【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及交通安全，更具体地说，涉及一种引导方法基于知觉标线数字编译的高速公路混行交通速度引导方法。
技术介绍
1、现有国内外所有的交通事故数据表明，车辆超速行驶是交通事故发生的重要致因，特别是在高速公路隧道、桥梁横风区和大长下坡等典型危险场景的事故多发路段中更为突出。因此，如何在高速公路事故多发路段前有效引导车辆降速是降低事故发生率的重要手段。随着车辆智能化、网联化的发展，传统人工驾驶车辆和网联自动驾驶车辆构成了新型混合交通流。在智能网联新型混合交通流环境下，针对高速公路典型事故多发路段，如何兼顾传统人工驾驶车辆和网联自动驾驶车辆的感知能力、运行特征和安全风险预警需求，构建人车路协同的速度引导方法是当前高速公路主动安全防控面临的重要技术难题。
2、目前引导驾驶人主动降低车速的方法主要是设置传统限速标志、可变限速标志或在路面上铺设基于视知觉原理的知觉减速标线，通过不连续的路面标线改变驾驶人在行驶过程中的视觉参照，使得驾驶人感受到所铺设的路面标线快速闪现并经过视野，当标线闪现频率达到一定值时，驾驶人会产生行驶速度变快的视觉效果，从而诱使驾驶人主动降低实际行驶速度。引导自动驾驶车辆自主降速则是在路侧布设通信设备和传感器采集道路信息，通过边缘计算或云端服务进行处理和分析，生成道路限速信息，然后将这些消息通过车路协同技术发送到网联自动驾驶车辆的车载单元，车载单元将信息传递给驾驶辅助系统以实现车辆速度引导。但是上述几种速度引导方式大部分存在预警对象单一，只能单独面向于驾驶人或自动驾驶车辆进行速度引导。虽然可变限速标志已经可
3、在智能网联混行交通环境下，虽然通过在路侧布设通信设备，基于车路协同技术向网联自动驾驶车辆发布限速信息可以实现车辆速度引导，但实施车路协同技术需要在道路上部署各种传感器、摄像头和通信设备等基础设施，这些设施的安装和维护需要大量的资金投入，直接提高了预警成本；并且车辆与路侧之间还可能存在通信延迟、丢包的现象，不能及时传递信息。为了改善这些问题，专利cn202310125136.4提出了一种在若干路面标线上直接喷涂条形码嵌入道路限速信息的方法，存在诸多问题和不足：其一、条形码布设于路面上是一种过于特异的路面元素，不仅可能增加驾驶人的视觉疲劳和大脑工作负荷，影响驾驶安全，甚至可能不符合国家道路标志标线国标的基本要求。其二、现有的自动驾驶车辆具备基本的图像识别和目标检测技术，额外在车辆上安装一个读码器专门用于识别条形码不符合实际需求，且一定程度上增加了预警成本。其三、该方法预警对象单一，只能单独面向于自动驾驶车辆，而不能同时兼顾传统人工驾驶车辆驾驶人进行速度引导。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种引导方法基于知觉标线数字编译的高速公路混行交通速度引导方法，其可以有效引导驾驶人降低车速，还将事故多发路段的限速信息以标线数字化编译的形式传递给自动驾驶车辆感知读取，兼顾了自动驾驶车辆的速度引导，避免了部署各类传感器、摄像头和通信设备等基础设施的资金投入，降低了预警成本。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于知觉标线数字化编译的高速公路智能网联混行交通速度引导方法，包括以下步骤：
3、s1、设计编码字符，参考条形码编译规则及其原理设计编码字符；
4、s2、制定编码内容，根据高速公路限速值制定相对应的一套二进制数编码，并内嵌于译码器中；
5、s3、设计知觉减速标线，根据视知觉原理确定知觉减速标线的长度和相邻标线的间距，并分别设计起始符、终止符和数据符的知觉减速标线样式；
6、s4、确定单个知觉减速标线组长度l1；
7、s5、设计标线段，标线段内包含若干个知觉减速标线组，其中相邻标线组的组间距s2由车载摄像头精准分辨物体的最远距离确定；
8、s6、铺设知觉减速标线；
9、s7、构建图像识别模型，并制定自动驾驶车辆识别知觉减速标线的规则，基于铺设完毕的知觉减速标线采集标线图像数据，基于深度学习的方法构建图像识别模型，将训练好的模型应用于自动驾驶车辆中。
