一種汽車智能限速系統(tǒng)及汽車限速方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種汽車智能限速系統(tǒng)及汽車限速方法，涉及汽車安全駕駛輔助【技術領域】，為提高限速標識識別的準確性、提高駕駛員行車安全而發(fā)明。所述汽車智能限速系統(tǒng)，包括：攝像頭，所述攝像頭可識別道路交通標識牌，并利用圖像處理技術，提取道路交通標識信息；智能導航，智能導航可實時提供當前道路信息、導航路線信息以及國家或地區(qū)的交通道路限速法規(guī)相關信息；車身傳感器，車身傳感器可實時提供車身信息；控制器，控制器內部建立有交通限速標識數據庫，所述控制器的輸入端分別與攝像頭、智能導航以及車身傳感器連接，控制器的輸出端分別與汽車儀表和發(fā)動機ECU連接。本發(fā)明汽車智能限速系統(tǒng)用于汽車輔助限速。
【專利說明】一種汽車智能限速系統(tǒng)及汽車限速方法【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車安全駕駛輔助【技術領域】，尤其涉及一種汽車智能限速系統(tǒng)及汽車限速方法。
【背景技術】
[0002]隨著汽車工業(yè)的日益發(fā)展，汽車已經成為人們出行的主要交通工具，隨著汽車保有量的逐年增加，道路基礎設施建設及人們駕駛習慣的提升相對滯后，交通事故導致的人員傷亡、財產損失逐年增加。在交通事故統(tǒng)計中，因超速行駛造成的交通事故和人員傷亡人數在所有的交通事故類型中占很大的比例。因超速引起的事故類型主要是車輛之間追尾碰撞和單方面交通事故，易造成重大事故和特大事故，造成嚴重的人員傷亡和財產損失。
[0003]現有的限速技術是基于前方攝像機拍攝的圖像來識別道路限速標識，并且當本車的速度與限制速度之間的速度差值超過預定值時，根據速度超過量來限制油門開度，并基于被限制的油門開度調整節(jié)氣門閥的開度，降低油門敏感度。
[0004]現有實現限速的技術存在以下缺陷:
[0005]⑴、只基于攝像機的限速裝置對地域的適應性差。即使是相同或相近的限速標識能被攝像機準確識別到，但對應的不同國家或地區(qū)交通標識隱含的法規(guī)或信息，只依靠攝像機是無法準確識別的。如某路段，一天之內不同時間或一年之內不同季節(jié)執(zhí)行的限速信息是不同的，攝像機是無法識別這些隱含信息的；
[0006]⑵、在有多個限速標識的路段，無法準確識別適合當前、本車的限速信息；
[0007]⑶、該技術預判車輛行駛軌跡和線路精確度低，限速信息誤報率高。例如，車輛即將換道或轉彎，當前直行道路上的限速標識是不適合本車的；
[0008]⑷、駕駛員是車輛控制的主體，該裝置忽視了駕駛員的主觀意愿，在未提醒駕駛員車輛超速的前提下進行減速會造成用戶體驗差和發(fā)生事故的風險。在車速超過限速標識的情況下，該裝置無明顯的限制車輛繼續(xù)超速、維持車速的過程，僅通過降低油門敏感度，容易使駕駛員忽視超速造成事故風險。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的實施例提供一種汽車智能限速系統(tǒng)及汽車限速方法，以提高限速標識識別的準確性、提高駕駛員行車安全。
[0010]為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術方案:
[0011]一種汽車智能限速系統(tǒng)，包括:攝像頭，所述攝像頭可識別道路交通標識牌，并利用圖像處理技術，提取道路交通標識信息；智能導航，所述智能導航可實時提供當前道路信息、導航路線信息以及國家或地區(qū)的交通道路限速法規(guī)相關信息；車身傳感器，所述車身傳感器可實時提供車身信息；控制器，所述控制器內部建立有交通限速標識數據庫，所述交通限速標識數據庫涵蓋目標市場所有的限速標識，所述控制器的輸入端分別與攝像頭、智能導航以及車身傳感器連接，所述控制器的輸出端分別與汽車儀表和發(fā)動機ECU(即發(fā)動機控制器)連接。
