CN104210488A - 防止车辆与路沿碰撞的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防止车辆与路沿碰撞的方法及装置，其中方法包括：步骤一，采集设置在车辆同一侧的至少两个距离传感器产生的体现车辆与路沿之间距离的距离信号；采集车速传感器产生的车速信号；步骤二，根据所述距离信号判断所述车辆是否具有碰撞路沿的趋势，是则执行步骤三；否则返回步骤一；步骤三，根据所述车速信号计算所述车辆碰撞路沿的预计时间；步骤四，判断所述预计时间是否大于门限值，是则进行报警；否则在进行报警的同时进行辅助驾驶干预。本发明的目的是当车辆行驶在最左侧或者最右侧车道时，防止车辆与路沿发生碰撞。
Description
技术领域
本发明涉及车辆领域，特别是涉及一种防止车辆与路沿碰撞的方法及装置。
背景技术
随着汽车使用量的增加，行车安全越来越受到人们的关注与重视。现有技术中，为了避免车辆行驶过程中偏离车道，通常利用车道偏离预警系统进行检测。现有的车道偏离预警系统通过摄像头采集路面图像，利用数字图像处理算法来判断行驶车辆是否偏离车道。
由于现有的车道偏离预警系统根据图像中的车道线判断车辆是否偏向路沿，因此系统对道路中车道线的清晰度要求较高。当车辆行驶在道路的最左侧或最右侧车道时，如果路沿侧的车道线不清晰，或者路沿侧的车道线周围存在物体或路沿的阴影时，车道偏离预警系统可能会漏检车道线，不能为驾驶员提供及时报警。
发明内容
本发明的目的是要提供一种防止车辆与路沿碰撞的方法及装置，当车辆行驶在最左侧或者最右侧车道时，防止车辆与路沿发生碰撞。
为了实现上述目的，本发明提供了一种防止车辆与路沿碰撞的方法，包括：
步骤一，采集设置在车辆同一侧的至少两个距离传感器产生的体现车辆与路沿之间距离的距离信号；采集车速传感器产生的车速信号；
步骤二，根据所述距离信号判断所述车辆是否具有碰撞路沿的趋势，是则执行步骤三；否则返回步骤一；
步骤三，根据所述车速信号计算所述车辆碰撞路沿的预计时间；
步骤四，判断所述预计时间是否大于门限值，是则进行报警；否则在进行报警的同时进行辅助驾驶干预。
优选地，所述步骤一中，所述至少两个传感器至少包括：
设置在所述车辆运行方向前端的能够产生第一距离信号的第一距离传感器，和设置在所述车辆运行方向后端的能够产生第二距离信号的第二距离传感器。
优选地，所述步骤二中，若所述第一距离信号体现的所述车辆与路沿之间的距离小于所述第二距离信号体现的所述车辆与路沿之间的距离，则认为所述车辆具有碰撞路沿的趋势。
优选地，所述步骤四中，所述辅助驾驶干预包括：
根据方向盘的转向信号预估车辆的行驶轨迹，根据所述行驶轨迹判断所述车辆是否具有碰撞路沿的趋势，是则控制转向系统进行调节，否则返回步骤一。
本发明还提供了一种防止车辆与路沿碰撞的装置，包括：
距离信号采集模块，用于：采集设置在车辆同一侧的至少两个距离传感器产生的体现车辆与路沿之间距离的距离信号；
车速信号采集模块，用于：采集车速传感器产生的车速信号；
处理模块，用于：根据所述距离信号判断所述车辆是否具有碰撞路沿的趋势；在具有碰撞路沿的趋势的条件下，根据所述车速信号计算所述车辆碰撞路沿的预计时间，并判断所述预计时间是否大于门限值；
报警系统，用于：在具有碰撞路沿的趋势的条件下进行报警；
转向装置，用于：在所述预计时间不大于所述门限值的条件下进行辅助驾驶干预。
优选地，所述至少两个传感器至少包括：
设置在所述车辆运行方向前端的能够产生第一距离信号的第一距离传感器，和设置在所述车辆运行方向后端的能够产生第二距离信号的第二距离传感器；
所述处理模块，具体用于：若所述第一距离信号体现的所述车辆与路沿之间的距离小于所述第二距离信号体现的所述车辆与路沿之间的距离，则认为所述车辆具有碰撞路沿的趋势。
优选地，所述距离信号采集模块包括：
多路开关，连接所述至少两个距离传感器；
信号调理电路，连接所述多路开关；
模拟/数字转换器，连接所述信号调理电路。
