MCU还用于根据投影后得到的所述俯视图像中包含的所有投影特征点的坐标信息对所述车道线进行五帧图像拟合，得到所述车道模拟曲线；
根据车道模拟曲线和接收到的车载GPS模组发送的车辆实时位置获取所述目标车辆分别与所述目标车道的左道线和右道线的距离，所述目标车道为所述目标车辆当前行驶所在的实线车道；
判断所述目标车辆与左道线的距离或所述目标车辆与右道线的距离是否小于第一预设距离阈值；
若所述目标车辆与左道线的距离或所述目标车辆与右道线的距离小于第一预设距离阈值，则判定所述目标车辆存在违规变道操作意图；
所述MCU还用于当根据接收到的交通标记信息进行目标识别，结果为禁止转弯标识时，则每隔第三预设时间判断是否接收到目标车辆中的车身控制模块发送的转向请求信息；
所述MCU还用于若接收到所述转向请求信息，则判定所述目标车辆存在违规转弯操作意图；
当根据训练后的目标识别模型从交通标志物信息中检测到限速标识时，根据识别结果得到当前限速值，并监测所述摄像头模组发送所述限速标识的持续时间；
主动接收所述车载GPS模组发送的所述目标车辆的车速信息，并判断在所述持续时间内是否存在所述车速信息大于所述当前限速值；
若在所述持续时间内存在所述车速信息大于当前限速值，则判定所述目标车辆存在违规超速操作意图；
当从接收到的交通标志物信息中识别到禁止逆行标识时，则判定所述目标车辆存在违规逆行操作意图；
预警提示模块30，用于若所述目标车辆存在违规操作意图，接收所述信息中枢处理模块发送的违规操作意图对应的违规类型，并根据所述违规类型执行对应的预警策略。
综上，根据上述的安全驾驶预警***，通过实时监测车辆是否存在违规超速、逆行、变道、超车以及转弯等不良驾驶行为的意图，若监测到驾驶员在驾驶过程中存在某种不良驾驶行为倾向，则提前发出预警，进而提醒驾驶员及时进行规避，有利于降低驾驶员交通违章率以及提高驾驶安全性。具体为，通过感知模块实时持续监测得到目标车辆的区域驾驶信息和车辆状态信息，而后信息中枢处理模块再根据该区域驾驶信息和车辆状态信息分析出目标车辆是否存在违规操作意图，当判断到存在违规操作意图，则预警提示模块根据获取到的该违规操作意图对应的违规类型执行对应的预警策略，以提醒驾驶员进行规避，从而达到辅助驾驶员文明安全驾驶的目的。
本发明另一方面还提出可读存储介质，其上存储有一个或多个程序，该程序被处理器执行时实现上述的安全驾驶预警方法。
本发明另一方面还提出一种车辆，包括存储器和处理器，其中存储器用于存放计算机程序，处理器用于执行存储器上所存放的计算机程序，以实现上述的安全驾驶预警方法。
本领域技术人员可以理解，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备（如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***）使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种安全驾驶预警方法，通过一安全驾驶预警***实现，其特征在于，所述安全驾驶预警***包括安装于车辆前挡风玻璃后的感知模块、安装于汽车仪表板或中控台之后的信息中枢处理模块以及预警提示模块，所述安全驾驶预警方法包括：
每隔第一预设时间所述感知模块主动获取目标车辆的区域驾驶信息和车辆状态信息，并将所述区域驾驶信息和所述车辆状态信息发送给所述信息中枢处理模块；
所述感知模块包括摄像头模组和车载GPS模组，所述摄像头模组用于获取目标车辆在行驶道路中的交通标志物信息以及车道信息，所述区域驾驶信息包括交通标志物信息和车道信息；
所述车载GPS模组每隔第二预设时间获取目标车辆的位置信息，并根据相邻时刻的位置信息获取目标车辆的当前车速信息，所述车辆状态信息包括车速信息；
所述信息中枢处理模块根据区域驾驶信息和车辆状态信息判断目标车辆是否存在违规操作意图，所述违规操作意图的违规类型包括违规超速、违规逆行、违规变道、违规超车、违规转弯；