[0012]進一步地，所述當前道路信息包括當前道路分級、行進方向的車道數、車輛所在車道以及當前道路限速。
[0013]進一步地，所述車身傳感器包括輪速傳感器、方向盤轉角傳感器、橫擺角傳感器、轉向燈傳感器、制動踏板傳感器以及油門踏板傳感器。
[0014]進一步地，所述目標市場所有的限速標識包括:最高限速標識、帶單位的限速標識、最低限速標識、限速信息解除標識、建議車速標識以及專門用于國界附近的一般限速標識。
[0015]本發(fā)明實施例還提供了一種汽車限速方法，包括以下步驟:
[0016]通過攝像頭識別道路交通標識牌，利用圖像處理技術，提取道路交通標識信息并發(fā)送給控制器；通過智能導航將當前道路信息、導航路線信息以及國家或地區(qū)的交通道路限速法規(guī)相關信息發(fā)送給控制器；通過車身傳感器將當前的車身信息發(fā)送給控制器；控制器根據攝像頭、智能導航以及車身傳感器提供的信息結合交通限速標識數據庫的信息計算出適用于本車的限速信息，并將此限速信息發(fā)送給儀表，由儀表顯示給駕駛員，若車輛行駛速度超過限速，則將本車的超速報警指令發(fā)送給儀表，提醒駕駛員限速，若駕駛員未主動限速，則控制器發(fā)送限速指令至發(fā)動機ECU，通過發(fā)動機ECU對車輛進行限速或根據檢測到的駕駛意圖解除限速。
[0017]進一步地，所述通過智能導航將當前道路信息發(fā)送給控制器包括:通過智能導航將當前道路分級、行進方向的車道數、車輛所在車道以及當前道路限速信息發(fā)送給控制器。
[0018]進一步地，所述通過車身傳感器將當前的車身信息發(fā)送給控制器包括:通過車身傳感器將當前的車速、方向盤轉向角、轉向角速度、橫向加速度、縱向加速度、轉向燈信號、制動踏板信號以及油門踏板信號發(fā)送給控制器。
[0019]進一步地，所述控制器根據攝像頭、智能導航以及車身傳感器提供的信息結合交通限速標識數據庫的信息計算出適用于本車的限速信息包括:控制器將攝像頭識別的道路交通標識與交通限速標識數據庫中的限速標識進行檢索、對比，確定攝像頭識別的道路交通標識中的一個或多個限速標識，并分別解讀出其對應的限速信息；控制器綜合智能導航和車身傳感器的輸入信息預判車輛最可能的行駛軌跡和駕駛員的行駛意圖，確定適用本車的道路限速標識；在有多個交通限速標識同時存在的工況下，控制器根據攝像頭探測到的交通道路限速標識，結合導航輸入的當前道路信息和導航路線信息，確定適用于本車的限速標識；控制器結合導航提供的國家或地區(qū)的交通道路限速法規(guī)相關信息，以及交通限速標識數據庫信息，識別出所述適用于本車的限速標識中隱含的交通道路限速標識信息，計算出適用于本車的限速信息。
[0020]進一步地，所述若車輛行駛速度超過限速，則將本車的超速報警指令發(fā)送給儀表，提醒駕駛員限速包括:控制器時刻監(jiān)控車輛當前行駛速度，若行駛速度超過限速大于3km\h時，發(fā)送報警指令給儀表，由儀表通過聲信號和/或光信號提醒駕駛員減速，當行駛車速低至限速以下5km\h時，控制器發(fā)送報警解除指令至儀表，解除報警。
[0021]進一步地，所述若駕駛員未主動限速，則控制器發(fā)送限速指令至發(fā)動機E⑶，通過發(fā)動機ECU對車輛進行限速或根據檢測到的駕駛意圖解除限速包括:控制器發(fā)送限速指令至發(fā)動機ECU，把車速限制在限速的±3km\h的范圍內，同時解除儀表聲音報警，只保留視覺報警；如控制器檢測到油門踏板位置增量和速率超過設定的閥值，則控制器發(fā)送解除限速指令至發(fā)動機ECU，解除限速，同時解除視覺報警，智能限速系統(tǒng)進入待激活狀態(tài)；當車速再次降低至限速以下5km\h時，系統(tǒng)再次自動激活。
