一种车辆超高警示系统的制作方法

1.本技术涉及智慧交通技术领域，尤其涉及一种车辆超高警示系统。


背景技术：

2.现今，因车辆超高造成道路设施损坏或发生的交通事故仍屡见不鲜，一方面造成路面、隧道、桥梁的养护费用逐年增加，另一方面也对行车人员的人身安全造成严重危害。目前大多数采用的措施是：在有限高要求的道路上安装限高杆。但是，这种方式无法提前让驾驶员知晓他所驾驶的车辆已经超高，等到车辆撞到限高杆时已经发生了交通事故，轻则造成车辆、限高杆的损坏，重则造成车毁人亡的重大事故。因此，亟需一种安全有效的车辆超高预警方案。


技术实现要素：

3.本技术实施例通过提供一种车辆超高警示系统，能够提前对道路上行驶的超高车辆进行警示，有利于减少由于车辆超高导致的安全事故。
4.本技术实施例提供了一种车辆超高警示系统，包括：数据采集装置、控制装置以及警示装置，所述警示装置设置在目标限高设施入口前方道路上的预设提示点位处，所述数据采集装置设置在所述警示装置前方目标路段上的预设检测点位处；
5.所述数据采集装置包括：第一激光雷达、第二激光雷达、第一摄像头、第二摄像头，所述第一激光雷达和所述第一摄像头背向所述目标限高设施设置，所述第二激光雷达和所述第二摄像头面向所述目标限高设施设置，所述第一激光雷达、第二激光雷达、第一摄像头以及第二摄像头的视角覆盖所述目标路段上的相同车道区域，用于采集同一行驶方向上的车辆数据；
6.所述控制装置分别与所述第一激光雷达、第二激光雷达、第一摄像头、第二摄像头连接，用于接收所述第一激光雷达和所述第二激光雷达采集的激光点云数据，以及所述第一摄像头和第二摄像头采集的车辆图像，并将超高车辆的标识信息发送给所述警示装置；
7.所述警示装置与所述控制装置连接，用于根据接收到的标识信息，对驶向所述目标限高设施入口的超高车辆进行警示。
8.进一步地，所述第一激光雷达、第二激光雷达、第一摄像头、第二摄像头设置在同一所述预设检测点位处的同一根支架上。
9.进一步地，所述预设检测点位包括间隔预设距离的第一检测点位和第二检测点位，所述第一检测点位与所述警示装置之间的行驶距离大于所述第二检测点位与所述警示装置之间的行驶距离，所述第一激光雷达设置在位于所述第一检测点位处的第一支架上，所述第二激光雷达、第一摄像头、第二摄像头均设置在位于所述第二检测点位处的第二支架上，其中，所述第一激光雷达与所述第一摄像头的视角区域至少部分重叠。
10.进一步地，所述预设提示点位与所述预设检测点位之间的行驶距离在50米至100米之间。
11.进一步地，所述目标限高设施入口前方道路有匝道，所述预设提示点位与所述匝道路口之间的行驶距离在90米到150米之间。
12.进一步地，所述第一激光雷达、第二激光雷达、第一摄像头、第二摄像头均呈现为俯视姿态，且俯角设置在10度到30度之间。
13.进一步地，所述第一激光雷达和所述第二激光雷达的水平视场角均在110
°
到130
°
之间，竖直视场角均在10
°
到15
°
之间。
14.进一步地，所述目标路段包括m个车道，目标路段上的预设检测点位处设置有n组数据采集装置，其中，m为大于或等于1的整数，n为大于或等于1且小于或等于m的整数，n组数据采集装置均用于采集同一行驶方向上的车辆数据，且不同组数据采集装置对应所述目标路段的不同车道区域，
15.所述系统还包括交换机，每组数据采集装置分别对应有各自的所述控制装置，每组数据采集装置对应的控制装置均通过所述交换机与所述警示装置连接。
16.进一步地，所述警示装置包括交通诱导显示屏，用于显示驶向所述目标限高设施入口的车辆中超高车辆的标识信息。
17.进一步地，所述控制装置采用边缘计算设备。
18.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
