一种基于影像辉度辨识安全车速的控制方法及其系统与流程

本发明涉及车辆限速领域，尤其涉及一种基于影像辉度辨识安全车速的控制方法及其系统。

背景技术：

交通事故，一直以来都占人口非正常死亡率的百分之三十以上。

尤其是因雨天、雪天等天气原因造成的路面湿滑所导致的交通事故比例更是突出；驾驶者即使在道路旁标记牌提示的限速范围内行驶车辆，也会因路面湿滑因素导致交通事故。

如何针对车辆行驶的即时路面情况，进行车辆安全限速呈了亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种基于影像辉度辨识安全车速的辅助系统的控制方法，包括以下步骤

s1：在ecu内部设置小雨路面平均辉度阈值、中雨路面平均辉度阈值、大雨路面平均辉度阈值、小雪路面平均辉度阈值、中雪路面平均辉度阈值、大雪路面平均辉度阈值、冰冻路面平均阈值；其中，每一平均辉度阈值对应有汽车的安全限速值；

s2：通过摄像头获取即时路面图像，然后通过所述ecu获取即时路面图像的平均辉度值，所述ecu将所述即时路面平均辉度值与各路面平均辉度阈值比对，得到所述即时路面对应的安全限速值；

s3：根据所述即时路面所属天气控制汽车在相应的安全限速内行驶。

作为进一步改进，所述小雨路面的即时路面平均辉度值范围为70-80cd/m²、所述中雨路面的即时路面平均辉度值范围为60-69cd/m²、所述大雨路面的即时路面平均辉度值范围为50-59cd/m²；

所述小雪路面的即时路面平均辉度值范围为230-240cd/m²、所述中雪路面的即时路面平均辉度值范围为220-239cd/m²、所述大雪路面的即时路面平均辉度值范围为210-219cd/m²；

所述冰冻路面的即时路面平均辉度值范围为240-280cd/m²。

作为进一步改进，所述小雨路面的安全限速的最大车速为100km/h；所述中雨路面的安全限速的最大车速为65km/h；所述大雨路面的安全限速的最大车速为55km/h；

所述小雪路面的安全限速的最大车速为80km/h；所述中雪路面的安全限速的最大车速为60km/h；所述小雪路面的安全限速的最大车速为40km/h。

所述冰冻路面的安全限速的最大车速为35km/h。

作为进一步改进，在步骤s3中，所述根据即时路面所属天气控制汽车在相应的安全限速内行驶的步骤包括：

s31：当所述车辆行驶速度高于所述即时路面的安全限速时，发出警报提示音，所述警报提示音持续时间为10s-15s。

作为进一步改进，在步骤s31后，进一步包括：

s32，当所述警报提示音结束，检测所述车辆速度是否低于所述即时路面的安全限速，若否，通过所述ecu调节所述车辆制动刹车、减小所述汽车的油路输出量，将所述汽车的速度控制在所述即时路面的最高限速以下。

作为进一步改进，在步骤s2中：所述通过摄像头获取即时路面图像的步骤包括：

s21，通过所述摄像头获取即时路面图像，然后通过有效视野距离判定公式，转动所述摄像头，调整有效视野距离，改变所述即时路面图像的呈像；

其中，d表示所述摄像头的有效视野距离；h表示摄像头与即时路面的距离；δ表示所述摄像头视线在所述即时路面上的正投影线与所述摄像头视线的夹角；θ表示所述摄像视线与所述即时路面垂线的夹角；

a表示视野盲区分界线与所述即时路面垂线的夹角，b表示所述视野盲区分界线在所述即时路面上的正投影线与所述视野盲区分界线的夹角。

作为进一步改进，所述h的范围为30-200cm，所述δ的范围为15°-35°，所述θ的范围为55°-75°；所述a的取值范围为0°-35°与所述b的取值范围为55°-75°。

作为进一步改进，所述δ的范围为25°-30°，所述θ的范围为60°-70°；所述a的取值范围为20°-30°与所述b的取值范围为60°-70°。

一种行车安全控制系统，所述行车安全控制系统能够执行上述的控制方法。

1.本发明通过摄像头获取的即时路面辉度值与ecu中预存的各天气情况平均辉度值做对比，得到即时路面天气的安全限速，再通过ecu进行限速调节，降低了车辆在不同路面情况下因打滑等因素造成的事故率。