[0022]本發(fā)明實施例提供的汽車智能限速系統(tǒng)及汽車限速方法，通過控制器將導航與攝像頭提供的信息進行信息融合，計算出適用于本車的限速信息。能夠準確、實時的反映當前道路的限速信息，提高了交通限速標識的識別精度，該限速系統(tǒng)，通過建立目標市場的限速標識數據庫，可提高對不同國家、地區(qū)的適應性，通過智能導航和車身傳感器實現對車輛行駛線路的預判，提高限速標識識別的準確性，降低誤報，促進了駕駛員輔助系統(tǒng)向實用化方向發(fā)展，提高駕駛員行車安全，降低交通事故數量，減輕事故造成的人員傷害和財產損失。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明實施例汽車智能限速系統(tǒng)的模塊連接框圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實施例汽車限速方法的邏輯流程圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本發(fā)明實施例汽車智能限速系統(tǒng)及汽車限速方法進行詳細描述。
[0026]參照圖1，圖1為本發(fā)明實施例中汽車智能限速系統(tǒng)的一個具體實施例，本實施例中所述汽車智能限速系統(tǒng)，包括攝像頭，所述攝像頭可識別道路交通標識牌，并利用圖像處理技術，提取道路交通標識信息；智能導航，所述智能導航可實時提供當前道路信息、導航路線信息以及國家或地區(qū)的交通道路限速法規(guī)相關信息；車身傳感器，所述車身傳感器可實時提供車身信息；控制器，所述控制器內部建立有交通限速標識數據庫，所述交通限速標識數據庫涵蓋目標市場所有的限速標識，所述控制器的輸入端分別與攝像頭、智能導航以及車身傳感器連接，所述控制器的輸出端分別與汽車儀表和發(fā)動機ECU連接。
[0027]本發(fā)明實施例提供的汽車智能限速系統(tǒng)，通過控制器將導航與攝像頭提供的信息進行信息融合，計算出適用于本車的限速信息。能夠準確、實時的反映當前道路的限速信息，提高了交通限速標識的識別精度，該限速系統(tǒng)，通過建立目標市場的限速標識數據庫，可提高對不同國家、地區(qū)的適應性，通過智能導航和車身傳感器實現對車輛行駛線路的預判，提高限速標識識別的準確性，降低誤報，促進了駕駛員輔助系統(tǒng)向實用化方向發(fā)展，提高駕駛員行車安全，降低交通事故數量，減輕事故造成的人員傷害和財產損失。
[0028]具體地，所述當前道路信息可包括當前道路分級(例如，城鎮(zhèn)道路、鄉(xiāng)村道路、高速路等)、行進方向的車道數、車輛所在車道以及當前道路限速等信息。由此，可全方位掌握當前道路的信息，提高了交通限速標識的識別精度。
[0029]進一步地，所述車身傳感器包括輪速傳感器、方向盤轉角傳感器、橫擺角傳感器、轉向燈傳感器、制動踏板傳感器以及油門踏板傳感器。其中，輪速傳感器可實時檢測出汽車的行駛速度，方向盤轉角傳感器可實時檢測出汽車的轉向角和轉向角速度，橫擺角傳感器可實時檢測出汽車的橫向加速度、縱向加速度和偏移角度，轉向燈傳感器可檢測出汽車的轉向信息，制動踏板傳感器以及油門踏板傳感器可檢測出駕駛員的駕駛意圖。由此，可根據駕駛員的行駛意圖，確定適用本車的道路限速標識，使輔助系統(tǒng)更加人性化。
