旁车切入的预警方法、电子设备和存储介质与流程

1.本发明实施例涉及前车碰撞预警技术领域，尤其涉及一种旁车切入的预警方法、电子设备和存储介质。


背景技术：

2.在商用车正常行驶时，小型乘用车经常有在旁边车道切入的动作行为。驾驶员如果注意力不集中，在小车切入时距离偏近的话，会造成极大的安全隐患。
3.现有技术中，当前方其他障碍物突然换到进入本车车道时，fcw系统（forward collision warning，前方碰撞预警系统）会根据碰撞距离或碰撞时间进行预警。但该方法只适用于直道行驶的场景，弯道行驶时则有可能造成误判。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种旁车切入的预警方法、电子设备和存储介质，降低弯道行驶时的旁车切入的误报率。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种旁车切入的预警方法，包括：当本车在弯道行驶时，实时监测相邻车道是否存在前车；如果存在，实时获取前车到本车的纵向距离、侧向距离，以及本车未来行驶轨迹的弯道半径；根据所述纵向距离d
x
、侧向距离dy和弯道半径r，实时更新以下状态机：其中，w表示状态机的值；根据所述状态机的值，实时判断前车是否具备切入本车车道的可能性，并预警。
6.第二方面，本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现任一实施例所述的旁车切入的预警方法。
7.第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现任一实施例所述的旁车切入的预警方法。
8.本发明实施例构建了一种适用于弯道场景的状态机实现旁车切入预警，该状态机能够反映前车的多种行驶状态，包括左侧车辆向右切入本车道、右侧车辆向左切入本车道、与本车同轨迹行驶，以及切出本车道等，使本车实时感应前方路况，提高预警准确性，大大降低了误报率。
附图说明
9.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体
实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
10.图1是本发明实施例提供的一种旁车切入的预警方法的流程图。
11.图2是本发明实施例提供的一种弯道行驶的示意图。
12.图3是本发明实施例提供的一种左弯道行驶的示意图。
13.图4是本发明实施例提供的一种右弯道行驶的示意图。
14.图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
15.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
16.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
17.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
18.图1是本发明实施例提供的一种旁车切入的预警方法的流程图。该方法适用于乘用车或商用车在弯道行驶时对旁车切入进行预警的情况，由电子设备执行。如图1所示，该方法具体包括：s110、当本车在弯道行驶时，实时监测相邻车道是否存在前车。
19.相邻车道上的前车具备切入本车车道的可能性，将作为本实施例的监测对象。可选的，通过本车前视摄像头进行监测，摄像头可以识别两侧车道线，进而识别所述前车。进一步的，可以在本车车速大于设定车速时，实时监测相邻车道是否存在前车，这样可以防止拥堵路况时出现过多的预警，同时也可以避免掉头等特殊行驶场景下由于本车姿态变化导致对前车判断不准。所述设定车速可以根据实际需要进行设置，本实施例不作具体限制。
20.s120、如果存在，实时获取前车到本车的纵向距离、侧向距离，以及本车未来行驶轨迹的弯道半径。
21.本车未来的行驶轨迹与本车道的车道线平行，如图2中的虚线所示，弯道半径即为曲线半径。所述实时获取方式可以为周期性获取，当周期足够小时，周期性数据近似为实时数据。本技术中将平行于本车当前中轴线的方向称为纵向，将垂直于本车当前中轴线的方向称为侧向；前车到本车的纵向距离指前车到本车的、沿平行于本车当前中轴线的方向的
距离，前车到本车的侧向距离指前车到本车的、沿垂直于本车当前中轴线的方向的距离。需要说明的是，行驶过程中本车位置是实时变化的，因此中轴线方向也是实时变化的。每一时刻都以本车该时刻的中轴线为基准，获取前车到本车的纵向距离、侧向距离和弯道半径。同时为了区分左右位置，默认当前车位于本车左侧时，前车到本车的侧向距离为正；当前车位于本车右侧时，前车到本车的侧向距离为负；同理，当曲线圆心位于本车左侧时，弯道半径为正；当曲线圆心位于本车右侧时，弯道半径为负。而前车到本车的纵向距离是恒为正的。
22.s130、根据所述纵向距离d
x
