一种基于人工智能的危险驾驶行为安全识别及保护系统

技术领域

本发明涉及驾驶安全技术领域，特别是一种基于人工智能的危险驾驶行为安全识别及保护系统。

背景技术

随着我国经济的快速发展，汽车已经成为人们日常出行的主要工具。为了提高道路安全水平，预防和减少交通事故的发生，需要开发一套危险驾驶行为安全识别及保护系统。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种基于人工智能的危险驾驶行为安全识别及保护系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

本发明提出一种基于人工智能的危险驾驶行为安全识别及保护系统，其特征在于，包括行驶采集模块、图像采集模块、识别模块和保护模块；其中，

行驶采集模块用于获取车辆行驶数据，并将获取的车辆行驶数据传输到识别模块，其中车辆行驶数据包括实时车速；

图像采集模块设置在车辆前方，用于采集车辆前方的路况图像数据，并将采集到的路况图像数据传输到识别模块；

识别模块用于根据获取的路况图像数据进行并线行驶分析，得到车辆的并线行驶数据；以及用于根据车辆行驶数据进行车速分析，当车速分析结果超过标准范围时，则进一步根据并线行驶数据进行安全行驶分析，得到安全行驶分析结果；

保护模块根据得到的安全行驶分析结果做出相应的提醒或车辆制动控制。

优选的，该系统还包括交互采集模块；其中，

交互采集模块用于与路面上的其他车辆进行数据交互，获取周边车辆的实时车速数据，并将接收到的周边车辆车速数据传输到处理模块。

优选的，行驶采集模块包括接入单元；

接入单元用于与车辆的智能驾驶系统连接，采集车辆的实时行驶数据。

优选的，行驶采集模块包括采集单元；

采集单元用于与车轮转轴连接，用于采集车轮转轴的转速数据并转换车实时行驶数据。

优选的，图像采集模块包括图像采集单元和标注单元；

图像采集单元设置在车辆前方，对准车辆前方，用于获取车辆前方的图像数据；

标注单元用于对获取的图像数据进行辅助线标注，得到路况图像数据，并将得到的路况图像数据传输到识别模块。

优选的，识别模块包括车速识别单元、并线识别单元和安全分析单元；

车速识别单元用于根据车辆行驶数据进行车速分析，将得到的车速数据与预设的标准车速进行比对，当车速超过预设的标准车速范围时，输出并线分析指令至并线识别单元，以使得并显示别单元开始进行并线行驶分析；

并线识别单元根据获取的路况图像数据进行并线行驶分析，包括：

根据获取的路况图像数据进行的车道边缘线提取；

根据获取的车道边缘线获取车道边缘线与车身的夹角，得到当前车辆相对于道路的夹角；

当夹角大于设定的阈值范围时，判断车辆发生并线，记录相应的时间节点和并线角度，得到相应的并线分析结果；

安全分析单元用于根据获取的并线分析结果进一步进行安全行驶分析，得到安全行驶分析结果。

优选的，保护模块包括提醒单元和制动单元；

提醒单元用于当安全行驶分析结果出现异常时，向驾驶员发出安全提醒信息；

制动单元用于当安全行驶分析结果超过预设的标准值时，通过智能控制模块控制对车辆进行制动或限速控制。

本发明的有益效果为：本发明行驶采集模块和图像采集模块用于获取车辆行驶数据和路况图像数据，并将数据传输到识别模块进行分析。识别模块根据数据进行并线行驶分析和安全行驶分析，并生成安全行驶分析结果。保护模块根据安全行驶分析结果，提醒车辆采取相应的措施，如制动或控制车速。本系统可以有效识别和保护危险驾驶行为，降低交通事故的发生率，保障司机和乘客的生命安全。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例所示的一种基于人工智能的危险驾驶行为安全识别及保护系统的框架结构图。

具体实施方式

结合以下应用场景对本发明作进一步描述。

参见图1实施例所示一种基于人工智能的危险驾驶行为安全识别及保护系统，包括行驶采集模块、图像采集模块、识别模块和保护模块；其中，

行驶采集模块用于获取车辆行驶数据，并将获取的车辆行驶数据传输到识别模块，其中车辆行驶数据包括实时车速；

图像采集模块设置在车辆前方，用于采集车辆前方的路况图像数据，并将采集到的路况图像数据传输到识别模块；

识别模块用于根据获取的路况图像数据进行并线行驶分析，得到车辆的并线行驶数据；以及用于根据车辆行驶数据进行车速分析，当车速分析结果超过标准范围时，则进一步根据并线行驶数据进行安全行驶分析，得到安全行驶分析结果；

