[發(fā)明專利]一種對(duì)駕駛員換道安全性進(jìn)行判斷并預(yù)警的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210523672.1
• 申請(qǐng)日: 2012-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN102991504A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭應(yīng)時(shí);付銳;袁偉;彭金栓;王暢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類號(hào): B60W40/04
• 分類號(hào): B60W40/04;B60W40/08;B60W50/14
• 代理公司: 西安睿通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 車寧華

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及道路交通安全領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)駕駛員換道安全性進(jìn)行判斷并預(yù)警的裝置及方法。

背景技術(shù)：

相對(duì)于維持當(dāng)前車道內(nèi)行駛，駕駛員在進(jìn)行車道變換時(shí)，除了關(guān)注本車道前方交通場(chǎng)景外，還需要通過內(nèi)后視鏡及側(cè)后視鏡實(shí)時(shí)關(guān)注后方相關(guān)車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。為保證換道安全性，要求駕駛員感知-判斷決策-操控等各子模塊的完美統(tǒng)一。如果駕駛員對(duì)車輛操控不熟練，或者對(duì)自車與周圍其他車輛相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系判斷不準(zhǔn)確，極易釀成追尾或擦刮事故，導(dǎo)致人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。

隨著計(jì)算機(jī)、電子通訊等技術(shù)的迅速發(fā)展，催生了各類輔助駕駛系統(tǒng)，以降低事故發(fā)生率，提高行車安全性。當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用的換道輔助系統(tǒng)多以轉(zhuǎn)向燈信號(hào)判斷駕駛員的換道意圖，在側(cè)方后視鏡區(qū)域安裝攝像頭，通過圖像處理的方式計(jì)算自身車輛與周圍其他車輛的相對(duì)距離，判斷換道安全性。若后方設(shè)定安全距離內(nèi)存在相關(guān)車輛，則進(jìn)一步對(duì)駕駛員進(jìn)行預(yù)警。此類輔助系統(tǒng)在應(yīng)用中存在以下問題：許多駕駛員行車過程中操作不規(guī)范，如換道前開啟轉(zhuǎn)向燈較晚甚至不打轉(zhuǎn)向燈，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)漏報(bào)警或未能及時(shí)報(bào)警；此外，換道輔助系統(tǒng)多依據(jù)國外駕駛員的駕駛習(xí)慣及行為特性制定預(yù)警規(guī)則，由于不同國家間交通環(huán)境及駕駛習(xí)慣等因素的差異，在我國實(shí)際應(yīng)用過程中可能會(huì)導(dǎo)致駕駛員對(duì)系統(tǒng)的不適應(yīng)，以至于無法發(fā)揮其應(yīng)有的安全輔助作用。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種對(duì)駕駛員車道變換進(jìn)行安全預(yù)警的裝置及預(yù)警方法，在行車過程中動(dòng)態(tài)采集駕駛員眼睛及頭部運(yùn)動(dòng)信息，實(shí)時(shí)識(shí)別駕駛員的車道變換意圖，進(jìn)一步對(duì)自車與其他車輛尤其是側(cè)后方車輛的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系進(jìn)行判斷，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛員車道變換行為的安全預(yù)警。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)方案一：

一種駕駛員車道變換安全預(yù)警的裝置，包括微處理器、眼睛運(yùn)動(dòng)追蹤儀、毫米波雷達(dá)、車速傳感器、車道線識(shí)別系統(tǒng)、綠色信號(hào)燈和紅色信號(hào)燈；微處理器設(shè)置在車體內(nèi)部；眼睛運(yùn)動(dòng)追蹤儀固定于車體正前方位置，并通過USB數(shù)據(jù)線將眼睛運(yùn)動(dòng)追蹤儀數(shù)據(jù)接收終端與微處理器接口連接；車速傳感器安裝于車輛右前輪上，并通過導(dǎo)線將車速信號(hào)經(jīng)I/O接口發(fā)送至微處理器；車道線識(shí)別系統(tǒng)設(shè)置在車體前部，通過導(dǎo)線微處理器連接；毫米波雷達(dá)固定在汽車后端中心處，并通過導(dǎo)線連接微處理器；綠色信號(hào)燈和紅色信號(hào)燈與微處理器電連接。

所述眼睛運(yùn)動(dòng)追蹤儀為faceLAB5非接觸式眼睛運(yùn)動(dòng)追蹤儀，該眼睛運(yùn)動(dòng)追蹤儀安裝于駕駛室儀表板上方，用于實(shí)時(shí)測(cè)量駕駛員眼睛及頭部運(yùn)動(dòng)參數(shù)，依此識(shí)別駕駛員車道變換意圖。所述眼動(dòng)儀數(shù)據(jù)采集終端通過USB接口電連接微處理器，并將眼睛及頭部運(yùn)動(dòng)參數(shù)持續(xù)發(fā)送至微處理器中。

所述毫米波雷達(dá)為77GHz毫米波雷達(dá)，該毫米波雷達(dá)安裝于汽車后保險(xiǎn)杠處，用于測(cè)量自車與其他目標(biāo)車輛的相對(duì)距離、相對(duì)速度及相對(duì)角度等參數(shù)。所述毫米波雷達(dá)終端電連接于微處理器，通過信號(hào)線將以上參數(shù)信號(hào)發(fā)送至微處理器中。

所述車速傳感器為4s2m型車速傳感器，該傳感器安裝于車輪上隨車輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，用于測(cè)量車輛速度。所述車速傳感器電連接于微處理器，通過信號(hào)線將車速信號(hào)發(fā)送到微處理器中。

所述車道線識(shí)別系統(tǒng)安裝于前擋風(fēng)玻璃處，采用圖像處理的方式采集車輛在車道中的橫向位置信息，包括左前車輪到車道左線的距離，右前車輪到車道右線的距離，經(jīng)過換道可以得到車輛縱向中心投影線至車道左線及右線的距離。所述車道線識(shí)別系統(tǒng)電連接于微處理器，通過信號(hào)線將車速信號(hào)發(fā)送至微處理器中。

所述微處理器為TMS320LF2407A型DSP處理器，該處理器安裝于車輛儀表盤下方內(nèi)部并電連接于眼動(dòng)儀、車速傳感器、車道線識(shí)別系統(tǒng)和毫米波雷達(dá)以及信號(hào)燈等。

一個(gè)指示安全的綠色LED信號(hào)燈和一個(gè)指示不安全的紅色LED信號(hào)燈，分別固定在車輛儀表盤上方。

技術(shù)方案二：

一種駕駛員車道變換預(yù)警方法，以駕駛員車道變換安全預(yù)警的裝置為基礎(chǔ)，其特征在于，所述方法包括換道可能性識(shí)別及換道安全性判斷兩個(gè)步驟。

考慮到城市道路低速行駛條件下無關(guān)注視目標(biāo)對(duì)駕駛員的干擾，以及行駛速度對(duì)換道安全預(yù)警的影響，本系統(tǒng)僅工作在車速40km/h以上，車速值由方案一中的車速傳感器得到。駕駛員換道可能性識(shí)別通過微處理器軟件的以下方案予以實(shí)現(xiàn)：

（1）利用駕駛員眼睛運(yùn)動(dòng)追逐儀器對(duì)駕駛過程中駕駛員的實(shí)時(shí)頭部和眼睛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)提取后視鏡注視時(shí)間T、水平視角標(biāo)準(zhǔn)差ε、頭部水平轉(zhuǎn)角標(biāo)準(zhǔn)差σ作為衡量駕駛?cè)舜蛩銚Q道的特征指標(biāo)。