专利名称：用于山区公路的车辆危险行驶状态识别装置及其识别方法
用于山区公路的车辆危险行驶状态识别装置及其识别方法技术领域
本发明属于车辆危险行驶状态识别技术领域，更具体地，涉及用于山区公路的车辆危险行驶状态识别装置及其识别方法。
背景技术：
近年来，随着我国公路运输的不断发展，山区公路的通车里程也逐年增长，同时在山区公路上发生的事故数量也随之上升，且事故严重程度较高。一方面，由于山区公路的上坡、下坡、急转弯等情况较多，当驾驶员经验不足、对路况不熟悉或者出现例如疲劳驾驶、分心驾驶等情况时，极易引发事故。另一方面，由于山区公路地势相对严峻，海拔落差大，事故发生后所引发的人员及财产损失通常要远高于非山区公路。
在山区公路驾驶过程中，基于上述引发事故的多种因素，驾驶员无法准确把握前方道路的坡度、形状等信息，从而使得驾驶员无法对车辆的行驶速度或者行驶方向进行正确操控，例如坡度较大、弯道较急的路段，车辆的行驶速度有一定限制，如果驾驶员的操控出现失误时，车辆则会处于危险行驶状态，从而引发事故的概率大大增加。从这个角度而言，车辆在山区公路行驶时，出现危险行驶状态的可能性要远高于其他非山区公路。发明内容
为弥补上述缺陷，本发明提出用于山区公路的车辆危险行驶状态识别装置及其识别方法，可以识别车辆危险行驶状态，及时提醒驾驶员正确操控，避免事故发生。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现。
技术方案一
用于山区公路的车辆危险行驶状态识别装置，其特征在于，包括微处理器，所述微处理器的输入端分别连接有用于测量车辆速度的车速传感器、用于测量车辆在横向上的加速度的加速度传感器和用于测量车辆行驶道路坡度的倾角传感器，所述微处理的输出端连接有用于提醒车辆处于危险行驶状态的扬声器。
上述技术方案的特点和进一步改进在于
( I)所述车速传感器安装在车辆的车轮上。
(2)所述加速度传感器和倾角传感器分别安装在车辆的底盘上。
(3)所述扬声器安装在车辆的驾驶室内。
技术方案二
用于山区公路的车辆危险行驶状态识别方法，其特征在于，车载微处理器接收车辆行驶过程中的行驶参数，并根据接收到的行驶参数和预设在微处理器内的车辆危险行驶状态的临界值进行判定车辆是否处于危险行驶状态，如果处于危险行驶状态，则提醒驾驶员。
上述技术方案的特点和进一步改进在于
(I)所述临界值包括第一临界值、第二临界值、第三临界值、第四临界值和第五临界值。
(2)所述行驶参数包括车速传感器传送的速度参数和倾角传感器传送的坡度参数，当速度参数和坡度参数的对应关系达到预设车辆危险行驶状态的第一临界值时，则提醒驾驶员。
(3)所述预设对应关系的第一临界值为y>25x，其中，y为速度参数，x为坡度参数。
(4)所述行驶参数包括速度参数和坡度参数，微处理器通过速度参数和坡度参数计算某时间段内车辆行驶轨迹下降高度，如果轨迹下降高度达到第二临界值，且速度参数达到第三临界值，则提醒驾驶员。
(5)所述行驶参数包括速度参数和横向加速度参数，如果在某时间段内速度参数达到第四临界值，且横向加速度参数达到第五临界值，则提醒驾驶员。
因此，本发明技术方案可以对山区公路上的行驶车辆进行行驶状态识别，当识别车辆处于危险行驶状态时，通过声音信号对驾驶员进行相应的预警提示，使驾驶员采取必要的操作措施来降低车辆的行驶风险性，从而降低了车辆在山区公路行驶的事故率。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明的技术方案作进一步详细说明。