优选地，所述车辆的每一侧都设置有三个所述距离传感器。
本发明至少存在以下技术效果：
1)本发明中，当车辆行驶在最左侧或者最右侧车道时，通过设置在车身同侧的至少两个距离传感器能够判断出车辆是否有碰撞路沿的趋势；通过设置车速传感器能够计算车辆碰撞路沿的预计时间；通过设置门限值，并且针对不同的预计碰撞时间采取不同的控制策略，能够使不同运行情况的车辆都及时转向，从而达到防止车辆碰撞路沿的目的。
2)本发明中，采集车辆运行方向前端与路沿的距离和车辆运行方向后端与路沿的距离，通过比较两个距离的大小关系来判断车辆是否有碰撞路沿的趋势，判断方法简单可行，易于操作，不依赖于车道线与车辆运行条件，应用范围广，判断准确率高。
3)本发明中，由于仅检测距离信号，车速信号和方向盘的转角信号，因此所采集的数据量少，检测反应速度快，对车辆运行条件和时间无限制，能够全天候多工况工作。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是本发明一个实施例提供的防止车辆与路沿碰撞的方法处理流程图；
图2是本发明另一个实施例提供的防止车辆与路沿碰撞的方法的处理流程图；
图3是本发明又一个实施例提供的防止车辆与路沿碰撞的装置的结构示意图；以及
图4是本发明再一个实施例提供的防止车辆与路沿碰撞的装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。
图1是本发明一个实施例提供的防止车辆与路沿碰撞的方法处理流程图。如图1所示，一种防止车辆与路沿碰撞的方法，至少包括步骤S102至步骤S108。
步骤S102，采集设置在车辆同一侧的至少两个距离传感器产生的体现车辆与路沿之间距离的距离信号；采集车速传感器产生的车速信号。
步骤S104，根据距离信号判断车辆是否具有碰撞路沿的趋势，是则执行步骤S106；否则返回步骤S102。
步骤S106，根据车速信号计算车辆碰撞路沿的预计时间。
步骤S108，判断预计时间是否大于门限值，是则进行报警；否则在进行报警的同时进行辅助驾驶干预。
可见，本发明实施例中，当车辆行驶在最左侧或者最右侧车道时，通过设置在车身同侧的至少两个距离传感器能够判断出车辆是否有碰撞路沿的趋势；通过设置车速传感器能够计算车辆碰撞路沿的预计时间；通过设置门限值，并且针对不同的预计碰撞时间采取不同的控制策略，能够使不同运行情况的车辆都及时转向，从而达到防止车辆碰撞路沿的目的。
具体地，在车辆的同一侧至少设置两个距离传感器，至少设置两个距离传感器的目的包含但不限于检测车辆同一侧不同部位与路沿之间的不同距离。基于这一目的，距离传感器的设置方式可以有多个多种，这里优选一种设置方式，设置两个距离传感器，分别是：设置在车辆运行方向前端的能够产生第一距离信号的第一距离传感器，和设置在车辆运行方向后端的能够产生第二距离信号的第二距离传感器。
特别地，当在车辆的同一侧只设置两个距离传感器时，必须是设置在车辆运行方向前端的能够产生第一距离信号的第一距离传感器，和设置在车辆运行方向后端的能够产生第二距离信号的第二距离传感器。
步骤S102中，采集体现车辆运行方向前端与路沿之间的距离的第一距离信号和体现车辆运行方向后端与路沿之间的距离的第二距离信号，还采集车速传感器产生的车速信号。
步骤S104中，根据距离信号判断车辆是否有碰撞路沿的趋势，具体方法可以有很多种，比如，若第一距离信号体现的车辆运行方向前端与路沿之间的距离小于第二距离信号体现的车辆运行方向后端与路沿之间的距离，则认为车辆具有碰撞路沿的趋势。当第一距离信号体现的距离与第二距离信号体现的距离不相同时，可以知道车辆运行方向不与路沿平行，当第一距离信号体现的距离小于第二距离信号体现的距离时，可以知道车辆方向前端偏向路沿，因此车辆有碰撞路沿的趋势。
在确定车辆有碰撞路沿的趋势后，执行步骤S106，步骤S106具体为，根据车速传感器获取的车速信号计算车辆碰撞路沿的预计时间。
