一种汽车智能限速系统及汽车限速方法
【专利摘要】本发明公开一种汽车智能限速系统及汽车限速方法，涉及汽车安全驾驶辅助【技术领域】，为提高限速标识识别的准确性、提高驾驶员行车安全而发明。所述汽车智能限速系统，包括：摄像头，所述摄像头可识别道路交通标识牌，并利用图像处理技术，提取道路交通标识信息；智能导航，智能导航可实时提供当前道路信息、导航路线信息以及国家或地区的交通道路限速法规相关信息；车身传感器，车身传感器可实时提供车身信息；控制器，控制器内部建立有交通限速标识数据库，所述控制器的输入端分别与摄像头、智能导航以及车身传感器连接，控制器的输出端分别与汽车仪表和发动机ECU连接。本发明汽车智能限速系统用于汽车辅助限速。
【专利说明】一种汽车智能限速系统及汽车限速方法【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车安全驾驶辅助【技术领域】，尤其涉及一种汽车智能限速系统及汽车限速方法。
【背景技术】
[0002]随着汽车工业的日益发展，汽车已经成为人们出行的主要交通工具，随着汽车保有量的逐年增加，道路基础设施建设及人们驾驶习惯的提升相对滞后，交通事故导致的人员伤亡、财产损失逐年增加。在交通事故统计中，因超速行驶造成的交通事故和人员伤亡人数在所有的交通事故类型中占很大的比例。因超速引起的事故类型主要是车辆之间追尾碰撞和单方面交通事故，易造成重大事故和特大事故，造成严重的人员伤亡和财产损失。
[0003]现有的限速技术是基于前方摄像机拍摄的图像来识别道路限速标识，并且当本车的速度与限制速度之间的速度差值超过预定值时，根据速度超过量来限制油门开度，并基于被限制的油门开度调整节气门阀的开度，降低油门敏感度。
[0004]现有实现限速的技术存在以下缺陷:
[0005]⑴、只基于摄像机的限速装置对地域的适应性差。即使是相同或相近的限速标识能被摄像机准确识别到，但对应的不同国家或地区交通标识隐含的法规或信息，只依靠摄像机是无法准确识别的。如某路段，一天之内不同时间或一年之内不同季节执行的限速信息是不同的，摄像机是无法识别这些隐含信息的；
[0006]⑵、在有多个限速标识的路段，无法准确识别适合当前、本车的限速信息；
[0007]⑶、该技术预判车辆行驶轨迹和线路精确度低，限速信息误报率高。例如，车辆即将换道或转弯，当前直行道路上的限速标识是不适合本车的；
[0008]⑷、驾驶员是车辆控制的主体，该装置忽视了驾驶员的主观意愿，在未提醒驾驶员车辆超速的前提下进行减速会造成用户体验差和发生事故的风险。在车速超过限速标识的情况下，该装置无明显的限制车辆继续超速、维持车速的过程，仅通过降低油门敏感度，容易使驾驶员忽视超速造成事故风险。
【发明内容】
[0009]本发明的实施例提供一种汽车智能限速系统及汽车限速方法，以提高限速标识识别的准确性、提高驾驶员行车安全。
[0010]为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案:
[0011]一种汽车智能限速系统，包括:摄像头，所述摄像头可识别道路交通标识牌，并利用图像处理技术，提取道路交通标识信息；智能导航，所述智能导航可实时提供当前道路信息、导航路线信息以及国家或地区的交通道路限速法规相关信息；车身传感器，所述车身传感器可实时提供车身信息；控制器，所述控制器内部建立有交通限速标识数据库，所述交通限速标识数据库涵盖目标市场所有的限速标识，所述控制器的输入端分别与摄像头、智能导航以及车身传感器连接，所述控制器的输出端分别与汽车仪表和发动机ECU(即发动机控制器)连接。
[0012]进一步地，所述当前道路信息包括当前道路分级、行进方向的车道数、车辆所在车道以及当前道路限速。
[0013]进一步地，所述车身传感器包括轮速传感器、方向盘转角传感器、横摆角传感器、转向灯传感器、制动踏板传感器以及油门踏板传感器。
[0014]进一步地，所述目标市场所有的限速标识包括:最高限速标识、带单位的限速标识、最低限速标识、限速信息解除标识、建议车速标识以及专门用于国界附近的一般限速标识。
