限高道路防撞方法、计算机可读存储介质及电子设备与流程

1.本发明涉及交通安全技术领域，特别是涉及限高道路防撞方法、计算机可读存储介质及电子设备。


背景技术：

2.车辆在驾驶过程中可能会与前方较高的障碍物(如限高杆、桥梁、涵洞)发生碰撞，造成交通事故，其中原因有的与司机主观因素有关，有的则与客观因素有关。主观因素例如，有些司机自己忽视了道路限高问题，或者因疏忽大意没有看到限高杆等障碍物，从而导致了驾驶的车辆与较高障碍物发生碰撞。客观因素例如，有些较高障碍物的限高值本身是错误的，或者实际限高值因道路环境的改变而发生了变化(如前面车辆抛洒的渣土、碎石导致实际限高值变小)，从而导致了车辆与该障碍物容易发生碰撞。针对现有技术中的类似情况，本领域亟待提出有效的解决方案。


技术实现要素：

3.本发明的一个目的在于提供限高道路防撞方法、计算机可读存储介质及电子设备，其优势在于能自动地检测出车辆前方的限高道路，并及时地控制车辆开始制动操作，从而有利于避免车辆与前方的限高道路相撞。
4.本发明的另一个目的在于提供限高道路防撞方法、计算机可读存储介质及电子设备，其优势在于能有效识别出本车发出的超声波，以及本车哪一次发出的超声波，从而有利于排除环境中的干扰信号，基于返回的超声波计算车辆与前方限高道路的直线距离。
5.本发明的另一个目的在于提供限高道路防撞方法、计算机可读存储介质及电子设备，其优势在于能有效避免检测到过低的障碍物，避免执行不必要的防撞制动，从而提高防撞机制的精确性。
6.为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种限高道路防撞方法，包括以下步骤：确定前方道路是否为限高道路；响应于确定所述前方道路为所述限高道路，获取车辆与所述限高道路之间的直线距离；以及响应于所述直线距离小于或等于预设的制动限制距离，控制所述车辆开启制动操作。通过检测车辆前方的限高道路，并在车辆与限高道路之间的直线距离小于或等于预设的制动限制距离时，开启车辆的制动操作，既避免了车辆过早地开始制动，过多地耽误行驶进度，又避免了车辆过晚地开始制动，导致因制动距离不足而与限高道路发生碰撞。
7.其中，所述超声波发射器发射的超声波为连续的超声波序列脉冲；所述超声波序列脉冲的生成步骤包括：每隔预设时间间隔随机选择两种不同的发射频率，令一种发射频率对应0，另一种发射频率对应1；随机生成一n位二进制数，将所述两种不同的发射频率按照所述n位二进制数的顺序对应排列，以对所述两种不同的发射频率进行编码，n为正整数；以及设置所述n位二进制数的每位占用时间为m毫秒，以生成总占用时间为m*n毫秒的超声波序列脉冲，m为正数。本发明通过独有的编码方式对超声波发射器的发射波进行编码后发
射，可与环境中的其它超声波形成明显区别，以便有效识别出该发射波遇到限高道路所返回的反射波，有利于提高车辆与限高道路间直线距离的计算效率。
8.其中，所述扩散角度由所述直线距离及扩散距离确定。本发明基于不同的直线距离为超声波发射器及超声波接收器设置不同的扩散角度，使不同直线距离所对应的扩散角度足够小，从而避免检测到远处过低的障碍物，以对限高道路造成误判。
9.为实现上述目的，第二方面，本发明提供了一种车辆，包括：至少一个处理器以及存储器，所述存储器被配置成存储指令，当所述存储指令被所述至少一个处理器执行时，使所述至少一个处理器执行以下步骤：确定前方道路是否为限高道路；响应于确定所述前方道路为所述限高道路，获取车辆与所述限高道路之间的直线距离；以及响应于所述直线距离小于或等于预设的制动限制距离，控制所述车辆开启制动操作。
10.为实现上述目的，第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载执行时，实现如上所述的限高道路防撞方法。
11.为实现上述目的，第四方面，本发明提供了一种电子设备，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于加载执行所述计算机程序，以使所述电子设备执行如上所述的限高道路防撞方法。
附图说明
12.图1显示为本发明的限高道路防撞方法于一实施例中的应用场景示意图。
13.图2显示为本发明的限高道路防撞方法于一实施例中的流程图。
14.图3a显示为本发明一实施例中获取车辆顶部与前方限高道路间的直线距离的原理图。
15.图3b显示为本发明另一实施例中获取车辆顶部与前方限高道路间的直线距离的原理图。
16.图4显示为本发明一实施例中超声波序列脉冲的编码结构示意图。
17.图5显示为本发明的车辆于一实施例中的结构示意图。
18.图6显示为本发明的电子设备于一实施例中的结构示意图。
具体实施方式
19.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
