彎道轉向車速安全狀態預警的速度反饋標誌系統的實現方法
2023-04-29 00:06:06
專利名稱：彎道轉向車速安全狀態預警的速度反饋標誌系統的實現方法
技術領域：
本發明涉及車-路協同技術領域，具體涉及一種彎道轉向車速安全狀態預警的速度反饋標誌系統的實現方法。
背景技術：
隨著我國道路交通事業的突飛猛進，道路交通事故迅猛增長已成為交通管理所面臨的嚴重問題。雖然近年來我國相關管理部門採取了很多措施，但較之於西方發達國家， 我國的道路交通事故率和萬車死亡率等事故指標都相對較高，道路交通安全形勢仍十分嚴峻。根據道路交通事故統計分析表明，彎道路段是交通事故多發地段，駕駛人常因超速行駛入彎導致車輛失控而引發交通事故，造成重大經濟和財產損失。因此，增強彎道路段的行車安全具有重大的實際意義。目前，國內外圍繞提升車輛入彎安全性能這一課題的研究已經展開並產生了不少有代表性的研究成果，如希臘斯皮羅斯·韋齊斯研發的用於向汽車駕駛人警告彎道轉向超速的設備。該設備通過監測內置水銀開關傾斜值來判斷駕駛人是否轉向超速並在超速情況下發出相應報警聲。然而該設備只有當車輛入彎後水銀開關傾斜值超過一定限值時才會發出報警聲，對駕駛人來說改進反應時間短且在雨雪天氣下駕駛人在彎道採取緊急制動等措施更容易發生危險而引發事故。另一種典型代表是日本豐田自動車株式會社發明的用於車輛沿彎道轉彎行駛時的行駛穩定性控制裝置，該裝置 能獨立於駕駛人的轉向操作而控制轉向車輛車輪的轉向角和施加在各個車輪上的驅動力/制動力，並計算車輛的目標轉彎行駛控制量。但該裝置獨立於駕駛員的特性使其主動操縱性能差，不易掌控。此外，臺灣財團法人工業技術研究院發明的導航安全預警及行車記錄方法、通用汽車環球科技運作公司的用於接近和行駛在彎道上的車輛的速度控制方法及浙江大學的基於計算機視覺的高速公路彎道檢測方法等也都對車輛入彎安全控制進行了相應的研究。但以上研究均主要從車的角度來提升車輛在彎道行駛的安全性，而鮮有涉及從道路服務功能角度來提高車輛入彎行駛安全性。目前從道路服務功能角度來提高車輛入彎行駛安全性的設施主要有速度反饋標誌，其功用主要在於向駛近車輛提示實時車速和路段限制車速，但駕駛人從該標誌中被不能直觀迅速的了解到應該採取怎樣的速度控制策略，且上述標誌對於在不同天氣條件造成的幹、溼路面車輛輪胎與路面附著係數的變化對安全車速的影響也基本沒有涉及，主要考慮是乾燥路面條件下的安全車速，因而在雨雪天氣溼滑路面造成的低附著係數條件下按速度反饋標誌所提示的安全限速行駛仍存在一定的安全隱患。另外，由事故統計分析知，不同車型在彎道路段的常見事故形態也不完全相同，其中小轎車以側滑甩尾事故較多，而質量較大、中心較高的大貨車、營運客車等則以側翻事故較多。因此，車型因素也是彎道車速控制要考量的一個重要因素，而以上發明、技術或裝置等均未對車型做出明確區分。
發明內容
