本發(fā)明屬于交通安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有駕駛習慣識別的換道預警系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

我國每年因道路交通安全事故傷亡人數(shù)超過20萬人，交通事故總量巨大、死亡率高、惡性事故多發(fā)，造成了巨大的損失。

據(jù)統(tǒng)計資料顯示，換道失誤是運行車輛發(fā)生事故的重要原因。運行車輛面對的各種類型的公路交通環(huán)境復雜，對駕駛員的駕駛技能要求較高，而變化車道時出現(xiàn)失誤極易造成交通事故。

目前的換道預警系統(tǒng)都是一套成型的統(tǒng)一的規(guī)則，并未對駕駛員本身進行研究，不同人對風險的承受能力不同，會有不同的駕駛習慣和駕駛方式，應(yīng)對應(yīng)不同的預警規(guī)則。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有駕駛習慣識別的換道預警系統(tǒng)及方法，能夠形成一種識別率高的基于駕駛員駕駛習慣的換道預警系統(tǒng)，在車輛換道處于異常行駛狀態(tài)時進行及時的提示，避免車輛進入危險行駛狀態(tài)，從而保證車輛的行駛安全。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。

技術(shù)方案一：

一種具有駕駛習慣識別的換道預警系統(tǒng)，所述換道預警系統(tǒng)包括：單片機，前毫米波雷達，后毫米波雷達，數(shù)據(jù)采集器以及紅色信號燈和綠色信號燈；

所述單片機上設(shè)置有第一信號輸入端、第二信號輸入端、第三信號輸入端以及一個信號輸出端；

所述前毫米波雷達的信號輸出端與單片機的第一信號輸入端電連接，所述后毫米波雷達的信號輸出端與單片機的第二信號輸入端電連接，所述數(shù)據(jù)采集器的信號輸入端與自車的can總線電連接，所述數(shù)據(jù)采集器的信號輸出端與單片機的第三信號輸入端電連接，所述單片機的信號輸出端分別與所述紅色信號燈的信號輸入端和所述綠色信號燈的信號輸入端電連接。

本發(fā)明技術(shù)方案一的特點和進一步的改進為：

(1)所述單片機安裝于自車儀表盤下方內(nèi)部；

所述前毫米波雷達固定安裝于自車前保險杠中心；

所述后毫米波雷達固定安裝于自車后保險杠中心；

所述數(shù)據(jù)采集器安裝于自車儀表盤下方內(nèi)部。

(2)所述單片機采用mc9s12xs256型單片機；

所述數(shù)據(jù)采集器采用can2.0a協(xié)議的采集器。

(3)所述前毫米波雷達，用于采集自車與前車之間的相對距離，并將自車與前車之間的相對距離發(fā)送給單片機；

所述后毫米波雷達，用于采集自車與后車之間的相對距離和相對速度，并將自車與后車之間的相對距離和相對速度發(fā)送給單片機；

所述數(shù)據(jù)采集器，用于采集自車的速度和轉(zhuǎn)向燈信號，并將自車的速度和轉(zhuǎn)向燈信號發(fā)送給單片機；

所述單片機，用于根據(jù)自車與前車之間的相對距離和自車的速度確定自車的跟車時距值；

所述單片機，還用于當自車進行換道時，根據(jù)自車與后車之間的相對距離、相對速度、自車的速度以及自車的跟車時距值，確定換道安全性為危險或者安全；

所述綠色信號燈，用于當單片機確定換道安全性為安全時，指示自車駕駛員換道安全；

所述紅色信號燈，用于當單片機確定換道安全性為危險時，指示自車駕駛員換道危險。

技術(shù)方案二：

一種具有駕駛習慣識別的換道預警方法，所述方法包括如下步驟：

步驟1，獲取預設(shè)時間段內(nèi)自車與前車之間的相對距離、自車的速度，并根據(jù)所述預設(shè)時間段內(nèi)自車與前車之間的相對距離、自車的速度，計算自車的多個跟車時距值；

