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CN114023109B - 一种用于移动罐车防追尾的预警系统 - Google Patents

一种用于移动罐车防追尾的预警系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于移动罐车防追尾的预警系统，该系统包括：摄像头、小型视频显示器、后置测距雷达、测速模块、危险预警模块、驾驶员触感提醒模块、车牌提取模块、车牌跟踪模块及非机动车流量预测模块。有益效果：本发明通过视频监测与远、近距离测距相结合，实时监测后方、侧后方来车辆，并提供及时视频和信号预警，且对道路上的车辆情况进行区分处理，则会大大的降低防追尾的可能。

Description

一种用于移动罐车防追尾的预警系统
技术领域
本发明涉及移动罐车技术领域，具体来说，涉及一种用于移动罐车防追尾的预警系统。
背景技术
我国的工业液化品运输主要依靠铁路运输和公路运输，中短途运输几乎都依靠汽车槽罐车完成。汽车罐车中短途转运的液化品主要有液化石油气、液氧、液氮、液氯、三氯氢硅、液氨、液化天然气、丙烯等，大多是易燃易爆或有毒物质，运输设备安全、运输过程安全至关重要。危化品公路运输的槽罐车通常车长、视觉盲区大，且由于车速一般较其他车辆慢，一旦发生追尾事故，容易发生燃烧、爆炸和危化品泄漏，车辆、人员、环境通常会受到极大威胁。现有技术中的移动槽罐车通常采用震动传感器、后摄像头和深度相机与中控监控平台连接来预防后面车辆的追尾事故发生。
但现有技术还存在以下问题：
现有技术只是对移动槽罐车后面车辆进行检测，即将移动槽罐车后面车辆当作相同属性的车辆，但在实际情况下，每个人的车辆驾驶习惯不同，且公路上还存在随意性比较大的非机动车辆，若不对上述情况进行区分处理，则会大大的降低防追尾的效果。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种用于移动罐车防追尾的预警系统，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种用于移动罐车防追尾的预警系统，该系统包括：
摄像头、小型视频显示器、后置测距雷达、测速模块、危险预警模块、驾驶员触感提醒模块、车牌提取模块、车牌跟踪模块及非机动车流量预测模块；
其中，所述摄像头，用于及时捕捉后方及侧方来车，并对后方移动目标捕捉跟踪；
所述小型视频显示器，用于设置在驾驶室，并显示摄像头捕捉的移动目标；
所述后置测距雷达，用于实时测量移动罐车与后方移动目标的距离；
所述测速模块，用于通过算法测得后方移动目标的速度，并及时提醒驾乘人员是否有追尾风险；
所述危险预警模块，用于当后方移动目标与移动罐车之间的距离达到危险值时，发出强烈预警；
所述驾驶员触感提醒模块，用于当后方移动目标对移动罐车进行超车时，通过触感的方式提醒驾驶员有移动目标超车；
所述车牌提取模块，用于对后方移动目标的车牌进行提取；
所述车牌跟踪模块，用于对有异常驾驶行为的移动目标的车牌进行跟踪，且及时将该移动目标显示在小型视频显示器内的相应位置；
所述非机动车流量预测模块，用于预测每天各个时段非机动车的流量，并根据该流量选择合适时段进行移动罐车的运输。
进一步的，所述摄像头的数量至少为三个。
进一步的，所述后置测距雷达为红外测距雷达或超声波测距雷达。
进一步的，所述测速模块通过算法测得后方移动目标的速度时，通过雷达测速仪测量后方移动目标的初步车速，将初步车速与移动罐车的车速进行相减得到差值，若该差值为正数，则后方移动目标与移动罐车之间的距离缩短，并计算单位时间内车辆之间距离缩短的第一数值，并将该数值与后置测距雷达测得的距离缩短的第二数值相比较，修正后方移动目标的初步车速至实际测速；