[0015]本发明实施例还提供了一种汽车限速方法，包括以下步骤:
[0016]通过摄像头识别道路交通标识牌，利用图像处理技术，提取道路交通标识信息并发送给控制器；通过智能导航将当前道路信息、导航路线信息以及国家或地区的交通道路限速法规相关信息发送给控制器；通过车身传感器将当前的车身信息发送给控制器；控制器根据摄像头、智能导航以及车身传感器提供的信息结合交通限速标识数据库的信息计算出适用于本车的限速信息，并将此限速信息发送给仪表，由仪表显示给驾驶员，若车辆行驶速度超过限速，则将本车的超速报警指令发送给仪表，提醒驾驶员限速，若驾驶员未主动限速，则控制器发送限速指令至发动机ECU，通过发动机ECU对车辆进行限速或根据检测到的驾驶意图解除限速。
[0017]进一步地，所述通过智能导航将当前道路信息发送给控制器包括:通过智能导航将当前道路分级、行进方向的车道数、车辆所在车道以及当前道路限速信息发送给控制器。
[0018]进一步地，所述通过车身传感器将当前的车身信息发送给控制器包括:通过车身传感器将当前的车速、方向盘转向角、转向角速度、横向加速度、纵向加速度、转向灯信号、制动踏板信号以及油门踏板信号发送给控制器。
[0019]进一步地，所述控制器根据摄像头、智能导航以及车身传感器提供的信息结合交通限速标识数据库的信息计算出适用于本车的限速信息包括:控制器将摄像头识别的道路交通标识与交通限速标识数据库中的限速标识进行检索、对比，确定摄像头识别的道路交通标识中的一个或多个限速标识，并分别解读出其对应的限速信息；控制器综合智能导航和车身传感器的输入信息预判车辆最可能的行驶轨迹和驾驶员的行驶意图，确定适用本车的道路限速标识；在有多个交通限速标识同时存在的工况下，控制器根据摄像头探测到的交通道路限速标识，结合导航输入的当前道路信息和导航路线信息，确定适用于本车的限速标识；控制器结合导航提供的国家或地区的交通道路限速法规相关信息，以及交通限速标识数据库信息，识别出所述适用于本车的限速标识中隐含的交通道路限速标识信息，计算出适用于本车的限速信息。
[0020]进一步地，所述若车辆行驶速度超过限速，则将本车的超速报警指令发送给仪表，提醒驾驶员限速包括:控制器时刻监控车辆当前行驶速度，若行驶速度超过限速大于3km\h时，发送报警指令给仪表，由仪表通过声信号和/或光信号提醒驾驶员减速，当行驶车速低至限速以下5km\h时，控制器发送报警解除指令至仪表，解除报警。
[0021]进一步地，所述若驾驶员未主动限速，则控制器发送限速指令至发动机E⑶，通过发动机ECU对车辆进行限速或根据检测到的驾驶意图解除限速包括:控制器发送限速指令至发动机ECU，把车速限制在限速的±3km\h的范围内，同时解除仪表声音报警，只保留视觉报警；如控制器检测到油门踏板位置增量和速率超过设定的阀值，则控制器发送解除限速指令至发动机ECU，解除限速，同时解除视觉报警，智能限速系统进入待激活状态；当车速再次降低至限速以下5km\h时，系统再次自动激活。
[0022]本发明实施例提供的汽车智能限速系统及汽车限速方法，通过控制器将导航与摄像头提供的信息进行信息融合，计算出适用于本车的限速信息。能够准确、实时的反映当前道路的限速信息，提高了交通限速标识的识别精度，该限速系统，通过建立目标市场的限速标识数据库，可提高对不同国家、地区的适应性，通过智能导航和车身传感器实现对车辆行驶线路的预判，提高限速标识识别的准确性，降低误报，促进了驾驶员辅助系统向实用化方向发展，提高驾驶员行车安全，降低交通事故数量，减轻事故造成的人员伤害和财产损失。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明实施例汽车智能限速系统的模块连接框图；
[0024]图2为本发明实施例汽车限速方法的逻辑流程图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明实施例汽车智能限速系统及汽车限速方法进行详细描述。