、侧向距离dy和弯道半径r，实时更新以下状态机：（1）其中，w表示状态机的值。如果过前车当前中心点，沿垂直于本车当前中轴线的方向作直线，该直线将与本车未来行驶轨迹相交于一点，w则反映了前车当前中心点到该交点的侧向距离，能够用于判断前车是否具备切入本车车道的可能性。其中，sign为符号函数。
23.当本车和前车行驶于左弯道时，r》0，signr=1，。具体的，以图3为例，本车当前中心点为点o，前车当前中心点为位于右侧车道的点p，图中的坐标系以o为原点，以本车当前中轴线的方向为x轴，以垂直于本车当前中轴线的方向为y轴。本车未来行驶轨迹如图中的虚线曲线所示，曲线圆心为o2。如果过p点沿垂直于x轴的方向作直线，该直线将与本车未来行驶轨迹相交于点o3，w则反映了前车p到交点o3的侧向距离o3p。进一步的，过点o3作垂直于y轴的直线，与y轴相交于点o1，则根据直角三角形o1o2o3的勾股定理可知，，从而，。
24.当本车和前车行驶于右弯道时，r《0，signr=-1，。具体的，以图4为例，本车当前中心点为点o，当前中心点为位于左侧车道的点p，图中的坐标系以o为原点，以本车当前中轴线的方向为x轴，以垂直于本车当前中轴线的方向为y轴。本车未来行驶轨迹如图中的虚线曲线所示，曲线圆心为o2。如果过p点沿垂直于x轴的方向作直线，该直线将与本车未来行驶轨迹相交于点o3，w则反映了前车p到交点o3的侧向距离o3p。进一步的，过点o3作垂直于y轴的直线，与y轴相交于点o1，则根据直角三角形o1o2o3的勾股定理可知，，从而，。
25.需要说明的是，上述公式为本发明的核心构思之一，本领域技术人员应当理解，其可以对该公式进行修改，或对公式中的各部分等进行简单替换，例如变换计算顺序、替换等同变量、或增加权重系数等。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实施例的技术方案。
26.s140、根据所述状态机的值，实时判断前车是否具备切入本车车道的可能性，并预警。
27.如上所述，当前车位于本车的相邻车道时，w的绝对值越小，前车切入本车车道的可能性越大。因此本实施例根据状态机的绝对值判断前车是否具备切入本车车道的可能性，并进行相应的预警。
28.可选的，当所述状态机的绝对值首次小于设定的第一阈值，且所述纵向距离与本
车车速的比值小于fcw阈值的第一设定倍数时，认为前车具备切入本车车道的可能性，进入预警状态。进入预警状态后，当满足以下条件时，认为前车完成切入，退出所述预警状态：所述状态机的绝对值大于预设的第二阈值，和/或，所述比值大于fcw阈值的第二设定倍数。退出所述预警状态后，当所述状态机的绝对值小于设定的第三阈值，且所述比值小于fcw阈值的第三设定倍数时，认为前车具备从本车车道切出的行为，保持非预警状态。其中，所述第三阈值小于或等于所述第一阈值，所述第一阈值小于或等于所述第二阈值。此外，fcw阈值是前方碰撞预警阈值，由于本实施例计算车辆切入，所以计算中将此阈值都扩大一点，乘以大于1的倍数，可选的，所述第一设定倍数和所述第三设定倍数均小于或等于所述第二设定倍数。
29.根据前车与本车的位置关系，上述过程包括以下两种可选实施方式：第一种实施方式，前车位于本车的相邻左车道，以图4为例，w》0。这时持续监测w的值，当w首次小于设定的第一阈值，且纵向距离d
x
与本车车速v
ego
的比值小于fcw阈值的第一设定倍数，并且这一状态持续设定时长（保证不是瞬时行为）时，认为前车可能有从左车道右切入本车道的行为。这时进入预警状态，通过语音等方式提醒左前方车辆切入。
30.进入预警状态后，继续监测状态机的值。当w大于预设的第二阈值并持续设定时长时，和/或，当d
x
/v
ego
大于fcw阈值的第二设定倍数并持续设定时长时，认为前车已经完成切入动作，退出预警状态。这时，前车近似位于本车的正前方，前视摄像头检测到的dy接近于0，，即前车到本车的纵向距离；当d
x
大到一定程度后，本车与前车无碰撞危险，退出预警状态。
31.退出预警状态后，车辆已从左侧切入到本车前方，此时可以为前车设置一个标志，标志其已完成切入，同时继续监测状态机的值。当w小于设定的第三阈值，且d
x
/v
ego
小于fcw阈值的第三设定倍数，并且这一状态持续设定时长时，认为前车可能有从本车道切出的行为，保持非预警状态。这是因为，前车已经在本车道内行驶，如果状态机有类似切入的状态，前车只可能具有切出行为。
32.第二种实施方式，前车位于本车的相邻右车道，如图3所示，w《0。持续监测w的值，当w首次大于负的第一阈值且d
x
/v
ego
小于fcw阈值的第一设定倍数，并且这一状态持续设定时长时，认为前车可能有从右车道左切入本车道的行为，这时进入预警状态，通过语音等方式提醒右前方车辆切入。
33.进入预警状态后，继续监测状态机的值。当w的绝对值小于第二阈值并持续设定时长时，和/或，当d
x
/v
ego
大于fcw阈值的第二设定倍数并持续设定时长时，认为前车已经完成切入动作，退出预警状态。这时，前车近似位于本车的正前方，前视摄像头检测到的dy接近于0，，即前车到本车的纵向距离；当d
