一种基于双左转车道的车辆掉头行为判别方法及设备

本技术涉及车辆辅助领域，尤其涉及一种基于双左转车道的车辆掉头行为判别方法及设备。

背景技术：

1、针对现有的左转车辆堵塞问题，我国部分较大交叉口附近设置了两条左转车道，两根车道均可在虚线处掉头，且都可进行左转，由此就会发生第二条左转车道的车辆变道进入第一条左转车道并进行掉头或者从第二条左转车道越过第一条车道直接进行掉头，此时第一条左转车道正有一辆左转车辆，由于双方不知对方的运动轨迹和方向，极易发生车祸事故。

2、针对车辆掉头，一般的现有技术中，常常以交叉口内车辆平均延误作为评价指标，从行车安全性及行车效率两方面综合分析远引掉头方式，这类方式是以采用信号控制方式实现远引掉头，但是并不能保证在高流量的情况下保证行车安全性和效率性，并且影响路段的道路通行能力，而且仅以交叉口内车辆的平均延误作为指标缺乏现实性，不能实时检测车辆的状态，存在车辆行驶安全问题。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种基于双左转车道的车辆掉头行为判别方法及设备，用于解决如下技术问题：现有交叉口内的左转车辆与掉头车辆容易发生碰撞事故，难以在高车流的情况下对其进行引导控制，存在车辆行驶安全隐患。

2、本技术实施例采用下述技术方案：

3、一方面，本技术实施例提供了一种双左转车道的车辆掉头行为判别方法，包括：根据驾驶人员的面部状态，对行驶车辆进行行驶趋势预测，确定出处于左转车道中的掉头车辆；将所述掉头车辆与左转车辆进行轨迹重合计算，得到车辆冲突区域；基于所述车辆冲突区域，对所述掉头车辆与所述左转车辆之间进行速度阈值计算，确定出碰撞速度阈值；根据所述碰撞速度阈值以及所述车辆冲突区域，将所述左转车辆与所述掉头车辆进行相遇点下的距离比对，确定出先行车辆信息；基于所述先行车辆信息，对左转车道中的车流信息进行控制引导。

4、本技术实施例通过采集驾驶员的眼球转动角度，判断出车辆是否为掉头车辆，并基于转向角度传感器对驾驶轨迹进行预测，然后将汽车行驶轨迹判断车辆以原状态完成其行驶状态的时间关系的启动条件，再配合冲突区位置的碰撞速度阈值，通过语音播报的方式，使车辆的速度受到干预，降低汽车在掉头状态下与左转这两之间发生碰撞的可能性，有利于对掉头车辆与左转车辆的引导控制，提高了在双左转车道中第二车道掉头车辆的掉头安全性。

5、在一种可行的实施方式中，根据驾驶人员的面部状态，对行驶车辆进行行驶趋势预测，确定出处于左转车道中的掉头车辆，具体包括：通过预设的投影设备，并基于所述驾驶人员的鼻骨，建立平面直角坐标系；其中，所述鼻骨为所述平面直角坐标系的原点；基于所述平面直角坐标系，对所述驾驶人员的面部特征进行转动角度计算，得到面部特征转动角度信息；其中，所述面部特征转动角度包括：头部转动角度、左眼转动角度以及右眼转动角度；对所述面部特征转动角度信息进行加权计算，确定出面部综合角度信息；根据得到面部识别误差系数f(θ)；其中，e(mn)为直线行驶时鼻骨的角度权重；e(ab)为直线行驶且直视前方时左眼的角度权重；e(cd)为直线行驶且直视前方时右眼的角度权重；f(mm)为直线行驶时鼻骨的实际角度；f(ab)为直线行驶且直视前方时左眼的实际角度；f(cd)为直线行驶且直视前方时右眼的实际角度；result为所述面部综合角度信息；若所述面部识别误差系数小于第一预设阈值时，将所述面部特征转动角度信息确定出所述驾驶人员的掉头动作信息；将所述掉头动作信息所对应的车辆确定为所述掉头车辆。

6、在一种可行的实施方式中，在将所述掉头车辆与左转车辆进行轨迹重合计算，得到车辆冲突区域之前，所述方法还包括：建立所述左转车道所处于交叉口的交叉口直角坐标系；其中，以标准交叉口横向道路左侧进口的双黄线的中线为坐标系原点；根据所述左转车道的车道宽度以及左右转向轮的转向角度，预测并计算出所述掉头车辆的掉头行驶轨迹；其中，所述掉头行驶轨迹包括：左前轮掉头行驶轨迹以及右前轮掉头行驶轨迹；根据所述车道宽度、所述左转车道的双黄线宽度以及待行驶车道数，预测并计算出所述左转车辆的左转行驶轨迹；其中，所述左转行驶轨迹包括：左前轮左转行驶轨迹以及右前轮左转行驶轨迹。

7、在一种可行的实施方式中，将所述掉头车辆与左转车辆进行轨迹重合计算，得到车辆冲突区域，具体包括：根据得到车辆冲突区面积s；其中，l为所述车道宽度；a为所述掉头车辆的右前轮的转向角度；m为所述掉头车辆的左前轮的转向角度；l为标准交叉口横向道路左侧进口的双黄线宽度；n为所述标准交叉口横向道路的单向车道数；x与y为车辆行驶轨迹中的坐标变量；基于所述交叉口直角坐标系，对所述车辆冲突区面积进行区域坐标位置的定位，确定出所述车辆冲突区域。

