[0001] 本实用新型属于驾驶行为监测技术领域，尤其涉及一种道路车辆驾驶行为监测装置。

[0002] 随着车辆的保有量越来越大，道路拥堵尤其是城市道路拥堵日益明显且严峻。在城市道路驾驶车辆时，经常会遇到某个车道的行车速度明显慢于其他车道，慢速车道的车主一般会变道行驶，这不仅增加了其他车道的车流量，而且在车辆较多的道路上变道会增加事故风险。当从其他车道超车后，经常发现拥堵车道的前方比较空旷，拥堵的原因是司机因自身原因(例如看手机、打电话等)造成的慢速行驶，这种拥堵在红灯变绿灯后也时有发生。

[0003] 司机自身不规范的车辆驾驶行为危害驾驶安全，增加了不必要的道路拥堵，道路拥堵又会带来群车环境下的车辆变道，进而引发一系列的道路安全，这类问题在当前城市道路上普遍存在。

[0004] 目前，针对这类问题的一般措施包括基于视频检测的驾驶行为分析方法和基于雷达和视觉的驾驶行为分析方法。基于视频检测的驾驶行为分析是利用视觉传感器采集司机的驾驶行为图像，然后对驾驶行为图像进行处理、分析，通常道路包括多个车道，每个车道上的车流量较大，基于视频检测的驾驶行为分析方法难以实现对所有车道的所有车辆的驾驶行为的检测分析。基于雷达和视觉的驾驶行为分析方法中，毫米波雷达采集雷达信息，视觉传感器采集图像信息，然后利用雷达处理器对雷达信息进行分析处理，利用视觉处理器对图像信息进行分析处理，再将处理后的雷达信息和图像信息发送给后端(例如服务器或控制中心)进行融合，并识别出异常驾驶行为。基于雷达和视觉的驾驶行为分析方法虽然可以解决多车道多车辆的驾驶行为检测问题，但是这种方法所需硬件多(雷达处理器、视觉处理器、后端服务器)，导致成本高，系统维护复杂。实用新型内容

[0005] 本实用新型的目的在于提供一种道路车辆驾驶行为监测装置，以解决传统基于雷达和视觉的驾驶行为分析方法所需硬件多，系统成本高以及系统维护复杂的问题。

[0006] 本实用新型是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种道路车辆驾驶行为监测装置，包括：

[0007] 安装板；

[0008] 设于所述安装板上的毫米波雷达、视觉传感器、通信模块以及控制处理模块，所述毫米波雷达、视觉传感器、通信模块分别与所述控制处理模块连接，所述控制处理模块包括SoC FPGA芯片和电源模块。

[0009] 本实用新型中，控制处理模块采用SoC FPGA芯片，SoC FPGA芯片能够对毫米波雷达采集的雷达信息、视觉传感器采集的图像信息进行分析处理，对分析处理后的雷达信息和图像信息进行融合，并识别出异常驾驶行为。相对于传统技术(采用雷达处理器+视觉处理器+后端服务器)，本实用新型仅采用一SoC FPGA芯片，减少了硬件数量，并且SoC FPGA芯片本身成本较低，大大降低了装置的硬件成本，降低了装置维护的复杂度。同时，毫米波雷达、视觉传感器、通信模块以及控制处理模块集成在安装板上，便于整个装置的维护，进一步降低了装置维护的复杂度。

[0010] 进一步地，所述SoC FPGA芯片的具体型号为XCZU4EV。

[0011] 进一步地，所述视觉传感器为高清相机，所述SoC FPGA芯片通过MIPI接口与所述高清相机连接。

[0012] 进一步地，所述SoC FPGA芯片通过LVDS接口与所述毫米波雷达连接。

[0013] 进一步地，所述通信模块包括RS485接口模块、以太网模块以及4G模块。

[0014] 进一步地，所述控制处理模块还通过所述通信模块与交管服务器连接。

[0015] 进一步地，在所述安装板上还设有警示模块，所述警示模块与所述控制处理模块连接。

[0016] 进一步地，所述警示模块包括可变向扬声器模块和/或可变向光模块；

[0017] 所述可变向扬声器模块包括扬声器阵列，所述扬声器阵列与所述控制处理模块连接；

[0018] 所述可变向光模块包括光源模块，所述光源模块与所述控制处理模块连接。

[0019] 进一步地，所述可变向扬声器模块还包括第一二维步进电机驱动器和第一二维步进电机，所述第一二维步进电机驱动器的输入端与所述控制处理模块连接，所述第一二维步进电机驱动器的输出端与所述第一二维步进电机连接，所述扬声器阵列与所述第一二维步进电机连接；