保护模块根据得到的安全行驶分析结果做出相应的提醒或车辆制动控制。

本发明行驶采集模块和图像采集模块用于获取车辆行驶数据和路况图像数据，并将数据传输到识别模块进行分析。识别模块根据数据进行并线行驶分析和安全行驶分析，并生成安全行驶分析结果。保护模块根据安全行驶分析结果，提醒车辆采取相应的措施，如制动或控制车速。本系统可以有效识别和保护危险驾驶行为，降低交通事故的发生率，保障司机和乘客的生命安全。

优选的，该系统还包括交互采集模块；其中，

交互采集模块用于与路面上的其他车辆进行数据交互，获取周边车辆的实时车速数据，并将接收到的周边车辆车速数据传输到处理模块。

通过交互采集模块，还能够与道路中的其他车辆进行实时的驾驶数据交互，通过对其他车辆的实时速度对自身车辆的行驶状态进行分析，有助于适应路面中变化的情况，提高了系统的适应性。

优选的，行驶采集模块包括接入单元；

接入单元用于与车辆的智能驾驶系统连接，采集车辆的实时行驶数据。

优选的，行驶采集模块包括采集单元；

采集单元用于与车轮转轴连接，用于采集车轮转轴的转速数据并转换车实时行驶数据。

针对智能汽车，能够直接与车辆的智能驾驶系统连接，从而得到车辆的实时行驶数据；而针对传统的车辆，则可以通过采集单元设置相应的传感器，来对车辆的形式数据进行主动的采集，适应不同车辆的使用。

优选的，图像采集模块包括图像采集单元和标注单元；

图像采集单元设置在车辆前方，对准车辆前方，用于获取车辆前方的图像数据；

标注单元用于对获取的图像数据进行辅助线标注，得到路况图像数据，并将得到的路况图像数据传输到识别模块。

通过图像采集单元来采集车辆前方的图像数据，并基于得到的路况图像数据进行进一步的并线分析，有助于提高车辆行驶过程中出现的并线情况进行准确的判断和记录。

其中，在图像采集单元设置和图像初始化的时候，能够根据得到的图像设置相应的辅助线，根据辅助线来指示当前车身和行驶的方向，以便后续根据辅助线和得到的车道线之间的夹角来计算得到车辆的相对车道线的行驶角度。

考虑到图像采集单元设置在车辆前方，因此在采集车辆前方图像的时候，容易受到对头车灯光等的影响，从而导致获取的路况图像数据出现局部强烈灯光等使得图像不清晰，影响后续根据路况图像数据进行车道线提取和并线分析的准确性。因此，图像采集模块中还特别设置有图像预处理单元，通过图像预处理单元对获取的路况图像数据进行预处理，并根据预处理后的路况图像数据进行进一步的并线行驶识别处理，有助于提高并线行驶识别的准确性。

