基于移动智能终端的高速公路异常驾驶行为检测技术研究

基于移动智能终端的高速公路异常驾驶行为检测技术研究

张伟

上海华依新智能科技有限公司 上海市 201815

摘要：随着我国高速公路建设的不断完善，驾车出行成为常态。但是由于各种危险驾驶行为导致了很多严重交通事故，目前异常驾驶行为检测往往依赖于高速摄像头和车速检测器，很难实现对驾驶人员驾驶行为的全方位检测。因此本文通过分析高速公路异常驾驶行为的主要危害，对一种基于移动智能终端的高速公路异常驾驶行为检测技术进行了分析，提升高速公路驾驶的安全性。

关键词：危险驾驶行为检测；移动智能终端；技术分析

引言：道路交通安全一直是我国的重要安全问题，交通事故带来的经济损失十分庞大。因交通事故死亡和受伤的人数与日俱增，并且大部分的事故都是来源于高速公路上的各种危险驾驶行为。所以针对此类行为的安全检测十分重要，但是传统的道路设施不能实现精准检测，所以需要一种新型的检测手段来保证驾驶安全。

一、高速公路异常驾驶行为的主要危害

高速公路是为了让人们在高速驾驶时获得更好的驾驶体验，甘肃公路的道路十分宽敞，并且视野开阔，不存在行人与乱串的车辆，只要正常遵守交通规则，应该是更具有安全性的道路，但是由于一些司机不遵守交通规则，做出很多危险的驾驶行为，最终出现交通事故。

    很多司机在高速公路上还保持着城市驾驶习惯，变道的过程中没有变灯，有些司机经常在想要变道时不打转向灯突然进行变道，使后车没有办法反应，反应不过来的新司机很容易一紧张出现驾驶失误。高速公路上车辆都是各行其道，不打灯突然变道行驶十分危险。例如一辆车在中间车道正常行驶，突然有一辆车在右前方没有打转向灯进行变道，在高速公路的车辆速度都很快，反应不过来很容易发生追尾事故。高速公路虽然冠名高速，但是也是有具体限速的，分为120公里/小时、110公里/小时、100公里/小时。在实际驾驶中，有些驾驶员会开到132公里/小时，在原则上是不罚款的，因此很多车主人为车速到132公里/小时是不违法的，事实上这已经是一种违法行为了，在这个速度下，一旦发生意外是很难反应过来的，例如道路前方有障碍物的情况下，由于汽车在高速行驶的情况下不能碰撞任何障碍物，操作不当还会造成翻车现象，并且在高速行驶下，是不可以急打方向盘进行避让的。并且由于目前导航系统十分发达，在哪里有测速、哪里有摄像头一目了然，很多司机经常会钻空子，在没有监控测速的地方不限速，这种驾驶行为也十分危险。除此之外还有连续变更车道和随意变更车道，有很多小型轿车凭借自身优势在高速公路上进行连续变道驾驶，并且完全务实后方来车，速度过快时，后车也无法及时反应，特别是一些大货车，更是难以进行处理，发生严重的交通事故。强行变道超车也是危险驾驶行为中的一种，这种驾驶行为出现交通事故的概率更高，有些司机甚至不顾后车情况，强行进行变道操作，导致后车减速。此外还有疲劳驾驶和不按规定车道驾驶，都会造成严重的交通事故[1]。

二、基于移动智能终端的高速公路异常驾驶行为检测技术分析

（一）移动智能终端驾驶行为检测理论分析

    随着智能手机等移动设备终端的科技水平提高，其所搭载的传感器的科技水平也在逐渐提高，所以移动智能终端上多个传感器可以帮助对驾驶行为的检测，并提供更高的精准度，根据很多科研人员的探究与检测，加速度仪、陀螺仪、磁力针等都可以用来完成对驾驶行为的检测，其中加速度计重定向法还能解决设备朝向和行车方向不一致的问题。并且相比之下利用移动智能终端进行驾驶行为检测更容易被大众群体所接受，在推广扩展上也更有优势，大数据技术的加入还能分析其他驾驶群体的相关数据，为检测技术提供数据依据，以此来证明移动智能终端驾驶行为检测的可行性。并且为技术的实际实施提供数据参考[2]。

