一种限制车辆超速的方法和设备与流程

本发明涉及车辆控制领域，更具体地，本发明涉及根据限速标志来控制车辆速度的方法和设备。

背景技术：

定速巡航系统已经在很多车辆上得到了广泛应用。当定速巡航系统开启时，驾驶员可以将脚从车辆的油门踏板上移开，而车辆可以在设定的速度下进行巡航。在长途旅行过程中，定速巡航不但能够缓解驾驶员的疲劳，而且能够有效地降低油耗。现在，车辆中是否安装有定速巡航的功能已经成为影响车辆销售的一个重要因素。

但是，普通的定速巡航功能只能使车辆保持一个恒定的速度行驶，而不能根据需要自动地改变速度。例如，当前方车辆减速时，则驾驶员需要踩下刹车踏板，此时车辆的定速巡航状态将被解除。如果车辆要恢复到原先的巡航状态，则驾驶员需要重新按下操作面板中的相应的恢复按键(例如res键)，以使得车辆恢复到期望的状态。而如果不按下该恢复按键，则车辆则进入无巡航状态。

由此，已开发出自适应定速巡航系统。在该系统中，车辆前方的雷达会实时地检测前方车辆的行驶速度，并根据前方速度自适应地调整车速。例如，当前方车辆的速度从120km/小时降低到100km/小时时，当前车辆检测到该减速，从而也相应地降低发动机功率，或者自动采取刹车措施，使得当前车辆的速度也降低到100km/小时，从而驾驶员无需通过刹车来解除巡航状态。而如果前方车辆的速度从100km/小时提高到120km/小时时，当前车辆的速度也随之提升，并达到先前期望的速度。

自适应巡航系统的开发有效地克服了普通定速巡航系统的缺陷， 使得驾驶员的驾驶更加轻松，油耗更低。

但是，现有的自适应巡航系统只能判断前方车辆的速度，并不能判断当前道路规定的速度。在长途旅行过程中，很多路段的最高允许速度是不同的，而这通常会被驾驶员所忽略。例如，在经过长时间驾驶之后，在限速100km/小时的路段中，驾驶员会产生疲劳而并未注意到而误认为限速为120km/小时，从而长期保持在120km/小时的行驶速度中。这种情况不但会违反交通法规，而且潜在地容易产生事故。

技术实现要素：

本发明的目的在于客服现有技术中无法根据实际路况来限制车辆行驶速度的缺陷，提供一种能够根据实际情况来控制车辆速度的方法和设备。

根据本发明的第一方面，提供一种限制车辆超速的方法，包括：获取限速标志的图像，并从所述图像中识别出限制速度；记录所述限制速度；将所述限制速度与当前速度进行比较；如果所述限制速度大于或等于所述当前速度，则将所述限制速度设置为最高速度。

根据本发明的第二方面，提供一种限制车辆超速的系统，包括：摄像头，配置为获取限速标志的图像；图像分析器，配置为从所述图像中识别出限制速度；存储器，配置为记录所述限制速度；以及处理器，配置为将所述限制速度与当前速度进行比较，如果所述限制速度大于或等于所述当前速度，则将所述限制速度设置为最高速度。

本发明的技术方案降低了驾驶员的负担，防止驾驶员由于疏忽造成违章，提高了驾驶的安全性，并提高了车辆的燃油效率。

附图说明

图1是根据本发明一个实施方式的方法流程图；

图2是根据本发明一个实施方式的设备框图；

图3是根据本发明另一个实施方式的方法流程图；

图4是根据本发明再一个实施方式的方法流程图；以及

图5是根据本发明再一个实施方式的设备框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实时方式进行描述。

图1是根据本发明一个实施方式的方法流程图。

如图1所示，本发明的方法包括：在步骤S110，获取限速标志的图像，并从所述图像中识别出限制速度；在步骤S120，记录所述限制速度；在步骤S130，将所述限制速度与当前速度进行比较；在步骤S140，如果所述限制速度大于或等于所述当前速度，则将所述限制速度设置为最高速度。