針對上述現有技術存在的缺陷或不足，本發明的目的在於，提供一種用以向駕駛人提示彎道轉向車速安全狀態預警的速度反饋標誌系統的實現方法，該方法基於車-路協同技術，從路的角度出發，以便全天候實時的向不同類型入彎車輛提示不同氣候條件下的該車型對應的入彎臨界安全車速，可針對不同天氣條件下所引起的道路附著係數變化和不同彎道路段實時提示不同車型對應的入彎臨界安全車速，並將車速信息與行駛狀態在車輛入彎前及時反饋回駕駛人，以保證駕駛人有足夠的時間進行車速調整，提高道路運營安全性。為了實現上述任務，本發明所採用的技術方案是一種彎道轉向車速安全狀態預警的速度反饋標誌系統的實現方法，其特徵在於， 在逆行車方向的彎道入口處前的道路路基側安裝監控攝像頭、雨量傳感器和速度反饋標誌裝置組成的速度反饋標誌系統，其中，速度反饋標誌裝置中有中控晶片、測速雷達、LED顯示屏和提示字符，根據所駕車型、天氣條件和道路線形條件等，以警告駕駛人在進入彎道前將車速控制在適當的範圍內，以防止入彎後交通事故的發生，其實施步驟如下
I)參數錄入將安裝此速度反饋標誌系統處的彎道路段的平曲線半徑、縱坡度、坡道長度和道路表面構造深度等道路結構指標信息錄入到中控晶片中，作為該速度反饋標誌系統的常量輸入參數。2)建立模型算法庫為研究各不同路段不同天氣條件下不同車型的入彎臨界安全車速，需要建立包括路面結構指標和降雨強度與路面水膜厚度、水膜厚度與路面附著係數、 路面附著係數與入彎臨界安全車速在內的模型算法庫，並將該算法庫錄入到中控晶片中以便系統在實時得到車型和雨量強度信息後計算出對應條件下的入彎臨界安全車速。3)安裝在彎道入口處前的監控攝像頭實時採集即將入彎車輛的動態圖像，並通過相關圖像識別技術快速識別出圖像中駛入車輛的車型信息，作為該系統實時輸入參數之一發送給中控晶片。4)安裝在路基側監控攝像頭旁與監控攝像頭共用安裝電桿的雨量傳感器，實時將測量到的單位時間內的降雨量信息傳送給中控晶片，也作為該系統的實時輸入參數之一。5)中控晶片根據雨量傳感器採集到的降雨強度信息，依照算法庫中已錄入的降雨強度與道路結構參數和水膜厚度的關係，計算出在該彎道路面條件下的實時水膜厚度信息；再根據算法庫中水膜厚度與路面附著係數的關係，計算出該水膜厚度條件下的該路段的實時路面附著係數。6)中控晶片根據監控攝像頭採集到的車型信息及之前算出的路面實時附著係數， 根據算法庫中該種車型的路面附著係數和臨界入彎安全車速之間的關係，計算出該種車型在該彎道處在該種天氣條件下的實時入彎臨界安全車速。7)速度反饋標誌裝置中的內置測速雷達實時採集該入彎車輛的瞬時車速，並將該瞬時車速信息發送給中控晶片。8)中控晶片根據之前算得的該車型在該天氣條件下在該路段處的入彎臨界安全車速，對比測速雷達測得的該車輛入彎前實時瞬時車速，判別該車輛瞬時車速是否超過了系統計算得的入彎臨界安全車速，並將該信息發送至速度反饋標誌裝置中的LED顯示屏。9)速度反饋標誌裝置中的LED顯示屏根據收到的中控晶片信息，將該車輛的實時瞬時車速、系統算得的臨界安全車速和該車輛的車速狀態信息(超速與否或應採取何種速度控制對策)顯示在LED顯示屏上。10)上述步驟I)至步驟9)過程均在1-2秒內完成，保證在車輛通過速度反饋標誌裝置前將信息顯示在LED顯示屏上。11)車輛駕駛人根據速度反饋標誌裝置LED顯示屏上顯示的信息，了解自己的實時行車車速狀態，並在超速條件下在入彎前及時調整降低車速以穩定在臨界安全車速範圍內，從而防止車輛入彎後因車速過快或路面過滑而發生事故，降低車輛在駛入彎道處的安全隱患。所述模型算法庫的基本算法模型為(一)在降雨條件下水膜厚度與道路結構參數和降雨強度的數學關係模型為 h = f(l, i,q, TD)式中，h :坡面水膜厚度(mm)；1^:坡長(111);i :坡度；q :降雨強度(mm/min)；TD :道路表面構造深度(mm)。附著係數與瞬時車速和水膜厚度之間的數學關係模型為
