车辆驾驶预警方法及其系统与流程

本发明涉及智能驾驶技术领域，尤其涉及一种车辆驾驶预警方法及其系统。

背景技术：

在全球范围，交通事故已成为严重威胁人们生命财产安全的主要因素之一，而引起交通事故的主要诱因是疲劳驾驶或注意力长时间分散。驾驶人员在疲劳时，其对周围环境的感知能力、形势判断能力和对车辆的操控能力都将大幅度降低，极易发生交通事故；而随着移动智能终端的迅速发展，移动智能终端的多功能化体验，使得很多驾驶员在行车过程中同时使用各种移动智能终端，也造成交通事故频发。因此主动地检测驾驶员的注意力状态并进行有效的报警提醒，是一个亟待解决的技术问题。

现有的驾驶员疲劳预警系统主要采用脑电、心电等传感器技术对驾驶员进行数据采集，预测驾驶员是否进入疲劳状态。这些技术由于具有需要驾驶员佩戴特定设备的要求，存在着疲劳判断精度较低，或疲劳判断结果受驾驶员驾驶习惯影响较大，或疲劳判定比较滞后等缺点。

此外，现有的车辆道路偏离警告系统，能够在车辆轮胎压过车道线时，发出告警。但此技术存在的最大缺点是：难以评估驾驶员是否为非主动切换车道线。而在很多国家，车辆变换车道线时，司机没有打转向灯的习惯。这样在驾驶员正常驾车时，频繁地因为未打转向灯而造成的车道偏离报警会引起驾驶员烦躁，对行车安全起到了负面作用。

并且，现有驾驶员疲劳检测报警装置只是根据检测时间长短来设置报警灵敏度，而没有结合具体的路况变换引起的驾车风险性变换而改变报警等级，灵活性差，智能体验不足。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种智能的车辆驾驶预警技术方案，根据驾驶员的车道保持能力和当前行驶路段的危险等级，智能地确定当前车辆的预警等级，以采取相应的控制策略，提高车辆辅助驾驶的有效性。

为解决以上技术问题，一方面，本发明实施例提供一种车辆驾驶预警方法，包括：

检测当前车辆与车道线的相对位置以及驾驶员对方向盘的握持力，确定驾驶员的车道保持能力；

获取当前行驶路段的危险等级；

根据所述驾驶员的车道保持能力和所述危险等级，确定当前车辆的预警等级：A＝D/K；

其中，上式中的参数A表示当前车辆的预警等级；参数D表示当前行驶路段的危险等级；参数K表示驾驶员的车道保持能力；

根据所述预警等级执行预设控制策略。

在一种可实现的方式中，所述检测当前车辆与车道线的相对位置以及驾驶员对方向盘的握持力，确定驾驶员的车道保持能力，具体包括：

在当前车辆相对车道线发生偏移时，检测当前车辆是否发出相应的转向灯信号；在未检测到相应的转向灯信号时，通过设置在方向盘上的压力传感器确定驾驶员对方向盘的握持力；根据驾驶员对方向盘的握持力计算驾驶员的车道保持能力。

进一步地，所述根据驾驶员对方向盘的握持力计算驾驶员的车道保持能力，具体为：

在汽车启动时，获取设置在方向盘上的压力传感器的数值，作为驾驶员对方向盘的正常握持力；根据实时监测压力传感器的数值确定驾驶员对方向盘的当前握持力，计算驾驶员当前的车道保持能力，包括：

当G≥0.8*G0时，K＝1；当0.6*G0≤G<0.8*G0时，K＝0.6；当G<0.6*G0时，K＝0.3；其中，参数G为驾驶员对方向盘的当前握持力；参数G0为驾驶员对方向盘的正常握持力；参数K为驾驶员当前的车道保持能力。

在一种可实现的方式中，所述获取当前行驶路段的危险等级，具体包括：

对导航地图中的各个路段预先标注地理危险系数W1；

检测当前车辆与前方车辆的最短车距、当前车辆与前车的相对行驶速度和行人数量，确定当前路段的交通危险指数W2：

W2＝(V/L)*eⁿ；

其中，参数V表示当前车辆与前车的相对行驶速度，参数L表示当前车辆与前方车辆的最短车距，参数n表示行人数量；W2为当前路段的交通危险指数；

进一步地，计算当前行驶路段的危险等级D：

D＝W1*W2；

其中，参数W1表示导航地图中的各个路段预先标注的地理危险系数；W2为当前路段的交通危险指数；参数D表示当前行驶路段的危险等级。

进一步地，所述根据所述预警等级执行预设控制策略，包括：

设置预警下限值A1和预警上限值A2；

当A≤A1时，无预警操作；当A1＜A≤A2时，向驾驶员发出警告信号；当A＞A2时，自动采取制动措施；其中，参数A为当前车辆的预警等级；参数A1为预警下限值；参数A2为预警上限值。