（二）对危险驾驶行为事件进行划分

    在进行正式异常驾驶行为检测前，需要对危险驾驶行为事件进行划分，从连续读取的传感器数据中，提取出候选的危险驾驶行为时间，由于传感器获取的数据是根据时间进行排列的，而驾驶行为是具有时间连续性的事件，并且持续时间也无法确定，所以需要根据每段时间的采样进行分类化的判断，划分成很多的区间，当发生了危险驾驶行为时，区间与区间之间的时间就会出现不一致的情况，然后将起始边界与结束边界的之间的时间段定为候选行为事件区间。在对候选行为事件进行分类时，可以使用基于规则的分类方法，对于每一个待分类的实例，依次测试规则集中的规则，应用最先满足条件的规则，将其分类为规则制定的类别标签。

（三）转向检测

    首先转向检测使对驾驶行为的基本检测，检测的结果多用于掉头、连续变道或者躲避障碍等驾驶行为中，因此转向检测需要具有一定的准确度。转向检测本质上就是将车辆行驶方向发生变化与车辆直线行驶状态做出区分。在车辆实际转向过程中，会有法向加速度和旋转角加速度的变化，根据这个变化就可以有效区分车辆的行驶状态，还能作为候选行为时间边界的划分依据。在实际检测过程中，经过处理的加速度计数可以使用准确率与稳定性更高的陀螺仪，在坐标系上的变化就体现出了驾驶行为的变化。次卧还需要注意在不同行驶速度下的转向方式也是不同的。需要检测人员针对不同情况下的转向方式进行不同的数据计算。

（四）掉头检测和连续变道检测

    掉头检测和转弯检测的性质相同，可以作为一种特殊的转弯行为进行检测，在检测出车辆具有转弯行为后进行二次检测，根据传感器和陀螺仪的数据，检测车辆是否发生了180°的转向，进而判断是否进行了掉头。而连续变道检测则需要在短时间内检测是否发生了多次小幅度转弯行为，在一定时间内发生n次变道就可以认定该车辆发生了一次连续变道。和转向检测不同，连续变道属于组合行为，并且在两个行为之间还存在一段直线行驶，因此可以根据这个特点来进行检测，可以根据收集的实际连续变道参数与需要检测的变道行为进行比对，从而判断车辆是否进行了连续变道。此外需要注意的是，为了减少数据误差，可以将角度差和角度和进行规范化计算[3]。

（五）避障检测

    避障检测对于陀螺仪和传感器的数据检测十分不友好，首先避障行为会根据实际驾驶情况不同而发生变化，需要躲避的障碍大小也会出现不同的驾驶行为，所以只能使用最基础的避障行为进行检测，当汽车出现侧向移动时，并伴随小幅度的转向后回归原车道的行为认定为避障行为，与变道行为不同的是，避障行为的转弯幅度较小。由于避障行为的分部较多，所以也应当采取组合行为的检测方法。避障行为由于发生了两段转向，且两次转向的方向不同，可以根据这个特点进行数据比对和计算。需要注意的是，在进行数据测试时，避障行为的持续时间和侧向位移都是有限的，需要检测人员注意，并以此来增加更多的限制条件，确保检测效果。

（六）紧急制动检测

    相比较其他的驾驶行为测试，紧急制动行为更好进行辨认，紧急制动行为最大的特点就是汽车速度突然变为零。紧急制动作为基本行为之一，在检测之前也需要进行候选事件边界划分，因为还有很多的驾驶行为也存在汽车速度突然变为零的情况，所以需要配合陀螺仪将其中不属于紧急制动的行为进行区分，根据GPS的行驶速度变化来判断汽车的速度，并在其中区分出紧急制动行为。

结论：综上所述，交通安全事故是关系到社会经济、民生的重要问题，如何有效减少其事故的发生概率是各个交通部门需要考虑的，针对高速公路危险驾驶行为的检测，基于移动智能终端的检测技术可以做到全方位、全角度的检测，能有效检测转向、掉头、避障等多种驾驶行为，可以有效提升高速公路的行车安全。

参考文献：

[1]陈洪飞.高速公路行车安全驾驶技术探析[J].时代汽车,2021(07):184-185.

[2]杨崇辉,郑玲,左益芳等.基于高速公路场景的换道驾驶行为研究[J/OL].重庆大学学报:1-16[2023-07-27].

[3]刘传贺.高速公路行车安全驾驶技术控制探讨[J].时代汽车,2022(04):193-195.