图I为本发明实施例用于山区公路的车辆危险行驶状态识别装置结构示意图。
具体实施方式
参考附图1，本发明用于山区公路的车辆危险行驶状态识别装置包括微处理器，微处理器的输入端分别连接有车速传感器、加速度传感器和倾角传感器，微处理的输出端连接有扬声器。
微处理器可以为DSP处理器，该处理器安装于车辆内部，用于接收车速传感器、加速度传感器和倾角传感器的行驶参数，进行行驶参数处理，并判定车辆是否处于危险行驶状态。车速传感器安装于车轮上，可随车轮一起转动，用于测量车辆速度。加速度传感器安装于车身上，通过螺栓与车辆底盘保持刚性连接，用于测量车辆在横向上的加速度。倾角传感器安装于车身上，通过螺栓与车辆底盘刚性连接，用于测量车辆行驶道路的坡度。扬声器安装于驾驶室内靠近驾驶员的地方，用于提醒驾驶员车辆处于危险行驶状态。
用于山区公路的车辆危险行驶状态识别方法具体如下
步骤一微处理器预设车辆危险行驶状态的临界值；
步骤二 微处理器接收车辆行驶过程中的行驶参数，并转入步骤三、步骤四或步骤五；
步骤三微处理器判定车辆处于下坡路段，易出现制动不及的危险行驶状态；
微处理器根据行驶速度和道路坡度值数据，设定车辆行驶速度为y，当前道路坡度类型为下坡，且道路坡度X满足y>25x (y为速度参数(单位为km/h), x为坡度参数(单位为。))时，则微处理器识别当前车辆行驶状态处于危险行驶状态。
步骤四微处理器判定车辆连续处于山区连续下坡路段，容易出现制动失效的危险行驶状态；
如果某段时间内的道路坡度一直大于10%、且车辆行驶轨迹下降高度超过了 500m，且车速大于40km/h，则微处理器判断车辆处于或容易引发事故的危险行驶状态。
车辆行驶轨迹下降高度判断车辆在山区公路行驶时，车辆行驶轨迹的高度变化特性直接决定了车辆的行驶安全性，例如长时间的爬坡和下坡都会影响到车辆的行驶性能以及驾驶员的生理心理机能。车辆行驶轨迹的高度变化特性由坡度以及车速计算得到。首先对车速进行积分，计算得到单位时间内的行驶轨迹长度，同时结合该时间段内的坡度值， 计算出车辆行驶轨迹的高度变化值。根据上坡和下坡两种不同情况，判断结果包括车辆在一定时间内的高度变化差异特性，如在5分钟之内一直上坡行驶、或一直下坡行驶、或者是上坡下坡行驶均存在，同时计算得到该时间段内车辆上升或下降的高度值。
步骤五微处理器判定车辆处于山区连续转弯路段，容易出现侧翻事故的危险行驶状态；
如果某段时间段内的车辆横向加速度一直处于较大的范围，例如一直大于O. 4g， 这表明车辆在该时间段一直处于连续弯道状态，如果此时车辆行驶速度较高，例如车速超过40km/h，这表明当前车辆在弯道上的行驶速度较高，容易出现侧翻事故，因此判断当前车辆也是处于危险行驶状态。
车辆的行驶稳定性判定车辆在山区道路行驶时，由于道路曲率半径通常较小， 从而引起车辆加减速教频繁，因此车辆横向加速度会出现幅度较大的变化。通过对加速度传感器的加速度数据进行分析，计算车辆在当前时刻和之前一定时间段内的加速度分布特性，同时结合车辆的行驶速度，判定对车辆的行驶稳定性进行判断。明确车辆行驶稳定性， 就可得到车辆不易侧翻的条件。
步骤六扬声器提醒驾驶员车辆处于危险行驶状态。
扬声器提醒驾驶员车辆处于危险行驶状态，驾驶员采取必要措施，降低车辆在山区公路上行驶时的事故风险性，从而降低事故发生的概率，提高车辆在山区公路上的行驶安全性。
重复执行上述步骤二、步骤三、步骤四和步骤五，可以实现对山区公路车辆危险行驶状态的持续识别。
本发明技术方案，可以实现根据不同的危险行驶状态，对驾驶员发出相应的操作提示，从而可以实现对各种危险行驶状态的针对性识别。