步骤S108中，判断预计时间是否大于门限值，如果预计时间大于门限值，则说明还需要一段时间车辆才能碰撞路沿，在这段时间内驾驶员来得及控制车辆转向，因此采取报警措施，通知驾驶员车辆存在碰撞路沿的趋势，请驾驶员及时采取措施，停车或者转向，防止车辆碰撞路沿。报警方式包括但不限于语音或者鸣笛等。如果预计时间小于门限值，说明车辆很快就要碰撞路沿，在这段时间内驾驶员很可能来不及控制车辆转向，因此除了要采取报警措施，还要进行辅助驾驶干预，报警和辅助驾驶干预可以同时进行，也可以先后进行。
具体地，步骤S108中，辅助驾驶干预包括但不限于：根据方向盘的转向信号预估车辆的行驶轨迹，根据行驶轨迹判断车辆是否具有碰撞路沿的趋势，是则控制转向系统进行调节，否则返回步骤S102。当预计时间小于门限值时，驾驶员会收到报警信号，驾驶员根据报警信号知道车辆即将碰撞路沿，因此会采取转向措施，当车辆转向后，根据方向盘的转向信号预估车辆的行驶轨迹，根据行驶轨迹判断车辆是否具有碰撞路沿的趋势，如果转向后的车辆还有碰撞路沿的趋势，则控制转向系统，帮助车辆转向，从而防止车辆碰撞路沿。
由步骤S102至步骤S108可知，当车辆行驶在最左侧或者最右侧车道时，应用图1所示的方法能够达到防止车辆碰撞路沿的目的。步骤S104中，采集车辆运行方向前端与路沿的距离和车辆运行方向后端与路沿的距离，通过比较两个距离的大小关系来判断车辆是否有碰撞路沿的趋势，判断方法简单可行，易于操作，不依赖于车道线与车辆运行条件，应用范围广，判断准确率高。进一步地，由于图1所示的方法仅检测距离信号，车速信号和方向盘的转角信号，因此所采集的数据量少，检测反应速度快，对车辆运行条件和时间无限制，能够全天候多工况工作。
图2是本发明另一个实施例提供的防止车辆与路沿碰撞的方法的处理流程图。如图2所示，本发明另一个实施例中，防止车辆与路沿碰撞的方法至少包括步骤S202至步骤S220。
首先通过步骤S202，采集距离传感器的距离信号，距离传感器为两个，设置在车辆运行方向前端的能够产生第一距离信号的第一距离传感器，和设置在车辆运行方向后端的能够产生第二距离信号的第二距离传感器。
步骤S204，采集车速传感器获取的车速信号，车速传感器至少为一个。步骤S206，根据第一距离信号和第二距离信号判断车辆是否有碰撞路沿的趋势，当第一距离信号体现的距离小于第二距离信号体现的距离时，认为车辆有碰撞路沿的趋势。如果有碰撞路沿的趋势，则执行步骤S208，否则返回步骤S202.步骤S208具体为根据车速信号计算车辆碰撞路沿的预计时间。步骤S210中，通过比较预计时间和门限值的大小关系，判断碰撞趋势的紧急程度。如果预计时间大于门限值，说明碰撞短时间内不会发生，因此采取步骤S212中的报警措施通知驾驶员及时转向即可，然后返回步骤S202。如果预计时间小于门限值，说明碰撞短时间内就要发生，因此执行步骤S214，报警通知驾驶员有碰撞危险，然后执行步骤S216，根据方向盘的转向信号估计车辆的形式轨迹，步骤S218中，根据行驶轨迹判断车辆是否具有碰撞路沿的趋势，这里的判断方法和步骤S206中的可以相同也可以不相同。如果步骤S218的判断结果是没有碰撞趋势，去返回步骤S202，如果有碰撞趋势，则执行步骤S220，控制转向系统进行调节，帮助驾驶员控制车辆转向，从而防止车辆与路沿发生碰撞。
可见，通过图2中所示的方法，能够判断出车辆是否有碰撞路沿的趋势，对于有碰撞趋势的车辆，还能够辅助驾驶员控制车辆转向，从而防止车辆与路沿发生碰撞。
图3是本发明又一个实施例提供的防止车辆与路沿碰撞的装置的结构示意图。如图3所示，对应图1中的方法，图3提供了一种防止车辆与路沿碰撞的装置，包括：
距离信号采集模块301，用于：采集设置在车辆同一侧的至少两个距离传感器产生的体现车辆与路沿之间距离的距离信号。
车速信号采集模块302，用于：采集车速传感器产生的车速信号。
处理模块303，用于：根据距离信号判断车辆是否具有碰撞路沿的趋势；在具有碰撞路沿的趋势的条件下，根据车速信号计算车辆碰撞路沿的预计时间，并判断预计时间是否大于门限值。