另一方面，本发明实施例还提供了车辆驾驶预警系统，包括：

车道保持能力计算单元，用于检测当前车辆与车道线的相对位置以及驾驶员对方向盘的握持力，确定驾驶员的车道保持能力；

路段危险等级确定单元，用于获取当前行驶路段的危险等级；

预警等级确定单元，用于根据所述驾驶员的车道保持能力和所述危险等级，确定当前车辆的预警等级：A＝D/K；其中，上式中的参数A表示当前车辆的预警等级；参数D表示当前行驶路段的危险等级；参数K表示驾驶员的车道保持能力；

预警控制单元，用于根据所述预警等级执行预设控制策略。

优选地，所述车道保持能力计算单元，具体包括：

转向灯信号检测单元，用于在当前车辆相对车道线发生偏移时，检测当前车辆是否发出相应的转向灯信号；设置在方向盘上压力传感器，用于在未检测到相应的转向灯信号时，确定驾驶员对方向盘的握持力；第一运算单元，用于根据驾驶员对方向盘的握持力计算驾驶员的车道保持能力。

进一步地，所述第一运算单元，具体用于：在汽车启动时，获取设置在方向盘上的压力传感器的数值，作为驾驶员对方向盘的正常握持力；根据实时监测压力传感器的数值确定驾驶员对方向盘的当前握持力，计算驾驶员当前的车道保持能力，包括：当G≥0.8*G0时，K＝1；当0.6*G0≤G<0.8*G0时，K＝0.6；当G<0.6*G0时，K＝0.3；其中，参数G为驾驶员对方向盘的当前握持力；参数G0为驾驶员对方向盘的正常握持力；参数K为驾驶员当前的车道保持能力。

优选地，所述路段危险等级确定单元，具体包括：地理危险系数标注单元，用于对导航地图中的各个路段预先标注地理危险系数W1；行车检测单元，用于检测当前车辆与前方车辆的最短车距、当前车辆与前车的相对行驶速度和行人数量；交通危险指数计算单元，用于确定当前路段的交通危险指数W2：

W2＝(V/L)*eⁿ；

其中，参数V表示当前车辆与前车的相对行驶速度，参数L表示当前车辆与前方车辆的最短车距，参数n表示行人数量；W2为当前路段的交通危险指数；

第二运算单元，用于计算当前行驶路段的危险等级D：

D＝W1*W2；

其中，参数W1表示导航地图中的各个路段预先标注的地理危险系数；W2为当前路段的交通危险指数；参数D表示当前行驶路段的危险等级。

进一步地，所述预警控制单元，包括报警单元和制动单元；当A≤A1时，所述报警单元和所述制动单元均无预警操作；当A1＜A≤A2时，所述报警单元用于向驾驶员发出警告信号；当A＞A2时，所述制动单元用于自动采取制动措施；其中，参数A为当前车辆的预警等级；参数A1为预警下限值；参数A2为预警上限值。

本发明实施例提供的车辆驾驶预警技术方案，可根据当前车辆与车道线的相对位置以及驾驶员对方向盘的握持力，确定驾驶员的车道保持能力，通过结合当前行驶路段的危险等级，智能地确定当前车辆的预警等级，根据不同的预警等级采取相应的控制策略，克服现有技术中一旦检测到车辆偏离车道线即发出报警信号的缺陷，避免频繁发出不必要的告警；并且进一步结合当前的车辆的各种实时行车环境因素，主动地检测驾驶员的注意力状态并进行有效的报警提醒，提高预警措施的准确性和车辆辅助驾驶的有效性。

附图说明

图1是本发明提供的车辆驾驶预警方法的一个实施例的步骤流程图。

图2是本发明提供的计算驾驶员的当前车道保持能力的一种实现方式的步骤流程图。

图3是本发明提供的确定当前行驶路段的危险等级的一种实现方式的步骤流程图。

图4是本发明提供的车辆驾驶预警系统的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，是本发明提供的车辆驾驶预警方法的一个实施例的步骤流程图。