若该差值为负数，则后方移动目标与移动罐车之间的距离拉长，并计算单位时间内车辆之间距离拉长的第三数值，并将该数值与后置测距雷达测得的距离拉长的第四数值相比较，修正后方移动目标的初步车速至实际测速。
进一步的，所述当后方移动目标与移动罐车之间的距离里达到危险值时，若为移动罐车高速行驶环境，则后方移动目标与移动罐车之间的距离低于米时，发出强烈预警；
若移动罐车为低速行驶环境，则后方移动目标与移动罐车之间的距离低于米时，发出强烈预警；
若移动罐车为候车状态，则后方移动目标与移动罐车之间的距离低于米时，发出强烈预警；
所述移动罐车的状态通过预先设定的速度阈值判断。
进一步的，所述发出强烈预警时包括预警语音警告、预警颜色警告及预警铃声。
进一步的，所述当后方移动目标对移动罐车进行超车时，若移动罐车在直线行驶中，则移动罐车方向盘同侧的X轴线性马达发出低档位振动提醒驾驶员；若移动罐车在转向行驶时，则移动罐车同侧的后视镜中的LED灯发出低档位闪烁提醒驾驶员。
进一步的，所述车牌提取模块包括预处理模块、车牌轮廓提取模块及差运算模块；
所述预处理模块，用于将摄像头捕捉的后方移动目标图的非车牌部分进行排除，并使车牌轮廓由连续的单像素点连接，并进行轮廓跟踪；
所述车牌轮廓提取模块，用于构造圆形模板沿车牌轮廓边缘移动，并计算每个轮廓点位置处圆形模板内车牌目标区域面积所占比例，若比例低于第一阈值则记为凸点，若比例高于第二阀值则记为凹点，若相邻的两个凸点之间存在凹点，且两凸点直线距离小于第三阈值，则两个凸点连接，并最终获得车牌轮廓边缘框；
所述差运算模块，用于将车牌轮廓边缘框的填充的二值图与摄像头捕捉的后方移动目标图的二值图进行差运算，得到最终车牌轮廓图。
进一步的，所述车牌跟踪模块，用于对有异常驾驶行为的移动目标的车牌进行跟踪，且及时将该移动目标显示在小型视频显示器内的相应位置时，确定异常驾驶行为的移动目标的特写画面在总画面中的位置，并计算特写画面与总画面的面积比值，若该面积比值小于预设阈值时，放大特写画面，若该面积比值小于预设阈值时，缩小特写画面；
其中，若有异常驾驶行为的移动目标超车时，且移动罐车直线行驶，则移动罐车方向盘同侧的X轴线性马达发出高档位振动提醒驾驶员，若移动罐车在转向行驶时，则移动罐车同侧的后视镜中的LED灯发生高档位闪烁提醒驾驶员。
进一步的，所述非机动车流量预测模块，用于预测每天各个时段非机动车的流量，并根据该流量选择合适时段进行移动罐车的运输时，首先获取移动罐车行车路段的历史非机动车辆流量数据，并根据该历史非机动车辆流量数据确定移动罐车出行时间序列，根据出行时间序列拟合自回归滑动平均ARMA模型，并根据ARMA模型对未来设定时间段内当前移动罐车行车路段非机动车辆的流量进行预测，同时移动罐车根据该预测选择非机动车辆流量较低的时间段出行。
本发明的有益效果为：本发明能够大大降低因移动槽罐车盲区大、车速较慢而发生追尾事故的发生，大大降低了槽罐车对车辆、人员、环境的威胁，并在移动槽罐车不同的行驶状态，使用不同的报警标准，降低了误报警的几率；且本发明可以及时检测出道路行驶时的异常车辆，并对异常车辆进行跟踪锁定，降低了异常车辆对移动槽罐车的威胁，且通过对非机动车辆的流量预测，可降低移动槽罐车运输时的路段中非机动车辆的流量，降低非机动车辆对移动槽罐车的影响，从而对道路上的车辆情况进行区分处理，则会大大的降低防追尾的可能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
图1是根据本发明实施例的一种用于移动罐车防追尾的预警系统的结构框图。
图中：