[0026]参照图1，图1为本发明实施例中汽车智能限速系统的一个具体实施例，本实施例中所述汽车智能限速系统，包括摄像头，所述摄像头可识别道路交通标识牌，并利用图像处理技术，提取道路交通标识信息；智能导航，所述智能导航可实时提供当前道路信息、导航路线信息以及国家或地区的交通道路限速法规相关信息；车身传感器，所述车身传感器可实时提供车身信息；控制器，所述控制器内部建立有交通限速标识数据库，所述交通限速标识数据库涵盖目标市场所有的限速标识，所述控制器的输入端分别与摄像头、智能导航以及车身传感器连接，所述控制器的输出端分别与汽车仪表和发动机ECU连接。
[0027]本发明实施例提供的汽车智能限速系统，通过控制器将导航与摄像头提供的信息进行信息融合，计算出适用于本车的限速信息。能够准确、实时的反映当前道路的限速信息，提高了交通限速标识的识别精度，该限速系统，通过建立目标市场的限速标识数据库，可提高对不同国家、地区的适应性，通过智能导航和车身传感器实现对车辆行驶线路的预判，提高限速标识识别的准确性，降低误报，促进了驾驶员辅助系统向实用化方向发展，提高驾驶员行车安全，降低交通事故数量，减轻事故造成的人员伤害和财产损失。
[0028]具体地，所述当前道路信息可包括当前道路分级(例如，城镇道路、乡村道路、高速路等)、行进方向的车道数、车辆所在车道以及当前道路限速等信息。由此，可全方位掌握当前道路的信息，提高了交通限速标识的识别精度。
[0029]进一步地，所述车身传感器包括轮速传感器、方向盘转角传感器、横摆角传感器、转向灯传感器、制动踏板传感器以及油门踏板传感器。其中，轮速传感器可实时检测出汽车的行驶速度，方向盘转角传感器可实时检测出汽车的转向角和转向角速度，横摆角传感器可实时检测出汽车的横向加速度、纵向加速度和偏移角度，转向灯传感器可检测出汽车的转向信息，制动踏板传感器以及油门踏板传感器可检测出驾驶员的驾驶意图。由此，可根据驾驶员的行驶意图，确定适用本车的道路限速标识，使辅助系统更加人性化。
[0030]建立交通限速标识数据库时，可通过路试信息采集的方式建立，所述目标市场所有的限速标识一般包括以下标识:最高限速标识、带单位的限速标识、最低限速标识、限速信息解除标识、建议车速标识以及专门用于国界附近的一般限速标识。由此，使得交通限速标识数据库的内容更加全面，使系统对不同国家、地区的适应性更好。
[0031]参照图2，图2为本发明实施例汽车限速方法的逻辑流程图，本发明实施例提供的汽车限速方法，包括以下步骤:
[0032]通过摄像头识别道路交通标识牌，利用图像处理技术，提取道路交通标识信息并发送给控制器；
[0033]通过智能导航将当前道路信息、导航路线信息以及国家或地区的交通道路限速法规相关信息发送给控制器；
[0034]通过车身传感器将当前的车身信息发送给控制器；
[0035]控制器根据摄像头、智能导航以及车身传感器提供的信息结合交通限速标识数据库的信息计算出适用于本车的限速信息，并将此限速信息发送给仪表，由仪表显示给驾驶员，若车辆行驶速度超过限速，则将本车的超速报警指令发送给仪表，提醒驾驶员限速，若驾驶员未主动限速，则控制器发送限速指令至发动机ECU，通过发动机ECU对车辆进行限速或根据检测到的驾驶意图解除限速。
[0036]本发明实施例提供的汽车限速方法，通过控制器将导航与摄像头提供的信息进行信息融合，计算出适用于本车的限速信息。能够准确、实时的反映当前道路的限速信息，提高了交通限速标识的识别精度，该限速系统，通过建立目标市场的限速标识数据库，可提高对不同国家、地区的适应性，通过智能导航和车身传感器实现对车辆行驶线路的预判，提高限速标识识别的准确性，降低误报，促进了驾驶员辅助系统向实用化方向发展，提高驾驶员行车安全，降低交通事故数量，减轻事故造成的人员伤害和财产损失。
[0037]其中，所述通过智能导航将当前道路信息发送给控制器包括:通过智能导航将当前道路分级(例如:城镇道路、乡村道路、高速路等)、行进方向的车道数、车辆所在车道以及当前道路限速信息发送给控制器。
[0038]所述通过车身传感器将当前的车身信息发送给控制器包括:通过车身传感器将当前的车速、方向盘转向角、转向角速度、横向加速度、纵向加速度、转向灯信号、制动踏板信号以及油门踏板信号发送给控制器。
