本发明涉及道路交通安全技术领域，具体涉及一种用于隧道路段占道行驶车辆的车载提醒系统及预警方法。
背景技术：
随着交通运输行业的发展，由于道路运输具有机动灵活、方便快捷、延伸自由度大和覆盖范围广的特点，在运输行业占据着重要的地位，特别是长途运输的大型货车成为了道路运输的主力军。大型货车由于载货量大的特点，会导致载货车辆载货高度较高，有甚者超出道路限高的限制，特别的，当超高车辆在双向单通道隧道路段行驶时，货物会与限高装置发生碰撞摩擦；还有甚者由于车辆载货高度高，为了避免与隧道顶部发生碰撞，驾驶员会刻意将车辆行驶在上述隧道道路中部，造成超高、超宽车辆占用对向车道的情况发生，此情况下加之隧道内部的灯光不充足的特点，从而会对对向来车存在发生刮擦碰撞的潜在危险。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于隧道路段占道行驶车辆的车载提醒系统及预警方法，该系统能够通过自车车辆顶部安装的激光雷达和ai摄像机及时发现自车车辆是否发生越线占道行驶现象，当自车车辆长时间越线占道行驶时，能够通过投射新的道路警戒线和声音警报的方式提醒对向车辆注意采取规避措施，避免发生碰撞，减少事故的发生；其预警方法安全可靠，提高隧道运营安全，提高隧道运输效率。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
(一)一种用于隧道路段占道行驶车辆的车载提醒系统，包括：安装在车辆顶部的激光雷达、处理单元、ai摄像机和led投射信号灯；其中，所述激光雷达的信号输出端与所述处理单元的第一信号输入端电连接，所述ai摄像机的信号输出端与所述处理单元的第二信号输入端电连接，所述处理单元的第一信号输出端与所述led投射信号灯的信号输入端电连接。
优选的，所述处理单元为arm处理器、单片机或工控机。
优选的，所述激光雷达的型号为innovizpro的固态激光雷达。
优选的，所述ai摄像机为ds-2td2466t型号摄像机。
优选的，所述激光雷达内预先存储有车身初始宽度信息，所述激光雷达用于获取载货后的车辆实际宽度信息，根据车辆初始宽度信息和载货后的车辆实际宽度信息确定当前的车身宽度信息，并将当前的车身宽度信息传递给处理单元；
所述ai摄像机用于获取道路的中间警戒线与车辆的纵向中轴线之间的距离信息，并将获取的道路的中间警戒线与车辆的纵向中轴线之间的距离信息传递给处理单元；
所述处理单元根据获取的当前的车身宽度信息、道路的中间警戒线与车辆的纵向中轴线之间的距离信息、以及持续时间，确定相应的预警信息，并将预警信息传递给led投射信号灯；
所述led投射信号灯根据预警信息投射新的道路警戒线，用于对对向车辆进行道路警示。
优选的，还包括车载喇叭，所述处理单元的第二信号输出端与车载喇叭的信号输入端电连接；所述车载喇叭用于对对向车辆进行声音预警。
(二)一种用于隧道路段车辆占道行驶的预警方法，包括以下步骤：
步骤1，激光雷达内预先存储有车身初始宽度db，激光雷达获取载货后的车辆实际宽度ds，根据车辆初始宽度db和载货后的车辆实际宽度ds确定当前的车身宽度d，并将当前的车身宽度d传递给处理单元；
步骤2，ai摄像机获取道路的中间警戒线，在ai摄像机的视野范围内标定视野中心线，所述视野中心线要与车辆的纵向中轴线能够重合，ai摄像机通过标定得到道路的中间警戒线与车辆的纵向中轴线之间的距离s，并将得到的道路的中间警戒线与车辆的纵向中轴线之间的距离s传递给处理单元；
步骤3，处理单元根据获取的当前的车身宽度d、道路的中间警戒线与车辆的纵向中轴线之间的距离s、以及持续时间t，确定相应的预警信息，并将预警信息传递给led投射信号灯；
步骤4，led投射信号灯根据预警信息投射新的道路警戒线，用于对对向车辆进行道路警示。
优选的，步骤1中，确定当前的车身宽度d的方法为：
当车辆初始宽度db大于等于载货后的车辆实际宽度ds时，选择车辆初始宽度db作为当前的车身宽度d；
当车辆初始宽度db小于载货后的车辆实际宽度ds时，选择载货后的车辆实际宽度ds作为当前的车身宽度d。
优选的，步骤3中，预警信息的确定方法为：
当s≤0.5d时，led投射信号灯的启闭状态信号si为1；否则，led投射信号灯的启闭状态信号si为0；
当启闭状态信号si为1时，且持续时间t为5s以上时，则led投射信号灯开启，向车辆前进方向的左侧投射新的道路警戒线；否则，led投射信号灯不开启。
进一步优选的，在led投射信号灯开启的同时，车载喇叭对对向车辆进行声音预警。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的用于隧道路段占道行驶车辆的车载提醒系统在车辆发生占到行驶时，能够通过投射新的道路警戒线和声音警报的方式提醒对向车辆注意采取规避措施，避免发生碰撞，减少事故的发生；其预警方法中能够及时发现车辆是否发生占道现象，并在车辆占道时及时发出相应的警报信息。