报警系统304，用于：在具有碰撞路沿的趋势的条件下进行报警。
转向装置305，用于：在预计时间不大于门限值的条件下进行辅助驾驶干预。
可见，本发明实施例中，当车辆行驶在最左侧或者最右侧车道时，通过距离信号采集模块301和处理模块303，能够判断出车辆是否有碰撞路沿的趋势。通过车速信号采集模块302和处理模块303，能够计算车辆碰撞路沿的预计时间，并与门限值相比较。通过报警系统304，能够对驾驶员进行报警，提醒驾驶员车辆有碰撞路沿的趋势，通过转向装置305，能够在预计时间不大于门限值的条件下进行辅助驾驶干预，帮助驾驶员控制车辆转向，从而达到防止车辆碰撞路沿的目的。
距离信号采集模块301中，至少两个传感器至少包括：设置在车辆运行方向前端的能够产生第一距离信号的第一距离传感器，和设置在车辆运行方向后端的能够产生第二距离信号的第二距离传感器。为保证距离传感器采集足够的距离信号，可以在车辆的每一侧都设置有三个距离传感器。
利用处理模块303判断车辆是否有碰撞路沿的趋势，具体方法可以是但不限于，若第一距离信号体现的车辆与路沿之间的距离小于第二距离信号体现的车辆与路沿之间的距离，则认为车辆具有碰撞路沿的趋势。
进一步地，一种优选的距离信号采集模块301包括：距离传感器；多路开关，连接至少两个距离传感器；信号调理电路，连接多路开关；模拟/数字转换器，连接信号调理电路。
图4是本发明再一个实施例提供的防止车辆与路沿碰撞的装置的结构示意图。如图4所示，本发明另一个实施例提供了一种防止车辆与路沿碰撞的装置，包括，距离传感器401至406，共6个，即车辆的每一侧都设置有三个距离传感器，且车两侧成对称设置，多路开关407，信号调理电路408，模拟/数字转换器409，电源410，数字信号处理器411，报警系统412，转向装置413，车速传感器414，方向盘转角传感器415。
其中，电源410由12V的车载蓄电池供电。距离传感器401至403安装在车身左侧。车辆在道路的最左侧车道内行驶时，距离传感器401采集车辆与路沿之间的距离数据。数字信号处理器411打开多路开关407中对应距离传感器401的输入通道，距离数据经过多路开关407后输入给信号调理电路408。距离数据进过信号调理电路408的放大、滤波等处理后，距离数据(模拟信号)再经过模拟/数字转换器409转化为数字信号。数字信号处理器411存储距离传感器401采集的距离数据，并断开多路开关407中距离传感器401的输入通道。数字信号处理器411以同样的工作方式采集、存储距离传感器402和距离传感器403输出的距离数据。
车速传感器414测量行驶车辆的速度大小，数字信号处理器411采集、存储车速信号。
方向盘转角传感器415测量方向盘转角信号，方向盘转角信号通过CAN总线输入给数字信号处理器411，数字信号处理器411采集、存储方向盘转角信号。
数字信号处理器411对距离传感器401、距离传感器402、距离传感器403输出的距离数据进行分析、判断，得出行驶车辆是否与路沿有碰撞危险。通过对车速传感器414输出的车速信号分析，得出预计碰撞时间，根据预计碰撞时间评定危险程度等级，当行驶车辆与路沿发生碰撞的危险程度较低时，数字信号处理器411控制报警系统412向驾驶员报警；系统让驾驶员知道行驶车辆已经偏向路沿，车辆与路沿有碰撞危险。此时，驾驶员通过方向盘调节车辆行驶轨迹，车辆可以避免与路沿发生碰撞。当行驶车辆与路沿发生碰撞的危险程度较高时，数字信号处理器411控制报警系统412向驾驶员报警的同时，数字信号处理器411根据方向盘转角信号的大小判断驾驶员的转向动作是否能避免碰撞危险。若驾驶员的转向动作不能避免危险，数字信号处理器411控制转向装置413辅助驾驶员调节车辆行驶轨迹，使车辆避免与路沿发生碰撞。
距离传感器404、距离传感器405、距离传感器406安装在车身的右侧。车辆在道路的最右侧车道内行驶时，检测原理同上。
由上可知，本发明的实施例至少具有以下效果：