在本实施例中，所述的车辆驾驶预警方法，主要包括以下步骤S1～S4：

步骤S1：检测当前车辆与车道线的相对位置以及驾驶员对方向盘的握持力，确定驾驶员的车道保持能力K；

步骤S2：获取当前行驶路段的危险等级D；

步骤S3：根据所述驾驶员的车道保持能力K和所述危险等级D，确定当前车辆的预警等级A：

A＝D/K (1)

其中，上式(1)中的参数A表示当前车辆的预警等级；参数D表示当前行驶路段的危险等级；参数K表示驾驶员的车道保持能力；

步骤S4：根据所述预警等级执行预设控制策略。

参看图2，是本发明提供的计算驾驶员的当前车道保持能力的一种实现方式的步骤流程图。

在一种可实现的方式中，所述步骤S1具体包括：

步骤S11：在当前车辆相对车道线发生偏移时，检测当前车辆是否发出相应的转向灯信号；

步骤S12：在未检测到相应的转向灯信号时，通过设置在方向盘上的压力传感器确定驾驶员对方向盘的握持力。当车辆相对车道线发生偏移而未检测到相应的转向灯信号时，判定当前的车辆偏移为非主动的车道线偏移，此时需要智能获得当前驾驶员的车道保持能力，以便于决策是否需要发出告警信号或紧急制动措施。

步骤S13：根据驾驶员对方向盘的握持力计算驾驶员的车道保持能力。

优选地，所述步骤S13具体为：在汽车启动时，获取设置在方向盘上的压力传感器的数值，作为驾驶员对方向盘的正常握持力G0；根据实时监测压力传感器的数值确定驾驶员对方向盘的当前握持力G，计算驾驶员当前的车道保持能力K，包括：

当G≥0.8*G0时，K＝1；

当0.6*G0≤G<0.8*G0时，K＝0.6；

当G<0.6*G0时，K＝0.3；

其中，参数G为驾驶员对方向盘的当前握持力；参数G0为驾驶员对方向盘的正常握持力；参数K为驾驶员当前的车道保持能力。

参看图3，是本发明提供的确定当前行驶路段的危险等级的一种实现方式的步骤流程图。

进一步地，所述步骤S2在获取当前行驶路段的危险等级时，具体包括：

步骤S21：对导航地图中的各个路段预先标注地理危险系数W1。具体实施时，地理危险系数W1可以设置如下：

W1＝1，表示危险系数正常的地理位置(例如郊区路段等)；

W1＝2，表示危险系数一般的地理位置(例如闹市路段等)；

W1＝3，表示危险系数较高的地理位置(例如急转弯、隧道口、学校、红绿灯等)。

步骤S22：检测当前车辆与前方车辆的最短车距、当前车辆与前车的相对行驶速度和行人数量，确定当前路段的交通危险指数W2：

W2＝(V/L)*eⁿ (2)

其中，参数V表示当前车辆与前车的相对行驶速度，参数L表示当前车辆与前方车辆的最短车距，参数n表示行人数量；W2为当前路段的交通危险指数；e为数学常数，也称为欧拉数，即自然对数的底数，其值近似等于2.718281828。具体地，V的单位为米/秒，L的单位为米，n≥0。具体实施时，可通过雷达监测当前车辆与前方车辆的最短车距、以及，当前车辆与前方车辆的相对行驶速度；而行人数量n可通过获取前方道路的图像，然后采用图像识别的方式进行确定。

步骤S23：计算当前行驶路段的危险等级D：

D＝W1*W2 (3)

其中，参数W1表示导航地图中的各个路段预先标注的地理危险系数；W2为当前路段的交通危险指数；参数D表示当前行驶路段的危险等级。

优选地，所述步骤S4在根据所述预警等级执行预设控制策略时，包括：设置预警下限值A1和预警上限值A2；

当A≤A1时，无预警操作；当A1＜A≤A2时，向驾驶员发出警告信号；当A＞A2时，自动采取制动措施；其中，参数A为当前车辆的预警等级；参数A1为预警下限值；参数A2为预警上限值。