本发明装置安装于车辆上，从而摆脱了对道路的依赖条件，从而使得本发明装置能够适应于不同的山区公路环境，具有较好的普适性。
本发明还有多种实施方式，但凡在本发明的精神和实质范围内，所作的任何改变、 等同替换、改进，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.用于山区公路的车辆危险行驶状态识别装置，其特征在于，包括微处理器，所述微处理器的输入端分别连接有用于测量车辆速度的车速传感器、用于测量车辆在横向上的加速度的加速度传感器和用于测量车辆行驶道路坡度的倾角传感器，所述微处理的输出端连接有用于提醒车辆处于危险行驶状态的扬声器。
2.如权利要求I所述的用于山区公路的车辆危险行驶状态识别装置，其特征在于，所述车速传感器安装在车辆的车轮上。
3.如权利要求I所述的用于山区公路的车辆危险行驶状态识别装置，其特征在于，所述加速度传感器和倾角传感器分别安装在车辆的底盘上。
4.如权利要求I所述的用于山区公路的车辆危险行驶状态识别装置，其特征在于，所述扬声器安装在车辆的驾驶室内。
5.用于山区公路的车辆危险行驶状态识别方法，其特征在于，车载微处理器接收车辆行驶过程中的行驶参数，并根据接收到的行驶参数和预设在微处理器内的车辆危险行驶状态的临界值进行判定车辆是否处于危险行驶状态，如果处于危险行驶状态，则提醒驾驶员。
6.如权利要求5所述的用于山区公路的车辆危险行驶状态识别方法，其特征在于，所述临界值包括第一临界值、第二临界值、第三临界值、第四临界值和第五临界值。
7.如权利要求6所述的用于山区公路的车辆危险行驶状态识别方法，其特征在于，所述行驶参数包括车速传感器传送的速度参数和倾角传感器传送的坡度参数，当速度参数和坡度参数的对应关系达到预设车辆危险行驶状态的第一临界值时，则提醒驾驶员。
8.如权利要求7所述的用于山区公路的车辆危险行驶状态识别方法，其特征在于，所述预设对应关系的第一临界值为y>25x，其中，y为速度参数，X为坡度参数。
9.如权利要求6所述的用于山区公路的车辆危险行驶状态识别方法，其特征在于，所述行驶参数包括速度参数和坡度参数，微处理器通过速度参数和坡度参数计算某时间段内车辆行驶轨迹下降高度，如果轨迹下降高度达到第二临界值，且速度参数达到第三临界值，则提醒驾驶员。
10.如权利要求6所述的用于山区公路的车辆危险行驶状态识别方法，其特征在于，所述行驶参数包括速度参数和横向加速度参数，如果在某时间段内速度参数达到第四临界值，且横向加速度参数达到第五临界值，则提醒驾驶员。
全文摘要
本发明属于车辆危险行驶状态识别技术领域，公开了用于山区公路的车辆危险行驶状态识别装置及其识别方法。其装置包括微处理器，所述微处理器的输入端分别连接有用于测量车辆速度的车速传感器、用于测量车辆在横向上的加速度的加速度传感器和用于测量车辆行驶道路坡度的倾角传感器，所述微处理的输出端连接有用于提醒车辆处于危险行驶状态的扬声器。本发明技术方案可以对山区公路上的行驶车辆进行行驶状态识别，当识别车辆处于危险行驶状态时，通过声音信号对驾驶员进行相应的预警提示，使驾驶员采取必要的操作措施来降低车辆的行驶风险性，从而降低了车辆在山区公路行驶的事故率。
文档编号B60K28/14GK102922999SQ201210396038
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年10月17日
发明者彭金栓, 邵毅明, 简晓春 申请人:重庆交通大学