CN104802704A - 一种基于山区道路的汽车弯道防撞预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于山区道路的汽车弯道防撞预警系统，其结构是：在汽车车身上装有无线信号发射装置(2)、路况影像获取单元(3)、图像处理器(6)、无线信号接收装置(7)，在汽车轮胎上装有转速传感器(8)，在汽车仪表盘上装有汽车电子控制单元(9)和语音提醒装置(10)，其中图像处理器(6)、转速传感器(8)和语音提醒装置(10)分别通过数据传输线与汽车电子控制单元相连。本发明投资小，易于安装，且准确度和自动化程度高，可以有效避免汽车在多弯道的山区行驶时，因安全行车视距不足发生弯道碰撞的问题。

Description

一种基于山区道路的汽车弯道防撞预警系统

技术领域

本发明涉及汽车安全领域，尤指一种可自动识别路况的汽车防撞预警系统。

背景技术

我国山区道路事故频发，生命和财产损失巨大，尤其在山区弯道地带事故率更高。山区道路由于受地形限制，存在着大量的连续弯道下坡双车道路段。在山区连续弯道下坡双车道路段，在道路平面曲率和纵向坡度的综合影响下，车辆控速不够，安全行车视距不足，很难及时发现前方弯道对向来车，常常因避让不及时导致碰撞事故发生。更严重的是，在山区弯道上，驾驶员倾向于在道路中间行驶，这也加剧了事故的发生。

近年来随着经济的发展，国民生活水平也显著提高。越来越多的人喜欢开着越野车进行长途自驾游。在山区地带往往需要长时间驾驶，容易形成疲劳驾驶，使得驾驶员在通过弯道时注意力下降，难以发现弯道对向的来车和后方来车。同时，在西南山区，汽车作为主要的运输交通工具，在多弯道的山区行驶时，同样面临着严峻的安全问题。

因此，有必要提出一种汽车弯道防撞预警系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种汽车在山区行驶过弯道时的防撞预警系统，用于防止汽车过弯道时与弯道对向或后方来车碰撞的问题。如果车上的信号接收装置接收到驶进弯道来车信号，表明弯道对向或后方有车驶来，此时语音提醒装置提醒驾驶者靠边并减速行驶，同时汽车鸣笛提醒对向来车驾驶员谨慎行驶。如果车上的信号接收装置没有接收到来车信号，表明弯道对向或后方没有车辆驶来，驾驶者可以正常通过弯道。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的一种基于山区道路的汽车弯道防撞预警系统，其结构是：在汽车车身上装有无线信号发射装置、路况影像获取单元、图像处理器、无线信号接收装置，在汽车轮胎上装有转速传感器，在汽车仪表盘上装有汽车电子控制单元和语音提醒装置，其中图像处理器、转速传感器和语音提醒装置分别通过数据传输线与汽车电子控制单元相连。

所述的无线信号发射装置由无线信号发射模块和微控制器组成，其中无线信号发射模块与微控制器相连，微控制器利用数据线与汽车电子控制单元相连。

所述的无线信号发射模块采用ZigBee无线信号发射模块或者Xbee无线信号发射模块。

所述的路况影像获取单元由摄像机和图像采集卡组成，该摄像机利用数据线经图像采集卡后与图像处理器相连。

所述的无线信号接收装置由无线信号接收模块和微控制器组成，该无线信号接收模块利用数据线经微控制器与汽车电子控制单元相连。

所述的无线信号接收模块采用ZigBee无线信号接收模块或者Xbee无线信号接收模块。

所述的转速传感器采用霍尔式传感器或者光电式传感器。

所述的汽车电子控制单元即为汽车ECU。

所述的语音提醒装置和汽车喇叭组成语音提醒装置，汽车喇叭通过数据线与汽车电子控制单元相连。

本发明与现有技术相比，具有以下的主要的优点：

1.准确度高，自动化。本发明中的路况影像获取单元和图像处理单元可以自动识别前方弯道是否有车，并将结果反馈给电子控制单元。无线信号发射装置和无线信号接收装置在开启后可以自动进行车辆间的通讯。

2.投资小，易于安装。主要结构件的市场价格便宜，成本易接受；路况影像获取单元、图像处理器、无线信号发射装置和无线信号接收装置均安装位置均在车顶。

3.本发明公布的预警系统各部分协同工作，可以有效避免汽车在多弯道的山区行驶时，因安全行车视距不足发生对向来车碰撞的问题。

附图说明

图1为本发明的汽车在山区弯道上对向行驶的示意图；

图2为本发明的汽车弯道行驶防撞预警系统结构示意图；

图3为本发明的汽车弯道行驶防撞预警系统工作流程图。

图4为本发明的汽车弯道行驶防撞预警系统的路况影像获取单元、图像处理器、无线信号发射装置和无线信号接收装置的在车上的安装位置图。

图中：1.驶入弯道的汽车；2.无线信号发射装置；3.路况影像获取单元；4.弯道；5.弯道对向来车；6.图像处理器；7.无线信号接收装置；8.转速传感器；9.汽车电子控制单元；10.语音提醒装置；11.汽车喇叭。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明，但不限定本发明。