步驟2，根據(jù)自車的多個跟車時距值，計算自車的綜合跟車評價參數(shù)；

步驟3，根據(jù)自車的綜合跟車評價參數(shù)，確定自車的跟車等級閾值；

步驟4，當自車進行換道時，獲取自車與后車之間的相對距離、自車與后車之間的相對速度、自車的速度；

步驟5，根據(jù)自車與后車之間的相對距離、自車與后車之間的相對速度、自車的速度以及自車的跟車等級閾值，確定自車與后車之間的換道安全距離；

步驟6，在自車進行換道過程中，當自車與后車之間的相對距離大于或者等于自車與后車之間的換道安全距離時，確定自車換道安全；當自車與后車之間的相對距離小于自車與后車之間的換道安全距離時，確定自車換道危險，對自車駕駛員進行預警。

本發(fā)明技術(shù)方案二的特點和進一步的改進為：

(1)步驟1中具體包括如下子步驟：

(1a)在預設(shè)時間段內(nèi)，設(shè)置以單位時間長度為間隔的多個采樣時刻，獲取每個采樣時刻自車與前車之間的相對距離、自車的速度；

(1b)在每個采樣時刻，將自車與前車之間的相對距離除以自車的速度，得到每個采樣時刻自車的跟車時距值。

(2)步驟2中具體包括如下子步驟：

(2a)設(shè)置第一跟車時距閾值、第二跟車時距閾值、第三跟車時距閾值，且第一跟車時距閾值>第二跟車時距閾值>第三跟車時距閾值；并設(shè)置第一跟車時距閾值權(quán)系數(shù)，第二跟車時距閾值權(quán)系數(shù)，第三跟車時距閾值權(quán)系數(shù)，且第一跟車時距閾值權(quán)系數(shù)<第二跟車時距閾值權(quán)系數(shù)<第三跟車時距閾值權(quán)系數(shù)；

(2b)設(shè)置第一時間長度、第二時間長度、第三時間長度；

根據(jù)所有采樣時刻自車的跟車時距值，統(tǒng)計自車的跟車時距值大于第二跟車時距閾值且小于第一跟車時距閾值的采樣時刻的個數(shù)，記為第一個數(shù)，并將第一個數(shù)與單位時間長度相乘得到第一時間長度；

統(tǒng)計自車的跟車時距值大于第三跟車時距閾值且小于第二跟車時距閾值的采樣時刻的個數(shù)，記為第二個數(shù)，并將第二個數(shù)與單位時間長度相乘得到第二時間長度；

統(tǒng)計自車的跟車時距值小于第三跟車時距閾值的采樣時刻的個數(shù)，記為第三個數(shù)，并將第三個數(shù)與單位時間長度相乘得到第三時間長度；

(2c)計算得到自車的跟車評價參數(shù)為：第一跟車時距閾值權(quán)系數(shù)×第一時間長度+第二跟車時距閾值權(quán)系數(shù)×第二時間長度+第三跟車時距閾值權(quán)系數(shù)×第三時間長度。

(3)步驟3中具體包括如下子步驟：

(3a)設(shè)置第一跟車評價參數(shù)、第二跟車評價參數(shù)、第三跟車評價參數(shù)、第四跟車評價參數(shù)；且第一跟車評價參數(shù)>第二跟車評價參數(shù)>第三跟車評價參數(shù)>第四跟車評價參數(shù)；