[0030]建立交通限速標識數據庫時，可通過路試信息采集的方式建立，所述目標市場所有的限速標識一般包括以下標識:最高限速標識、帶單位的限速標識、最低限速標識、限速信息解除標識、建議車速標識以及專門用于國界附近的一般限速標識。由此，使得交通限速標識數據庫的內容更加全面，使系統(tǒng)對不同國家、地區(qū)的適應性更好。
[0031]參照圖2，圖2為本發(fā)明實施例汽車限速方法的邏輯流程圖，本發(fā)明實施例提供的汽車限速方法，包括以下步驟:
[0032]通過攝像頭識別道路交通標識牌，利用圖像處理技術，提取道路交通標識信息并發(fā)送給控制器；
[0033]通過智能導航將當前道路信息、導航路線信息以及國家或地區(qū)的交通道路限速法規(guī)相關信息發(fā)送給控制器；
[0034]通過車身傳感器將當前的車身信息發(fā)送給控制器；
[0035]控制器根據攝像頭、智能導航以及車身傳感器提供的信息結合交通限速標識數據庫的信息計算出適用于本車的限速信息，并將此限速信息發(fā)送給儀表，由儀表顯示給駕駛員，若車輛行駛速度超過限速，則將本車的超速報警指令發(fā)送給儀表，提醒駕駛員限速，若駕駛員未主動限速，則控制器發(fā)送限速指令至發(fā)動機ECU，通過發(fā)動機ECU對車輛進行限速或根據檢測到的駕駛意圖解除限速。
[0036]本發(fā)明實施例提供的汽車限速方法，通過控制器將導航與攝像頭提供的信息進行信息融合，計算出適用于本車的限速信息。能夠準確、實時的反映當前道路的限速信息，提高了交通限速標識的識別精度，該限速系統(tǒng)，通過建立目標市場的限速標識數據庫，可提高對不同國家、地區(qū)的適應性，通過智能導航和車身傳感器實現對車輛行駛線路的預判，提高限速標識識別的準確性，降低誤報，促進了駕駛員輔助系統(tǒng)向實用化方向發(fā)展，提高駕駛員行車安全，降低交通事故數量，減輕事故造成的人員傷害和財產損失。
[0037]其中，所述通過智能導航將當前道路信息發(fā)送給控制器包括:通過智能導航將當前道路分級(例如:城鎮(zhèn)道路、鄉(xiāng)村道路、高速路等)、行進方向的車道數、車輛所在車道以及當前道路限速信息發(fā)送給控制器。
[0038]所述通過車身傳感器將當前的車身信息發(fā)送給控制器包括:通過車身傳感器將當前的車速、方向盤轉向角、轉向角速度、橫向加速度、縱向加速度、轉向燈信號、制動踏板信號以及油門踏板信號發(fā)送給控制器。
[0039]所述控制器根據攝像頭、智能導航以及車身傳感器提供的信息結合交通限速標識數據庫的信息計算出適用于本車的限速信息包括以下步驟:
[0040]控制器將攝像頭識別的道路交通標識與交通限速標識數據庫中的限速標識進行檢索、對比，確定攝像頭識別的道路交通標識中的一個或多個限速標識，并分別解讀出其對應的限速信息；
[0041]控制器綜合智能導航和車身傳感器的輸入信息預判車輛最可能的行駛軌跡和駕駛員的行駛意圖，確定適用本車的道路限速標識，能反映車輛行駛意圖的傳感器信息如方向盤轉向角角度及速率、橫擺角角度及速率、輪速、轉向燈信號等，結合導航路線信息，由控制器計算車輛的轉向、換道意圖，與攝像頭探測到的道路限速標識信息結合，確定適用本車的道路限速標識；
[0042]在有多個交通限速標識同時存在的工況下，控制器根據攝像頭探測到的交通道路限速標識，結合導航輸入的關于道路分級(城鎮(zhèn)道路、鄉(xiāng)村道路、高速路等)、道路車道數、車輛所在車道、當前道路限速等信息，確定適用于本車的限速標識；
[0043]控制器結合導航提供的國家或地區(qū)的交通道路限速法規(guī)相關信息，以及交通限速標識數據庫信息，識別出所述適用于本車的限速標識中隱含的交通道路限速標識信息，計算出適用于本車的限速信息。
