客运车辆弯道侧翻早期预警与主动防控装置及其判断方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于客运车辆主动安全领域，涉及客运车辆弯道侧翻早期预警与主防控装 置及其判断方法。
【背景技术】
[0002] 客运车辆侧翻是一种较为常见的交通事故，过大的离心力使车辆失去行驶稳定性 而发生倾倒。侧翻在交通事故中所占的比例并不高，但是侧翻带来的伤亡率却远高于侧翻 事故发生率。尤其是客运车辆一旦发生侧翻，往往发生严重的人员伤亡以及经济损失。 [0003] 侧翻一般常发生在车辆进入弯道后，而国内外对侧翻预警或者侧翻预警的研究开 发，往往依赖于传感器提供的信号以及事先设定的阈值，只有在侧向加速度或者车身侧倾 角达到一定值时，防侧翻系统才工作。预警与防控措施过迟以致不能给驾驶人提供足够的 反应时间，驾驶员面对突如其来的预警往往会神经紧张，存在一定误判或者误操作的风险， 容易与其他车辆的运动交织造成二次事故。由于当前车辆尤其是高速公路车辆运行速度很 高，已有的防侧翻技术存在的问题是：第一没有对侧翻风险路段的早期预警；第二是在风 险路段可能需要的抗侧翻倾向操作之前不能进行必要的车辆准备；第三是危险前短暂瞬间 控制器的计算量太大，存在一定的漏警与误警；第四是没有对前方道路和驾驶人操作行为 的记录。
【发明内容】
[0004] 针对上述现有技术中存在的问题和缺陷，本发明的目的在于，提供一种客运车辆 弯道侧翻早期预警与主动防控装置，可以让客运车辆在进入侧翻风险弯道前识别风险弯道 并进行早期预警，在进入弯道前就自动采取一定的车辆准备措施，降低行驶在弯道中客运 车辆的侧翻风险，做到早期预警与主动防控的结合；并在算法上加以改进，减少计算量，以 及把驾驶员的驾驶轨迹、道路中CCD摄像机视野内其他车辆运动信息录像存在硬盘以供适 时读取。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] 客运车辆弯道侧翻早期预警与主动防控装置，包括数字信号处理器，所述的数字 信号处理器的输入端连接图像采集模块和信号采集模块；所述的信号采集模块通过数据线 Pl连接车速传感器；
[0007] 所述的数字信号处理器的输出端连接执行信号输出数据线、液晶显示器、存储硬 盘和报警模块，所述的执行信号输出数据线连接执行模块。
[0008] 所述的存储硬盘连接图像采集模块。
[0009] 具体地，所述图像采集模块包括安装在客运车辆前挡风玻璃内侧的CCD摄像机和 图像解码器，所述的CCD摄像机连接图像解码器。
[0010] 进一步地，所述数字信号处理器、信号采集模块、液晶显示器、报警模块和存储硬 盘均通过卡槽或螺栓固定在一金属壳体内，所述金属壳体通过支架以及螺栓固定在客运车 辆仪表盘的上方。
[0011] 具体地，所述信号输出数据线包括3根信号输出数据线，分别为数据线Q1，数据线 Q2和数据线Q3,所述的执行模块包括缓速器开关，半/主动悬架开关和助力转向系统，三者 分别连接所述的数据线Ql，数据线Q2和数据线Q3。
[0012] -种客车车辆弯道侧翻早期预警与主动防控判断方法，具体包括以下步骤：
[0013] 步骤1 :对CCD摄像机进行标定，得到CCD摄像机的内部参数和外部参数；
[0014] 步骤2 :利用CCD摄像机采集前方道路图像，并通过图像解码器传送到数字信号处 理器1中；
[0015] 步骤3 :对步骤2采集到的道路图像进行预处理；
[0016] 步骤4 :提取步骤3得到的预处理后的道路图像的车道线；
[0017] 步骤5 :对步骤4得到的车道线直线方程参数比值关系进行弯道识别，判断车辆是 否即将驶入弯道；若车辆即将驶入弯道，则执行步骤6,否则，转步骤2 ;
[0018] 步骤6 :计算步骤4得到的车道线的弯道半径R;
[0019] 步骤7 :根据步骤6得到的弯道半径R，求在弯道行驶防侧翻行为的临界车速，如临 界车速大于客运车辆最高车速，转步骤2,否则转步骤8;;
[0020] 步骤8 :采集客运车辆实际实时车速，根据其与临界车速的对比判断，判断前方弯 道里行驶是否存在侧翻风险，实施分等级早期预警和防控侧翻措施。
[0021 ] 具体地，所述步骤4的具体实现方法如下：
[0022] 步骤4. 1 :道路图像下方1/4区域设定为第一段检测图像段，划分为ROIA和R0IB， 在检测第一段图像的ROI左右车道线提取过程中，在一定范围内搜索左右车道线；提取出 ROIA和ROIB中的左右车道线，两条车道线上端点的连线中点为a，ROIA和ROIB的左右车 道的斜率均值K1;
[0023] 步骤4. 2 :从a从发并以&为斜率作下一段图像中感兴趣区域的划分线，该划分线 的两边分别为ROIC和R0ID，在这两个区域检测出左右车道线，两条车道线上端点的连线中 点为b，ROIC和ROID的左右车道的斜率均值K2;
[0024] 步骤4. 3 :从b从发并以1(2为斜率做下一段图像中感兴趣区域的划分线，依此类推 直至利用检测出道路图像六段图像所有ROI的车道线为止。
[0025] 具体地，所述步骤8的具体实现方法如下：
[0026] 通过采集客运车辆实际实时车速V，根据与临界车速的对比判断，实施分等级早期 预警；具体方法如下：
[0027] V彡0.SVt，语音提醒驾驶员车辆即将进入弯道；
[0028] 0. 8VT<V<Vt，语音提示驾驶员车辆即将进入弯道，并把当前车速和临界车速显 示在显示屏上，并告知存在侧翻风险，将自动进行三级风险自动应对操作，S卩启动车载缓速 器，并提醒驾驶员缓速器已经自动开启；
[0029] I. 1VT>V>Vt，语音提示驾驶员车速过高，并把当前车速和临界车速显示在显示 屏上，将自动进行二级风险自动应对操作，即在三级应对操作的基础上，提醒驾驶人调节车 速建议挂入抵挡，如客运车辆装配有半/主动悬架的客运车辆；
[0030] V多I.IVt，语音提示驾驶员车速太高，并把当前车速和临界车速显示在显示屏上， 将自动进行一级风险自动应对操作，即在二、三级应对操作的基础上，助力转向系统提供 5 %的负助力。
[0031] 与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
[0032] 1、本发明利用信号处理器将实时车速信号与计算得到的临界车速进行比较，根据 二者的大小关系，利用报警模块语音提示驾驶员车速情况，作出相应的侧翻风险早期预警， 并通过信号输出模块提前开启客运车辆相关设备，从而为即将进入弯道后可能存在的防侧 翻行为做好提前准备，为客运车辆在弯道可能发生的抗侧翻操作预留时间，可以给驾驶人 一定的心理准备以及完成车辆准备，做到早期预警和主动防控的结合，达到防控侧翻的目 的，减少客运车辆事故的伤亡率，有助于改善我国公路客运企业的安全保障能力。
[0033] 2、本发明采用细分区域组合提取车道线的方法，做到分区域精细化提取车道线， 计算量相对减少，并采用动态划分ROI的方法，也有利于减少计算量，在一定程度上提高算 法