(3b)若所述自車的綜合跟車評價參數(shù)大于所述第一跟車評價參數(shù)，則確定自車的跟車等級閾值l為0.6秒；

若所述自車的綜合跟車評價參數(shù)小于所述第一跟車評價參數(shù)且大于所述第二跟車評價參數(shù)，則確定自車的跟車等級閾值l為0.7秒；

若所述自車的綜合跟車評價參數(shù)小于所述第二跟車評價參數(shù)且大于所述第三跟車評價參數(shù)，則確定自車的跟車等級閾值l為0.8秒；

若所述自車的綜合跟車評價參數(shù)小于所述第三跟車評價參數(shù)且大于所述第四跟車評價參數(shù)，則確定自車的跟車等級閾值l為0.9秒；

若所述自車的綜合跟車評價參數(shù)小于所述第四跟車評價參數(shù)，則確定自車的跟車等級閾值l為1秒。

(4)根據(jù)轉(zhuǎn)向燈信號確定自車開始進行換道，步驟5中具體包括如下子步驟：

(5a)在自車進行換道過程中，自車與后車之間的換道安全距離滿足如下兩個條件：

(a)自車與后車之間的第一實時相對距離d1大于零；

其中，d1＝d0+vr×t；d0為換道開始時自車與后車之間的相對距離，vr為自車與后車之間的相對速度，t為從換道開始時刻到當前時刻的時間差；

(b)自車與后車之間的第二實時相對距離d2大于自車駕駛員認為的安全距離；

其中，自車駕駛員認為的安全距離d2＝v×l；v為自車的速度，l為自車的跟車等級閾值；

(5b)確定自車與后車之間的換道安全距離d＝d1+d2。

本發(fā)明針對行駛車輛現(xiàn)有安全設(shè)備普及率不高、行駛環(huán)境復雜、駕駛員注意力不集中以及一旦產(chǎn)生意外后果十分嚴重等特點，在車上安裝毫米波雷達、數(shù)據(jù)采集器等設(shè)備收集數(shù)據(jù)，獲得車輛運行過程中的換道數(shù)據(jù)，判斷每個駕駛者的駕駛習慣，形成了一套具有駕駛習慣

識別的換道預警系統(tǒng)，從而在實際情況中駕駛員換道駕駛出現(xiàn)異常狀

態(tài)時，進行合理的提醒，避免引發(fā)較大的車輛事故。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種具有駕駛習慣識別的換道預警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種具有駕駛習慣識別的換道預警方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例提供一種具有駕駛習慣識別的換道預警系統(tǒng)，如圖1所示，包括：單片機，用于測量車輛與周圍車輛相對距離、相對速度、相對角度的毫米波雷達，與自身車輛總線連接的數(shù)據(jù)采集器，以及進行預警的紅色信號燈與綠色信號燈。

所述單片機的對應(yīng)i/o輸入端分別連接所述毫秒波雷達的信號輸出端、數(shù)據(jù)采集器的信號輸出端。

所述毫米波雷達包含前毫米波雷達和后毫米波雷達。

所用毫秒波雷達型號為德爾福esr，該毫米波雷達安裝在運行車輛的前、后保險杠處，用于采集車輛與周圍車輛的相對距離、相對角度、相對速度，以此識別運行車輛的周圍情況。

所述毫秒波雷達終端電連接于單片機，通過信號線將以上參數(shù)信號發(fā)送至單片機中。

毫米波雷達能夠?qū)崿F(xiàn)對多個目標的同時追蹤，在目標被部分遮擋的情況下依然具有良好的追蹤效果，這為間接分析車輛的換道行為特性提供了支持。只有在目標被完全遮擋情況下才會出現(xiàn)目標丟失，對于這種數(shù)據(jù)做舍棄處理，但總體數(shù)量較少。

單片機采用mc9s12xs256型單片機，單片機安裝于運行車輛儀表盤下方內(nèi)部，用于處理毫米波雷達及數(shù)據(jù)采集器收集到的信息。

數(shù)據(jù)采集器為can2.0a協(xié)議的采集器，安裝于車輛與運行車輛儀表盤下方內(nèi)部，實時采集自身車輛運行過程中的車速及運行狀態(tài)等。

一個指示安全的綠色led信號燈和一個指示不安全的紅色led信號燈，分別固定在運行車輛儀表盤上方。

本發(fā)明實施例還提供一種具有駕駛習慣識別的換道預警方法，基于車輛監(jiān)測到的數(shù)據(jù)總結(jié)出每位駕駛者運行車輛換道特性為基礎(chǔ)，形成一套基于駕駛員駕駛習慣的換道預警模型，如圖2所示，所述方法包括如下步驟：