2.在本发明中，通过调整摄像头的角度减少因客观硬件因素导致的即时路面图像显示不清，参考价值降低导致判断误差的情况；结合有效视野距离判断公式对岁数摄像头角度进行调节，提高了即时路面判断的精准度。

附图说明

图1为本发明一种基于影像辉度辨识安全车速的辅助系统的控制方法的总体流程图。

图2为本发明一种基于影像辉度辨识安全车速的辅助系统的控制方法的有效视野距离判定公式参数示意图。

图3为本发明一种基于影像辉度辨识安全车速的辅助系统的控制方法的有效视野距离判定公式结合视野误差参数的示意图。

元件符号说明

1车辆

2摄像头

3盲区分界线

4摄像头视线

5即时路面

6即时路面垂线

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-所示，一种基于影像辉度辨识安全车速的辅助系统的控制方法，包括以下步骤:

s1：在ecu内部设置小雨路面平均辉度阈值、中雨路面平均辉度阈值、大雨路面平均辉度阈值、小雪路面平均辉度阈值、中雪路面平均辉度阈值、大雪路面平均辉度阈值、冰冻路面平均阈值；其中，每一平均辉度阈值对应有汽车的安全限速值；通过设置七个不同的平均灰度阈值，作为所述即时路面的平均辉度阈值参考。

s2：通过摄像头获取即时路面图像，然后通过所述ecu获取即时路面图像的平均辉度值，所述ecu将所述即时路面平均辉度值与各路面平均辉度阈值比对，得到所述即时路面对应的安全限速值；考虑到不同天气情况下、路面的湿滑程度不同，例如冰冻路面与车辆轮胎的摩擦系数低于所述雪天路面与车辆轮胎的摩擦系数、雪天路面与车辆轮胎的摩擦系数低于所述雨天路面与车辆轮胎的摩擦系数，为针对不同情况下的路面限速，每一情况下的路面都设有特定的安全限速值。

s3：根据所述即时路面所属天气控制汽车在相应的安全限速内行驶。

通过长时间的实地检测，得到不同材料建造的路面(例如山路、公路)在不同天气(例如，雪天、雨天、冰冻)情况下的辉度平均值，其中，所述小雨天气情况下的即时路面平均辉度值范围为70-80cd/m²、所述中雨天气情况下的即时路面平均辉度值范围为60-69cd/m²、所述大雨天气情况下的路面的即时路面平均辉度值范围为50-59cd/m²；所述小雪天气情况下的即时路面平均辉度值范围为230-240cd/m²、所述中雪天气情况下的即时路面平均辉度值范围为220-239cd/m²、所述大雪天气情况下的即时路面平均辉度值范围为210-219cd/m²；所述冰冻天气情况下的即时路面平均辉度值范围为240-280cd/m²。

通过测试轮胎在不同天气、不同材料建的造路面情况下的打滑程度，优选的取出；

所述小雨路面的安全限速的最大车速为100km/h；所述中雨路面的安全限速的最大车速为65km/h；所述大雨路面的安全限速的最大车速为55km/h；

所述小雪路面的安全限速的最大车速为80km/h；所述中雪路面的安全限速的最大车速为60km/h；所述小雪路面的安全限速的最大车速为40km/h。

所述冰冻路面的安全限速的最大车速为35km/h。

考虑到在雨或雪掉落到路面时会形成积雪与积水、不同天气情况下的积水程度与积雪程度也不相同，这里将雨天天气情况、与雪天天气情况下的安全限速分为3级。而在冰冻路面的情况下，与车辆直接接触的是覆盖在路面上的冰霜，轮胎与冰霜的摩擦系数极地，分级处理的意义不大，所以将冰冻路面的安全限速统一。