1、摄像头；2、小型视频显示器；3、后置测距雷达；4、测速模块；5、危险预警模块；6、驾驶员触感提醒模块；7、车牌提取模块；701、预处理模块；702、车牌轮廓提取模块；703、差运算模块；8、车牌跟踪模块；9、非机动车流量预测模块。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种用于移动罐车防追尾的预警系统。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1所示，根据本发明实施例的用于移动罐车防追尾的预警系统，一种用于移动罐车防追尾的预警系统，该系统包括：摄像头1、小型视频显示器2、后置测距雷达3、测速模块4、危险预警模块5、驾驶员触感提醒模块6、车牌提取模块7、车牌跟踪模块8及非机动车流量预测模块9；
其中，所述摄像头1，用于及时捕捉后方及侧方来车，并对后方移动目标捕捉跟踪；所述摄像头1的数量至少为三个。
所述小型视频显示器2，用于设置在驾驶室，并显示摄像头1捕捉的移动目标；
所述后置测距雷达3，用于实时测量移动罐车与后方移动目标的距离；所述后置测距雷达3为红外测距雷达或超声波测距雷达(一般红外居多)。
所述测速模块4，用于通过算法测得后方移动目标的速度，并及时提醒驾乘人员是否有追尾风险；
所述测速模块4通过算法测得后方移动目标的速度时，通过雷达测速仪测量后方移动目标的初步车速，将初步车速与移动罐车的车速进行相减得到差值，若该差值为正数，则后方移动目标与移动罐车之间的距离缩短，并计算单位时间内车辆之间距离缩短的第一数值，并将该数值与后置测距雷达3测得的距离缩短的第二数值相比较，修正后方移动目标的初步车速至实际测速；
若该差值为负数，则后方移动目标与移动罐车之间的距离拉长，并计算单位时间内车辆之间距离拉长的第三数值，并将该数值与后置测距雷达3测得的距离拉长的第四数值相比较，修正后方移动目标的初步车速至实际测速。
所述危险预警模块5，用于当后方移动目标与移动罐车之间的距离达到危险值时，发出强烈预警；
所述当后方移动目标与移动罐车之间的距离里达到危险值时，若为移动罐车高速行驶环境，则后方移动目标与移动罐车之间的距离低于30米时，发出强烈预警；
若移动罐车为低速行驶环境，则后方移动目标与移动罐车之间的距离低于10米时，发出强烈预警；
若移动罐车为候车状态(车速为零，例如等待红绿灯)，则后方移动目标与移动罐车之间的距离低于3米时，发出强烈预警；
所述移动罐车的状态通过预先设定的速度阈值判断。
所述发出强烈预警时包括预警语音警告、预警颜色警告及预警铃声。
所述驾驶员触感提醒模块6，用于当后方移动目标对移动罐车进行超车时，通过触感的方式提醒驾驶员有移动目标超车；
所述当后方移动目标对移动罐车进行超车时，若移动罐车在直线行驶中，则移动罐车方向盘同侧的X轴线性马达发出低档位振动提醒驾驶员；若移动罐车在转向行驶时，则移动罐车同侧的后视镜中的LED灯发出低档位闪烁提醒驾驶员。
所述车牌提取模块7，用于对后方移动目标的车牌进行提取；
所述车牌提取模块7包括预处理模块701、车牌轮廓提取模块702及差运算模块703；
所述预处理模块701，用于将摄像头1捕捉的后方移动目标图的非车牌部分进行排除，并使车牌轮廓由连续的单像素点连接，并进行轮廓跟踪；
所述车牌轮廓提取模块702，用于构造圆形模板沿车牌轮廓边缘移动，并计算每个轮廓点位置处圆形模板内车牌目标区域面积所占比例，若比例低于第一阈值则记为凸点，若比例高于第二阀值则记为凹点，若相邻的两个凸点之间存在凹点，且两凸点直线距离小于第三阈值，则两个凸点连接，并最终获得车牌轮廓边缘框。
所述差运算模块703，用于将车牌轮廓边缘框的填充的二值图与摄像头1捕捉的后方移动目标图的二值图进行差运算，得到最终车牌轮廓图。