(1)駕駛員跟車特性確定

系統(tǒng)啟動后，車載前毫米波雷達不斷監(jiān)測駕駛?cè)说母嚲嚯x數(shù)據(jù)，并結(jié)合自車車速計算跟車時距值。將駕駛員跟車特性劃分為5個等級閾值，分別為0.6s、0.7s、0.8s、0.9s、1.0s，每個駕駛員確定具體跟車等級閾值l的方法如下：

系統(tǒng)啟動后，在單位長度(可根據(jù)實際情況進行設(shè)置，示例性的，可以設(shè)置單位長度為1秒)的時間內(nèi)，以預設(shè)時間段30分鐘為例，對該名駕駛員的跟車數(shù)據(jù)進行分布統(tǒng)計，分別計算跟車時距小于第一跟車時距閾值1.5s且大于第二跟車時距閾值的第一時間長度t1、跟車時距小于第二跟車時距閾值1.0s且大于第三跟車時距閾值0.6s的第二時間長度t2，以及跟車時距小于第三跟車時距閾值0.6s的第三時間長度t3；并由t1、t2、t3計算自車的綜合跟車評價參數(shù)k，其中，k的計算公式如下：k＝t1×2+t2×4+t3×8；其中，2為第一跟車時距閾值權(quán)系數(shù)，4為第二跟車時距閾值權(quán)系數(shù)，5為第三跟車時距閾值權(quán)系數(shù)。

如果計算得到的k大于等于第一跟車評價參數(shù)4000，則該駕駛員的跟車等級閾值l為0.6s。

如果計算得到的k大于等于第二跟車評價參數(shù)3000且小于第一跟車評價參數(shù)4000，則該駕駛員的跟車等級閾值l為0.7s。

如果計算得到的k大于等于第三跟車評價參數(shù)2000且小于第二跟車評價參數(shù)3000，則該駕駛員的跟車等級閾值l為0.8s。

如果計算得到的k大于等于第四跟車評價參數(shù)1000且小于第三跟車評價參數(shù)2000，則該駕駛員的跟車等級閾值l為0.9s。

如果計算得到的k小于第四跟車評價參數(shù)1000，則該駕駛員的跟車等級閾值l為1.0s。

(2)換道安全距離確定

換道預警系統(tǒng)針對目標車道后方車輛，我國采用右側(cè)通行的規(guī)定，左側(cè)車道上的行車速度通常較高，而且換道時目標車道前方車輛的速度一般大于運行車輛。換道過程中，避免碰撞要滿足兩個條件：

a、保證整個換道過程中車輛一直在目標車道后方車輛的前面；

b、保證兩車之間的安全距離。

要滿足條件a，即自車與目標車輛之間的距離d1在換道過程中一直大于0。

d1＝d0+vr×t

其中，d0為換道開始時刻自車與目標車輛的距離，vr為兩車間的相對速度，當自車的速度大于目標車輛速度時，vr大于0，反之小于0。t為從換道開始時刻開始的時間值。

要滿足條件b，由于每個駕駛員判斷的安全距離不一樣，為實現(xiàn)符合駕駛員習慣的換道預警風格，將步驟(1)中確定的跟車行為特性等級閾值l引入，結(jié)合自車速度計算條件b所對應(yīng)的距離d2：

d2＝v×l

其中，v是自車行駛速度，l是步驟(1)中確定的跟車行為特性等級，對每個駕駛員，l可取為0.6s、0.7s、0.8s、0.9s、1.0s中的某一個。

(3)換道安全性分析

確定自車與后車之間的換道安全距離d，且d＝d1+d2。換道過程中，車載后毫米波雷達不斷的監(jiān)測自車與目標車輛后方車輛的距離，當距離小于d時，換道安全性分析結(jié)果為危險，此時將對駕駛員發(fā)出預警信號。如果距離大于等于d，則換道過程為安全，此時不需要對駕駛員發(fā)出預警信號。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實現(xiàn)上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲于計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括：rom、ram、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。