所述信息中枢处理模块包括MCU和通信驱动模组，所述通信驱动模组用于与所述感知模块和所述预警提示模块建立通信，判断所述目标车辆是否存在违规变道的步骤包括：
所述MCU每隔第四预设时间主动接收所述摄像头模组发送的与目标车道对应的车道图像，并根据训练后的图像分割模型拟合出车道模拟曲线，以根据拟合出的车道模拟曲线判断目标车辆是否存在违规变道意图，具体为：
采用训练后的图像分割模型对所述车道图像进行二值化语义分割，以得到车道图像中的车道线元素和背景元素；
根据所述车道线元素获取车道线包含的所有真实特征点的坐标信息，以根据所有真实特征点的坐标信息和预设转换矩阵将所述车道图像进行投影，得到与所述车道图像对应的俯视图像；
根据以下公式对所述车道图像进行投影：
Figure 912145DEST_PATH_IMAGE001
其中，xˊ、yˊ、wˊ分别表示俯视图像中某一投影特征点的三维坐标，u、v、w分别表示车道图像中某一投影特征点的三维坐标，aij表示预设转换矩阵中的变化参数，其中i=1、2、3，j=1、2、3；
根据投影后得到的所述俯视图像中包含的所有投影特征点的坐标信息对所述车道线进行五帧图像拟合，得到所述车道模拟曲线；
根据车道模拟曲线和接收到的车载GPS模组发送的车辆实时位置获取所述目标车辆分别与所述目标车道的左道线和右道线的距离，所述目标车道为所述目标车辆当前行驶所在的实线车道；
判断所述目标车辆与左道线的距离或所述目标车辆与右道线的距离是否小于第一预设距离阈值；
若所述目标车辆与左道线的距离或所述目标车辆与右道线的距离小于第一预设距离阈值，则判定所述目标车辆存在违规变道操作意图；
所述车道模拟曲线表示为：
Y=AX^5+BX^4+CX^3+DX^2+EX+F
其中，X、Y分别表示目标车道的空间横坐标、纵坐标，A、B、C、D、E、F分别表示五次多项式的五次项常数、四次项常数、三次项常数、二次项常数、一次项常数、常数项；
根据所述五次多项式的五次项常数确定车道线的位置，并基于五次多项式参数表示下的图像空间坐标和现实空间坐标之间的映射关系将所述五次项常数与所述目标车辆离两侧车道线的距离进行对应，得到所述目标车辆与左道线的距离和所述目标车辆与右道线的距离；
若所述目标车辆存在违规操作意图，所述信息中枢处理模块将违规操作意图对应的违规类型发送给所述预警提示模块，以使所述预警提示模块根据所述违规类型执行对应的预警策略。
2.根据权利要求1所述的安全驾驶预警方法，其特征在于，判断目标车辆存在违规转弯操作的步骤包括：
当所述MCU根据接收到的交通标记信息进行目标识别，结果为禁止转弯标识时，则所述MCU每隔第三预设时间判断是否接收到目标车辆中的车身控制模块发送的转向请求信息；
若所述MCU接收到所述转向请求信息，则判定所述目标车辆存在违规转弯操作意图。
3.根据权利要求2所述的安全驾驶预警方法，其特征在于，判断所述目标车辆存在违规超速操作和违规逆行操作的步骤包括：
当所述MCU根据训练后的目标识别模型从交通标志物信息中检测到限速标识时，根据识别结果得到当前限速值，并监测所述摄像头模组发送所述限速标识的持续时间；
所述MCU主动接收所述车载GPS模组发送的所述目标车辆的车速信息，并判断在所述持续时间内是否存在所述车速信息大于所述当前限速值；
若在所述持续时间内存在所述车速信息大于当前限速值，则判定所述目标车辆存在违规超速操作意图；
当所述MCU从接收到的交通标志物信息中识别到禁止逆行标识时，则判定所述目标车辆存在违规逆行操作意图。
4.根据权利要求3所述的安全驾驶预警方法，其特征在于，所述信息中枢处理模块将违规操作意图对应的违规类型发送给所述预警提示模块，以使所述预警提示模块根据所述违规类型执行对应的预警策略的步骤包括：
当所述MCU得到所述目标车辆的违规类型后，通过所述通信驱动模组将所述目标车辆的违规操作意图发送给所述预警提示模块；
所述预警提示模块根据违规操作意图从预设数据库中调取出对应的提示信息，并根据所述提示信息进行语音播报，并控制所述目标车辆的方向盘震动第五预设时间。