在步骤s3中，所述根据即时路面所属天气控制汽车在相应的安全限速内行驶的步骤包括：

s31：当所述车辆行驶速度高于所述即时路面的安全限速时，发出警报提示音，所述警报提示音持续时间为10s-15s。

所述警报提示音的持续时间考虑到长时间的提示音会使驾驶员产生焦虑情绪，影响正常驾驶以及判断，故设定警报提示音持续时间为10s-15s。

在步骤s31后，进一步包括：s32，当所述警报提示音结束，检测所述车辆速度是否低于所述即时路面的安全限速，若否，所述ecu通过车辆can总线调节所述车辆制动刹车、减小所述汽车的油路输出量，将所述汽车的速度控制在所述即时路面的最高限速以下。

在步骤s2中：所述通过摄像头获取即时路面图像的步骤包括：

s21，通过所述摄像头获取即时路面图像，然后通过有效视野距离判定公式，转动所述摄像头，调整有效视野距离，改变所述即时路面图像的呈像；

其中，d表示所述摄像头的有效视野距离；h表示摄像头与即时路面的距离；δ表示所述摄像头视线在所述即时路面上的正投影线与所述摄像头视线的夹角；θ表示所述摄像视线与所述即时路面垂线的夹角；

a表示视野盲区分界线与所述即时路面垂线的夹角，b表示所述视野盲区分界线在所述即时路面上的正投影线与所述视野盲区分界线的夹角。

所述视野距离的判定是考虑到，受到摄像头与地面之间高度差的影响，所述路面图像的画面与实际路面存在缩放关系，(所述摄像头离地面越近，所述路面图像画面与实际路面的比例越小，反之亦然)，而这种高度差是必然存在的，摄像头不可能与所述路面完全贴合；

在所述路面图像比例相对所述实力路面比例缩小的情况下，原本即时路面中任意1m²的辉度平均值，在画面中变成了即时路面中任意1cm²的辉度平均值(以上1m²、1cm²比例关系仅是假设)；

在预先输入系统中的，七种天气路面辉度阈值，是结合考虑了路面中有积水、或积雪部分的辉度值与路面中未积水、未积雪部分的辉度值，通过大量数据平均得出的阈值；

比例的差异过大，导致原本即时路面中某区域辉度的平均值、变成了某区域中辉度占比最大的值。导致在s2中，即时路面平均辉度值与各路面平均辉度阈值比对的误差很大，本实施例通过寻找h与δ的关系，调整摄像头的有效视野距离，使不同天气路面判断的误差率在5％-10％以下。

考虑到实际情况中，因实际车辆底盘高度不同，摄像头设置的位置不同，h的参数不同，所述h的范围为30-200cm；

在参数h为固定值的条件下，δ的角度过大会使得即时路面图像过小，在车辆高速行驶的过程中无法准确的预判前方的路面情况，例如车速在70km/h的情况下，若即使路面图像只呈现车前方5m的即时路面，对即时路面的分析程度参考程度很低；而θ的角度过小会使得即时路面图像过大，就会导致上述的“比例的差异过大，导致原本即时路面中某区域辉度的平均值、变成了某区域中辉度占比最大的值”的情况，综合考虑即时路面的分析参考程度以及比例差异，所述δ的范围取为15°-35°。

如图2所示，所述θ与所述δ在同一直角三角形中，其内角和为180°，去除直角以及δ后所述θ的范围为55°-75°；

在现有的摄像头中，除360°角度拍摄的摄像头外都存在视野盲区，这里进行举例说明，例如车速在70km/h的情况下，即使路面图像应呈现车前方5m的即时路面，但考虑到视野盲区的干扰因素，原本理论上应呈现5m的即时路面，会进一步缩减。

考虑到视野盲区的干扰因素，本实施例将视野盲区也列为视野距离判定的有效参数，得到最贴合实际情况的有效视野距离，所述a的取值范围为0°-35°；对应的所述b的取值范围为55°-75°。

结合大数据测试，充分考虑比例差异因素以及即时路面图像大小所述δ的范围优选为25°-30°，对应的所述θ的范围为60°-70°；

为减少所述视野盲区带来的干扰程度，增大有效视野距离的范围，优选的所述a的取值范围为20°-30°，对应的所述b的取值范围为60°-70°。

一种行车安全控制系统，所述行车安全控制系统能够执行上述的控制方法，以达到在不同天气情况下安全行车的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。