本发明提供的基于山区道路的汽车弯道防撞预警系统，其结构如图2所示，由转速传感器8、路况影像获取单元3、图像处理器6、汽车电子控制单元9、无线信号发射装置2和无线信号接收装置7、安全提醒系统组成，而且在山区弯道上行驶的汽车均安装有所述的汽车弯道防撞预警系统。

所述的无线信号发射装置2由无线信号发射模块和微控制器组成，其中无线信号发射模块与微控制器相连，微控制器与汽车电子控制单元9相连。该无线信号发射模块可以是ZigBee无线信号发射模块或者Xbee无线信号发射模块。该微控制为微型单片机。作为优选，无线信号发射装置2安装在汽车车身顶部上。

所述路况影像获取单元3由摄像机和图像采集卡组成。摄像机利用数据线经图像采集卡后与图像处理器6相连。路况影像获取单元3安装在汽车车身顶部上，判定前方是否有弯道。

所述的图像处理器6用于路况影像获取单元3传输过来的图像信息，图像处理器6与汽车电子控制单元9相连，其安装位置在汽车车身顶部上。

所述的无线信号接收装置7由无线信号接收模块和微控制器组成，其中无线信号接收模块与微控制器相连，微控制器与汽车电子控制单元9相连。该无线信号接收模块可以是ZigBee无线信号接收模块或者Xbee无线信号接收模块。该微控制为微型单片机。选用的无线信号接收模块的特点是可以设置为不接收本车无线信号发射装置2发出的无线信号。作为优选，无线信号接收装置7安装在汽车车身顶部上。

所述转速传感器8(图2中轮速获取单元)，通过数据传输线与汽车电子控制单元9相连。该转速传感器可以是霍尔式传感器或者光电式传感器，安装在汽车轮胎上，用于检测车速。

所述的汽车电子控制单元9采用市场上购买的汽车用的ECU，其用于对转速传感器8反馈的结果进行判断，判定汽车是否处于行驶状态，并对其他执行器发出控制信号。

所述的安全提醒系统由语音提醒装置10和汽车喇叭11组成，其中语音提醒装置和汽车喇叭11均与汽车电子控制单元9相连。该语音提醒装置10安装在汽车仪表盘上，用于提醒本车驾驶员减速行驶。汽车喇叭11鸣笛提醒弯道对向或后方汽车驾驶者前方弯道有车驶近。

下面结合本发明实施例所述的弯道预警系统的结构件的功能及实现进行说明。

所述的轮速获取单元8用来检测本车的行驶速度是否为零，并将结果反馈给本车的汽车电子控制单元9。本车的汽车电子控制单元9判别此时车速为零时，整个防撞预警系统关闭；当本车的汽车电子控制单元9判别当前车速大于零时，表明此时汽车在道路上行驶，本车的汽车电子控制单元9向路况影像获取单元3发出开启信号。

所述的本车路况影像获取单元3在接收到来自本车ECU9的开启信号后实时获取汽车行驶时前方道路的路况信息，并将图像信息实时输送给本车图像处理器6。

所述的本车图像处理器6实时处理来自本车路况影像获取单元3的图像信息，判别前方道路是否为弯道，并将结果反馈给汽车电子控制单元9。当汽车电子控制单元9判别结果为前方道路不是弯道时，汽车可以正常通过；当判别结果为前方道路是弯道时，汽车电子控制单元9同时给本车的无线信号发射装置2和无线信号接收装置7发出开启指令。

所述的本车的无线信号发射装置在本车的汽车电子控制单元9判定前方道路为弯道时开启，向外发射出特定的无线信号，通知弯道对向或后方可能会驶来的汽车的驾驶者，前方弯道有车驶近。

所述本车的无线信号接收装置7开启后，处于搜寻无线信号状态。当本车无线信号接收装置7没有接收到弯道对向或后方来车的无线信号时，汽车可以正常通过弯道；当本车信号接收装置7接收到非本车发出的特定无线信号时，表明弯道对向或后方有汽车驶近弯道，此时将结果反馈给本车的汽车电子控制单元9；本车的汽车电子控制单元9给安全提醒系统发出开启信号。