8、在一种可行的实施方式中，基于所述车辆冲突区域，对所述掉头车辆与所述左转车辆之间进行速度阈值计算，确定出碰撞速度阈值，具体包括：若所述车辆冲突区域中的所述左转车辆为直线运动状态，则根据得到所述左转车辆与掉头车辆相遇时的第一碰撞速度阈值v；其中，t为所述左转车辆与所述掉头车辆预测相遇时的时间；n为所述标准交叉口横向道路的单向车道数；a为车道宽度；l为标准交叉口横向道路左侧进口的双黄线宽度；a为预设的车辆加速度；θ为所述掉头车辆的轮胎转向角度；若所述车辆冲突区域中的所述左转车辆为圆周运动状态，则计算所述掉头车辆的掉头行驶轨迹与所述左转车辆的左转行驶轨迹的轨迹交点；基于所述轨迹交点以及预测的车辆相遇时间，确定出第二碰撞速度阈值；其中，所述第二碰撞速度阈值包括：掉头车辆碰撞速度阈值以及左转车辆碰撞速度阈值。

9、在一种可行的实施方式中，基于所述轨迹交点以及预测的车辆相遇时间，确定出第二碰撞速度阈值，具体包括：根据得到所述左转车辆与所述掉头车辆碰撞时掉头车的掉头车辆碰撞速度阈值v1；其中，n为所述标准交叉口横向道路的单向车道数；a为车道宽度；l为标准交叉口横向道路左侧进口的双黄线宽度；l为车道宽度；θ为所述掉头车辆的轮胎转向角度；μ为数学常数；g为数学常数；根据得到所述左转车与所述掉头车碰撞时左转车辆的所述左转车辆碰撞速度阈值v2。

10、在一种可行的实施方式中，在根据所述碰撞速度阈值以及所述车辆冲突区域，将所述左转车辆与所述掉头车辆进行相遇点下的距离比对，确定出先行车辆信息之前，所述方法还包括：若所述车辆冲突区域中的所述左转车辆为直线运动状态，则根据得到处于所述直线运动状态下所述左转车辆的第一预测通过纵距离l1；其中，f合为所述左转车辆的汽车动力；m为所述左转车辆的汽车质量；t为所述左转车辆与所述掉头车辆预测相遇时的时间；μ为数学常数；g为数学常数；v0为所述左转车辆的实时运行速度；若所述车辆冲突区域中的所述左转车辆为圆周运动状态，则根据得到处于所述圆周运动状态下所述左转车辆的第二预测通过纵距离l2；其中，vt为所述左转车辆的实时速度；n为所述标准交叉口横向道路的单向车道数；l为标准交叉口横向道路左侧进口的双黄线宽度；l为车道宽度。

11、在一种可行的实施方式中，根据所述碰撞速度阈值以及所述车辆冲突区域，将所述左转车辆与所述掉头车辆进行相遇点下的距离比对，确定出先行车辆信息，具体包括：若所述车辆冲突区域中的所述左转车辆为直线运动状态，且所述第一预测通过纵距离大于预设相遇点纵距离，则将所述左转车辆确定为所述先行车辆信息，并控制所述左转车辆的车辆速度大于或者等于第一碰撞速度阈值，且控制所述掉头车车辆减速至车辆速度小于第一碰撞速度阈值；若所述第一预测通过纵距离小于预设相遇点纵距离，则将所述掉头车辆确定为所述先行车辆信息，并控制所述掉头车辆的车辆速度大于或者等于第一碰撞速度阈值，且控制所述左转车车辆减速至车辆速度小于第一碰撞速度阈值；若所述车辆冲突区域中的所述左转车辆为圆周运动状态，且所述第二预测通过纵距离大于预设相遇点纵距离，则将所述左转车辆确定为所述先行车辆信息，并控制所述左转车辆的车辆速度大于或者等于第二碰撞速度阈值中的左转车辆碰撞速度阈值，且控制所述掉头车车辆减速至车辆速度小于第二碰撞速度阈值中的掉头车辆碰撞速度阈值；若所述第二预测通过纵距离小于预设相遇点纵距离，则将所述掉头车辆确定为所述先行车辆信息，并控制所述掉头车辆的车辆速度大于或者等于第二碰撞速度阈值中的掉头车辆碰撞速度阈值，且控制所述左转车车辆减速至车辆速度小于第二碰撞速度阈值中的左转车车辆碰撞速度阈值。

12、在一种可行的实施方式中，基于所述先行车辆信息，对左转车道中的车流信息进行控制引导，具体包括：基于所述先行车辆信息，对所述左转车辆以及所述掉头车辆进行语音警示提醒，以使每个处于左转车道中的车辆完成对应车流信息的引导控制。

13、另一方面，本技术实施例还提供了一种基于双左转车道的车辆掉头行为判别设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有能够被所述至少一个处理器执行的指令，以使所述至少一个处理器能够执行上述任一实施例所述的一种基于双左转车道的车辆掉头行为判别方法。

14、本技术实施例提供了一种基于双左转车道的车辆掉头行为判别方法及设备，与现有技术相比，本技术实施例具有以下有益的技术效果：

15、本技术实施例通过采集驾驶员的眼球转动角度，判断出车辆是否为掉头车辆，并基于转向角度传感器对驾驶轨迹进行预测，然后将汽车行驶轨迹判断车辆以原状态完成其行驶状态的时间关系的启动条件，再配合冲突区位置的碰撞速度阈值，通过语音播报的方式，使车辆的速度受到干预，降低汽车在掉头状态下与左转这两之间发生碰撞的可能性，有利于对掉头车辆与左转车辆的引导控制，提高了在双左转车道中第二车道掉头车辆的掉头安全性。