10、按上述方案，所述步骤s1中，所述编码字符包括起始符、终止符和数据符；所述数据符由二进制数“0”或“1”表示，数据符是用以表示预警信息的基本字符；所述起始符由两个数据符“1”+“0”组成，其中“1”在“0”的左侧，表示信息开始读取的特殊符号；所述终止符由两个数据符“0”+“1”组成，其中“0”在“1”的左侧，表示信息读取结束的特殊符号。
11、按上述方案，所述步骤s2中，将二进制数编码与事故多发路段限速值相结合制定编码内容，具体为：“起始符(数据符×2)+事故多发路段限速值(数据符×8)+终止符(数据符×2)”，根据二进制数据的表示规则，对于任意n位二进制数据表示为(an-1an-2…a3a2a1a0)2，故限速值v0的8位二进制数据表示为a7a6a5a4a3a2a1a0)2；根据二进制数转化为十进制数的规则，限速值v0的计算公式如下：
12、v0＝a7×27+a6×26+a5×25+a4×24+a3×23+a2×22+a1×21+a0×20
13、上式中，a7a6a5a4a3a2a1ao为限速值v0的8位二进制数编码，通过提前对事故多发路段限速值制定相对应的二进制数编码，并将制定完毕的编码内嵌于译码器中。
14、按上述方案，所述步骤s3中，所述知觉减速标线样式包括：标线颜色、标线长度(a1、a2)、标线宽度b1、标线间距s1和标线至车行道分界线距离b2。
15、按上述方案，在路面上铺设不等长的两种知觉减速标线长度分别为100和150cm，宽度为15cm；
16、知觉减速标线的间隔长度为100cm；
17、二进制数“1”对应的知觉减速标线长度a2为150cm，二进制数“0”对应的知觉减速标线长度a1为100cm，且两种长度的标线宽度均为15cm；
18、二进制数“1”对应长度为150cm的知觉减速标线颜色为黄色，二进制数“0”对应长度为100cm的知觉减速标线颜色为白色。
19、按上述方案，所述步骤s4中，在车载摄像头抓拍一帧图像时间内，即秒，车辆驶过的距离l计算公式如下：
20、
21、上式中，l为秒内车辆驶过的距离，m；v为高速公路最高设计时速，km/h；n为帧率，hz。
22、按上述方案，所述步骤s4中，相邻的知觉减速标线组之间的组间距s2≥30m。
23、按上述方案，所述步骤s5中，具体铺设方式为：在距离高速公路事故多发路段的350m长直线路段上，根据限速情况，结合相应的知觉减速标线铺设方案，沿行车本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于知觉标线数字编译的高速公路混行交通速度引导方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的引导方法基于知觉标线数字编译的高速公路混行交通速度引导方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述编码字符包括起始符、终止符和数据符；所述数据符由二进制数“0”或“1”表示，数据符是用以表示预警信息的基本字符；所述起始符由两个数据符“1”+“0”组成，其中“1”在“0”的左侧，表示信息开始读取的特殊符号；所述终止符由两个数据符“0”+“1”组成，其中“0”在“1”的左侧，表示信息读取结束的特殊符号。
3.根据权利要求1所述的引导方法基于知觉标线数字编译的高速公路混行交通速度引导方法，其特征在于，所述步骤S2中，将二进制数编码与事故多发路段限速值相结合制定编码内容，具体为：“起始符(数据符×2)+事故多发路段限速值(数据符×8)+终止符(数据符×2)，根据二进制数据的表示规则，对于任意n位二进制数据表示为(an-1an-2…a3a2a1a0)2，故限速值v0的8位二进制数据表示为(a7a6a5a4a3a2a1a0)2；根据二进制数转化为十进制数的规则，限
4.根据权利要求1所述的引导方法基于知觉标线数字编译的高速公路混行交通速度引导方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述知觉减速标线样式包括：标线颜色、标线长度(a1、a2)、标线宽度b1、标线间距S1和标线至车行道分界线距离b2。
5.根据权利要求4所述的引导方法基于知觉标线数字编译的高速公路混行交通速度引导方法，其特征在于，在路面上铺设不等长的两种知觉减速标线长度分别为100和150cm，宽度为15cm；知觉减速标线的间隔长度为100cm；