φ' = f{\\h)式中，爐』一輪胎與路面間的附著係數；V-瞬時車速；h_水膜厚度。道路表面摩擦係數與附著係數的數學關係模型為
μ = {φ')式中，μ :道路表面摩擦係數。入彎臨界安全車速與附著係數、車輛質量、彎道半徑及車型的關係V1 = f ( μ , m, R, S)式中，m :車輛質量(kg);V1 :入彎臨界安全車速(km/h);尺彎道半徑(111);S :車型信息(小轎車、客車、貨車等)。(二)在無降雨條件下在無降雨條件下(乾燥路面)路面摩擦係數μ可在設備安裝時通過相應試驗直接測得，並利用上述入彎臨界安全車速與附著係數的關係算出無降雨(即路面不溼滑)條件下的入彎臨界安全車速。
所述步驟3)中監控攝像頭安裝在逆行車方向彎道入口處前的道路路基側，沿車道方向距彎道入口處距離約在100-200米左右，監控逆行車方向距攝像頭安裝位置距離在 30-100米範圍內的駛入車輛車型信息。本發明利用安裝在高處的單攝像頭監視路面，可以對多車道通過的車輛類型進行動態檢測和統計。作為本發明的核心技術之一，其車型識別的基本原理為在監控場合，攝像頭大多是固定的，背景是很緩慢變化的，可以從圖像序列中逐漸取出自然背景。攝像機標定採用了針孔模型計算投影透視矩陣。車道內通過車輛的跟蹤利用前後兩幀分割出的目標的相似度進行匹配，通過匹配可以準確地對流量進行計數，本發明採用了 Hausdorff距離匹配圖像。 利用長寬信息和模型匹配，對車輛車型進行分類。初步將車輛分成客車、小轎車和貨車三大類。所述中雨量傳感器安裝在路基側監控攝像頭旁與監控攝像頭共用安裝電桿，實時將測量到的單位時間內的降雨量信息傳送給中控晶片。其工作原理是當一個鬥室接水時， 其處於工作狀態，另一個鬥室處於接水等待狀態。當工作鬥室的積水容量達到預設值時，由於重力的作用便自己翻倒，翻鬥每反轉一次，便發出一個脈衝信號，根據統計單位時間內脈衝信號數即可實現對降雨量強度進行監測的目的。本發明的彎道轉向車速安全狀態預警的速度反饋標誌系統的實現方法，可適用於高速公路、一級公路、二級公路等行車速度較高的道路的直線入彎道線形組合路段，具有如下優點I、從車-路協同技術角度出發，以提高道路安全服務能力為目的，在車輛駛入彎道前便及早向駕駛人員的 超速危險行為提出預警，保證了駕駛人有足夠的反應時間和反應距離以降低入彎車速，從而保證行駛安全。2、可實時顯示在不同天氣條件下、不同路段結構和不同車型的臨界安全車速，尤其對提高雨霧天氣條件下駕駛安全性幫助極大。
圖I為本發明實施例的流程示意圖。圖2為本發明實施例中控晶片的工作原理圖。圖3為本發明實施例的安裝位置示意圖。圖4為本發明實施例的攝像頭示意圖。圖5為本發明實施例的翻鬥式雨量傳感器工作原理圖。圖6A為本發明實施例的速度反饋標誌裝置結構示意圖。圖6B為本發明實施例的速度反饋標誌裝置效果示意圖。圖中的標記分別表示1、監控攝像頭(安裝位置)，2、雨量傳感器(安裝位置)，3、速度反饋標誌裝置(安裝位置)，4、彎道入口，5、行車方向，6、路基側，7、彎道，8、監控攝像頭， 9、翻鬥式雨量傳感器，10、LED顯示屏，11、測速雷達(安裝位置)，12、中控晶片(安裝位置)， 13、提示字符，14、速度反饋標誌裝置。下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明，需要說明的是，以下給出的實施例是實現本發明一個較佳實施例，但不受實施例的限制。