所述的安全提醒系统由语音提醒装置10和汽车喇叭11组成。在接收到本车ECU9的开启信号后，所述的语音提醒装置10自动发出“前方弯道有车驶近，请减速靠边行驶”的语音，用来提醒本车驾驶员小心行驶；同时汽车喇叭11会自动鸣笛，用来提醒弯道对向或后方来车的驾驶员谨慎行驶；直至最后两车顺利通过弯道。

如图3所示，为本发明提供的一种基于山区道路的汽车弯道防撞预警系统的工作流程图。具体的工作过程描述如下：当装有本发明汽车弯道防撞预警系统的汽车在山区道路上，轮速获取单元8检测车速并将结果反馈给汽车电子控制单元9，所述汽车电子控制单元9判定汽车处于行驶状态时，路况影像获取单元3和图像处理器6开始工作；当路况影像处理单元3判定前方有弯道并将结果反馈给汽车电子控制单元9，所述汽车电子控制单元9开启无线信号接收装置7和无线信号发射装置2，无线信号发射装置2开启后向外发出弯道有车信号；当无线信号接收装置7接收到弯道对向或后方的来车(该车也装有本发明汽车弯道防撞预警系统)无线信号并将结果反馈给汽车电子控制单元9，所述汽车电子控制单元9开启语音提醒装置10提示本车驾驶员减速行驶，并使汽车喇叭11鸣笛提醒弯道对向或后方汽车驾驶者前方弯道有车驶近，谨慎行驶；直到两车最终顺利通过弯道。

如图4所示，为本发明的路况影像获取单元3、图像处理器6,、无线信号接收装置7和无线信号发射装置2在汽车的安装位置图。所述路况影像获取单元3、图像处理器6、无线信号接收装置7和无线信号发射装置2均安装在汽车顶部，并排布置。这样有利于路况影像获取单元3实时获得全面的前方道路信息；同时这种布置方式可以提供开阔的空间，有利于无线信号发射装置2和无线信号接收装置7发射和接收信号。

本发明所述的一种基于山区道路的汽车弯道防撞预警系统具有投资小，易于安装，且准确度和自动化程度高，可靠性强等优点，可以有效避免汽车在多弯道的山区行驶时，因安全行车视距不足发生弯道碰撞的问题，在汽车安全领域具有良好的应用前景。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变形属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变形在内。

Claims (9)

1.一种基于山区道路的汽车弯道防撞预警系统，其特征是在汽车车身上装有无线信号发射装置(2)、路况影像获取单元(3)、图像处理器(6)、无线信号接收装置(7)，在汽车轮胎上装有转速传感器(8)，在汽车仪表盘上装有汽车电子控制单元(9)和语音提醒装置(10)，其中图像处理器(6)、转速传感器(8)和语音提醒装置(10)分别通过数据传输线与汽车电子控制单元相连。

2.根据权利要求1所述的基于山区道路的汽车弯道防撞预警系统，其特征在于所述的无线信号发射装置(2)由无线信号发射模块和微控制器组成，其中无线信号发射模块与微控制器相连，微控制器利用数据线与汽车电子控制单元相连。

3.根据权利要求2所述的基于山区道路的汽车弯道防撞预警系统，其特征在于所述的无线信号发射模块采用ZigBee无线信号发射模块或者Xbee无线信号发射模块。

4.根据权利要求1所述的基于山区道路的汽车弯道防撞预警系统，其特征在于所述的路况影像获取单元(3)由摄像机和图像采集卡组成，该摄像机利用数据线经图像采集卡后与图像处理器(6)相连。

5.根据权利要求1所述的基于山区道路的汽车弯道防撞预警系统，其特征在于所述的无线信号接收装置(7)由无线信号接收模块和微控制器组成，该无线信号接收模块利用数据线经微控制器与汽车电子控制单元(9)相连。

6.根据权利要求5所述的基于山区道路的汽车弯道防撞预警系统，其特征在于所述的无线信号接收模块采用ZigBee无线信号接收模块或者Xbee无线信号接收模块。

7.根据权利要求1所述的基于山区道路的汽车弯道防撞预警系统，其特征在于所述的转速传感器(8)采用霍尔式传感器或者光电式传感器。

8.根据权利要求1所述的基于山区道路的汽车弯道防撞预警系统，其特征在于所述的汽车电子控制单元(9)即为汽车ECU。

9.根据权利要求1所述的基于山区道路的汽车弯道防撞预警系统，其特征在于所述的语音提醒装置(10)和汽车喇叭(11)组成语音提醒装置，汽车喇叭(11)通过数据线与汽车电子控制单元(9)相连。