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专利号: 2020100756870
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 信号装置
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于双闪灯识别的车辆追尾预警方法,所述基于双闪灯识别的车辆追尾预警方法应用于基于双闪灯识别的车辆追尾预警系统,所述基于双闪灯识别的车辆追尾预警系统包括:雷达‑视频一体化监控设备、LED情报板、高音喇叭和控制中心;其中,所述控制中心包含计算机和LED显示器;所述LED情报板、高音喇叭等间距布置于路侧;

所述雷达‑视频一体化监控设备等间距安装于路侧,所述雷达‑视频一体化监控设备的信号输出端与计算机的信号输入端电连接;

所述计算机具有第一信号输出端、第二信号输出端和第三信号输出端;所述第一信号输出端与LED显示器的信号输入端电连接;所述第二信号输出端与LED情报板的信号输入端电连接,所述第三信号输出端与高音喇叭的信号输入端电连接;

所述雷达‑视频一体化监控设备为集成毫米波雷达和摄像头的一体式传感器;

所述雷达‑视频一体化监控设备用于获取车辆的行驶信息和图像信息,并将获取的雷达‑视频一体化监控设备传递给计算机;

所述计算机对接收的车辆的行驶信息和图像信息进行处理,确定事故信息,并将事故信息分别发送至LED显示器、LED情报板和高音喇叭;

所述LED显示器用于向控制中心的工作人员告知事故信息;

所述LED情报板和高音喇叭用于向事故点后方的车辆告知事故信息;

所述事故信息包含事故发生地点和驾驶员的意识状态信息,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1,跟踪路段所有车辆,确定车辆是否为同一车辆;

步骤2,雷达‑视频一体化监控设备实时获取道路车辆的车速,并将获取的道路车辆的车速传递给计算机,计算机根据道路车辆的车速确定道路车辆的减速度,当道路车辆的减速度α达到减速度阈值时,则认为车辆发生碰撞事故;

步骤3,雷达‑视频一体化监控设备获取发生碰撞事故的两车车距l和车道横向夹角β,并将获取的两车车距l和车道横向夹角β传递给计算机;

计算机根据获取的两车车距l和车道横向夹角β确定事故车辆与雷达‑视频一体化监控设备之间的距离d,d=l×tanβ,根据距离d确定事故发生地点;

步骤4,雷达‑视频一体化监控设备实时获取道路车辆的图像信息,并将获取的图像信息传递给计算机,计算机根据图像信息确定碰撞车辆双闪灯是否开启,并根据所述碰撞车辆双闪灯是否开启确定驾驶员的意识状态信息;

步骤5,计算机分别将事故发生地点和驾驶员的意识状态信息发送给LED显示器、LED情报板和高音喇叭;其中,所述LED显示器用于向控制中心的工作人员告知事故信息,所述LED情报板和高音喇叭用于向事故点后方的车辆告知事故信息。

2.根据权利要求1所述的基于双闪灯识别的车辆追尾预警方法,其特征在于,步骤1包含以下子步骤;

子步骤1.1,雷达‑视频一体化监控设备获取当前时刻各车车距dn、车身长度为L、当前时刻车速为Vn、相邻时刻间隔时间为t;

雷达‑视频一体化监控设备实时获取道路车辆的图像信息,根据道路车辆的图像信息利用RGB颜色空间确定车辆车身的R,G,B分量值;

子步骤1.2,车辆为同一车辆应满足以下条件:根据车距dn判断车辆所在车道,同一车辆在相邻的两帧图像中处于同一车道;

同一车辆的车身长度L在相邻的两帧图像中的变化不超过1%;

根据当前时刻车速Vn和相邻时刻间隔时间t,确定相邻时刻行驶距离Sn=Vn×t;根据雷达‑视频一体化监控设备确定当前时刻车辆的位置,以Sn为半径确定车辆搜索范围,该车在下一时刻的位置位于车辆搜索范围内;

分别计算当前时刻车辆车身的R,G,B分量的平均值和下一时刻的车辆车身的R,G,B分量的平均值,当前时刻车辆车身的R,G,B分量的平均值和下一时刻的车辆车身的R,G,B分量的平均值的变化均不超过5%。

3.根据权利要求1所述的基于双闪灯识别的车辆追尾预警方法,其特征在于,步骤2中,道路车辆的减速度α的计算公式为:其中,雷达‑视频一体化监控设备获取道路车辆的当前时刻的车速Vn和下一时刻的车速‑2

Vn+1;所述减速度阈值为10m·s 。

4.根据权利要求1所述的基于双闪灯识别的车辆追尾预警方法,其特征在于,步骤4包含以下子步骤:

子步骤4.1,将道路车辆的图像信息利用HSV颜色空间进行阈值过滤,得到二值图;其中,阈值为:342°

子步骤4.2,将所述分散的原图像的灰度值按以下公式进行归一化,得变换后的图像的灰度值,将变换后的图像的灰度值作为加权比例系数,根据所述加权比例系数初步确定车尾灯区域;

其中,I(i,j)为原图像的灰度值,N(i,j)为变换后图像的灰度值,min和max分别表示原图像的最小灰度值、最大灰度值;

子步骤4.3,使用最大类间方差法将原图像分割为前景和背景两部分,得到更为准确的车尾灯区域;

子步骤4.4,利用形态学变换消除图像中的尾灯区域的内部孔洞,得到候选车尾灯区域的轮廓;

子步骤4.5,当候选车尾灯区域的轮廓为2时,利用车尾灯是保持在同一水平线上且镜像对称分布的特征确定最终的尾灯轮廓;

子步骤4.6,实时跟踪并记录车辆尾灯的开启与熄灭时间,根据尾灯开启规律确认双闪灯是否开启;

子步骤4.7,若在识别到车辆发生碰撞后的30s内未识别到事故车辆双闪灯开启,则认为驾驶员已失去意识;若在识别到车辆发生碰撞后的30s内识别到事故车辆双闪灯开启,则认为驾驶员仍存在意识。

5.根据权利要求4所述的基于双闪灯识别的车辆追尾预警方法,其特征在于,子步骤

4.5包含以下子步骤:

子步骤4.5.1,设A、B分别为所得到的两个候选车尾灯区域,其面积分别为S1、S2,并设两者中的较小者为minS,则S1、S2满足以下不等式,则两个候选车尾灯区域的面积相近;

S1‑S2

其中,K为比例系数,K=1.5;

子步骤4.5.2,计算两个候选车尾灯区域的中心位置,求两个候选车尾灯区域的中心位置在竖直方向上的距离ydistance和两个候选车尾灯区域的中心位置在水平方向上的距离xdistance;

其中,ydistance、xdistance满足以下不等式,则认为是正确的车尾灯对;

ydistance

6.根据权利要求4所述的基于双闪灯识别的车辆追尾预警方法,其特征在于,子步骤

4.6具体为:实现车辆尾灯的跟踪后,设车辆尾灯的首次开启时刻为t1、熄灭时刻t1’,从而得到持续时间T1;第二次开启时刻为t2、熄灭时刻t2’,从而得到持续时间T2;第三次开启时刻t3、熄灭时刻t3’,从而得到持续时间T3;当T1、T2、T3的标准差不超过0.5且(t2‑t1)与(t3‑t2)之差不大于1s,则确认双闪灯已点亮。