[0044]進一步地，所述若車輛行駛速度超過限速，則將本車的超速報警指令發(fā)送給儀表，提醒駕駛員限速包括以下步驟:控制器時刻監(jiān)控車輛當前行駛速度，若行駛速度超過限速大于3km\h時，發(fā)送報警指令給儀表，由儀表通過聲信號和/或光信號提醒駕駛員減速，當行駛車速低至限速以下5km\h時，控制器發(fā)送報警解除指令至儀表，解除報警。
[0045]進一步地，所述若駕駛員未主動限速，則控制器發(fā)送限速指令至發(fā)動機E⑶，通過發(fā)動機ECU對車輛進行限速或根據檢測到的駕駛意圖解除限速包括以下步驟:控制器發(fā)送限速指令至發(fā)動機ECU，把車速限制在限速的±3km\h的范圍內，同時解除儀表聲音報警，只保留視覺報警；如控制器檢測到油門踏板位置增量和速率超過設定的閥值，則控制器發(fā)送解除限速指令至發(fā)動機ECU，解除限速，同時解除視覺報警，智能限速系統(tǒng)進入待激活狀態(tài)；當車速再次降低至限速以下5km\h時，系統(tǒng)再次自動激活。
[0046]本發(fā)明實施例提供的汽車智能限速系統(tǒng)及汽車限速方法，用于當駕駛員無意識超過交通道路限速時，能及時提醒駕駛員主動降速，并可限制車輛速度繼續(xù)增加，可有效降低超速造成的交通事故的風險，其技術進步效果在于:
[0047]⑴、該汽車智能限速系統(tǒng)，通過攝像頭實時采集道路限速信息和車載導航的道路信息融合，能夠準確、實時的反映當前道路的限速信息；
[0048]⑵、該汽車智能限速系統(tǒng)，建立目標市場的限速標識數據庫，系統(tǒng)對不同國家、地區(qū)的適應性好，能夠準確、實時的反映當前道路的限速信息；
[0049]⑶、該汽車智能限速系統(tǒng)，能通過智能導航和車身傳感器實現對車輛行駛線路的預判，提高限速標識識別的準確性，降低誤報；
[0050]⑷、促進駕駛員輔助系統(tǒng)向實用化方向發(fā)展，提高駕駛員行車安全，降低交通事故數量，減輕事故造成的人員傷害和財產損失。
[0051]在本說明書的描述中，具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0052]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【技術領域】的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種汽車智能限速系統(tǒng)，其特征在于，包括: 攝像頭，所述攝像頭可識別道路交通標識牌，并利用圖像處理技術，提取道路交通標識信息； 智能導航，所述智能導航可實時提供當前道路信息、導航路線信息以及國家或地區(qū)的交通道路限速法規(guī)相關信息； 車身傳感器，所述車身傳感器可實時提供車身信息； 控制器，所述控制器內部建立有交通限速標識數據庫，所述交通限速標識數據庫涵蓋目標市場所有的限速標識，所述控制器的輸入端分別與攝像頭、智能導航以及車身傳感器連接，控制器的輸出端分別與汽車儀表和發(fā)動機E⑶連接。
2.根據權利要求1所述的汽車智能限速系統(tǒng)，其特征在于，所述當前道路信息包括當前道路分級、行進方向的車道數、車輛所在車道以及當前道路限速。
3.根據權利要求1所述的汽車智能限速系統(tǒng)，其特征在于，所述車身傳感器包括輪速傳感器、方向盤轉角傳感器、橫擺角傳感器、轉向燈傳感器、制動踏板傳感器以及油門踏板傳感器。
4.根據權利要求1所述的汽車智能限速系統(tǒng)，其特征在于，所述目標市場所有的限速標識包括:最高限速標識、帶單位的限速標識、最低限速標識、限速信息解除標識、建議車速標識以及專門用于國界附近的一般限速標識。