具體實施例方式參見圖I 圖6，本實施例給出一種彎道轉向車速安全狀態預警的速度反饋標誌系統的實現方法，在逆行車方向的彎道入口處前的道路路基側安裝監控攝像頭8、雨量傳感器9和速度反饋標誌裝置14組成的速度反饋標誌系統，其中，速度反饋標誌裝置14由中控晶片12，測速雷達11、LED顯示屏10和提示字符13組成。監控攝像頭8，雨量傳感器9和速度反饋標誌裝置14共用電路，線路相通傳遞脈衝信號。I)參數錄入將安裝此速度反饋標誌系統處的彎道路段的平曲線半徑、縱坡度、坡道長度和道路表面構造深度等道路結構指標信息錄入到中控晶片中，作為該速度反饋標誌系統的常量輸入參數。2)建立模型算法庫為研究各不同路段不同天氣條件下不同車型的入彎臨界安全車速，需要建立包括路面結構指標和降雨強度與路面水膜厚度、水膜厚度與路面附著係數、 路面附著係數與入彎臨界安全車速在內的模型算法庫，並將該算法庫錄入到中控晶片中以便系統在實時得到車型和雨量強度信息後計算出對應條件下的入彎臨界安全車速。3)安裝在彎道入口處前的監控攝像頭實時採集即將入彎車輛的動態圖像，並通過相關圖像識別技術快速識別出圖像中駛入車輛的車型信息，作為該系統實時輸入參數之一發送給中控晶片。
4)安裝在路基側監控攝像頭旁與監控攝像頭共用安裝電桿的雨量傳感器，實時將測量到的單位時間內的降雨量信息傳送給中控晶片，也作為該系統的實時輸入參數之一。5)中控晶片根據雨量傳感器採集到的降雨強度信息，依照算法庫中已錄入的降雨強度與道路結構參數和水膜厚度的關係，計算出在該彎道路面條件下的實時水膜厚度信息；再根據算法庫中水膜厚度與路面附著係數的關係，計算出該水膜厚度條件下的該路段的實時路面附著係數。6)中控晶片根據監控攝像頭採集到的車型信息及之前算出的路面實時附著係數， 根據算法庫中該種車型的路面附著係數和臨界入彎安全車速之間的關係，計算出該種車型在該彎道處在該種天氣條件下的實時入彎臨界安全車速。7)速度反饋標誌裝置中的內置測速雷達實時採集該入彎車輛的瞬時車速，並將該瞬時車速信息發送給中控晶片。8)中控晶片根據之前算得的該車型在該天氣條件下在該路段處的入彎臨界安全車速，對比測速雷達測得的該車輛入彎前實時瞬時車速，判別該車輛瞬時車速是否超過了系統計算得的入彎臨界安全車速，並將該信息發送至速度反饋標誌裝置中的LED顯示屏。9)速度反饋標誌裝置中的LED顯示屏根據收到的中控晶片信息，將該車輛的實時瞬時車速、系統算得的臨界安全車速和該車輛的車速狀態信息(超速與否或應採取何種速度控制對策)顯示在LED顯示屏上。10)上述步驟I)至步驟9)過程均在1-2秒內完成，保證在車輛通過速度反饋標誌裝置前將信息顯示在LED顯示屏上。11)車輛駕駛人根據速度反饋標誌裝置LED顯示屏上顯示的信息，了解自己的實時行車車速狀態，並在超速條件下在入彎前及時調整降低車速以穩定在臨界安全車速範圍內，從而防止車輛入彎後因車速過快或路面過滑而發生事故，降低車輛在駛入彎道處的安全隱患。
