一种基于车路协同的公路交通安全预警系统的制作方法

本发明涉及智能交通，尤其涉及一种基于车路协同的公路交通安全预警系统。

背景技术：

1、车路协同是采用先进的无线通信和新一代互联网等技术，全方位实施车车、车路动态实时信息交互，并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理，充分实现人车路的有效协同，保证交通安全，提高通行效率，从而形成的安全、高效和环保的道路交通系统。

2、中国专利公开号：cn113538929a，公开了一种基于车路协同的高速公路交通安全预警系统及方法，其包括位于地面上的第一支架和第二支架，所述第一支架和第二支架相互靠近的一侧固定连接有同一个连接板，所述连接板的底部固定连接有第一扫描仪，所述第一支架和第二支架相互靠近的一侧均固定连接有第二扫描仪，第一支架的一侧固定连接有固定座，本发明结构简单，通过将监控结构安装在车辆顶部能够实时对车辆进行监控，避免出现监控盲区，导致信息滞后性，而且通过控制中心对车辆的三维外形数据、自重、车速和路况等数据的分析能够计算出车辆最佳行驶速度，并还能够及时对车辆进行预警。

3、但是，现有技术中还存在以下问题，

4、现实情况中，实时对路面采集传感器获取的路面信息进行全部调用，耗费算力过高，大量的算力需求影响车辆自身获取的信息的解析速度，导致预警系统整体性能下降的问题。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种基于车路协同的公路交通安全预警系统，用以克服现有技术中实时对路面采集传感器获取的路面信息进行全部调用，耗费算力过高，大量的算力需求影响车辆自身获取的信息的解析速度，导致预警系统整体性能下降的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于车路协同的公路交通安全预警系统，包括：

3、路径分析模块，用以获取车辆导航路径，确定途径区域，标定各所述区域内的路面图像采集点；

4、调用信息判定模块，其与云端平台连接，包括信息调用单元以及信息判定单元，所述信息调用单元用以调用预存储的若干车辆行驶至各所述区域内的车辆雷达的历史感知数据，历史感知数据包括雷达的有效感知区域面积以及雷达的反馈信号波动量；

5、所述信息判定单元用以根据历史感知数据计算感知表征值，判定各所述区域是否符合预定的感知标准；

6、预警模块，其用以根据车辆驶入区域时是否符合感知标准选定预警策略，包括，

7、调用所述区域内路面图像采集点所采集的路面图像信息，标定障碍物位置坐标点，根据位置坐标点与当前车辆行驶路径的相对位置关系判定是否进行预警；

8、或，调用车辆上的车辆雷达，根据雷达数据获取障碍物相对车辆的位置坐标，同时调用车辆上的图像采集装置，根据深度图像获取障碍物相对车辆的位置坐标，将所获取位置坐标进行对比，判定是否符合应用标准；

9、以及，构建当前车辆的行进向量，逐个选取所获取位置坐标与行进向量的相对位置关系，判定是否进行预警。

10、进一步地，所述路径分析模块将各所述区域内设置有图像采集装置的位置标定为各所述区域内的路面图像采集点。

11、进一步地，所述信息判定单元根据公式（1）计算区域对应的感知表征值，

12、（1）

13、公式（1）中，e表示感知表征值，s表示雷达的有效感知区域面积，s0表示预设的感知区域面积阈值，ri表示预定时间段内第i时刻的雷达反射强度，re表示雷达反射强度平均值，t表示预定时间段的时长，α表示感知区域权重系数，β表示反馈信号波动量权重系数。