(2)利用激光雷达获得的车辆初始宽度db和载货后的车辆实际宽度ds确定当前的车身宽度d，并将当前的车身宽度d传递给处理单元；利用ai摄像机通过标定得到道路的中间警戒线与车辆的纵向中轴线之间的距离s，并将距离s传递给处理单元；处理单元通过判断d、s的关系确定车辆是否发生占道(即当s≤0.5d，则认为当前车辆跨越了车道警戒线；否则，没有跨越车道警戒线)，并控制led投射信号灯的启闭，当led投射信号灯点亮，且持续时间t不少于5s，则可以认为当前车辆跨越了车道警戒线；led投射信号灯会在车辆的行驶左侧地面投出一道新的警戒线，提醒对向车辆注意新的道路警戒线，避免发生碰撞；同时车载喇叭会响起提醒声音“超宽车辆通过，请注意！”。
附图说明
图1为本发明的用于隧道路段占道行驶车辆的车载提醒系统的工作流程图；
图2为ai摄像机视野标定图；
图3为led投射信号灯图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。
实施例
(一)一种用于隧道路段占道行驶车辆的车载提醒系统，包括：安装在车辆顶部的激光雷达、处理单元、ai摄像机和led投射信号灯以及车辆本身具有的车载喇叭；其中，所述激光雷达的信号输出端与所述处理单元的第一信号输入端电连接，所述ai摄像机的信号输出端与所述处理单元的第二信号输入端电连接；所述处理单元的第一信号输出端与所述led投射信号灯的信号输入端电连接，所述处理单元的第二信号输出端与车载喇叭的信号输入端电连接；所述车载喇叭用于对对向车辆进行声音预警。
具体的，激光雷达为innovizpro的高分辨率的固态激光雷达，固定安装在车顶上部，能够快速识别并提取载货后的车辆实际宽度ds信息以及载货后的车辆高度信息；且在激光雷达的内部预先存储有车身初始宽度db信息。激光雷达根据车辆初始宽度db和载货后的车辆实际宽度ds确定当前的车身宽度d，并将当前的车身宽度d传递给处理单元，具体为：
当车辆初始宽度db大于等于载货后的车辆实际宽度ds时，选择车辆初始宽度db作为当前的车身宽度d；
当车辆初始宽度db小于载货后的车辆实际宽度ds时，选择载货后的车辆实际宽度ds作为当前的车身宽度d。
ai摄像机采用海康威视ds-2td2466t系列型号摄像机，固定安装在车顶中部的位置，摄像头传感器负责采集道路上的中间警戒线(即道路中心线)，在ai摄像机的视野范围内标定视野中心线，所述视野中心线要与车辆的纵向中轴线能够重合，ai摄像机通过标定得到道路的中间警戒线与车辆的纵向中轴线之间的距离5，并将得到的道路的中间警戒线与车辆的纵向中轴线之间的距离s传递给处理单元。
处理单元为arm处理器、单片机或工控机。处理单元根据获取的当前的车身宽度d、道路的中间警戒线与车辆的纵向中轴线之间的距离s、以及持续时间t，确定相应的预警信息，并将预警信息传递给led投射信号灯。即通过比较道路的中间警戒线与车辆的纵向中轴线之间的距离s与当前的车身宽度d之间的关系，当s≤0.5d，且持续时间t不少于5s，则可以认为当前车辆长时间跨越了车道警戒线，控制led投射信号灯发出预警信息。
led投射信号灯也安装在车顶的上部，当车辆发生了占道行驶时，led投射信号灯会在车辆的行驶左侧地面投出一道新的警戒线，用于提醒对向车辆注意新的道路警戒线，避免发生碰撞；同时车载喇叭会响起提醒声音“超宽车辆通过，请注意！”。
(二)参考图1，一种用于隧道路段车辆占道行驶的预警方法，包括以下步骤：
步骤1，激光雷达内预先存储有车身初始宽度db，激光雷达获取载货后的车辆实际宽度ds，根据车辆初始宽度db和载货后的车辆实际宽度ds确定当前的车身宽度d，并将当前的车身宽度d传递给处理单元。
具体的，激光雷达通过比较车辆初始宽度db和载货后的车辆实际宽度ds之间的关系确定当前的车身宽度d，当车辆初始宽度db大于等于载货后的车辆实际宽度ds时，选择车辆初始宽度db作为当前的车身宽度d；当车辆初始宽度db小于载货后的车辆实际宽度ds时，选择载货后的车辆实际宽度ds作为当前的车身宽度d，具体如下表达式：
步骤2，参考图2，标定ai摄像机，ai摄像机通过机器学习能够快速准确识别道路的中间警戒线，在ai摄像机的视野范围内标定视野中心线，视野中心线要与车辆的纵向中轴线能够重合，ai摄像机通过标定得到道路的中间警戒线与车辆的纵向中轴线之间的距离s，并将得到的道路的中间警戒线与车辆的纵向中轴线之间的距离s传递给处理单元。
步骤3，处理单元根据获取的当前的车身宽度d、道路的中间警戒线与车辆的纵向中轴线之间的距离s、以及持续时间t，确定相应的预警信息，并将预警信息传递给led投射信号灯(参考图3)。