車型識別的基本原理為在監控場合，攝像頭大多是固定的，背景是很緩慢變化的，可以從圖像序列中逐漸取出自然背景。攝像機標定採用了針孔模型計算投影透視矩陣。 車道內通過車輛的跟蹤利用前後兩幀分割出的目標的相似度進行匹配，通過匹配可以準確地對流量進行計數，本發明採用了 Hausdorff距離匹配圖像。利用長寬信息和模型匹配，對車輛車型進行分類。初步將車輛分成客車、小轎車和貨車三大類。在本實施例中，監控攝像頭8選取1/2英寸CXD彩色監控攝像頭，雨量傳感器9選取翻鬥式雨量傳感器，速度反饋標誌裝置14中的測速雷達11選取為微波測速雷達，LED顯示屏10選取為全彩LED顯示屏。模型算法庫基本內容包括降雨強度和道路結構指標與水膜厚度的數學關係模型、水膜厚度與路面附著係數的數學關係模型、路面附著係數與入彎臨界安全車速的數學關係1 型。一)在降雨條件下 當彎道7路段坡面流穩定時，坡面水膜厚度與降雨強度、坡長、坡度和道路表面構造深度之間有如下數學關係(假定其關係為指數型)h = f(l, i,q, TD)式中，h :坡面水膜厚度(mm)；1^:坡長(111);i :坡度；q :降雨強度(mm/min)；TD :道路表面構造深度(mm)。建立穩態滾動輪胎有限元模型，並通過實驗採集數據進行回歸分析，可得到在該實驗條件下附著係數與水膜厚度、行駛瞬時車速的關係式
p' = f(v,h)式中為路面與輪胎的附著係數；V為測得的車輛瞬時車速(km/h)；h為水膜厚度。道路表面摩擦係數與附著係數的數學關係模型為
μ = /(φτ)式中，μ :道路表面摩擦係數。道路表面摩擦係數與入彎臨界安全車速的數學關係模型為F= μ N = ma根據統計分析，不同車輛車型在彎道處的事故形態並不完全相同，其中小轎車主要以側滑為主，而客車、貨車則因質量大、重心高，事故多以側翻為主。因此，將車型也作為入彎安全車速影響因素之一，由此得到入彎臨界安全車速與附著係數、車輛質量、彎道半徑及車型的數學關係模型V1 = f ( μ , m, R, S)式中，m :車輛質量(kg);
V1 :入彎臨界安全車速(km/h)；尺彎道半徑(111);S :車型信息(小轎車、客車、貨車等)。結合之前各數學關係模型，編程將上述數學模型錄入中控晶片，可以得出不同車型在不同天氣條件下在某一路段的實時臨界安全入彎車速。二)在非降雨條件下此天氣條件下路面摩擦係數μ可在設備安裝時通過相關試驗直接測得並編程錄入到中控晶片之中，並利用上述入彎臨界安全車速與附著係數的關係算出無降雨(即路面不溼滑)條件下的入彎臨界安全車速。3)安裝在彎道入口 4處前的監控攝像頭8實時採集即將入彎道7的車輛的動態圖像，並通過相關圖像識別技術快速識別出圖像中駛入車輛的車型信息，作為該系統實時輸入參數之一發送給中控晶片12。 在本實施例中，監控攝像頭8安裝在逆行車方向5彎道入口處4前150米處的路基側6，監測逆行車方向5在監控攝像頭8位置前方30-100米範圍內的車輛駛入信息。並根據編程建立的圖像識別處理技術，對監控畫面內駛入車輛提取輪廓信息，甄別駛入車輛車型。其車型甄別基本原理為在監控場合，攝像頭大多是固定的，背景是很緩慢變化的，可以從圖像序列中逐漸取出自然背景。攝像機標定採用了針孔模型計算投影透視矩陣。車道內通過車輛的跟蹤利用前後兩幀分割出的目標的相似度進行匹配，通過匹配可以準確地對流量進行計數，本實施例採用了 HausdorfT距離匹配圖像。利用長寬信息和模型匹配，可將車型信息進行分類。