[發明專利]一種高速公路安全態勢評估方法及評估系統

在審

• 申請號: 202010865473.3
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN112053559A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 亓凌;王長華;陶杰;林宣陽;呂亞偉;蔣銫琦
• 申請（專利權）人: 浙江省機電設計研究院有限公司
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/04;G08G1/052;G06T17/05;G06T7/11;G06T7/90;G06T7/246;G06T7/277;G06T7/73
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

1.一種高速公路安全態勢評估方法，其特征在于，所述高速公路安全態勢評估方法包括以下步驟：

步驟一，通過車輛信息獲取模塊利用車輛信息獲取程序從車輛內設的存儲器中獲取車輛的車長、車寬、高速行駛最佳車速以及車輛的安全措施信息；

步驟二，通過定位模塊結合雙目攝像機獲取的圖像和激光雷達的圖像，以及全球導航衛星系統的位置信息，制作高精度路面特征地圖并進行實時更新；

步驟三，利用攝像機獲取的實時圖像，檢測出車輛當前位置鄰近區域的道路標識的邊緣點；

步驟四，根據卡爾曼濾波定位模型及車輛的速率和偏航率估算車輛當前的粗略位置，并把高精度地圖中相對車輛當前位置鄰近區域的道路標識映射到攝像機獲取的實時圖像上；

步驟五，利用卡爾曼濾波定位模型對高精度地圖中道路標識的線段采樣點與圖像中檢測的邊緣點進行最近距離間的匹配，得到車輛的最優位置估計，并實時采集車輛在駛入高速公路后的行駛狀態；

步驟六，基于高速公路的線路圖，通過軌跡估算算法，根據車輛在駛入高速公路的行駛狀態以及確定的地理位置信息進行推導，得到車輛在高速公路的位置信息；

步驟七，通過高速路段信息獲取模塊利用高速路段信息獲取程序從高速路數據庫中獲取車輛所在的高速路段的信息；

步驟八，通過圖像采集模塊利用設置在車輛前方和后方的攝像頭分別進行汽車前方和汽車后方圖像的采集；通過圖像分析模塊利用圖像分析程序進行采集圖像的分析；

步驟九，通過擁擠度判定模塊利用擁擠度判定程序依照圖像分析結構進行車輛所在高速路段擁擠度的判定；

步驟十，通過車速恒定模塊利用車速穩定程序將車輛車速維持為一個恒定值；通過周邊車輛車速推定模塊進行采集圖像的選擇，選擇包含車道線和護欄的環境圖像；

步驟十一，利用周邊車輛車速推定程序根據所述環境圖像建立道路模型；通過所述車輛上安裝的雷達獲取所述車輛距離環境中護欄的距離；

步驟十二，根據所述距離和所述車輛的尺寸信息，確定所述車輛在所述道路模型中的模擬位置；

步驟十三，根據所述車輛在所述道路模型中的模擬位置，確定所述車輛距離所述車道線的目標距離；同時進行本車輛與另一車輛直線距離的計算，并依照圖像分析結果推定得到周邊車輛車速；

步驟十四，通過地面障礙物探測模塊利用探測器進行地面障礙物的探測，得到障礙物所在車道；通過安全評估模塊利用安全評估程序綜合道路擁擠度、周邊車輛車速、地面障礙物進行高速路段的安全評估；

步驟十五，通過數據存儲模塊利用車輛內設的存儲器存儲獲取的車輛信息、車輛位置信息、高速路段信息、汽車前方和汽車后方圖像、圖像分析結果、擁擠度判定結果、恒定車速、周邊車輛車速的推定數據、地面障礙物探測結果以及安全評估結果；

步驟十六，通過顯示模塊利用顯示器顯示獲取的車輛信息、車輛位置信息、高速路段信息、汽車前方和汽車后方圖像、圖像分析結果、擁擠度判定結果、恒定車速、周邊車輛車速的推定數據、地面障礙物探測結果以及安全評估結果的實時數據。

2.如權利要求1所述的高速公路安全態勢評估方法，其特征在于，步驟二中，所述制作高精度路面特征地圖并進行實時更新的方法，包括：

(I)獲取與路面對應的視頻信息，并通過模型構建程序構建與所述視頻信息對應的路面元素的三維模型；

(II)通過構建的三維模型對路面元素進行合并處理，獲得所述高精度路面特征地圖；

(III)根據所述視頻信息和所述高精度路面特征地圖的地圖數據判斷所述路面是否存在待更新路面元素；若存在所述待更新路面元素，則根據所述視頻信息對所述高精度路面特征地圖的地圖數據進行更新。

3.如權利要求2所述的高速公路安全態勢評估方法，其特征在于，步驟(II)中，所述通過構建的三維模型對路面元素進行合并處理的方法，包括：

i)分別從所述三維模型和所述高精度路面特征地圖的地圖數據中選取至少兩個路面元素，其中，所述三維模型的至少兩個路面元素與所述高精度路面特征地圖的地圖數據的至少兩個路面元素相同；

ii)獲取所述待更新路面元素與從所述三維模型中選取的路面元素之間的位置關系；根據所述位置關系和選取的路面元素的屬性信息，在所述高精度路面特征地圖的地圖數據中更新所述待更新路面元素。