[0020] 所述可变向光模块还包括第二二维步进电机驱动器和第二二维步进电机，所述第二二维步进电机驱动器的输入端与所述控制处理模块连接，所述第二二维步进电机驱动器的输出端与所述第二二维步进电机连接，所述光源模块与所述第二二维步进电机连接。

[0021] 进一步地，所述装置还包括透明外壳，所述透明外壳设于所述安装板上，所述毫米波雷达、视觉传感器、通信模块以及控制处理模块均位于所述透明外壳内。

[0022] 有益效果

[0023] 与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

[0024] 本实用新型所提供的一种道路车辆驾驶行为监测装置，采用SoC FPGA芯片作为控制处理模块，SoC FPGA芯片能够对毫米波雷达采集的雷达信息、视觉传感器采集的图像信息进行分析处理，对分析处理后的雷达信息和图像信息进行融合，并识别出异常驾驶行为。相对于传统技术(采用雷达处理器+视觉处理器+后端服务器)，本实用新型减少了硬件数量，并且SoC FPGA芯片本身成本较低，大大降低了装置的硬件成本，降低了装置维护的复杂度。同时，毫米波雷达、视觉传感器、通信模块以及控制处理模块集成在安装板上，便于整个装置的维护，进一步降低了装置维护的复杂度。本实用新型具有高集成度、高性价比、小体积、高独立性和深融合特性。

[0025] 本实用新型还增设警示模块，在监测到异常驾驶行为时控制警示模块发出警示信号，提醒车道上有异常驾驶行为的驾驶员；还可以根据异常驾驶行为的具体位置控制警示模块的俯仰角和水平角，实现异常驾驶行为的定向提醒。

[0030] 下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0031] 如图1和2所示，本实施例所提供的一种道路车辆驾驶行为监测装置包括安装板1、以及设于安装板1上的毫米波雷达3、视觉传感器2、通信模块和控制处理模块4，控制处理模块4包括SoC FPGA芯片和电源模块，毫米波雷达3、视觉传感器2、通信模块分别与SoC FPGA芯片连接，电源模块为监测装置提供所需电能。

[0032] 本实用新型提供一套全天时、全天候的道路车辆驾驶行为监测装置，在实际使用时可以安装在路口交通信号灯的灯架上，其中控制处理模块4采用SoC FPGA芯片(即系统级芯片)，SoC FPGA芯片能够对毫米波雷达3采集的雷达信息、视觉传感器2采集的图像信息进行分析处理，对分析处理后的雷达信息和图像信息进行融合，并识别出异常驾驶行为，即单个监测装置能够独立完成道路车辆驾驶行为的检测、分析处理、上报等动作。

[0033] 相对于传统的雷达处理器+视觉处理器+后端服务器技术，本实用新型仅采用一SoC FPGA芯片，减少了硬件数量，并且SoC FPGA芯片本身成本较低，因此大大降低了装置的硬件成本，降低了装置维护的复杂度；同时，毫米波雷达3、视觉传感器2、通信模块以及控制处理模块4集成在安装板1上，便于整个装置的维护，进一步降低了装置维护的复杂度。

[0034] 在本实用新型的一个具体实施方式中，SoC FPGA芯片的具体型号为XCZU4EV，TMXCZU4EV是一款高性能的SoC FPGA芯片，集成四个 ‑A53 MPCore 和两个
TM TM
Cortex ‑R5，同时还带有ARM Mali ‑400MP2图形加速器，能够满足高性能计算和图形处理的要求；该芯片采用20nm工艺，拥有192150个可编程逻辑单元，在能耗方面表现非常优异，工作电压仅为0.95V；该芯片还具备较高的时钟频率，最大时钟频率可以达到
1.5GHz，能够满足高性能计算的需求；同时，还具备多核心处理器的优势，能够处理多任务并行计算，提高系统的性能和效率；该芯片拥有丰富的接口和外设，包括高速转换器、以太网、USB、SPI、I2C等，这些接口和外设可以满足不同应用场景的需求，为系统集成提供了灵活性。