在模型匹配和車型識別中，需要從二維圖像恢復目標三維信息，同時將三維模型投影到圖像平面上去，因此必須計算三維空間到圖像平面的投影關係矩陣，即所謂的攝像機標定。本發明採用基於針孔模型的攝像機標定方法，其基本原理是利用給定的一組三維世界坐標中的控制點和這些控制點在圖像中的坐標，求解線性方程組，計算透視投影矩陣中的各個元素。本實施例將車輛類型大致分為小轎車、客車和貨車這三類。在應用時首先恢復車輛的三維信息，只計算長度和寬度。由於二維圖像平面上一點對應了攝像機坐標中不同深度的一系列點，所以在從圖像上一點恢復該點在世界坐標中信息的時候，要給定該點在世界坐標值中一個分量以減少不確定度，通常給出方向高度值。在計算了目標車輛對角線上兩點的世界坐標之後，可以得到車輛底盤形心在地面上的投影，該投影值就是車輛在世界坐標系中車輛相對於世界坐標系原點的平移。同時假定車輛只有順著車道來去的兩個運動方向，根據速度信息可以判斷車輛在地面上的角度。利用車輛本身的三維模型數據和車輛在地面上的角度值以及平移值，通過透視投影變換，就可以唯一地確定車輛在圖像平面上的投影。等車輛完全進入監視範圍之後，根據其長度和寬度，可以分為大小兩類。對於大車，假定其全部是客車或者是貨車；對於小車將普通轎車的三維模型投影到平面上，求出車輛邊緣到線框模型的平均距離(這也可以採用距離變換實現)，較小距離值對應的模型就是待識別車輛的種類。通常由於車輛底盤形心計算不準確，對同一種模型投影，需要採用三步搜索法在不同的位置求出相應的距離值，取其中的最小值作為該模型和車輛邊緣的吻合程度度量。由此，便可以將車型甄別為小轎車、客車和貨車三類，並將該甄別信息傳遞給中控晶片12。
4)安裝在路基側監控攝像頭8旁與監控攝像頭8共用安裝電桿的雨量傳感器9， 實時將測量到的單位時間內的降雨量信息傳送給中控晶片12，也作為該系統的實時輸入參
數之一。在本實施例中，雨量傳感器9選取為翻鬥式雨量傳感器，分辨力達到O. 5_，精度高，體積小，線性度好，傳輸距離長，抗幹擾能力強。翻鬥式雨量傳感器9安裝在逆行車方向 5彎道入口處4前路基側6上監控攝像頭安裝位置I處，與監控攝像頭8共用電桿，安裝在監控攝像頭8電桿距地面上方3-4米處。其基本工作原理為當一個鬥室接水時，其處於工作狀態，另一個鬥室處於接水等待狀態。當工作鬥室的積水容量達到預設值時，由於重力的作用便自己翻倒，翻鬥每反轉一次，便發出一個脈衝信號，根據統計單位時間內脈衝信號數即可實現對降雨量強度進行監測的目的。其監測到的單位時間內降雨量多少即為降雨強度，並將該信息實時傳遞給中控晶片12。在本實施例中，速度反饋標誌裝置14安裝在逆行車方向5彎道入口處4前100米處路基側6，中控晶片12安裝於其上。中控晶片12根據之前採集到的車輛車型信息及降雨強度信息，並根據預先錄入的模型算法庫中的各參數數學關係模型算法，計算出該種車型在當時天氣條件下在該路段的入彎臨界安全車速。此外，中控晶片12根據安裝在速度反饋標誌裝置14上的微波測速雷達11測量到的車輛瞬時車速，判定該瞬時車速是否超過系統計算得到的入彎臨界安全車速，並將判定結果信息傳遞給速度反饋標誌裝置14上的全彩 LED顯示屏10，將車速信息和駕駛人應採取的車速控制策略及時反饋並告知駕駛人。