20.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
21.如图1所示，双层公交车、卧铺大巴、集装箱卡车等车身高度较高的车辆在行驶过程中可能会遇到的限高道路包括但不限于涵洞、隧道、限高杆。所述限高道路还可以是由于
树木、广告牌、拱门、电线等位于道路上方而对通行车辆的车身高度产生限制作用的道路。有些限高道路的限高值会标示错误，有些限高道路因某些客观因素导致实际限高值发生变化，如路面因先前通过的车辆抛洒的渣土、碎石导致实际限高值变小，有些驾驶员在驾驶过程中因粗心大意会疏忽道路限高的问题。
22.现阶段缺少能提前预防与限高道路相撞的解决方案，大多还是凭借驾驶员自己的目测和记忆主观判断车辆是否能够顺利通过限高道路，难免存在判断失准而引发交通事故的情况，无法保证驾驶的安全性。
23.鉴于此，本技术提供限高道路防撞方法、计算机可读存储介质及电子设备，可自动检测前方的限高道路，并在检测到限高道路后及时控制车辆执行制动操作，从而避免车辆在驾驶过程中与限高道路相撞，有效提升驾驶安全系数。
24.以下将详细阐述本技术提供的限高道路防撞方法、计算机可读存储介质及电子设备的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本技术的限高道路防撞方法、计算机可读存储介质及电子设备。
25.如图2所示，本技术提供一种限高道路防撞方法，可以由车辆的车机、驾驶员的智能手机、平板电脑等电子设备负责执行，还可以由与这些电子设备通信连接的服务器负责执行，本技术不对每一步骤的执行主体加以限制。
26.本技术的限高道路防撞方法包括以下步骤：
27.s10：确定前方道路是否为限高道路。
28.在一实施例中，基于车辆车头顶部设置的超声波发射器及超声波接收器来确定前方道路是否为限高道路。通过控制所述超声波发射器在扩散角度范围内发射超声波，在所述超声波接收器接收到反射波的情况下，确定前方道路为限高道路；在所述超声波接收器未接收到反射波的情况下，自然也就确定前方道路没有限高道路。
29.在一实施例中，限高道路设有通信装置，所述通信装置定期向外发射所述限高道路的限高值。车辆在接收所述通信装置发送的信号时就能获取到限高值，通过将所述限高值与车辆高度值进行比较，并在比较得到该限高值小于或等于车辆高度值的情况下，确定前方道路为限高道路。
30.s20：响应于确定所述前方道路为所述限高道路，获取车辆与所述限高道路之间的直线距离。
31.在一实施例中，承接上述，在所述超声波接收器收到所述超声波遇到所述限高道路返回的反射波后，根据当前车速、音速，以及所述超声波发射器的发射时间与所述超声波接收器的接收时间之间的时间差，计算得到所述车辆与所述限高道路之间的直线距离。
32.具体的，如图3a所示，车辆的车头顶部设有超声波发射器及超声波接收器。所述超声波发射器面向车辆前方，在扩散角度范围内发射超声波，如图3a所示，当车辆停在水平面上时，保证超声波发射器向前发射的扩散角度θ的上限处于水平角度。超声波接收器安装在超声波发射器附近，同样面向车辆前方。超声波发射器发出的超声波遇到障碍物后产生的反射波将进入超声波接收器。
33.假设车辆正在向限高道路方向行驶，车速为v，音速为340米/秒，为了获取车辆顶部与前方限高道路之间的直线距离，首先，控制超声波发射器发射超声波，此时车辆与前方限高道路的距离为l’，随后，超声波接收器收到反射波，此时车辆与前方限高道路的距离为
l。结合超声波发射器的发射时间与超声波接收器的接收时间之间的时间差δt，可由公式a)δt＝(l l')/340和公式b)l'＝l vδt得到公式c)l＝(170-v/2)δt，从而通过公式c)计算得到车辆的车头顶部与前方限高道路之间的直线距离l。
34.在一实施例中，所述限高道路设有通信装置、定位装置。所述通信装置定期向外发射所述定位装置的定位信息。较佳的，通信装置的信号发射范围覆盖当前限高道路的车道，且信号发射的方向面向车辆行驶而来的方向，以避免对其它行驶车辆造成影响。本步骤通过接收所述通信装置发送的信号来获取限高值，以便将所述限高值与所述车辆的高度值进行比较；在所述限高值小于或等于所述车辆的高度值的情况下，确定前方道路为限高道路。
35.具体的，如图3b所示，限高道路需要限高的位置处(如靠近涵洞、隧道、限高杆的下边缘)安装有定位装置(如北斗定位模块、gps定位模块等)和通信装置(如gprs通信模块、lora通信模块等)。通信装置定期向外发送限高道路的限高值，以及定位装置的定位信息，也即限高道路的具体位置，根据该具体位置和车辆当前位置，就可以基于电子地图计算得到车辆与前方限高道路的直线距离。
36.s30：响应于所述直线距离小于或等于预设的制动限制距离，控制所述车辆开启制动操作。