[0039]所述控制器根据摄像头、智能导航以及车身传感器提供的信息结合交通限速标识数据库的信息计算出适用于本车的限速信息包括以下步骤:
[0040]控制器将摄像头识别的道路交通标识与交通限速标识数据库中的限速标识进行检索、对比，确定摄像头识别的道路交通标识中的一个或多个限速标识，并分别解读出其对应的限速信息；
[0041]控制器综合智能导航和车身传感器的输入信息预判车辆最可能的行驶轨迹和驾驶员的行驶意图，确定适用本车的道路限速标识，能反映车辆行驶意图的传感器信息如方向盘转向角角度及速率、横摆角角度及速率、轮速、转向灯信号等，结合导航路线信息，由控制器计算车辆的转向、换道意图，与摄像头探测到的道路限速标识信息结合，确定适用本车的道路限速标识；
[0042]在有多个交通限速标识同时存在的工况下，控制器根据摄像头探测到的交通道路限速标识，结合导航输入的关于道路分级(城镇道路、乡村道路、高速路等)、道路车道数、车辆所在车道、当前道路限速等信息，确定适用于本车的限速标识；
[0043]控制器结合导航提供的国家或地区的交通道路限速法规相关信息，以及交通限速标识数据库信息，识别出所述适用于本车的限速标识中隐含的交通道路限速标识信息，计算出适用于本车的限速信息。
[0044]进一步地，所述若车辆行驶速度超过限速，则将本车的超速报警指令发送给仪表，提醒驾驶员限速包括以下步骤:控制器时刻监控车辆当前行驶速度，若行驶速度超过限速大于3km\h时，发送报警指令给仪表，由仪表通过声信号和/或光信号提醒驾驶员减速，当行驶车速低至限速以下5km\h时，控制器发送报警解除指令至仪表，解除报警。
[0045]进一步地，所述若驾驶员未主动限速，则控制器发送限速指令至发动机E⑶，通过发动机ECU对车辆进行限速或根据检测到的驾驶意图解除限速包括以下步骤:控制器发送限速指令至发动机ECU，把车速限制在限速的±3km\h的范围内，同时解除仪表声音报警，只保留视觉报警；如控制器检测到油门踏板位置增量和速率超过设定的阀值，则控制器发送解除限速指令至发动机ECU，解除限速，同时解除视觉报警，智能限速系统进入待激活状态；当车速再次降低至限速以下5km\h时，系统再次自动激活。
[0046]本发明实施例提供的汽车智能限速系统及汽车限速方法，用于当驾驶员无意识超过交通道路限速时，能及时提醒驾驶员主动降速，并可限制车辆速度继续增加，可有效降低超速造成的交通事故的风险，其技术进步效果在于:
[0047]⑴、该汽车智能限速系统，通过摄像头实时采集道路限速信息和车载导航的道路信息融合，能够准确、实时的反映当前道路的限速信息；
[0048]⑵、该汽车智能限速系统，建立目标市场的限速标识数据库，系统对不同国家、地区的适应性好，能够准确、实时的反映当前道路的限速信息；
[0049]⑶、该汽车智能限速系统，能通过智能导航和车身传感器实现对车辆行驶线路的预判，提高限速标识识别的准确性，降低误报；
[0050]⑷、促进驾驶员辅助系统向实用化方向发展，提高驾驶员行车安全，降低交通事故数量，减轻事故造成的人员伤害和财产损失。
[0051]在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0052]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种汽车智能限速系统，其特征在于，包括: 摄像头，所述摄像头可识别道路交通标识牌，并利用图像处理技术，提取道路交通标识信息； 智能导航，所述智能导航可实时提供当前道路信息、导航路线信息以及国家或地区的交通道路限速法规相关信息； 车身传感器，所述车身传感器可实时提供车身信息； 控制器，所述控制器内部建立有交通限速标识数据库，所述交通限速标识数据库涵盖目标市场所有的限速标识，所述控制器的输入端分别与摄像头、智能导航以及车身传感器连接，控制器的输出端分别与汽车仪表和发动机E⑶连接。
