[發明專利]基于軌跡數據和地圖數據的車輛變道監測與安全預警方法

有效

• 申請號: 201910633065.2
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN110299027B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 馮海霞
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: G08G1/16
• 分類號: G08G1/16
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

本發明適用于交通安全中的汽車監測領域，提供了一種基于軌跡數據和地圖數據的車輛變道監測與安全預警方法，通過監測車輛行駛軌跡與數字地圖相匹配，計算跡路比和最大縱向位移，進行異常變道行為判定，及時對道路擁堵、交通事故進行規避和預警，彌補了現在大多視頻抓拍系統只存在于道路口和事故多發地段導致的其他地段盲區現象，更加全面地維護道路安全。

技術領域

本發明涉及一種交通安全領域，具體的說，是一種將車輛軌跡數據和地圖數據相結合，監測車輛變道行為(單次變道、連續變道、頻繁變道)以及交通安全預警的方法。

背景技術

據公安部交通管理局發布統計數據顯示，2018年全國新注冊登記機動車3172萬輛，機動車保有量已達3.27億輛，機動車駕駛人達4.09億人。然而，汽車文明特別是開車文明進展緩慢，在一定程度上加劇了交通擁堵，誘發了大量道路交通事故，尤其是隨意變道等不良駕駛習慣。換道行為會影響道路的交通量、速度和密度，許多交通現象都伴隨著換道的發生而發生，如：道路擁塞、車輛排隊及溢出、擠車道、超車、會車等等。城市道路上車輛隨意變道、超車以及不按規定讓行等是導致交通事故頻發的主要誘因。根據交警部門統計，50％以上的輕微交通事故都與違法變道有關，30％以上的追尾事故都是由違法變道引起的。因此，如何有效的監測違法變道行為，對隨意變道、頻繁變道的駕駛人進行安全預警，是減少和預防交通事故，保證交通安全急需解決的問題。

目前車輛變道的監測以基于視頻抓拍系統為主，主要分布在道路交叉口、高速出入口等重點區域，基于視頻的變道監測精度較高，但在沒有視頻監控的地方，就無法實現對變道行為的監測。隨互聯網技術的飛速發展，車載北斗、GPS、手機定位的普及以及基礎地圖精度(百度、高德)的不斷提高，基于軌跡數據分析交通安全方面的相關研究越來越多，比如基于北斗或者GPS數據分析車輛速度、急加速、急減速及急轉彎等危險和異常駕駛行為，但對車輛變道的監測較少。目前基于北斗、GPS數據的分析里，對于軌跡的利用不足，尤其是結合地圖的分析很少。

在目前軌跡數據的研究中，除了GPS點匹配與地圖的匹配外，對電子地圖的利用較少，沒有充分發掘電子地圖距離計算簡單、路網等基礎信息豐富、POI(Point of Interest)點信息量大等優勢；軌跡數據與地圖數據的結合利用是未來發展的趨勢。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于軌跡數據和地圖數據的車輛變道監測與安全預警方法，對未安裝監控抓拍系統的路段進行實時監控，檢測車輛的異常駕駛行為，尤其是急速變道和頻繁變道等問題，減少交通盲區，更加全面地維護道路安全。為解決上述技術問題，本發明通過以下技術方案實現：

本發明的實現通過一種基于軌跡數據和地圖數據的車輛變道監測與安全預警方法，包括以下步驟：

A.軌跡數據與數字地圖的匹配：獲取某一車輛的北斗或GPS的軌跡數據，將其快速匹配到數字地圖上，將軌跡數據與數字地圖相關聯，確定車輛行駛時的路段；

B.軌跡分段：對所述的路段的長度進行切分，即從軌跡的起點開始，車輛行駛路段沿車輛行駛方向的道路的直線距離自動進行均等切分，切分區間距離為b， b的長度范圍為50～200米，道路出現彎曲時，以道路中心線計算路長；

C.計算“跡路比”α：所述跡路比為：其中a為車輛行駛軌跡的長度，單位為米；

D.安全預警：當α1.1時，進行安全預警。

本發明的進一步技術方案是，所述的基于軌跡數據和地圖數據的車輛變道監測與安全預警方法，還包括以下步驟：

E.計算車輛的最大縱向位移β：車輛每變道一次，車輛在道路垂直方向上產生最大單次縱向位移c，即軌跡點距離車輛初始軌跡線方向的垂直最大距離，最大縱向位移β的獲取分兩種情況：

①單方向變道或單方向2次以上連續變道，β取c的和；

②雙向來回變道，β為c的絕對值之和；