限速标志有多种类型，每个国家的也有所不同。中国的限速标志的主要特征为白色背景，外围为红色圆环，圆环中间为所限制的速度，为黑色数字。

该风格的限速标志广泛的应用于多个国家，区别主要在于最高的限速不同。例如，德国的高速公路没有最高限速，意大利限速在150km/小时，法国、瑞士、奥地利为130km/小时，加拿大、澳大利亚、西班牙、中国等为120km/小时，而英国等国家的最高限速为110公里/小时。

道路交通标志识别(Traffic Sign Recognition)是一种能够智能识别道路交通标志的技术。第一种道路交通标志识别技术主要用于识别限速，其最初由mobileye和continental AG联合开发。相关的研究信息例如可以从Eichner,M.；Breckon,T.(2008)."Integrated speed limitdetection and recognition from real-time video".IEEE International Intelligent Vehicles Symposium:626–631中获知。

在识别出限速标志之后，可以将识别出的速度存储起来，并将该识别出的速度与当前速度进行比较。当当前速度小于限制速度时，则不对当前速度进行任何干预；而根据本发明的实施方式，如步骤S140所示，如果所述限制速度大于或等于所述当前速度，则将所述限制速度设置为最高速度。

将所述限制速度设置为最高速度之后，可以采取多种方式对驾驶进行干预。

根据本发明的一个实施方式，本发明的方法进一步包括，如果所述限制速度小于所述当前速度，则对驾驶员发出警告。此时，可以仅仅是提示，而并不对车辆的行驶状态进行主动干预。而当驾驶员将车速降下来之后，例如降低到限制速度之下时，无论驾驶员如何踩油门踏板，其最高速度都不会超过所述限制速度。

警告可以是音频警告，例如嘟嘟声等等，也可以是语音警告；警告也可以是视觉广告，例如仪表盘上灯光的闪烁等等或者是二者的结合。这些警告有助于使得驾驶者意识到超速的发生并且降低速度，从而防止发生违章，并提高驾驶安全性。

根据本发明的一个实施方式，本发明的方法进一步包括：如果所述限制速度小于所述当前速度，则将所述当前速度下降到所述限制速度。

根据本发明的上述实施方式，可以自动地将当前车速降低到限制速度，从而自动地避免车辆超速。

根据本发明的一个实施方式，将所述当前速度下降到所述限制速度是通过如下方式来实现的：自动控制油门系统使所述当前速度下降到所述限制速度。

自动控制油门系统可以是在同档位下自动地降低发动机转速，从而使得车辆速度逐渐下降。此时，无论驾驶员如何踩下油门踏板，一旦其速度达到或者超过限制速度，则ECU自动地降低发送机转速或者降低发动机功率，使得不能发生超速。

在车辆降速过程中，为避免后面的车辆发生追尾或者提醒后面的车辆降速，则可以在将所述当前速度下降到所述限制速度时，点亮刹车灯以提示后方车辆。这可以通过车辆中的ECU来实现。

根据本发明的另一个方面，如图2所示，还提供一种限制车辆超速的系统，包括：摄像头11，配置为获取限速标志的图像；图像分析器12，配置为从所述图像中识别出限制速度；存储器13，配置为记录所述 限制速度；以及处理器14，配置为如果所述限制速度大于或等于所述当前速度，则将所述限制速度设置为最高速度。

摄像头11可以设置于车辆的前方，优选地可以设置于车内后视镜的后部，从而能够比较方便地获取道路上的限速标志。此外，该摄像头11还可以设置于车外后视镜的背部。为了方便于识别，对于方向盘在车辆左部的国家(例如中国，美国等)，可以将摄像头11设置于右部的车外后视镜；而对于方向盘在车辆右部的国家(例如英国、日本等)，可以将摄像头11设置于左部的车外后视镜。

图像分析器12可以与摄像头11集成在一起，也可以是分离但保持通信连接的。这种连接可以是有线，也可以是无线的。

存储器12可以与摄像头11、图像分析器12集成在一起，也可以是分离但保持连接的。这种连接可以是有线的，也可以是无线的。

处理器13可以与摄像头11、图像分析器12集成在一起，也可以是分离但保持连接的。这种连接可以是有线的，也可以是无线的。但是，由于涉及到对车辆的控制，因此优选地，处理器13实现在车辆自带的ECU中。这可以通过对车辆的ECU进行编程来实现。