37.具体的，通过向车辆的制动系统发送制动指令，从而控制所述车辆开启制动操作。制动限制距离可以由本领域技术人员或者用户依据需求进行设定。较佳的，所述预设的制动限制距离和当前车速相关，本领域技术人员可提前为不同的车速设置对应的制动限制距离，车速越快，制动限制距离应越大，车速越慢，制动限制距离可越小，从而为车辆制动预留足够的制动距离，有助于提升防撞效果。
38.进一步地，在图3a所示的应用场景下，车辆在行驶过程中超声波发射器会以预设时间间隔(如12ms)不断地向外发出超声波，从而利用超声波序列脉冲持续检测前方限高道路。为了避免混淆本车先后发射的超声波，或者被其它车辆发射的超声波干扰而导致误判，于一实施例中，本技术提出特殊的编码方式来形成向外发射的超声波，且每次发射的超声波均以该编码方式重新形成，以使每次发射的超声波均不同。超声波发射器每次的发射时间和超声波的编码结构都会被记录，当反射波返回时，通过反射波的编码结构即可识别出其是否由本车发出，以及与其对应的发射波。本技术在判断出反射波的编码方式与发射的超声波的编码方式一致后，再计算车辆的车头顶部与限高道路之间的直线距离，从而提高该直线距离的准确性。
39.以下对本技术提出的特殊的编码方式进行详细介绍。
40.本技术在生成一超声波序列时，选择两种不同的发射频率，令一种发射频率对应0，另一种发射频率对应1；随机生成一n位二进制数，将所述两种不同的发射频率按照所述n位二进制数的顺序对应排列，以对所述两种不同的发射频率进行编码；n为正整数；设置所述n位二进制数的每位占用时间为m毫秒，从而生成总占用时间为m*n毫秒的超声波序列脉冲；m为正数。
41.举例而言，参阅图4，选择2种发射频率25khz和30khz，令25khz和30khz分别代表0和1，随机生成一8位二进制数01010101，将25khz和30khz按照01010101对应排列，形成25khz、30khz、25khz、30khz、25khz、30khz、25khz、30khz的连续超声波，规定每一位占用1毫秒，则发出该超声波序列共占用时间8ms。
42.在一实施例中，所述扩散角度由所述直线距离及扩散距离确定。所述扩散距离是指超声波到达限高道路上的障碍物时所处的位置与超声波水平发射后到达限高道路上的障碍物时所处的位置之间的最大垂直距离。其中，所述扩散距离可以是预先设定的，例如为0.3m。
43.参见图3a，详细而言，为了避免超声波检测到远处过低的障碍物，以对限高道路造成误判，可以根据所述直线距离以及所述扩散距离来确定扩散角度θ，使不同直线距离所对应的扩散角度θ足够小。比如：所述直线距离为30米，所述扩散距离为0.5米，通过调整发射的超声波频率、发射器面积、发射面形状等，使得扩散角度θ为arctan(0.5/30)≈0.957
°
。
44.如图5所示，本技术还提供一种车辆，包括：至少一个处理器以及存储器，所述存储器被配置成存储指令，当所述存储指令被所述至少一个处理器执行时，使所述至少一个处理器执行以下步骤：
45.确定前方道路是否为限高道路；
46.响应于确定所述前方道路为所述限高道路，获取车辆与所述限高道路之间的直线距离；以及
47.响应于所述直线距离小于或等于预设的制动限制距离，控制所述车辆开启制动操作。
48.由于前文已经详细介绍了这些方法步骤，故于此不再重复赘述。
49.在一实施例中，参阅图3a，车辆的车头顶部设有超声波发射器及超声波接收器，所述超声波发射器和所述超声波接收器与车辆的至少一个处理器通信连接，其中，所述超声波发射器被配置为在扩散角度范围内发射超声波，所述超声波接收器被配置为接收所述超声波遇到所述限高道路返回的反射波。
50.如图6所示，本技术还提供一种电子设备，所述电子设备为智能手机、平板电脑、便携式电脑、台式机、车机、智能电视等，用以执行前述实施例介绍的限高道路的防撞方法。
51.图6显示的电子设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图6所示，电子设备以通用计算设备的形式表现，其组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
52.总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(isa)总线，微通道体系结构(mac)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(vesa)局域总线以及外围组件互连(pci)总线。
53.该电子设备典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