19.本技术实施例提供的车辆超高警示系统，通过在目标限高设施入口前方道路上的预设提示点位处设置警示装置，在警示装置前方目标路段的预设检测点位处设置第一激光雷达、第二激光雷达、第一摄像头和第二摄像头，第一激光雷达、第二激光雷达、第一摄像头以及第二摄像头的视角覆盖目标路段上的相同车道区域，用于采集同一行驶方向上的车辆数据，第一激光雷达和第一摄像头背向目标限高设施设置，实现对行驶车辆的正向超高检测，第二激光雷达和第二摄像头面向目标限高设施设置，实现对行驶车辆的反向超高检测，再由警示装置对驶向目标限高设施入口的超高车辆进行警示，实现对超高车辆的劝返诱导，有利于减少由于车辆超高导致的安全事故。并且，对同一行驶方向上的车辆进行上述正、反向超高检测，反向超高检测能够进一步对正向超高检测结果进行补充，从而有效减少漏检，提高系统的可靠性。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本技术实施例中一种车辆超高警示系统的结构框图；
22.图2为本技术实施例提供的点位布设示意图；
23.图3为本技术实施例中一种示例性车辆超高警示系统的布设场景俯视图；
24.图4为本技术实施例中一种示例性车辆超高警示系统的布设场景主视图。
具体实施方式
25.以下，将参照附图来描述本技术的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性
的，而并非要限制本技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本技术的概念。
26.在附图中示出了根据本技术实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、结构的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。术语“多个”表示两个以上，包括两个或大于两个的情况。
27.下面就对本技术实施例提供的车辆超高警示系统进行详细说明。应当理解的是，本技术实施例以及实施例中的具体特征是对本技术实施例技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
28.本技术实施例提供了一种车辆超高警示系统，用于对目标限高设施入口前方道路上行驶的超高车辆进行警示，以劝返超高车辆，避免超高车辆与目标限高设施发生碰撞事故。例如，目标限高设施可以是隧道、过街天桥或高架桥等具有限高要求的设施。目标限高设施入口前方道路是车辆进入目标限高设施入口的道路。
29.如图1所示，该车辆超高警示系统可以包括：数据采集装置110、控制装置120以及警示装置130。其中，数据采集装置110包括：第一激光雷达101、第二激光雷达111、第一摄像头102以及第二摄像头112。需要说明的是，图1中示出的一组数据采集装置110以及控制装置120仅为示意，并不作为限制。第一激光雷达101、第二激光雷达111、第一摄像头102、第二摄像头112以及警示装置130均与控制装置120连接。
30.具体实施时，需要预先根据实地考察，如图2所示，预先在目标限高设施100入口前方道路上布设提示点位以及检测点位，从而将系统的警示装置130设置在预设提示点位a处，用于对驶向目标限高设施100入口的超高车辆进行警示；将数据采集装置110即第一激光雷达101、第二激光雷达111、第一摄像头102以及第二摄像头112设置在预设检测点位b处，用于采集驶向目标限高设施100入口的车辆数据，包括车辆高度数据以及车辆图像，以对道路上行驶的车辆进行超高检测。
31.需要说明的是，考虑到超高检测与超高警示之间存在时间延迟，预设提示点位a与预设检测点位b之间可以间隔一定的行驶距离，且预设提示点位a相比于预设检测点位b更靠近目标限高设施100入口，使得警示装置130能够在超高车辆驶过预设提示点位a之前及时对超高车辆进行警示。具体间隔的行驶距离可以根据实际道路的限速要求以及系统中各装置的性能确定。例如，预设提示点位a与预设检测点位b之间的行驶距离l可以设置在50米至100米之间，如具体可以设置为50米、60米、80米、90米或100米等。
