(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210903309.6 (22)申请日 2022.07.29 (71)申请人 山东高速集团有限公司 地址 250102 山东省济南市历下区龙奥北 路8号 申请人 山东大学 (72)发明人 左志武　郭鑫铭　马川义　吴建清　 解冬东　田源　朱建国　许孝滨　 程之恒　薛宇翾　 (74)专利代理 机构 济南金迪知识产权代理有限 公司 37219 专利代理师 孙倩文 (51)Int.Cl. G08G 1/16(2006.01) G08G 1/04(2006.01)G08G 1/01(2006.01) E01F 15/14(2006.01) G06V 10/762(2022.01) G06V 10/774(2022.01) G06V 10/82(2022.01) G06V 20/40(2022.01) G06V 20/54(2022.01) (54)发明名称 一种基于路侧激光雷达的高速公路分流区 防撞方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于路侧激光雷达的高速 公路分流区防撞方法， 属于交通安全技术领域。 包括通过路侧激光雷达获取道路上的机动车目 标， 得到待处理的三维点云数据； 将三维点云数 据通过背景滤除、 目标聚类、 目标分类、 车道识别 和目标追踪提取车辆的实时轨迹信息， 包括三维 坐标和速度； 根据车辆实时轨迹信息得到距离 ‑ 速度‑时间曲线， 通过距离 ‑速度‑时间曲线来确 定是否需要发出预警信号； 当检测到车辆进入危 险区域内， 则触发防护系统。 本发明以路侧激光 雷达点云数据为基础， 通过坐标转换、 背景滤除、 目标识别、 轨迹追踪等算法， 来实现掌握车辆实 时动态， 并通过距离 ‑速度‑时间曲线及时判断车 辆行为做出相应的安全保障措施， 来减少事故的 发生。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115273549 A 2022.11.01 CN 115273549 A 1.一种基于路侧激光雷达的高速公路分流区防撞方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)将激光雷达水平架设在高速公路导流岛处的护栏内， 通过路侧激光雷达获取道路 上的机动车目标， 得到待处 理的三维点云数据； (2)将获取的三维点云数据通过背景滤除、 目标聚类、 目标分类、 车道识别和目标追踪 来提取高速公路上机动车的实时轨 迹信息， 包括 三维坐标和速度； (3)根据得到的机动车实时轨迹信息得到距离 ‑速度‑时间曲线， 通过距离 ‑速度‑时间 曲线来确定是否需要发出 预警信号； (4)当检测到车辆进入危险区域内， 则触发防护系统。 2.根据权利要求1所述的基于路侧激光雷达的高速公路分流 区防撞方法， 其特征在于， 步骤(3)中， 距离 ‑速度‑时间曲线中X轴表 示车辆和护栏的距离信息， Y轴表 示减速信息， Z轴 表示时间信息t； t＝(TIi–TI0)/F， 其中TI0为车辆和护栏首次被激光雷达检测到的时间， TIi是在车辆和 护栏首次被激光雷达检测到之后的下一个时间单位， F为激光雷达的扫描频率； 车辆和护栏的距离信息D为： 式中， Xs、 Ys、 Zs为车辆的三维坐标， Xp、 Yp、 Zp为护栏的三维坐标； 减速信息采用减速速度D C表示， DC＝(Vt–Vt‑1)/0.5， 其中Vt为时间t的车辆速度， t ‑1到t 的时间间隔为0.5s。 3.根据权利要求2所述的基于路侧激光雷达的高速公路分流 区防撞方法， 其特征在于， 如果车辆与护栏之间的距离D小于1.2米， 即在距离 ‑速度‑时间曲线上X轴的值小于1.2m， 则 认为为近碰撞事件。 4.根据权利要求3所述的基于路侧激光雷达的高速公路分流 区防撞方法， 其特征在于， 如果减速速度大于3.5m/s2， 即在距离 ‑速度‑时间曲线上Y轴的值大于3.5m/s2， 则被认为是 近碰撞事件。 5.根据权利要求4所述的基于路侧激光雷达的高速公路分流 区防撞方法， 其特征在于， 当{X＜1.2m}OR{|Z|＞3.5m/s2}时， 系统发出紧急 警报， 警示灯闪烁红色； 当{1.2m≤X＜2m}OR{2.5m/s2＜|Z|≤3.5m/s2}时， 系统发出提醒警报， 警示灯闪烁橘 色。 6.根据权利要求5所述的基于路侧激光雷达的高速公路分流 区防撞方法， 其特征在于， 步骤(4)中， 危险区域为导流岛处的护栏外1m范围， 防护系统由安全气囊和变刚度护栏组 成， 当检测到车辆进入危险区域内， 安全气囊则会弹出来保护车辆 。 7.根据权利要求6所述的基于路侧激光雷达的高速公路分流 区防撞方法， 其特征在于， 安全气囊设置在导流岛处的护栏外， 每隔0.5米均匀布置， 所述危险区域内埋设有地感线 圈， 用于感应车辆是否进入危险区域中。 8.根据权利要求6所述的基于路侧激光雷达的高速公路分流 区防撞方法， 其特征在于， 变刚度护栏从靠近导流岛的前端到远离导流岛的后端， 护栏由细到粗变化， 护栏埋深由浅 变深； 优选的， 变刚度护栏的前端2.4m设计为Bm级护栏， 接下来的2.4m为Am级护栏， 紧接着的权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115273549 A 22.4m为SBm级护栏， 后面远离导 流岛的普通匝道处均为SAm级护栏。 9.根据权利要求8所述的基于路侧激光雷达的高速公路分流 区防撞方法， 其特征在于， 导流岛处的护栏内设置有警示灯， 用于系统发出警报时 闪烁红色或橘色。 10.根据权利要求7所述的基于路侧激光雷达的高速公路分流区防撞方法， 其特征在 于， 安全气囊的尺 寸为0.5m ×0.5m×0.5m， 当地 感线圈感应到车辆进入危险区域内后， 直接 传递给安全气囊内置的气体发生器， 气体发生器使安全气囊充气后弹出。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115273549 A 3