2.根据权利要求1所述的汽车智能限速系统，其特征在于，所述当前道路信息包括当前道路分级、行进方向的车道数、车辆所在车道以及当前道路限速。
3.根据权利要求1所述的汽车智能限速系统，其特征在于，所述车身传感器包括轮速传感器、方向盘转角传感器、横摆角传感器、转向灯传感器、制动踏板传感器以及油门踏板传感器。
4.根据权利要求1所述的汽车智能限速系统，其特征在于，所述目标市场所有的限速标识包括:最高限速标识、带单位的限速标识、最低限速标识、限速信息解除标识、建议车速标识以及专门用于国界附近的一般限速标识。
5.一种利用如权利要求1~4中任一项所述的智能限速系统进行汽车限速的方法，包括以下步骤: 通过摄像头识别道路交通标识牌，利用图像处理技术，提取道路交通标识信息并发送给控制器； 通过智能导航将当前道路信息、导航路线信息以及国家或地区的交通道路限速法规相关信息发送给控制器； 通过车身传感器将当前的车身信息发送给控制器； 控制器根据摄像头、智能导航以及车身传感器提供的信息结合交通限速标识数据库的信息计算出适用于本车的限速信息，并将此限速信息发送给仪表，由仪表显示给驾驶员，若车辆行驶速度超过限速，则将本车的超速报警指令发送给仪表，提醒驾驶员限速，若驾驶员未主动限速，则控制器发送限速指令至发动机ECU，通过发动机ECU对车辆进行限速或根据检测到的驾驶意图解除限速。
6.根据权利要求5所述的汽车限速方法，其特征在于，所述通过智能导航将当前道路信息发送给控制器包括:通过智能导航将当前道路分级、行进方向的车道数、车辆所在车道以及当前道路限速等信息发送给控制器。
7.根据权利要求5所述的汽车限速方法，其特征在于，所述通过车身传感器将当前的车身信息发送给控制器包括:通过车身传感器将当前的车速、转向角、转向角速度、横向加速度、纵向加速度、转向灯信号、制动踏板信号以及油门踏板信号发送给控制器。
8.根据权利要求5所述的汽车限速方法，其特征在于，所述控制器根据摄像头、智能导航以及车身传感器提供的信息结合交通限速标识数据库的信息计算出适用于本车的限速信息包括: 控制器将摄像头识别的道路交通标识与交通限速标识数据库中的限速标识进行检索、对比，确定摄像头识别的道路交通标识中的一个或多个限速标识，并分别解读出其对应的限速信息； 控制器综合智能导航和车身传感器的输入信息预判车辆最可能的行驶轨迹和驾驶员的行驶意图，确定适用本车的道路限速标识； 在有多个交通限速标识同时存在的工况下，控制器根据摄像头探测到的交通道路限速标识，结合导航输入的当前道路信息和导航路线信息，确定适用于本车的限速标识； 控制器结合导航提供的国家或地区的交通道路限速法规相关信息，以及交通限速标识数据库信息，识别出所述适用于本车的限速标识中隐含的交通道路限速标识信息，计算出适用于本车的限速信息。
9.根据权利要求5所述的汽车限速方法，其特征在于，所述若车辆行驶速度超过限速，则将本车的超速报警指令 发送给仪表，提醒驾驶员限速包括:控制器时刻监控车辆当前行驶速度，若行驶速度超过限速大于3km\h时，发送报警指令给仪表，由仪表通过声信号和/或光信号提醒驾驶员减速，当行驶车速低至限速以下5km\h时，控制器发送报警解除指令至仪表，解除报警。
10.根据权利要求5所述的汽车限速方法，其特征在于，所述若驾驶员未主动限速，则控制器发送限速指令至发动机ECU，通过发动机ECU对车辆进行限速或根据检测到的驾驶意图解除限速包括:控制器发送限速指令至发动机ECU，把车速限制在限速的±3km\h的范围内，同时解除仪表声音报警，只保留视觉报警；如控制器检测到油门踏板位置增量和速率超过设定的阀值，则控制器发送解除限速指令至发动机ECU，解除限速，同时解除视觉报警，智能限速系统进入待激活状态；当车速再次降低至限速以下5km\h时，系统再次自动激活。
【文档编号】B60K31/00GK103832282SQ201410064449
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年2月25日 优先权日:2014年2月25日
【发明者】田江涛, 甄龙豹, 岳国辉, 陈现岭, 张凯 申请人:长城汽车股份有限公司