图3是根据本发明另一方面的方法流程图。

如图3所示，本发明的方法包括：在步骤S210，获取限速标志的图像，并从所述图像中识别出限制速度；在步骤S220，记录所述限制速度；在步骤S230，将所述限制速度与当前速度进行比较；以及，在步骤S240，如果所述限制速度小于所述当前速度，则自动控制刹车系统和油门系统，使所述当前速度下降到所述限制速度。

与第一实施例不同，图3所示的方法采用刹车和油门的双重办法，而不仅仅是控制油门系统的方式来降低速度。增加控制刹车系统来降低速度实际上更加直接，也更加迅速。

同样，如果所述限制速度小于所述当前速度，则对驾驶员发出警告。

同样，为了安全起见，在将所述当前速度下降到所述限制速度时，点亮刹车灯以提示后方车辆。

根据本发明的上述实施方式，可以在车辆的ECU中设置自动控 制刹车的程序，使得刹车能够自动进行。在刹车的同时，无论驾驶员如何踩下油门，都不能超过限制速度。ECU不断监测车辆的当前速度，如果当前速度不再高于限制速度，则可以取消刹车，从而使得车辆保持在当前速度。

需要理解的是，在通常情况下，如果车辆处于常规的定速巡航中，一旦ECU检测到刹车的动作，则自动取消定速巡航，这将给驾驶员带来很多不便。而在本发明的上述实施方式中，如果所述车辆当前处于定速巡航状态，那么在所述当前速度下降到所述限制速度时，使得所述车辆在所述限制速度下保持定速巡航状态。换言之，本发明并不自动取消定速巡航，而是在降低到限制速度之后，保持定速巡航状态。

在降低到限制速度之后，保持定速巡航状态可以通过ECU检测刹车是自动进行的刹车还是驾驶员人工进行的刹车。如果ECU检测到刹车是自动进行的，则保持定速巡航状态；而如果ECU检测到刹车是驾驶员人工进行的刹车，则取消定速巡航状态。

这种检测可以通过检测油门踏板是否发生位移来进行。自动刹车时，只是ECU控制刹车系统，而油门踏板并不发生位移；如果检测到油门踏板发生了位移，则认为是驾驶员主动进行的刹车。

在车辆降速过程中，为避免后面的车辆发生追尾或者提醒后面的车辆降速，则可以在将所述当前速度下降到所述限制速度时，点亮刹车灯以提示后方车辆。这可以通过对车辆中的ECU进行编程来实现。

根据本发明的上述实施方式，可以将ECU(处理器)编程为：将所述限制速度与当前速度进行比较；如果所述限制速度大于或等于所述当前速度，则将所述限制速度设置为最高速度；如果所述限制速度小于所述当前速度，则自动控制刹车系统和油门系统，使所述当前速度下降到所述限制速度。

但是，自动降低车速将会存在一定的风险。例如，如果该车辆后面跟着另外一辆车，前方车辆毫无征兆地降低车速容易使后方车辆的驾驶员发生慌乱，甚至容易发生追尾的交通事故。因此，自动地降低车辆速度潜在地存在着一定的风险。

为了避免发生事故，如图4所示，本发明还提供一种限制车辆超速的方法，包括：在步骤S310，获取限速标志的图像，并从所述图像中识别出限制速度；在步骤S320，记录所述限制速度；在步骤S330，将所述限制速度与当前速度进行比较；在步骤S340，如果所述限制速度小于所述当前速度，则检测所述车辆后方特定距离内是否有其他车辆；如果所述车辆后方特定距离内无其他车辆，则将所述当前速度下降到所述限制速度；如果所述车辆后方特定距离内有其他车辆，则保持所述当前速度。

通过图4的方法，在降低车速之前，可以首先判断该车辆后方的特定距离内是否有其他车辆跟随，如果有其他车辆，则突然降低速度会引起潜在的风险。根据实际测试，所述的特定距离优选为100m，即如果后方100m之内有其他车辆跟随，则禁止自动地降低速度(除非驾驶员主动地紧急刹车)，并可以向驾驶员发出提示。而如果后方100m之内无其他车辆跟随，则可以主动地降低速度。