所述车牌跟踪模块8，用于对有异常驾驶行为的移动目标的车牌进行跟踪，且及时将该移动目标显示在小型视频显示器2内的相应位置；
所述车牌跟踪模块8，用于对有异常驾驶行为的移动目标的车牌(异常驾驶行为的移动目标包括连续变道的车辆、压线行驶的车辆等)进行跟踪，且及时将该移动目标显示在小型视频显示器2内的相应位置时，确定异常驾驶行为的移动目标的特写画面在总画面中的位置，并计算特写画面与总画面的面积比值，若该面积比值小于预设阈值时，放大特写画面，若该面积比值小于预设阈值时，缩小特写画面；
其中，若有异常驾驶行为的移动目标超车时，且移动罐车直线行驶，则移动罐车方向盘同侧的X轴线性马达发出高档位振动提醒驾驶员，若移动罐车在转向行驶时，则移动罐车同侧的后视镜中的LED灯发生高档位闪烁提醒驾驶员。
所述非机动车流量预测模块9，用于预测每天各个时段非机动车的流量，并根据该流量选择合适时段进行移动罐车的运输。
所述非机动车流量预测模块9，用于预测每天各个时段非机动车的流量，并根据该流量选择合适时段进行移动罐车的运输时，首先获取移动罐车行车路段的历史非机动车辆流量数据，并根据该历史非机动车辆流量数据确定移动罐车出行时间序列，根据出行时间序列拟合自回归滑动平均ARMA模型，并根据ARMA模型对未来设定时间段内当前移动罐车行车路段非机动车辆的流量进行预测，同时移动罐车根据该预测选择非机动车辆流量较低的时间段出行。
综上所述，本发明能够大大降低因移动槽罐车盲区大、车速较慢而发生追尾事故的发生，大大降低了槽罐车对车辆、人员、环境的威胁，并在移动槽罐车不同的行驶状态，使用不同的报警标准，降低了误报警的几率；且本发明可以及时检测出道路行驶时的异常车辆，并对异常车辆进行跟踪锁定，降低了异常车辆对移动槽罐车的威胁，且通过对非机动车辆的流量预测，可降低移动槽罐车运输时的路段中非机动车辆的流量，降低非机动车辆对移动槽罐车的影响，从而对道路上的车辆情况进行区分处理，则会大大的降低防追尾的可能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于移动罐车防追尾的预警系统，其特征在于，该系统包括：摄像头(1)、小型视频显示器(2)、后置测距雷达(3)、测速模块(4)、危险预警模块(5)、驾驶员触感提醒模块(6)、车牌提取模块(7)、车牌跟踪模块(8)及非机动车流量预测模块(9)；
其中，所述摄像头(1)，用于及时捕捉后方及侧方来车，并对后方移动目标捕捉跟踪；
所述小型视频显示器(2)，用于设置在驾驶室，并显示摄像头(1)捕捉的移动目标；
所述后置测距雷达(3)，用于实时测量移动罐车与后方移动目标的距离；
所述测速模块(4)，用于通过算法测得后方移动目标的速度，并及时提醒驾乘人员是否有追尾风险；
所述危险预警模块(5)，用于当后方移动目标与移动罐车之间的距离达到危险值时，发出强烈预警；
所述驾驶员触感提醒模块(6)，用于当后方移动目标对移动罐车进行超车时，通过触感的方式提醒驾驶员有移动目标超车；
所述车牌提取模块(7)，用于对后方移动目标的车牌进行提取；
所述车牌跟踪模块(8)，用于对有异常驾驶行为的移动目标的车牌进行跟踪，且及时将该移动目标显示在小型视频显示器(2)内的相应位置；
所述非机动车流量预测模块(9)，用于预测每天各个时段非机动车的流量，并根据该流量选择合适时段进行移动罐车的运输；
所述测速模块(4)通过算法测得后方移动目标的速度时，通过雷达测速仪测量后方移动目标的初步车速，将初步车速与移动罐车的车速进行相减得到差值，若该差值为正数，则后方移动目标与移动罐车之间的距离缩短，并计算单位时间内车辆之间距离缩短的第一数值，并将该数值与后置测距雷达(3)测得的距离缩短的第二数值相比较，修正后方移动目标的初步车速至实际测速；