5.一種利用如權利要求1~4中任一項所述的智能限速系統(tǒng)進行汽車限速的方法，包括以下步驟: 通過攝像頭識別道路交通標識牌，利用圖像處理技術，提取道路交通標識信息并發(fā)送給控制器； 通過智能導航將當前道路信息、導航路線信息以及國家或地區(qū)的交通道路限速法規(guī)相關信息發(fā)送給控制器； 通過車身傳感器將當前的車身信息發(fā)送給控制器； 控制器根據攝像頭、智能導航以及車身傳感器提供的信息結合交通限速標識數據庫的信息計算出適用于本車的限速信息，并將此限速信息發(fā)送給儀表，由儀表顯示給駕駛員，若車輛行駛速度超過限速，則將本車的超速報警指令發(fā)送給儀表，提醒駕駛員限速，若駕駛員未主動限速，則控制器發(fā)送限速指令至發(fā)動機ECU，通過發(fā)動機ECU對車輛進行限速或根據檢測到的駕駛意圖解除限速。
6.根據權利要求5所述的汽車限速方法，其特征在于，所述通過智能導航將當前道路信息發(fā)送給控制器包括:通過智能導航將當前道路分級、行進方向的車道數、車輛所在車道以及當前道路限速等信息發(fā)送給控制器。
7.根據權利要求5所述的汽車限速方法，其特征在于，所述通過車身傳感器將當前的車身信息發(fā)送給控制器包括:通過車身傳感器將當前的車速、轉向角、轉向角速度、橫向加速度、縱向加速度、轉向燈信號、制動踏板信號以及油門踏板信號發(fā)送給控制器。
8.根據權利要求5所述的汽車限速方法，其特征在于，所述控制器根據攝像頭、智能導航以及車身傳感器提供的信息結合交通限速標識數據庫的信息計算出適用于本車的限速信息包括: 控制器將攝像頭識別的道路交通標識與交通限速標識數據庫中的限速標識進行檢索、對比，確定攝像頭識別的道路交通標識中的一個或多個限速標識，并分別解讀出其對應的限速信息； 控制器綜合智能導航和車身傳感器的輸入信息預判車輛最可能的行駛軌跡和駕駛員的行駛意圖，確定適用本車的道路限速標識； 在有多個交通限速標識同時存在的工況下，控制器根據攝像頭探測到的交通道路限速標識，結合導航輸入的當前道路信息和導航路線信息，確定適用于本車的限速標識； 控制器結合導航提供的國家或地區(qū)的交通道路限速法規(guī)相關信息，以及交通限速標識數據庫信息，識別出所述適用于本車的限速標識中隱含的交通道路限速標識信息，計算出適用于本車的限速信息。
9.根據權利要求5所述的汽車限速方法，其特征在于，所述若車輛行駛速度超過限速，則將本車的超速報警指令 發(fā)送給儀表，提醒駕駛員限速包括:控制器時刻監(jiān)控車輛當前行駛速度，若行駛速度超過限速大于3km\h時，發(fā)送報警指令給儀表，由儀表通過聲信號和/或光信號提醒駕駛員減速，當行駛車速低至限速以下5km\h時，控制器發(fā)送報警解除指令至儀表，解除報警。
10.根據權利要求5所述的汽車限速方法，其特征在于，所述若駕駛員未主動限速，則控制器發(fā)送限速指令至發(fā)動機ECU，通過發(fā)動機ECU對車輛進行限速或根據檢測到的駕駛意圖解除限速包括:控制器發(fā)送限速指令至發(fā)動機ECU，把車速限制在限速的±3km\h的范圍內，同時解除儀表聲音報警，只保留視覺報警；如控制器檢測到油門踏板位置增量和速率超過設定的閥值，則控制器發(fā)送解除限速指令至發(fā)動機ECU，解除限速，同時解除視覺報警，智能限速系統(tǒng)進入待激活狀態(tài)；當車速再次降低至限速以下5km\h時，系統(tǒng)再次自動激活。
【文檔編號】B60K31/00GK103832282SQ201410064449
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權日:2014年2月25日
【發(fā)明者】田江濤, 甄龍豹, 岳國輝, 陳現嶺, 張凱 申請人:長城汽車股份有限公司