5)中控晶片12根據雨量傳感器採集到的降雨強度信息，依照算法庫中已錄入的降雨強度與道路結構參數和水膜厚度的關係，計算出在該彎道路面條件下的實時水膜厚度信息；再根據算法庫中水膜厚度與路面附著係數的關係，計算出該水膜厚度條件下的該路段的實時路面附著係數。在本實施例中，根據中控晶片12判定的速度比較結果，全彩LED顯示屏10上會顯示不同的信息。全彩LED顯示屏10上顯示的內容包括「您的車速XX，安全車速XX，請您.XV』 (XX代表車速值和文字信息)。若駛入車輛的瞬時車速低於系統計算得的入彎臨界安全車速，則全彩LED顯示屏10上顯示的內容為「您的車速XX (綠色)，安全車速XX (黃色)，請您保持車速(綠色)」;若駛入車輛的瞬時車速等於或高於系統計算得入彎臨界安全車速但範圍不超過入彎臨界安全車速的50%，則全彩LED顯示屏10上顯示的內容為「您的車速XX (黃色)，安全車速XX (紅色)，請您減速行駛(黃色)」;若駛入車輛的瞬時車速等於或高於系統計算得入彎臨界安全車速且範圍超過入彎臨界安全車速的50%，則全彩LED顯示屏10上顯示的內容為「您的車速XX (紅色)，安全車速XX (紅色)，請您緊急減速(紅色)」。上述步驟從開始進行相關數據採集到最終在全彩LED顯示屏10上顯示結果信息的過程均在I秒左右時間完成，將信息及時快速的反饋給駕駛人，以保證駕駛人有足夠的時間來做出相應處理判斷，將超速駕駛所造成的安全隱患在車輛入彎前儘快消除，提高彎道7行車安全性，降低在彎道7處的事故發生率。
權利要求
1.一種彎道轉向車速安全狀態預警的速度反饋標誌系統的實現方法，其特徵在於，在逆行車方向的彎道入口處前的道路路基側安裝監控攝像頭、雨量傳感器和速度反饋標誌裝置組成的速度反饋標誌系統，其中，速度反饋標誌裝置中有中控晶片、測速雷達、LED顯示屏和提示字符；根據所駕車型、天氣條件和道路線形條件等，以警告駕駛人在進入彎道前將車速控制在適當的範圍內，以防止入彎後交通事故的發生，其實施步驟如下1)參數錄入將安裝該速度反饋標誌系統處的彎道路段的平曲線半徑、縱坡度、坡道長度和道路表面構造深度等道路結構指標信息錄入到中控晶片中，作為該速度反饋標誌系統的常量輸入參數；2)建立模型算法庫為研究各不同路段不同天氣條件下不同車型的入彎臨界安全車速，需要建立包括路面結構指標和降雨強度與路面水膜厚度、水膜厚度與路面附著係數、路面附著係數與入彎臨界安全車速在內的模型算法庫，並將該算法庫錄入到中控晶片中以便速度反饋標誌系統在實時得到車型和雨量強度信息後計算出對應條件下的入彎臨界安全車速；3)安裝在彎道入口處前的監控攝像頭實時採集即將入彎車輛的動態圖像，並通過相關圖像識別技術快速識別出圖像中駛入車輛的車型信息，作為該系統實時輸入參數之一發送給中控晶片；4)安裝在路基側監控攝像頭旁與監控攝像頭共用安裝電桿的雨量傳感器，實時將測量到的單位時間內的降雨量信息傳送給中控晶片，也作為該系統的實時輸入參數之一； 5)中控晶片根據雨量傳感器採集到的降雨強度信息，依照算法庫中已錄入的降雨強度與道路結構參數和水膜厚度的關係，計算出在該彎道路面條件下的實時水膜厚度信息；再根據算法庫中水膜厚度與路面附著係數的關係，計算出該水膜厚度條件下的該路段的實時路面附著係數；6)中控晶片根據監控攝像頭採集到的車型信息及之前算出的路面實時附著係數，根據算法庫中該種車型的路面附著係數和臨界入彎安全車速之間的關係，計算出該種車型在該彎道處在該種天氣條件下的實時入彎臨界安全車速；7)速度反饋標誌裝置中內置的測速雷達實時採集該入彎車輛的瞬時車速，並將該瞬時車速信息發送給中控晶片；8)中控晶片根據之前算得的該車型在該天氣條件下在該路段處的入彎臨界安全車速， 