6.根据权利要求1所述的引导方法基于知觉标线数字编译的高速公路混行交通速度引导方法，其特征在于，所述步骤S4中，在车载摄像头抓拍一帧图像时间内，即秒，车辆驶过的距离L计算公式如下：
7.根据权利要求1所述的引导方法基于知觉标线数字编译的高速公路混行交通速度引导方法，其特征在于，所述步骤S4中，相邻的知觉减速标线组之间的组间距S2≥30m。
8.根据权利要求1所述的引导方法基于知觉标线数字编译的高速公路混行交通速度引导方法，其特征在于，所述步骤S5中，具体铺设方式为：在距离高速公路事故多发路段的350m长直线路段上，根据限速情况，结合相应的知觉减速标线铺设方案，沿行车方向铺设设计完毕的标线，且标线铺设顺序为“起始符→数据符→终止符”；知觉减速标线平行于车行道分界线。
9.根据权利要求1所述的引导方法基于知觉标线数字编译的高速公路混行交通速度引导方法，其特征在于，所述步骤S7中，车辆识别一组知觉减速标线的规则为：选择平行于车行道分界线的一列知觉减速标线，按离车由近到远的顺序识别标线，并提取标线中的二进制数编码。
10.根据权利要求9所述的引导方法基于知觉标线数字编译的高速公路混行交通速度引导方法，其特征在于，采用基于深度学习的方法构建图像识别模型，所述模型的构建过程包括：图像数据准备、模型构建、模型训练、模型评估和模型优化；首先，基于铺设好的知觉减速标线收集、清理和预处理图像数据集，确保数据质量和标签准确性；其次，使用深度学习模型提取图像中的特征并将提取到的图像特征输入到分类器或回归器中进行训练；再者，使用独立于训练数据的测试数据集对模型进行评估并根据评估结果对模型进行调整和优化，以提高模型的性能和泛化能力；最后，将训练好的图像识别模型应用于自动驾驶车辆中，使车辆具有对知觉减速标线的识别功能。
...【技术特征摘要】
1.一种基于知觉标线数字编译的高速公路混行交通速度引导方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的引导方法基于知觉标线数字编译的高速公路混行交通速度引导方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述编码字符包括起始符、终止符和数据符；所述数据符由二进制数“0”或“1”表示，数据符是用以表示预警信息的基本字符；所述起始符由两个数据符“1”+“0”组成，其中“1”在“0”的左侧，表示信息开始读取的特殊符号；所述终止符由两个数据符“0”+“1”组成，其中“0”在“1”的左侧，表示信息读取结束的特殊符号。
3.根据权利要求1所述的引导方法基于知觉标线数字编译的高速公路混行交通速度引导方法，其特征在于，所述步骤s2中，将二进制数编码与事故多发路段限速值相结合制定编码内容，具体为：“起始符(数据符×2)+事故多发路段限速值(数据符×8)+终止符(数据符×2)，根据二进制数据的表示规则，对于任意n位二进制数据表示为(an-1an-2…a3a2a1a0)2，故限速值v0的8位二进制数据表示为(a7a6a5a4a3a2a1a0)2；根据二进制数转化为十进制数的规则，限速值v0的计算公式如下：
4.根据权利要求1所述的引导方法基于知觉标线数字编译的高速公路混行交通速度引导方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述知觉减速标线样式包括：标线颜色、标线长度(a1、a2)、标线宽度b1、标线间距s1和标线至车行道分界线距离b2。
5.根据权利要求4所述的引导方法基于知觉标线数字编译的高速公路混行交通速度引导方法，其特征在于，在路面上铺设不等长的两种知觉减速标线长度分别为100和150cm，宽度为15cm；知觉减速标线的间隔长度为100cm；
6.根据权利要求1所述的引导方...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁乃侃，马祖繁，曾科，张晖，王婷，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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