1)本发明中，当车辆行驶在最左侧或者最右侧车道时，通过设置在车身同侧的至少两个距离传感器能够判断出车辆是否有碰撞路沿的趋势；通过设置车速传感器能够计算车辆碰撞路沿的预计时间；通过设置门限值，并且针对不同的预计碰撞时间采取不同的控制策略，能够使不同运行情况的车辆都及时转向，从而达到防止车辆碰撞路沿的目的。
2)本发明中，采集车辆运行方向前端与路沿的距离和车辆运行方向后端与路沿的距离，通过比较两个距离的大小关系来判断车辆是否有碰撞路沿的趋势，判断方法简单可行，易于操作，不依赖于车道线与车辆运行条件，应用范围广，判断准确率高。
3)本发明中，由于仅检测距离信号，车速信号和方向盘的转角信号，因此所采集的数据量少，检测反应速度快，对车辆运行条件和时间无限制，能够全天候多工况工作。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (8)
1.一种防止车辆与路沿碰撞的方法，其特征在于，包括：
步骤一，采集设置在车辆同一侧的至少两个距离传感器产生的体现车辆与路沿之间距离的距离信号；采集车速传感器产生的车速信号；
步骤二，根据所述距离信号判断所述车辆是否具有碰撞路沿的趋势，是则执行步骤三；否则返回步骤一；
步骤三，根据所述车速信号计算所述车辆碰撞路沿的预计时间；
步骤四，判断所述预计时间是否大于门限值，是则进行报警；否则在进行报警的同时进行辅助驾驶干预。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中，所述至少两个传感器至少包括：
设置在所述车辆运行方向前端的能够产生第一距离信号的第一距离传感器，和设置在所述车辆运行方向后端的能够产生第二距离信号的第二距离传感器。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，若所述第一距离信号体现的所述车辆与路沿之间的距离小于所述第二距离信号体现的所述车辆与路沿之间的距离，则认为所述车辆具有碰撞路沿的趋势。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤四中，所述辅助驾驶干预包括：
根据方向盘的转向信号预估车辆的行驶轨迹，根据所述行驶轨迹判断所述车辆是否具有碰撞路沿的趋势，是则控制转向系统进行调节，否则返回步骤一。
5.一种防止车辆与路沿碰撞的装置，其特征在于，包括：
距离信号采集模块，用于：采集设置在车辆同一侧的至少两个距离传感器产生的体现车辆与路沿之间距离的距离信号；
车速信号采集模块，用于：采集车速传感器产生的车速信号；
处理模块，用于：根据所述距离信号判断所述车辆是否具有碰撞路沿的趋势；在具有碰撞路沿的趋势的条件下，根据所述车速信号计算所述车辆碰撞路沿的预计时间，并判断所述预计时间是否大于门限值；
报警系统，用于：在具有碰撞路沿的趋势的条件下进行报警；
转向装置，用于：在所述预计时间不大于所述门限值的条件下进行辅助驾驶干预。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述至少两个传感器至少包括：
设置在所述车辆运行方向前端的能够产生第一距离信号的第一距离传感器，和设置在所述车辆运行方向后端的能够产生第二距离信号的第二距离传感器；
所述处理模块，具体用于：若所述第一距离信号体现的所述车辆与路沿之间的距离小于所述第二距离信号体现的所述车辆与路沿之间的距离，则认为所述车辆具有碰撞路沿的趋势。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述距离信号采集模块包括：
多路开关，连接所述至少两个距离传感器；
信号调理电路，连接所述多路开关；
模拟/数字转换器，连接所述信号调理电路。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述车辆的每一侧都设置有三个所述距离传感器。
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