54.系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(ram)30和/或高速缓存存储器32。电子设备可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图6未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图6中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如cd-rom，dvd-rom或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可
以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
55.具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
56.电子设备也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、扬声器、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备交互的设备通信，和/或与使得该电子设备能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口22进行。并且，电子设备还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图6所示，网络适配器20通过总线18与电子设备的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合该电子设备使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
57.所属技术领域的技术人员知道，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、驻留软件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明的各个方面还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。
58.可以采用一个或多个计算机可读介质的任意组合。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。
59.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。
60.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、有线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
61.可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c 等，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)。
62.应当理解，本发明的限高道路防撞方法都可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些计算机程序指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。
63.也可以把这些计算机程序指令存储在计算机可读介质中，这些指令使得计算机、其它可编程数据处理装置、或其他设备以特定方式工作，从而，存储在计算机可读介质中的指令就产生出包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的指令的制造品(article of manufacture)。
64.也可以把计算机程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机或其它可编程装置上执行的指令提供实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的过程。
65.综上，本发明的限高道路防撞方法、计算机可读存储介质及电子设备，可自动检测前方的限高道路，并在检测到限高道路后及时控制车辆执行制动操作，从而避免车辆在驾驶过程中与限高道路相撞，有效提升驾驶安全系数，克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
66.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。