一种基于车路协同技术的车道级道路危险预警系统及方法

本发明涉及汽车预警和智能交通领域，涉及一种基于车路协同技术的车道级道路危险预警系统及方法。

背景技术：

0、技术背景

1、汽车在高速公路上的行驶速度较快，当道路上出现危险状况时很有可能造成安全事故，对危险路段上游车辆进行及时的预警能够有效避免事故的发生。随着互联网及通讯技术的迭代发展，具备通讯能力设备能够在极短的时间内获得需要的信息，即使面对紧急情况也能够满足实时性的要求。

2、高速公路上的安全事故通常由于驾驶员不能获取前方道路和车辆信息导致的。随着车路协同技术的发展，产生了多种预警方法，例如交通事故路段预警、低附着路段预警等等。但是对于不同车道上游车辆的精确预警还比较缺乏，存在安全漏洞，并且容易造成交通拥堵。

技术实现思路

1、根据上述提出的目前存在的问题，提出一种基于车路协同技术的车道级道路危险预警系统及方法。本发明对道路情况持续监测，能够及时发现道路危险情况并确定所属车道，精准的对上游车辆进行预警提示，能够很好地保证驾驶员安全行驶。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种基于车路协同技术的车道级道路危险预警系统，包括：电性连接的车辆信息模块，道路信息采集模块，道路信息分析模块，车道级危险分析模块，无线通讯模块和信息提示模块；

4、车辆信息模块，用于获取车辆的位置信息及时间信息，位置信息精确到车辆所处的车道，并将信息发送到道路信息分析模块；

5、道路信息采集模块，用于拍摄车辆前方一定距离内的道路图像，并将图像信息发送到道路信息分析模块；

6、道路信息分析模块，接收车辆信息模块和道路信息采集模块发送的信息，利用预设的图像处理算法判定道路上是否存在障碍物、低附着力等情况，进而判断障碍物相对于车辆所处的车道位置，然后将障碍物类别及地理位置(包括车道位置)发送到车道级危险分析模块；

7、车道级危险分析模块，用于接收车辆信息模块、无线通讯模块和道路信息分析模块发送的信息，获取危险道路情况所在位置上游的交通状态，根据预设的控制策略，生成指令发送到无线通讯模块；

8、无线通讯模块，用于获取危险车道情况所在位置上游的车辆信息，并发送给车道级危险分析模块；接收车道级危险分析模块发送的指令信息，并发送给危险道路情况所在位置上游的车辆；

9、信息提示模块，用于无线通讯模块发送的指令信息，并根据指令内容发出合理的提示。

10、进一步地，所述道路信息采集模块，安装在车头位置，便于拍摄图像，并以一定的帧率不断采集道路图像，并将其发送给道路信息分析模块。

11、进一步地，所述道路信息分析模块判断道路危险状况分类及判断危险状况所处位置包括：

12、判断道路危险状况：分析是否存在道路危险状况，存在危险状况时包括但不限于阻碍行驶的障碍物(例如石块)和路面低附着力(例如路面积水，路面积沙)；

13、判断道路危险状况所处位置：道路图像分为车道线清晰可见和部分车道线被遮挡两种，根据预设的策略将所有车道分别划为安全车道和风险车道。

14、进一步地，所述无线通讯模块包含接收信息和发送信息两个任务，接收信息包括危险道路状况地点上游车辆的位置信息(包括车道信息)，发送信息是将车道级危险预警信息发送给上游车辆。

15、本发明还提供了一种基于车路协同的道路危险预警方法，包括如下步骤：

16、s1、车辆在行驶过程中，所述道路信息分析模块不断分析来自道路信息采集模块的图像数据，若判断上道路不存在危险状况，则本步骤继续循环执行，若判断道路上存在危险状况，则执行步骤s2；

17、s2、所述车辆信息模块获取车辆的位置信息和车道信息发送到无线通讯模块和车道级危险分析模块，执行步骤s3；

18、s3、所述无线通讯模块获取出现道路危险状况位置上游的车辆信息，包括位置信息和车道信息，并将信息发送到车道级危险分析模块，车道级危险预警模块也接收道路信息分析模块的信息，根据预设的预警控制策略，将车道划分为安全车道和危险车道，然后为不同车道的车辆准备不同的指令，将指令信息发送到无线通讯模块，执行步骤s4；