32.而预设提示点位a的具体位置可以根据实际场景设置，需要给超高车辆预留足够的制动距离。例如，如图2所示，目标限高设施100入口前方道路有匝道，车辆可以从该匝道驶离主道路，从而避免经过目标限高设施100。此时，预设提示点位a可以布设在匝道路口前方，这样超高车辆在受到警示装置130的警示后，就可以及时从匝道驶离主道路。为了保证超高车辆有足够时间可以从匝道驶离通向目标限高设施100入口的主路，预设提示点位a与驶出匝道路口之间需要间隔一定的行驶距离。例如，预设提示点位a与驶出匝道路口之间的
行驶距离可以在90米到150米之间，具体可以根据多次试验设置，如可以间隔90米、100米、120米或150米等。
33.本实施例中，将需要布设数据采集装置110，进行行驶车辆超高检测的路段称为目标路段。在实际应用场景中，目标路段可以是一个或多个。以目标限高设施100为隧道为例，针对同一隧道来讲，隧道入口前方一定距离范围内，若仅存在一条道路通向隧道入口，则目标路段为一个；若存在主路和至少一条辅路，则目标路段包括多个路段。
34.在目标路段有多个路段的场景中，每个路段的预设检测点位处均设置有上述的第一激光雷达101、第二激光雷达111、第一摄像头102以及第二摄像头112。每个路段均设置有各自对应的控制装置120，每个路段设置的第一激光雷达101、第二激光雷达111、第一摄像头102以及第二摄像头112均与相应控制装置120连接，有利于提高每个路段车辆的超高检测速度。如图2所示，通往隧道入口的道路存在一条辅路，辅路上行驶的车辆汇入主路后通向隧道入口，目标路段则可以包括主路路段和辅路路段，此时，就需要分别在主路路段的预设检测点位b1处和辅路路段的预设检测点位b2处均布设数据采集装置110，也就是布设第一激光雷达101、第二激光雷达111、第一摄像头102以及第二摄像头112，从而分别对主路路段和辅路路段上行驶的车辆进行超高检测。
35.进一步地，同一目标路段包括m个车道，目标路段上的预设检测点位处可以设置有n组数据采集装置110。其中，m为大于或等于1的整数，n为大于或等于1且小于或等于m的整数。n组数据采集装置110均用于采集同一行驶方向上的车辆数据，也就是目标路段上驶向目标限高设施100入口的车辆数据。n组数据采集装置110的视角区域需要覆盖该目标路段上通向目标限高设施100入口的所有车道，从而保证系统的可靠性。不同组数据采集装置110可以对应检测该目标路段上不同车道区域的车辆数据。当然，相邻组数据采集装置110的视场区域是存在部分交叠的。
36.具体布设时，数据采集装置110的具体组数可以根据实际场景中目标路段的车道数量以及数据采集装置110的视场范围确定。例如，若目标路段具有1～3个车道，可以对应设置一组数据采集装置110；若目标路段具有4～6个车道，可以对应设置两组数据采集装置110。如图3所示，以4车道为例，其中一组数据采集装置110对应检测1、2车道的车辆数据，另一组数据采集装置110对应检测3、4车道的车辆数据。
37.在布设多组数据采集装置110的情况下，为了提高超高检测速度，可以针对每组数据采集装置110设置一个控制装置120，即每组数据采集装置110分别对应有各自的控制装置120。
38.进一步地，在布设有多个控制装置120的情况下，为了方便数据传输，本实施例提供的车辆超高警示系统还包括交换机121，各控制装置120均通过交换机121与警示装置130连接。
39.对于每组数据采集装置110来讲，具体布设时，如图3和图4所示，第一激光雷达101和第一摄像头102背向目标限高设施100设置，第二激光雷达111和第二摄像头112面向目标限高设施100设置，第一激光雷达101、第二激光雷达111、第一摄像头102以及第二摄像头112的视角覆盖目标路段上的相同车道区域，用于采集同一行驶方向上的车辆数据。具体地，第一激光雷达101和第一摄像头102分别用于采集目标路段上向着预设检测点位驶来的车辆的高度数据以及标识图像，第二激光雷达111和第二摄像头112分别用于采集目标路段