当然，可以理解的是，上述特定距离100m仅仅是本发明的一个优选实施方式，其他距离也是可行的。根据本发明的一个实施方式，上述特定距离是可调的，即驾驶员可以人为地设定该距离，例如50m，20m等等。这种设定距离的方法在现有的自适应巡航系统中已经存在，这里将不再详述。

如上文所述，将所述当前速度下降到所述限制速度是可以通过如下方式来实现：自动控制油门系统使所述当前速度下降到所述限制速度，和/或自动控制刹车系统使所述当前速度下降到所述限制速度。上文已进行了详细描述，这里将不再赘述。

图5示出了实现图4所示方法的系统框图。

如图5所示，一种限制车辆超速的系统，包括：摄像头31，配置为获取限速标志的图像；图像分析器32，配置为从所述图像中识别出限制速度；存储器33，配置为记录所述限制速度；后置雷达34，配置为探测车辆后部是否存在其他车辆；以及处理器35，配置为：如果所述限制速度小于所述当前速度，则激活所述后置雷达以检测所述车辆后方特定 距离内是否有其他车辆；如果所述车辆后方特定距离内无其他车辆，则将所述当前速度下降到所述限制速度；如果所述车辆后方特定距离内有其他车辆，则保持所述当前速度。

这里的摄像头31、图像分析器32和存储器33分别对应于图2的摄像头11，图像分析器12以及存储器13。不同的是，本发明还包括设置于车辆后部的后置雷达34，该后置雷达可以安装于车辆尾部，并连续或者间歇性地探测特定距离内是否存在其他车辆。雷达的类型可以是现有技术中任何能够探测车辆间距离的雷达。这里将不再举例。

可以理解，一旦该后置雷达检测到车俩后方特定距离内存在另一车辆，则意味着紧急降速会导致潜在的风险，此时车辆将不降速，而是保持当前速度，直到后面的车辆与当前车辆的距离超过该特定距离为止。

上述的不同块、操作以及技术的至少一部分可以被执行，通过使用硬件，处理器执行固件指令，处理器执行软件指令，或者及其任意组合。当采用执行固件以及软件指令的处理器执行时，软件或固件指令可以被存储在任意计算机可读存储中，例如磁盘，光盘或者其他存储介质，在一个RAM或者ROM或者flash存储器，处理器，硬盘，光盘，磁盘等等。同样地，软件和固件指令可以被传输到用户或者系统，通过任意已知的或者期望的传输方式包括，例如，在计算机可读盘或者其他便携式计算机存储机制或者通过通信媒介。通信媒介典型地具体话计算机可读指令，数据结构，程序模块或者在已调制数据信号中的其它数据例如载波或者其他传输机制。通过示例，并非限制，通信介质包括有线介质例如有线网络或者单线连接，以及无线媒介，例如声、无线频率，红外以及其它无线介质。从而，软件和固件指令可以被传输给用户或者系统，通过通信信道，例如电话线，DSL线，电缆电视线，光纤线缆，无线信道，因特网，等等(通过便携式存储介质提供这样的软件，其被看作是相同的或者可互换的)。软件或者固件指令可以包括及其可读指令，其当由处理器执行时，导致处理器执行不同动作。

当在硬件中执行时，硬件可以包括一个或多个离散组件，一个 集成电路，一个应用特定的集成电路(ASIC)，等等。

需要理解的是，本发明可以以纯软件、纯硬件、固件以及上述的各种组合来实现。硬件例如可以是处理器、专用集成电路、大规模集成电路等等。

虽然当前发明参考特定的示例被描述，其只是为了解释的目的而不是对本发明的限制，对实施方式的改变，增加和/或删除可以被做出而不脱离本发明的范围。

这些实施方式所涉及的、从上面描述和相关联的附图中呈现的教导获益的领域中的技术人员将认识到这里记载的本发明的很多修改和其他实施方式。因此，应该理解，本发明不限于公开的具体实施方式，旨在将修改和其他实施方式包括在所附权利要求书的范围内。尽管在这里采用了特定的术语，但是仅在一般意义和描述意义上使用它们并且不是为了限制的目的而使用。

应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。