x
大到一定程度后，本车与前车无碰撞危险，退出预警状态。
34.退出预警状态后，车辆已从右侧切入到本车前方，此时可以为前车设置一个标志，标志其已完成切入，同时继续监测状态机的值。当w大于负的第三阈值，且d
x
/v
ego
小于fcw阈值的第三设定倍数，并且这一状态持续设定时长时，认为前车可能有从本车道切出的行为，保持非预警状态。
35.本实施例构建了一种适用于弯道行驶场景的状态机，结合fcw阈值来实现旁车切
入预警。该状态机的值能够反映前车的多种行驶状态，包括左侧车辆向右切入本车道、右侧车辆向左切入本车道、与本车同轨迹行驶，以及切出本车道等，使本车实时感应前方路况，灵活开启和退出预警状态，提高预警准确性，大大降低了误报率。此外，车辆行驶过程中各项路况数据、行驶数据等变化迅速，而车载单片机等电子设备的计算能力和存储空间均有限；本实施例的方法计算简单、复杂度低，无需庞大的矩阵运算和逻辑判断，特别适用于车辆行驶过程中车载设备的实时处理，避免了由于计算延迟而影响车辆行驶。
36.在上述实施例和下述实施例的基础上，本实施例对弯道半径的获取过程进行细化。可选的，所述实时获取本车未来行驶轨迹的弯道半径，包括：实时获取本车车道任一车道线的曲线方程，根据所述曲线方程得到所述车道线的弯道半径；根据所述车道线的弯道半径，计算本车未来行驶轨迹的弯道半径。
37.以图3为例，在以本车当前中心点o为原点、以本车当前中轴线为x轴、以垂直于本车当前中轴线的方向为y轴的坐标系中，通过本车摄像头可以获取左车道线的曲线方程：y=ax2 bx c
ꢀꢀ
（2）其中，x表示车道线上一点到本车的纵向距离，y表示所述一点到本车的侧向距离。其中，2a为曲线的曲率，1/2a为车道线的弯道半径。利用左车道线的弯道半径，加上左车道线到本车中轴线的侧向距离，就得到了本车未来行驶轨迹的弯道半径。
38.以图4为例，在以本车当前中心点o为原点、以本车当前中轴线为x轴、以垂直于本车当前中轴线的方向为y轴的坐标系中，通过本车摄像头可以获取右车道线的曲线方程：y=a1x2 b1x c1（3）其中，x表示车道线上一点到本车的纵向距离，y表示所述一点到本车的侧向距离。其中，2a1为曲线的曲率，1/2a1为车道线的弯道半径。利用右车道线的弯道半径，加上右车道线到本车中轴线的侧向距离，就得到了本车未来行驶轨迹的弯道半径。
39.图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，如图5所示，该设备包括处理器60、存储器61、输入装置62和输出装置63；设备中处理器60的数量可以是一个或多个，图5中以一个处理器60为例；设备中的处理器60、存储器61、输入装置62和输出装置63可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
40.存储器61作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的旁车切入的预警方法对应的程序指令/模块。处理器60通过运行存储在存储器61中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的旁车切入的预警方法。
41.存储器61可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器61可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器61可进一步包括相对于处理器60远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
42.输入装置62可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置63可包括显示屏等显示设备。
43.本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程
序被处理器执行时实现任一实施例的旁车切入的预警方法。
44.本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器（ram）、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
45.计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
46.计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
47.可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c ，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。
48.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案。