上经过预设检测点位后驶向预设提示点位的车辆的高度数据以及标识图像。例如，车辆图像可以是车牌图像，或者，也可以是其他能够唯一标识车辆的标识图像。以标识信息为车牌号为例，车头和车尾均有车牌，第一摄像头102是从车辆正向拍摄的，采集的则是位于车头的车牌图像；第二摄像头112是从车辆反向拍摄的，采集的则是位于车尾的车牌图像。
40.如图4所示，第一激光雷达101、第二激光雷达111、第一摄像头102以及第二摄像头112均呈现为俯视姿态，具体俯角θ可以根据实际应用场景的需要设置。举例来讲，第一激光雷达101、第二激光雷达111、第一摄像头102以及第二摄像头112的俯角θ可以均设置在10度到30度之间，如可以设置为10度、20度或30度等。
41.举例来讲，第一激光雷达101和第二激光雷达111可以采用不包含旋转机构的混合固态16线激光雷达。16线细分测量识别准确率较高，并且由于取消了旋转机构，设备的稳定性和使用寿命更高，功耗更低。当然，除了混合固态16线激光雷达以外，第一激光雷达101和第二激光雷达111也可以采用其他适用的激光雷达，本实施例对此不做限定。
42.第一激光雷达101和第二激光雷达111的水平视场角可以设置在110
°
到130
°
之间，例如，可以集中在110
°
、120
°
或130
°
范围内，这样可避免水平视场角的浪费，提高水平角分辨率。以水平视场角为120
°
为例，水平角分辨率可以达到0.2
°
。
43.第一激光雷达101和第二激光雷达111的竖直视场角(如图4中示意的灰色三角形区域)可以设置在10
°
到15
°
之间，例如，可以设置为10
°
、11
°
、13
°
或15
°
，具体根据实际应用场景的需要设置。以竖直视场角为11
°
为例，激光扫描线相对于中心线的上下偏置可以为
±
5.5
°
，竖直视场角范围广，竖直分辨率可达0.73
°
。
44.需要说明的是，激光雷达的室外有效测量距离可达80米，用于车辆测高的范围主要集中在0～30米范围内，摄像头拍照识别车牌的有效距离在20米左右，强烈日光下或黑暗中均可操作，识别准确率≥99.5％。
45.具体布设时，在一种可选的实施方式中，可以将第一激光雷达101与第二激光雷达111、第一摄像头102以及第二摄像头112安装在同一根支架141上。此时，同一目标路段只需确定一个预设检测点位，例如，可以在路侧绿化带中间架设l型杆作为支架141，同时用于安装第一激光雷达101、第二激光雷达111、第一摄像头102和第二摄像头112，对道路上行驶的车辆进行检测。例如，l型杆尺寸可以为：高度不低于7m，宽度9m。当然，还可以在l型杆上安装与第一摄像头102和第二摄像头112配置使用的补光灯，以在环境亮度较暗进行补光。
46.使用时，控制装置120接收第一激光雷达101和第二激光雷达111采集的激光点云数据，以及所述第一摄像头102和第二摄像头112采集的车辆图像，并将超高车辆的标识信息发送给警示装置130。具体地，控制装置120与第一激光雷达101和第一摄像头102配合实现对行驶车辆的正向检测，而控制装置120与第二激光雷达111和第二摄像头112配合实现对行驶车辆的反向检测，下面分别对这两个检测过程进行说明。
47.正向检测过程：如图4所示，目标路段行驶的车辆先是由远及近向着预设检测点位驶来，第一激光雷达101和第一摄像头102从行驶车辆的正向采集车辆高度数据以及车辆图像，并将所采集的数据发送给控制装置120，由控制装置120根据车辆高度数据以及预设的高度阈值，判定车辆是否超高，并从采集的车辆图像中确定超高车辆的标识信息。