若该差值为负数，则后方移动目标与移动罐车之间的距离拉长，并计算单位时间内车辆之间距离拉长的第三数值，并将该数值与后置测距雷达(3)测得的距离拉长的第四数值相比较，修正后方移动目标的初步车速至实际测速；
所述车牌提取模块(7)包括预处理模块(701)、车牌轮廓提取模块(702)及差运算模块(703)；
所述预处理模块(701)，用于将摄像头(1)捕捉的后方移动目标图的非车牌部分进行排除，并使车牌轮廓由连续的单像素点连接，并进行轮廓跟踪；
所述车牌轮廓提取模块(702)，用于构造圆形模板沿车牌轮廓边缘移动，并计算每个轮廓点位置处圆形模板内车牌目标区域面积所占比例，若比例低于第一阈值则记为凸点，若比例高于第二阀值则记为凹点，若相邻的两个凸点之间存在凹点，且两凸点直线距离小于第三阈值，则两个凸点连接，并最终获得车牌轮廓边缘框；
所述差运算模块(703)，用于将车牌轮廓边缘框的填充的二值图与摄像头(1)捕捉的后方移动目标图的二值图进行差运算，得到最终车牌轮廓图；
所述车牌跟踪模块(8)，用于对有异常驾驶行为的移动目标的车牌进行跟踪，且及时将该移动目标显示在小型视频显示器(2)内的相应位置时，确定异常驾驶行为的移动目标的特写画面在总画面中的位置，并计算特写画面与总画面的面积比值，若该面积比值小于预设阈值时，放大特写画面，若该面积比值大于预设阈值时，缩小特写画面； 所述异常驾驶行为的移动目标包括连续变道的车辆或压线行驶的车辆；
其中，若有异常驾驶行为的移动目标超车时，且移动罐车直线行驶，则移动罐车方向盘同侧的X轴线性马达发出高档位振动提醒驾驶员，若移动罐车在转向行驶时，则移动罐车同侧的后视镜中的LED灯发生高档位闪烁提醒驾驶员。
2.根据权利要求1所述的一种用于移动罐车防追尾的预警系统，其特征在于，所述摄像头(1)的数量至少为三个。
3.根据权利要求1所述的一种用于移动罐车防追尾的预警系统，其特征在于，所述后置测距雷达(3)为红外测距雷达或超声波测距雷达。
4.根据权利要求1所述的一种用于移动罐车防追尾的预警系统，其特征在于，所述当后方移动目标与移动罐车之间的距离里达到危险值时，若为移动罐车高速行驶环境，则后方移动目标与移动罐车之间的距离低于30米时，发出强烈预警；
若移动罐车为低速行驶环境，则后方移动目标与移动罐车之间的距离低于10米时，发出强烈预警；
若移动罐车为候车状态，则后方移动目标与移动罐车之间的距离低于3米时，发出强烈预警；
所述移动罐车的状态通过预先设定的速度阈值判断。
5.根据权利要求4所述的一种用于移动罐车防追尾的预警系统，其特征在于，所述发出强烈预警时包括预警语音警告、预警颜色警告及预警铃声。
6.根据权利要求1所述的一种用于移动罐车防追尾的预警系统，其特征在于，所述当后方移动目标对移动罐车进行超车时，若移动罐车在直线行驶中，则移动罐车方向盘同侧的X轴线性马达发出低档位振动提醒驾驶员；若移动罐车在转向行驶时，则移动罐车同侧的后视镜中的LED灯发出低档位闪烁提醒驾驶员。
7.根据权利要求1所述的一种用于移动罐车防追尾的预警系统，其特征在于，所述非机动车流量预测模块(9)，用于预测每天各个时段非机动车的流量，并根据该流量选择合适时段进行移动罐车的运输时，首先获取移动罐车行车路段的历史非机动车辆流量数据，并根据该历史非机动车辆流量数据确定移动罐车出行时间序列，根据出行时间序列拟合自回归滑动平均ARMA模型，并根据ARMA模型对未来设定时间段内当前移动罐车行车路段非机动车辆的流量进行预测，同时移动罐车根据该预测选择非机动车辆流量较低的时间段出行。
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