[0035] 在本实用新型的一个具体实施方式中，视觉传感器2为高清相机，SoC FPGA芯片通过MIPI接口与高清相机连接，SoC FPGA芯片通过LVDS接口与毫米波雷达3连接。毫米波雷达3采集道路各车道上的雷达信息，高清相机采集道路各车道上的图像信息，SoC FPGA芯片分别对雷达信息、图像信息进行分析处理，并将分析处理后的雷达信息与图像信息进行融合，识别出道路各车道上的异常驾驶行为以及异常驾驶行为的具体位置。

[0036] 在本实用新型的一个具体实施方式中，通信模块包括RS485接口模块、以太网模块以及4G模块7，SoC FPGA芯片通过SPI与4G模块7连接，4G模块7与交管服务器通信连接，SoC FPGA芯片通过4G模块7将异常驾驶行为图像、具体位置(例如经纬度坐标)发送给远端的交管服务器；以太网模块/RS485接口模块提供了有线接口，为联动交通路口中的其他设备提供了数据接口。

[0037] 在本实用新型的一个具体实施方式中，在安装板1上还设有警示模块，警示模块与控制处理模块4中的SoC FPGA芯片连接。在安装调试时，将警示模块朝向被监测的道路，当SoC FPGA芯片识别出道路上的异常驾驶行为时控制警示模块发出警示信号，提醒车道上有异常驾驶行为的驾驶员。

[0038] 在本实用新型的一个具体实施方式中，警示模块包括可变向扬声器模块5和/或可变向光模块6；可变向扬声器模块5包括扬声器阵列，扬声器阵列与控制处理模块4中的SoC FPGA芯片连接；可变向光模块6包括光源模块，光源模块与控制处理模块4中的SoC FPGA芯片连接，光源模块可以发出闪烁光。在安装调试时，将扬声器阵列、光源模块朝向被监测的道路，当SoC FPGA芯片识别出道路上的异常驾驶行为时控制扬声器阵列发出警示声音、控制光源模块发出警示光，提醒车道上有异常驾驶行为的驾驶员。

[0039] 在本实用新型的一个具体实施方式中，可变向扬声器模块5还包括第一二维步进电机驱动器和第一二维步进电机，控制处理模块4中的SoC FPGA芯片通过SPI与第一二维步进电机驱动器的输入端连接，第一二维步进电机驱动器的输出端与第一二维步进电机连接，扬声器阵列与第一二维步进电机连接。可变向光模块6还包括第二二维步进电机驱动器和第二二维步进电机，控制处理模块4中的SoC FPGA芯片通过并口线阵与第二二维步进电机驱动器的输入端连接，第二二维步进电机驱动器的输出端与第二二维步进电机连接，光源模块与第二二维步进电机连接。

[0040] 当SoC FPGA芯片识别出道路上的异常驾驶行为时，SoC FPGA芯片根据异常驾驶行为的具体位置通过第一二维步进电机驱动器和第一二维步进电机控制扬声器阵列的俯仰角和水平角，使扬声器阵列朝向异常驾驶行为(或异常驾驶车辆)，通过第二二维步进电机驱动器和第二二维步进电机控制光源模块的俯仰角和水平角，使光源模块朝向异常驾驶行为(或异常驾驶车辆)，实现异常驾驶行为的定向提醒，使驾驶员直接感受到自己的异常驾驶行为被监测到，及时纠正异常驾驶行为并且不影响周围其他正常驾驶车辆及正常驾驶员。

[0041] 在本实用新型的一个具体实施方式中，监测装置还包括透明外壳，透明外壳设于安装板1上，毫米波雷达3、视觉传感器2、通信模块以及控制处理模块4均位于透明外壳内，透明外壳对毫米波雷达3、视觉传感器2、通信模块以及控制处理模块4具有保护作用。

[0042] 以上所揭露的仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。