48.具体地，在正向检测过程中，车辆是先进入第一激光雷达101的远端检测区域，然后逐渐行驶到近端检测区域，而激光雷达的视场在路面竖直方向上的覆盖范围从远端到近
端逐渐增大，导致第一激光雷达101从采集到车辆数据到采集到较准确的车辆高度数据具有一定的时间延时。因此，在一种可选的实施方式中，可以在检测到有车辆进入第一激光雷达101的检测区域后，先识别车辆所在的车道，然后发送携带车道信息的抓拍指令至第一摄像头102，触发第一摄像头102拍照，采集车辆图像，接着，识别并存储图像中相应车道的车辆标识信息。若在后续的车辆超高判定中确定该车辆为超高车辆，再将该车辆的车辆标识信息发送到警示装置130。这样有利于保证正向检测结果的可靠性，避免因车辆超高判定结果获取滞后导致第一摄像头102无法抓拍到超高车辆标识信息的情况。
49.反向检测过程：如图4所示，车辆经过预设检测点位后，继续驶向目标限高设施100入口。在这个过程中，第二激光雷达111从行驶车辆的反向采集车辆高度数据，并将所采集的数据发送给控制装置120。由于车辆是先进入第二激光雷达111的近端检测区域，然后再驶向远端检测区域，第二激光雷达111能够快速采集到较准确的车辆高度数据。因此，在一种可选的实施方式中，控制装置120可以先根据车辆高度数据以及预设的高度阈值，判定车辆是否超高，若判定车辆超高，再识别车辆所在的车道，然后发送携带车道信息的抓拍指令给第二摄像头112，从而控制第二摄像头112采集车辆图像，控制装置120获取到车辆图像后，识别图像中相应车道的车辆标识信息，并将该车辆的车辆标识信息发送到警示装置130。这样能够减少第二摄像头112需要抓拍的图像数量，减小系统的数据存储压力。
50.在上述检测过程中，车辆超高判定以及图像识别的具体过程可以参见相关技术，例如，可以用到自适应背景补点算法，多车道模糊立体分割，车辆小波降噪算法，多回波雨点去除算法等数据预处理算法，提高信噪比，增强数据预处理质量，提升识别结果的可靠性；可以采用深度学习人工智能技术，自主聚类识别提取车辆的外轮廓、行驶速度、航向角等参数，本实施例对此不做详述。
51.本实施例中，在设置第一激光雷达101和第一摄像头102进行正向检测的基础上，设置第二激光雷达111和第二摄像头112进行反向补充检测，一方面能够有效地提高车辆超高判定结果的准确性，另一方面能够避免因车辆标识如车牌遮挡、模糊、车速过快等原因导致的标识信息识别不准确的问题，从而提高系统的可靠性。
52.在一种可选的实施方式中，也可以将第一激光雷达101与第二激光雷达111、第一摄像头102以及第二摄像头112安装在不同预设检测点位。此时，同一目标路段上确定的预设检测点位需要包括间隔预设距离的第一检测点位和第二检测点位，具体间隔距离可以根据实际经验以及多次试验设置，使得第一激光雷达101与第一摄像头102的视角区域至少部分重叠，从而确保在通过第一激光雷达101采集的车辆高度数据判定车辆超高时，第一摄像头102能够采集到该超高车辆的车辆图像。其中，第一检测点位与警示装置130之间的行驶距离大于第二检测点位与所述警示装置130之间的行驶距离。第一激光雷达101设置在位于第一检测点位处的第一支架上，第二激光雷达111、第一摄像头102、第二摄像头112均设置在位于第二检测点位处的第二支架上。这样就可以给第一激光雷达101预留足够时间采集较准确的车辆高度数据，从而使得正向检测过程也能在识别到车辆超高时，再发送携带车道信息的抓拍指令给第一摄像头102，触发拍照以及车辆标识信息的识别。这样能够减少第一摄像头102需要抓拍的图像数量，减小系统的数据存储压力。
53.当然，在其他实施方式中，也可以将第一激光雷达101与第一摄像头102安装在一根支架上，将第二激光雷达111和第二摄像头112安装在另一根支架上，具体根据实际场景
的需要布设。