5.一种安全驾驶预警***，其特征在于，所述***包括：
感知模块，用于每隔第一预设时间主动获取目标车辆的区域驾驶信息和车辆状态信息，并将所述区域驾驶信息和所述车辆状态信息发送给信息中枢处理模块；
所述感知模块包括摄像头模组和车载GPS模组，其中：
所述摄像头模组用于获取目标车辆在行驶道路中的交通标志物信息以及车道信息，所述区域驾驶信息包括交通标志物信息和车道信息；
所述车载GPS模组用于每隔第二预设时间获取目标车辆的位置信息，并根据相邻时刻的位置信息获取目标车辆的当前车速信息，所述车辆状态信息包括车速信息；
信息中枢处理模块，用于根据区域驾驶信息和车辆状态信息判断目标车辆是否存在违规操作意图，所述违规操作意图的违规类型包括违规超速、违规逆行、违规变道、违规超车、违规转弯；
所述信息中枢处理模块包括MCU和通信驱动模组，其中：
所述通信驱动模组用于与所述感知模块和预警提示模块建立通信，判断所述目标车辆是否存在违规变道的步骤包括：
所述MCU用于每隔第四预设时间主动接收所述摄像头模组发送的与目标车道对应的车道图像，并根据训练后的图像分割模型拟合出车道模拟曲线，以根据拟合出的车道模拟曲线判断目标车辆是否存在违规变道意图，具体为：
采用训练后的图像分割模型对所述车道图像进行二值化语义分割，以得到车道图像中的车道线元素和背景元素；
根据所述车道线元素获取车道线包含的所有真实特征点的坐标信息，以根据所有真实特征点的坐标信息和预设转换矩阵将所述车道图像进行投影，得到与所述车道图像对应的俯视图像；
根据以下公式对所述车道图像进行投影：
Figure 635250DEST_PATH_IMAGE001
其中，xˊ、yˊ、wˊ分别表示俯视图像中某一投影特征点的三维坐标，u、v、w分别表示车道图像中某一投影特征点的三维坐标，aij表示预设转换矩阵中的变化参数，其中i=1、2、3，j=1、2、3；
根据投影后得到的所述俯视图像中包含的所有投影特征点的坐标信息对所述车道线进行五帧图像拟合，得到所述车道模拟曲线；
根据车道模拟曲线和接收到的车载GPS模组发送的车辆实时位置获取所述目标车辆分别与所述目标车道的左道线和右道线的距离，所述目标车道为所述目标车辆当前行驶所在的实线车道；
判断所述目标车辆与左道线的距离或所述目标车辆与右道线的距离是否小于第一预设距离阈值；
若所述目标车辆与左道线的距离或所述目标车辆与右道线的距离小于第一预设距离阈值，则判定所述目标车辆存在违规变道操作意图；
所述车道模拟曲线表示为：
Y=AX^5+BX^4+CX^3+DX^2+EX+F
其中，X、Y分别表示目标车道的空间横坐标、纵坐标，A、B、C、D、E、F分别表示五次多项式的五次项常数、四次项常数、三次项常数、二次项常数、一次项常数、常数项；
所述MCU还用于根据所述五次多项式的五次项常数确定车道线的位置，并基于五次多项式参数表示下的图像空间坐标和现实空间坐标之间的映射关系将所述五次项常数与所述目标车辆离两侧车道线的距离进行对应，得到所述目标车辆与左道线的距离和所述目标车辆与右道线的距离；
预警提示模块，用于若所述目标车辆存在违规操作意图，接收所述信息中枢处理模块发送的违规操作意图对应的违规类型，并根据所述违规类型执行对应的预警策略。
6.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质存储一个或多个程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一所述的安全驾驶预警方法。
7.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括存储器和处理器，其中：
所述存储器用于存放计算机程序；
所述处理器用于执行所述存储器上所存放的计算机程序时，实现权利要求1-4任一所述的安全驾驶预警方法。
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