對比測速雷達測得的該車輛入彎前實時瞬時車速，判別該車輛瞬時車速是否超過了系統計算得的入彎臨界安全車速，並將該信息發送至速度反饋標誌裝置中的LED顯示屏；9)速度反饋標誌裝置中的LED顯示屏根據收到的中控晶片信息，將該車輛的實時瞬時車速、系統算得的臨界安全車速和該車輛的車速狀態信息，即超速與否或應採取何種速度控制對策顯示在LED顯示屏上；10)車輛駕駛人根據速度反饋標誌裝置LED顯示屏上顯示的信息，了解自己的實時行車車速狀態，並在超速條件下在入彎前及時調整降低車速以穩定在臨界安全車速範圍內， 從而防止車輛入彎後因車速過快或路面過滑而發生事故，降低車輛在駛入彎道處的安全隱患。
2.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述的監控攝像頭安裝在逆行車方向彎道入口處前100-200米處路基一側，監控逆行車方向在監控攝像頭安裝位置前30-100米區域範圍內入彎車輛的車型信息，並根據相應圖像採集技術甄別出車輛的車型信息，並傳遞給中控晶片。
3.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述的雨量傳感器安裝在路基一側，與監控攝像頭共用電桿，安裝在電桿上距地面3-4米處，實時監測降雨強度並將信息傳遞給中控
4.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述速度反饋標誌裝置安裝在逆行車方向路基一側距彎道入口處距離70-150米處，測量速度反饋標誌裝置前方10-200米範圍內入彎車輛的瞬時車速，並將信息傳遞給中控晶片。
5.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，中控晶片根據收集到的實時信息，依據系統自身算法計算出駛入彎道車輛車型在該彎道結構條件和天氣條件下的入彎臨界安全車速， 並將信息及時發送至LED顯示屏顯示並反饋給駕駛人以便於其及早進行車速修正，保證入彎安全車速以減少事故發生的可能性。
全文摘要
本發明公開了一種彎道轉向車速安全狀態預警的速度反饋標誌實現方法，在逆行車方向的彎道入口處前的道路路基側安裝監控攝像頭、雨量傳感器和速度反饋標誌裝置組成的速度反饋標誌系統，其中，速度反饋標誌裝置中有中控晶片、測速雷達、LED顯示屏和提示字符；根據所駕車型、天氣條件和道路線形條件等，以警告駕駛人在進入彎道前將車速控制在適當的範圍內，以防止入彎後交通事故的發生，可針對不同天氣條件下所引起的道路附著係數變化和不同彎道路段實時提示不同車型對應的入彎臨界安全車速，並將車速信息與行駛狀態在車輛入彎前及時反饋回駕駛人，以保證駕駛人有足夠的時間進行車速調整，提高道路運營安全性。
文檔編號G08G1/16GK102723001SQ20121018900
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月8日 優先權日2012年6月8日
發明者周維新, 張淼, 揚煒, 李春明, 袁望方, 陳濤, 魏朗 申請人:長安大學