54.本实施例中，控制装置120可以采用边缘计算设备，提高数据处理速度，从而有利于保证超高劝返的及时性。当然，在本说明书其他实施例中，控制装置120也可以采用其他适用的具有数据处理以及存储功能的设备，本实施例对此不做限制。
55.警示装置130接收到正向检测结果和反向检测结果，也就是正向检测过程检测到的超高车辆的标识信息和反向检测过程检测到的超高车辆的标识信息后，就可以对相应超高车辆进行超高警示。
56.需要说明的是，考虑到上述正向检测结果和反向检测结果是存在重复的，为了避免重复警示浪费警示资源，警示装置130在接收到超高车辆的标识信息后，会判断刚刚是否已经收到过该车辆的检测结果，即已对该超高车辆进行了警示，则不再重复对该车辆进行警示。
57.警示装置130可以包括交通诱导显示屏131，例如，如图3所示，交通诱导显示屏131可以安装在预设提示点位处设置的安装架142上。交通诱导显示屏131用于显示前方道路上超高车辆的标识信息如车牌信息，从而达到针对超高车辆的警示效果，提示驾驶员车辆超高，需要提前驶离。超高车辆的驾驶员在看到后及时调头或从目标限高设施100入口前方的匝道驶出，避免经过目标限高设施100造成碰撞事故。例如，可以显示
“×××
(车牌号)超高，请驶离”。
58.可以理解的是，警示装置130还可以包括显示控制器132，显示控制器132分别与交通诱导显示屏131以及控制装置120连接，用于汇总并存储接收到的超高车辆标识信息如车牌信息，然后控制诱导显示屏对超高车辆标识信息进行显示。需要说明的是，显示控制器132的具体实现可以参照显示控制相关技术，本实施例对此不做详述。例如，如图3所示，可以在路侧设置综合信息处理机柜143，用于放置上述控制装置120、交换机121、以及显示控制器132等，第一激光雷达101、第二激光雷达111、第一摄像头102以及第二摄像头112与综合信息处理机柜143的连接线缆可以从花坛埋管走线。
59.进一步地，警示装置130还可以包括语音提示模块(图中未示出)，语音提示模块与控制装置120连接。例如，语音提示模块可以与交通诱导显示屏131安装在同一安装架142上。这样可以既通过交通诱导显示屏131显示超高车辆的标识信息，又通过语音提示模块针对超高车辆进行语音播报提醒，进一步加强对超高车辆驾驶员的警示作用，提高安全性。
60.此外，在一种可选的实施方式中，本实施例提供的车辆超高警示系统还可以包括无线通信装置(图中未示出)，控制装置120通过无线通信装置与车载多媒体设备连接。用户可以选择是否开启车载多媒体设备的超高提醒功能。若用户选择开启超高提醒功能即得到用户授权后，控制装置120就可以根据超高车辆的车辆标识信息，通过无线通信装置向超高车辆的车载多媒体设备发送警示信息。车载多媒体设备接收到警示信息后，语音播报超高提醒，例如，可以播报“前方有限高设施，您的车辆已超高，请及时驶离”等。例如，无线通信装置可以采用蓝牙模块、wifi模块或者是2g/3g/4g/5g网络模块等。这样可以进一步加强对超高车辆驾驶员的警示作用，保证驾驶员知晓自身车辆超高，提高安全性。
61.综上所述，本实施例提供的车辆超高警示系统通过在预设检测点位设置第一激光雷达101和第一摄像头102实现正向超高检测，设置第二激光雷达111和第二摄像头112实现反向超高检测，且第一激光雷达101、第二激光雷达111、第一摄像头102以及第二摄像头112
的视角覆盖目标路段上的相同车道区域，在预设提示点位设置警示装置130对超高车辆进行警示，实现对超高车辆的劝返，有利于减少由于车辆超高导致的安全事故。并且，对同一行驶方向上的车辆进行正、反向超高检测，反向超高检测能够进一步对正向超高检测结果进行补充，从而有效减少漏检，提高系统的可靠性。
62.尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
63.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。