19、s4、所述无线通讯模块接收到指令信息后将其发送给各个车辆，信息提示模块接收到指令信息后将指令以图像和语音的形式反馈给驾驶员。

20、进一步地，所述步骤s3中预设的预警提示策略包括：

21、s31、道路信息分析模块判断道路上存在危险状况后，所述车辆信息模块30获取车辆的位置信息和车道信息。执行步骤s32。

22、s32、所述车道级危险分析模块接收道路信息分析模块的图像信息，判断车道线是否清晰可见，如果车道线清晰可见，则执行步骤s33；反之，执行步骤s34。

23、s33、分析危险状况所处的某条车道或多条车道，从而将其设定为危险车道，其余车道设定为安全车道。执行步骤s35。

24、s34、首先判断道路危险状况是否在车辆所在车道正前方，如果是，则将车辆所在车道设定为危险车道，其他车道设定为安全车道；如果道路危险状况的位置不在车辆所在车道，则将此车道设定为安全车道，其余车道设定为危险车道。执行步骤s35。

25、s35、所述无线通讯模块获取道路危险地点上游各个车道的车辆信息，包括位置信息和所属车道信息。

26、s36、判断上游车辆是否处于危险车道，如果车辆处在危险车道，则给出指令“减速慢行，注意后方车辆后安全变道”；如果车辆处于安全车道，则执行步骤s37。

27、s37、判断车辆所在位置和危险地点范围内的危险车道是否存在车辆，如果存在，则提示“减速慢行，注意危险车道车辆变道”，如果不存在，则提示“正常行驶，留意危险路段”。

28、一种存储介质，所述存储介质用于存储所述程序，其中，所述程序运行时执行上述基于车路协同的车道级道路危险预警方法。

29、一种电子装置，包括处理器、存储器及其存储的可在所述处理器上运行的程序，所述处理器运行所述程序执行上述基于车路协同的车道级道路危险预警方法。

30、较现有技术相比，本发明具有以下优点：

31、1、本发明提供的基于车路协同的车道级危险预警系统，利用图像采集设备和图像处理算法准确识别危险路况所处的车道，能够及时预警上游车辆，提前预防危险情况的发生，有效提高了驾驶安全性。

32、2、本发明提供的基于车路协同的车道级危险预警系统，根据出现道路危险状况的地点和车道，精准的为不同车道驾驶员提供不同等级的预警。同时所以能够在驾驶员变更车道后及时改变预警提示，提高预警的实时性和有效性。

33、3、本发明提供的基于车路协同的车道级危险预警系统，针对位于不同危险程度车道内的车辆，给与不同的驾驶建议，提高安全性的同时，一定程度上能够避免危险路段交通拥堵的发生，提高行车效率。

34、基于上述理由，本发明可在道路预警系统和智能交通等领域广泛推广。

技术特征：

1.一种基于车路协同技术的车道级危险预警系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于车路协同技术的车道级道路危险预警系统，其特征在于，所述的车辆状态信息包括但不限于位置信息，车道信息以及速度信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于车路协同技术的车道级道路危险预警系统，其特征在于，所述道路图像信息包括但不限于障碍物、低附着路面情况及车祸情况。

4.一种基于车路协同技术的车道级道路危险预警方法，其特征在于，该方法基于所述权利要求1-3中任意一项所述的车道级危险预警系统实现，包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种基于车路协同技术的车道级道路危险预警方法，其特征在于，所述步骤s3中预设的预警提示策略包括：

6.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时，执行所述权利要求4所述的方法。

7.一种电子装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器通过所述计算机程序运行，执行所述权利要求4所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种基于车路协同技术的车道级道路危险预警系统及方法，属于汽车预警和智能交通领域；其中方法包括：首先车辆通过车载摄像头传感器采集行驶路面图像，分析路面存在的不利于车辆行驶的危险情况，例如道路损坏、障碍物和低附着路面等情况；然后利用北斗导航定位系统确定车辆本身所在的车道，利用图像处理算法分析出道路危险情况所在的车道，划分出危险车道和安全车道；最后利用信息通讯系统对危险车道和安全车道的车辆进行不同等级的预警。本发明实现了车辆到达危险道路区域前，根据下游车辆的传感器探测信息给出合理的预警和提示，做到精准预警，从而降低安全事故的发生概率。

技术研发人员：姚宝珍,仲潜,时彬,崔贺淇,陈思轩
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15