[发明专利]路基的车辆行驶异常行为多传感融合探测系统与控制方法

说明书

本发明公开了一种路基的车辆行驶异常行为多传感融合探测系统与控制方法，属于道路交通安全检测与控制领域。该系统包括从上至下设置的图像探测模块、红外探测模块、光电探测模块、固定缓冲模块和处理器。本发明综合利用图像、红外以及光电形成三级探测网络，通过复合探测方式，在机动车行进过程中，当检测到由于人为或系统故障导致的行为异常，可以预警车辆纠正异常行为、甚至是紧急情况下控制车辆制动系统，使机动车辆减速或停车，减少人员伤亡和损失。

技术领域

本发明涉及一种路基的车辆行驶异常行为多传感融合探测系统与控制方法，属于道路交通安全检测与控制领域。

背景技术

物联网技术在几年内快速发展，而车联网成了一种典型的物联网模式。在车联网系统中，车辆节点通过实时通信与路边检测单元进行实时通信，获取关于道路交通信息、车辆运行状态、道路路面情况等，这些信息可以帮助驾驶员或无人驾驶系统做出高效正确的行车决定。此外，路边检测单元在检测到车辆出现异常驾驶情况时，以最高权限干预车辆行为，控制车辆纠正异常行为、减速或停车。

由于机动车在急转弯公路、桥梁、山边公路存在车速较快或行驶难度较大等因素，稍有差错就容易发生重大交通事故，导致车毁人亡。统计资料显示，仅机动车在道路上的异常行为，成为继超速行驶、疲劳驾驶之后引发道路交通事故的另一个主要因素。而目前主要是借助于安装在道路上的机动车超速违章检测记录设备，对违章机动车进行抓拍和处罚。近几十年来，随着计算机软硬件、图像处理、通信传输等技术设备的不断更新发展，使得视频图像监控手段成为道路违章检测的热门途径。而配合红外和光电探测具有更高的探测精度和抗干扰能力。

从实际使用的情况来看，我国现有的交通视频监控装置还处于较低的智能化水平上，道路违章事件的检测仍局限于闯红灯、超速行驶、违章停车等简单事件上。然而实际交通环境下，车辆交通行为的随机性，使得不可能事先获得场景中所有可能发生的事件信息。对于车辆其它异常行为，如违章变道、蛇形行驶、不按规定车道行驶等对于道路交通安全有着危害的行为，现有的交通视频监控系统还不能识别，同时缺少必要的监测和行为规范设备，这些异常行为已经成为快速路交通安全的重大隐患。

新闻曾报道过有人驾驶车辆在行驶过程中，驾驶员饮酒、兴奋剂或者其他恶意撞向桥梁栏杆等异常驾驶行为，以及乘客干扰驾驶员的异常驾驶行为；无人驾驶车辆未来会大力发展，基于环境感知与智能决策的无人驾驶车辆在服役全过程中，不可避免地存在复杂环境中传感器感知异常、通信异常、控制器决策异常或者传感器及其控制器老化等多种因素，即使可靠性再高、再稳定，也存在驾驶控制失效的可能性；一旦环境感知或者决策控制失效，无人驾驶汽车容易发生事故，并造成经济损失，严重时导致车辆失控，造成人员伤亡。

本发明是基于以下问题进行研究的：（1）车辆在桥梁、山间、急转弯公路等路段行驶，驾驶风险较高，易出现因驾驶员操作不当而产生的交通事故，危及人身安全；同时，在急转弯、道路叉口、环岛等复杂路段需安全保护设施；（2）当车辆因无人驾驶系统故障或人为操作出现行驶异常，如违章变道、蛇形行驶、异常转向等，需要及时提出警告，或制止车辆异常行为，以免造成更严重的后果；（3）当前监测道路系统，探测范围较小、密度低，无法模块化安装更换；探测精度差，无法精准检测车辆行驶姿态；信息传输滞后，对道路突发情况无法提供实时报警和干预。

发明内容

本发明旨在提供一种路基的车辆行驶异常行为多传感融合探测系统与控制方法，包含图像识别、红外传感及光电传感的多传感融合的探测结构，独立于车辆之外、设置于路边（路基）桥梁栏杆、急转弯警示牌、隧道入口等位置，利用车联网技术与车辆进行通信，用于对车辆异常行驶、撞向路边异常行为的识别与预警。解决了现有的机动车辆检测措施不足，无法达到根据机动车辆的异常行为情况来进行智能综合判断，由于人为操作、系统故障或意外事件，从而给车内人员生命财产安全造成威胁的问题。同时，在急转弯、道路叉口、环岛等复杂路段，可提供警示信号和安全保护行为。在阴天或夜间，摄像头及光电传感器可进行环境自适应调节，随外界天气及光照强度变化自动调节探测模式和阈值，而红外传感器受环境因素影响较小，可弥补系统不足，提高抗干扰能力和鲁棒性。