14、进一步地，所述信息判定单元将所述区域对应的所述感知表征值与预设感知表征值阈值进行对比，

15、若所述感知表征值大于所述预设感知表征值阈值，则所述信息判定单元判定所述区域不符合预定的感知标准；

16、若所述感知表征值小于或等于所述预设感知表征值阈值，则所述信息判定单元判定所述区域符合预定的感知标准。

17、进一步地，所述预警模块根据车辆驶入区域时是否符合感知标准选定预警策略，其中，

18、若所述区域符合预定的感知标准，则所述预警模块构建当前车辆的行进向量，逐个选取所获取位置坐标与行进向量的相对位置关系，判定是否进行预警；

19、若所述区域不符合预定的感知标准，则所述预警模块根据位置坐标点与当前车辆行驶路径的相对位置关系判定是否进行预警。

20、进一步地，所述预警模块根据位置坐标点与当前车辆行驶路径的相对位置关系判定是否进行预警，其中，

21、所述预警模块获取当前车辆行驶路径，若所述坐标点处于所述行驶路径上，则所述预警模块判定需进行预警。

22、进一步地，所述预警模块根据公式（2）计算偏差量，

23、（2）

24、公式（2）中，x表示偏差量，m表示障碍物个数，dj表示第j障碍物的第一位置坐标与第二位置坐标的距离，所述第一位置坐标为根据雷达数据获取障碍物相对车辆的位置坐标，所述第二位置坐标为根据深度图像获取障碍物相对车辆的位置坐标。

25、进一步地，所述预警模块将所述偏差量与预设偏差量阈值进行对比，

26、若所述偏差量大于所述预设偏差量阈值，则所述预警模块判定符合应用标准。

27、进一步地，所述预警模块以车辆当前位置为起点，行驶方向作为向量的方向，构建当前车辆的行进向量。

28、进一步地，所述预警模块以车辆当前位置为起点，所获取位置坐标为终点建立障碍物向量，获取障碍物向量和行进向量的夹角度数，当所述夹角度数小于预设夹角度数阈值时，预警模块判定进行预警。

29、与现有技术相比，本发明通过路径分析模块获取车辆导航路径，通过调用信息判定模块调用预存储的若干车辆行驶至各区域内的车辆雷达的历史感知数据，判定区域是否符合预定的感知标准，通过预警模块调用区域内路面图像采集点所采集的路面图像信息，根据位置坐标点与当前车辆行驶路径的相对位置关系判定是否进行预警；或调用车辆上的车辆雷达以及图像采集装置，根据偏差量判定是否符合应用标准；以及，构建当前车辆的行进向量，逐个选取所获取位置坐标与行进向量的相对位置关系，判定是否进行预警，本发明有助于降低系统算力，确保系统运行性能，从而保证安全预警系统的可靠性。

30、尤其，本发明通过信息判定单元根据历史感知数据计算感知表征值，雷达的有效感知区域面积以及雷达的反馈信号波动量可以反映各区域路面情况，在实际情况中，当路面情况较为复杂时，可能存在目标误报、路面干扰使雷达性能退化，可靠性降低的问题，通过计算感应表征值可以表征路面的复杂情况以及雷达性能的可靠性程度，有助于保证安全预警系统的可靠性。

31、尤其，本发明信息判定单元根据历史感知数据计算感知表征值判定所述区域是否符合预定的感知标准，由于路面障碍物较多时，雷达性能可能受到影响，造成目标识别准确性降低的问题，仅针对目标识别准确性较低时调用路面图像采集点数据，有助于降低系统算力，确保系统运行性能。

32、尤其，本发明通过预警模块根据位置坐标点与当前车辆行驶路径的相对位置关系判定是否进行预警，对于不符合感知标准的区域，调用路面图像采集点所采集的路面图像信息可以提升安全预警系统的可靠性，弥补雷达性能在所述区域内减弱的缺陷，在位置坐标点处于当前车辆行驶路径上时进行预警，提高安全预警系统的可靠性。

33、尤其，本发明通过预警模块先根据偏差量判定是否符合应用标准，再逐个选取所获取位置坐标与行进向量的相对位置关系，判定是否进行预警，通过计算偏差量可以对车辆图像采集装置和车辆雷达的可靠程度进行再次评估，当偏差量较小时，车辆图像采集装置和车辆雷达的可靠性较高，此时可以通过构建当前车辆的行进向量，判断是否会与障碍物在行驶路径发生碰撞，当行进向量与障碍物向量夹角度数小于一定范围时，则预测可能会发生碰撞，从而提前进行预警，有助于保证安全预警系统的可靠性以及车辆行驶的安全性。