当计算获得的当前车辆的预警等级A小于或等于预警下限值A1时，表示当前车辆行车过程比较正常，无需发出报警信号或制动措施；当A1＜A≤A2时，表示危险程度一般，但需要提示驾驶员注意；当A＞A2时表示当前危险程度较高时，需要减速和立即采取制动措施。具体实施时，预警下限值A1优选为30；预警上限值A2优选为80。

此外，与上述实施例提供的车辆驾驶预警方法相对应，本发明实施例还进一步提供了一种车辆驾驶预警系统。

参看图4，是本发明提供的车辆驾驶预警系统的一个实施例的结构示意图。

具体地，本发明提供的车辆驾驶预警系统，包括：

车道保持能力计算单元100，用于检测当前车辆与车道线的相对位置以及驾驶员对方向盘的握持力，确定驾驶员的车道保持能力；

路段危险等级确定单元200，用于获取当前行驶路段的危险等级；

预警等级确定单元300，用于根据所述驾驶员的车道保持能力和所述危险等级，确定当前车辆的预警等级：A＝D/K，即上式(1)，其中，上式中的参数A表示当前车辆的预警等级；参数D表示当前行驶路段的危险等级；参数K表示驾驶员的车道保持能力；

预警控制单元400，用于根据所述预警等级执行预设控制策略。

在一种可实现的方式中，所述车道保持能力计算单元100，具体包括：

转向灯信号检测单元101，用于在当前车辆相对车道线发生偏移时，检测当前车辆是否发出相应的转向灯信号；

设置在方向盘上压力传感器102，用于在未检测到相应的转向灯信号时，确定驾驶员对方向盘的握持力；

第一运算单元103，用于根据驾驶员对方向盘的握持力计算驾驶员的车道保持能力。

进一步地，所述第一运算单元103，具体用于：

在汽车启动时，获取设置在方向盘上的压力传感器的数值，作为驾驶员对方向盘的正常握持力；以及，根据实时监测压力传感器102的数值确定驾驶员对方向盘的当前握持力，计算驾驶员当前的车道保持能力，包括：

当G≥0.8*G0时，K＝1；当0.6*G0≤G<0.8*G0时，K＝0.6；当G<0.6*G0时，K＝0.3；

其中，参数G为驾驶员对方向盘的当前握持力；参数G0为驾驶员对方向盘的正常握持力；参数K为驾驶员当前的车道保持能力。

优选地，所述路段危险等级确定单元200，具体包括：

地理危险系数标注单元201，用于对导航地图中的各个路段预先标注地理危险系数W1；

行车检测单元202，用于检测当前车辆与前方车辆的最短车距、当前车辆与前车的相对行驶速度和行人数量；

交通危险指数计算单元203，用于确定当前路段的交通危险指数W2：W2＝(V/L)*eⁿ，即上式(2)；其中，参数V表示当前车辆与前车的相对行驶速度，参数L表示当前车辆与前方车辆的最短车距，参数n表示行人数量；W2为当前路段的交通危险指数；

第二运算单元204，用于计算当前行驶路段的危险等级D：D＝W1*W2，即上式(3)，其中，参数W1表示导航地图中的各个路段预先标注的地理危险系数；W2为当前路段的交通危险指数；参数D表示当前行驶路段的危险等级。

具体实施时，本实施例提供的预警控制单元400，包括报警单元401和制动单元402。

当A≤A1时，所述报警单元401和所述制动单元402均无预警操作；

当A1＜A≤A2时，所述报警单元401用于向驾驶员发出警告信号；

当A＞A2时，所述制动单元402用于自动采取制动措施；

其中，参数A为当前车辆的预警等级；参数A1为预警下限值；参数A2为预警上限值。

本实施例提供的车辆驾驶预警系统与图1～图3实施例提供的车辆驾驶预警方法的基本原理对应相同，在此不再赘述。

本发明实施例提供的车辆驾驶预警技术方案，可根据当前车辆与车道线的相对位置以及驾驶员对方向盘的握持力，确定驾驶员的车道保持能力，通过结合当前行驶路段的危险等级，智能地确定当前车辆的预警等级，根据不同的预警等级采取相应的控制策略，克服现有技术中一旦检测到车辆偏离车道线即发出报警信号的缺陷，避免频繁发出不必要的告警；并且进一步结合当前的车辆的各种实时行车环境因素，主动地检测驾驶员的注意力状态并进行有效的报警提醒，提高预警措施的准确性和车辆辅助驾驶的有效性，提升用户体验。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。