优选的，图像采集模块包括图像预处理单元；

图像预处理单元用于对获取的路况图像数据进行预处理，将预处理后的路况图像数据进一步传输到识别模块进行处理；

其中，图像预处理单元具体包括：

基于获取的路况图像，将路况图像转换到Lab颜色空间，提取路况图像的亮度分量子图picL；

根据提取的亮度分量子图picL，依次对亮度分量子图中各像素点进行遍历检测，获取图像中的局部刺激区域，其中采用的遍历检测函数为：

其中，Erg

针对被标记的一类像素点(x,y)∈θ

s.t.(x,y)∈θ

式中，aL′(x,y)表示亮度增强后像素点(x,y)的亮度分量，

在针对一类像素点进行亮度增强处理后，以增强处理后的亮度分量子图为基础，进一步对其中被标记的二类像素点(x,y)∈θ

s.t.(x,y)∈θ

式中，aL′(x,y)表示亮度增强后像素点(x,y)的亮度分量，

根据上述针对一类像素点和二类像素点的增强处理后，得到增强后的亮度分量子图picL′；

根据增强后的亮度分量子图picL′进行颜色空间逆变换，将路况图像从Lab颜色空间重新转换到RGB颜色空间，得到预处理后的路况图像。

优选的，

针对获取的路况图像容易收到对头车两远光灯等的影响，导致路况图像中出现强光区域，从而导致强光区域部分细节信息被掩盖的情况。本发明上述实施方式，提出了一种针对路况图像进行亮度增强的技术方案，其中基于Lab颜色空间得到路况图像的亮度分量子图作为亮度增强处理的基础，针对得到的亮度分量子图，提出一种像素点遍历检测函数，来对图像中各像素点进行遍历检测，能够针对强光区域的特性，自适应将影响较大的强光区域的中心部分标记为二类像素点，将影响较大的强光区域的周边部分以及其他影响较小的高亮区域标记为一类像素点进行分别的亮度增强处理；并在增强处理的时候，特别针对一类像素点所在位置与常规区域之间的亮度变化特性来对一类像素点进行调节，使得一类像素点在增强处理后能够适应周边正常像素点的亮度特性，降低亮度的变化幅度和强度；在一类像素点增强处理后，进一步对二类像素点进行增强处理，基于处理后的一类像素点和周边像素点，对二类像素点的亮度分量进行抑制调节，有效降低强光区域的亮度失真情况，提高图像的清晰度。基于上述方式进行的亮度增强处理，能够有效克服传统的基于高亮像素点统一处理的时候，容易出现光圈现象(例如高亮区域的中间部分得到亮度抑制强于周边部分导致处理后出现类似光圈的现象)和光点现象(例如高亮区域处理后其中心位置得不到有效的处理导致处理效果不明显的现象)的失真情况，有效提高路况图像中高强区域的清晰度和细节信息的表征水平，有效适应车辆行驶过程中路况变化对路况图像造成的影响，提高后续根据路况图像进行进一步的到路线识别和并线识别的准确度。

优选的，识别模块包括车速识别单元、并线识别单元和安全分析单元；

车速识别单元用于根据车辆行驶数据进行车速分析，将得到的车速数据与预设的标准车速进行比对，当车速超过预设的标准车速范围时，输出并线分析指令至并线识别单元，以使得并显示别单元开始进行并线行驶分析；

并线识别单元根据获取的路况图像数据进行并线行驶分析，包括：

根据获取的(预处理后的)路况图像数据进行车道边缘线提取；

根据获取的车道边缘线获取车道边缘线与车身(辅助线)的夹角，得到当前车辆相对于道路的夹角；

当夹角大于设定的阈值范围时，判断车辆发生并线，记录相应的时间节点和并线角度，得到相应的并线分析结果；

安全分析单元用于根据获取的并线分析结果进一步进行安全行驶分析，得到安全行驶分析结果。

其中，并线识别单元中，根据得到的路况图像

当车辆超过标准的速度时(如60km/h等)则进一步基于得到的路况图像数据进行安全行驶分析，根据得到的路况图像分析车辆的并线行为并进行记录，当车辆出现连续大角度并线或者高速反复超车等情况的发生时，则记录安全性时分析结果为异常，对车辆的异常行驶行为进行提醒，而如果异常危险行驶行为持续发生，则通过主动控制的方式对车辆进行制动干预，有效避免恶意行为导致的危险情况发生，降低交通事故的发生率，保障司机和乘客的生命安全。

优选的，安全分析单元根据获取的并线分析结果进一步进行安全行驶分析，包括：

根据获取的并线分析结果，结合当前的车速进行安全行驶分析，当当前的车速超过设定的标准速度(如60km/h、40km/h等)，且当前得到的并线分析结果的并线角度大于超过的阈值(例如车辆和车道线的夹角大于60度)，则判断当前车辆出现高速大幅度并线行为，输出异常行驶分析结果；和/或

根据获取的并线分析结果，根据并线分析结果中记录的出现并线行为的时间节点进行分析，当车辆在预设的时间间隔内出现反复并线(如连续反复并线(左、右、左、右并线)的次数大于4，且相邻的并线行为发生时间间隔均小于预设的时间标准(如8s、10s等))，则判断当前车辆出现异常反复并线行为，输出异常行驶分析结果。

安全分析单元根据得到的车速数据结合并线分析结果对车辆当前的行驶安全状态进行分析，能够针对不同的异常驾驶行为进行准确的分析，避免发生危险驾驶和对异常驾驶行为进行做出及时的反馈和处理，有助于提高系统的适应性和智能化水平。

通过基于并线分析结果对车辆的行驶安全进行进一步的分析，能够通过并线分析结果来识别车辆的危险行为(如车辆失控或危险超车等)的发生，根据识别到的异常驾驶行为做出进一步的安全提醒或者制动处理，能够有助于提醒驾驶员注意驾驶的安全性，以及在遇到车辆失控时做出智能化的应急处理，提高车辆的智能控制和驾驶安全性。

优选的，保护模块包括提醒单元和制动单元；

提醒单元用于当安全行驶分析结果出现异常时，向驾驶员发出安全提醒信息；

制动单元用于当安全行驶分析结果超过预设的标准值时，通过智能控制模块控制对车辆进行制动或限速控制。

针对不同的异常行驶分析结果，如针对危险驾驶行为(如反复超车等)进行及时的安全提醒；同时当监测到车辆发生异常行驶行为(如因车辆失控导致的高速大角度并线等)时，则对车辆进行制动和限速处理，避免车辆发生失控碰撞等行为，进一步保障车辆行驶安全。

需要说明的是，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元/模块集成在一个单元/模块中。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元/模块的形式实现。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当分析，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。