[发明专利]车-路-人协同的高速公路行车安全智能预警系统及方法

说明书

本发明公开了一种车‑路‑人协同的高速公路行车安全智能预警系统及方法，系统由带LTE‑V直通模块和定位系统的反光衣、路侧LTE‑V通信设备、路侧视频监视系统、车载LTE‑V通信设备、车载毫米波雷达、车辆运动状态感知模块和车载安全预警模块组成。本发明可为高速公路上的行车安全提供保护措施和设备，可对检测到的危险源进行远距离预警和近距离驾驶行为干预，减少高速公路上行驶车辆与作业人员以及违规上路人员的碰撞概率。

技术领域

本发明属于主动安全技术，涉及一种智能交通系统中的协同行车安全预警技术，特别涉及一种车-路-人协同的高速公路行车安全智能预警系统及方法。

背景技术

车辆在高速公路上行驶时，其速度一般都介于80km/h-120km/h之间，部分车辆还会出现超速或者严重超速行驶的现象。如果驾驶人出现疲劳驾驶、视距受限、分心、开小差等状况，将难以有效地发现前方高速公路上的作业人员以及违规翻越护栏或横穿中央隔离带的行人，极易造成严重的交通事故；另一方面，驾驶人即便能够发现上述潜在危险，但由于人眼感知范围有限，无法提前远距离感知并从容地减速，只能采取紧急制动或者避让措施，这样不仅降低了车辆行驶的舒适性，且增加了燃油消耗和污染排放，特殊情况下还易引起车辆侧滑，甚至侧翻等交通事故。因此，对高速公路上的作业人员、违规翻越护栏以及横穿中央隔离带的行人进行有效的远距离检测，及时对驾驶人进行安全预警并对驾驶行为进行引导，以确保高速公路上的作业人员、违规上路行人及行驶车辆的安全，实现安全和舒适驾驶。

目前针对行人主动防碰撞技术的研究，主要是基于车载和路侧视觉检测行人的手段，通过相关预警和主动安全控制方法，以达到减小行人和车辆碰撞事故发生概率的目的。由于该类方法尚没有结合远距离无线通信技术进行主动安全预警和驾驶行为引导，且在高速公路上视频监控和路侧通信设备布点稀疏，因而现有的技术很难提前并准确地远距离检测高速公路上的作业人员、违规翻越护栏以及横穿中央隔离带的行人，不能有效地避免该类人员伤亡等交通事故的发生。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于，提供一种基于车-路-人协同的高速公路行车安全智能预警系统及方法，其考虑到目前高速公路上路侧通信设备和视频监控设备非全区域覆盖的问题，解决了高速公路上作业人员以及违规翻越护栏或横穿中央隔离带行人的主动安全防护问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于车-路-人协同的高速公路行车安全智能预警系统，包括反光衣、路侧设备、车载LTE-V通信模块、车辆运动状态感知模块、车载毫米波雷达和车载安全预警模块，其中车载LTE-V通信模块、车辆运动状态感知模块、车载毫米波雷达均与车载安全预警模块连接；

反光衣穿在高速公路作业人员身上，反光衣用于获取高速公路作业人员的位置信息和速度信息，并将信息传输给车载LTE-V通信模块，车载LTE-V通信模块将所述信息传输给车载安全预警模块；

路侧设备用于获取高速公路作业人员和违规上路行人的位置信息和速度信息，并将信息传输给车载LTE-V通信模块，车载LTE-V通信模块将所述信息传输给车载安全预警模块；

车辆运动状态感知模块用于获取车辆的位置信息和速度信息，以及车辆的运动状态和驾驶行为信息，并将信息传输给车载安全预警模块；

车载毫米波雷达用于获取行驶车辆前方设定范围内的高速公路作业人员或者违规上路行人的相对位置信息，并将上述信息发送给车载安全预警模块；

车载安全预警模块根据接收到的信息计算行驶车辆与高速公路上作业人员或违规上路行人的距离S，当S小于设定值时，对驾驶行为进行预警。

具体地，所述安全预警模块包括基于视频的行人位置和速度估计模块、基于数据的行人位置和速度估计模块、车辆位置和速度估计模块、期望驾驶速度生成模块和预警模块；其中，