具体为，通过比较s和d的关系，判断led投射信号灯的启闭状态信号si(0或1)，当s≤0.5d时，led投射信号灯的启闭状态信号si为1；否则，led投射信号灯的启闭状态信号si为0，具体表达式如下：
当启闭状态信号si为1时(led投射信号灯点亮)，且持续时间t为5s以上时，则led投射信号灯开启，向车辆前进方向的左侧投射新的道路警戒线；否则，led投射信号灯不开启。
步骤4，led投射信号灯根据预警信息投射新的道路警戒线，对对向车辆进行道路警示；在led投射信号灯开启的同时，车载喇叭对对向车辆进行声音预警，会响起“超宽车辆通过，请注意！”。
虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
1.一种用于隧道路段车辆占道行驶的车载提醒系统，其特征在于，包括：安装在车辆顶部的激光雷达、处理单元、ai摄像机和led投射信号灯；其中，所述激光雷达的信号输出端与所述处理单元的第一信号输入端电连接，所述ai摄像机的信号输出端与所述处理单元的第二信号输入端电连接，所述处理单元的第一信号输出端与所述led投射信号灯的信号输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的用于隧道路段车辆占道行驶的车载提醒系统，其特征在于，所述激光雷达内预先存储有车身初始宽度信息，所述激光雷达用于获取载货后的车辆实际宽度信息，根据车辆初始宽度信息和载货后的车辆实际宽度信息确定当前的车身宽度信息，并将当前的车身宽度信息传递给处理单元；
所述ai摄像机用于获取道路的中间警戒线与车辆的纵向中轴线之间的距离信息，并将获取的道路的中间警戒线与车辆的纵向中轴线之间的距离信息传递给处理单元；
所述处理单元根据获取的当前的车身宽度信息、道路的中间警戒线与车辆的纵向中轴线之间的距离信息、以及持续时间，确定相应的预警信息，并将预警信息传递给led投射信号灯；
所述led投射信号灯根据预警信息投射新的道路警戒线，用于对对向车辆进行道路警示。
3.根据权利要求1所述的用于隧道路段车辆占道行驶的车载提醒系统，其特征在于，还包括车载喇叭，所述处理单元的第二信号输出端与车载喇叭的信号输入端电连接；所述车载喇叭用于对对向车辆进行声音预警。
4.根据权利要求1所述的用于隧道路段车辆占道行驶的车载提醒系统，其特征在于，所述处理单元为arm处理器、单片机或工控机。
5.根据权利要求1所述的用于隧道路段车辆占道行驶的车载提醒系统，其特征在于，所述激光雷达的型号为innovizpro的固态激光雷达。
6.根据权利要求1所述的用于隧道路段车辆占道行驶的车载提醒系统，其特征在于，所述ai摄像机为ds-2td2466t型号摄像机。
7.一种用于隧道路段车辆占道行驶的预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，激光雷达内预先存储有车身初始宽度db，激光雷达获取载货后的车辆实际宽度ds，根据车辆初始宽度db和载货后的车辆实际宽度ds确定当前的车身宽度d，并将当前的车身宽度d传递给处理单元；
步骤2，ai摄像机获取道路的中间警戒线，在ai摄像机的视野范围内标定视野中心线，所述视野中心线要与车辆的纵向中轴线能够重合，ai摄像机通过标定得到道路的中间警戒线与车辆的纵向中轴线之间的距离s，并将得到的道路的中间警戒线与车辆的纵向中轴线之间的距离s传递给处理单元；
步骤3，处理单元根据获取的当前的车身宽度d、道路的中间警戒线与车辆的纵向中轴线之间的距离s、以及持续时间t，确定相应的预警信息，并将预警信息传递给led投射信号灯；
步骤4，led投射信号灯根据预警信息投射新的道路警戒线，用于对对向车辆进行道路警示。
8.根据权利要求7所述的用于隧道路段车辆占道行驶的预警方法，其特征在于，步骤1中，确定当前的车身宽度d的方法为：
当车辆初始宽度db大于等于载货后的车辆实际宽度ds时，选择车辆初始宽度db作为当前的车身宽度d；
当车辆初始宽度db小于载货后的车辆实际宽度ds时，选择载货后的车辆实际宽度ds作为当前的车身宽度d。
9.根据权利要求7所述的用于隧道路段车辆占道行驶的预警方法，其特征在于，步骤3中，预警信息的确定方法为：
当s≤0.5d时，led投射信号灯的启闭状态信号si为1；否则，led投射信号灯的启闭状态信号si为0；
当启闭状态信号si为1时，且持续时间t为5s以上时，则led投射信号灯开启，向车辆前进方向的左侧投射新的道路警戒线；否则，led投射信号灯不开启。
10.根据权利要求9所述的用于隧道路段车辆占道行驶的预警方法，其特征在于，在led投射信号灯开启的同时，车载喇叭对对向车辆进行声音预警。
技术总结