CN105150919B - 一种防后车追尾系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种防后车追尾系统及方法，属于交通安全防护装置领域，包括用于采集本车相对于后方车辆的行驶数据信息的信号采集单元、控制单元和用于提醒本车驾驶员和警示后方车辆的警示单元，所述信号采集单元和所述警示单元分别与所述控制单元连接。本发明的目的在于提供一种防后车追尾系统及方法，能够实时监测本车相对于后方车辆的行驶数据信息，并由此判断后方车辆距离是否对本车构成追尾威胁，根据实际情况对本车驾驶员及后方车辆做出警示，更加智能且有效地预防后车追尾事故的发生。

Description

一种防后车追尾系统及方法

技术领域

本发明涉及交通安全防护装置领域，具体而言，涉及一种防后车追尾系统及方法。

背景技术

现今，中国及各国的大型客车、载重车、小轿车追尾事故一直处在高发状态，造成了严重的经济损失和人员伤亡。特别是校车和危化品车辆，一旦发生追尾侧翻事故，不但会造成严重的经济损失，还会造成重大人员伤亡或者严重的生态灾难事故，产生极其恶劣的社会影响。现有的汽车防后车追尾的主要措施有：(1)驾驶员踩下制动踏板时，点亮汽车的制动灯，以警示后车控制车速；(2)驾驶员遇特殊情况时点亮汽车的应急灯，以警示后车；(3)汽车因发生故障在道路上停车时，驾驶员在汽车后方设置三角反光标志牌，以警示后车注意避让。然而，这些措施都是非智能的，不能根据现场的实际情况决定提醒后车驾驶员的时机和方法，具有明显的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防后车追尾系统及方法，通过实时采集的本车相对于后车的行驶数据信息判断后方车辆是否对本车构成追尾威胁，根据实际情况提醒本车驾驶员并警示后方车辆，以有效地改善现有防后车追尾方法的局限性。

第一方面，本发明提供的一种防后车追尾系统，包括用于采集本车相对于后方车辆的行驶数据信息的信号采集单元、控制单元和用于提醒本车驾驶员和警示后方车辆的警示单元，所述信号采集单元和所述警示单元分别与所述控制单元连接；

所述信号采集单元用于将所采集的本车相对于后方车辆的行驶数据信息发送至所述控制单元；

所述控制单元用于处理所述行驶数据信息并判断后方车辆对本车是否构成追尾威胁，若是，发送报警指令至所述警示单元；

所述警示单元用于根据所述报警指令进行报警。

结合第一方面，本发明实施例还提供了第一方面的第一种可能实施方式，其中，所述行驶数据信息包括本车车速信号及后方车辆与本车的距离信号，所述信号采集单元包括用于采集所述本车车速信号的速度传感器和用于采集所述距离信号的测距传感器，所述速度传感器与所述测距传感器的输出端分别与所述控制单元连接，所述测距传感器置于本车尾部；

所述信号采集单元具体用于将所采集的本车车速信号和后方车辆与本车的距离信号发送至所述控制单元；

所述控制单元具体用于处理所述本车车速信号和所述后方车辆与本车的距离信号，并判断后方车辆对本车是否构成追尾威胁，若是，发送报警指令至所述警示单元。

结合第一方面的第一种可能实施方式，本发明实施例还提供了第一方面的第二种可能实施方式，其中，所述信号采集单元包括至少2个测距传感器，所述至少2个测距传感器等间隔横向分布于本车尾部，所述至少2个测距传感器的输出端分别与所述控制单元耦合；

所述至少2个测距传感器用于分别将其采集到的所述距离信号发送至所述控制单元；

所述控制单元还用于根据所述至少2个测距传感器发送的距离信号判断后方车辆与本车的横向相对位置。

结合第一方面的第二种可能实施方式，本发明实施例还提供了第一方面的第三种可能实施方式，其中，所述测距传感器的数量为2～5个。

结合第一方面的第三种可能实施方式，本发明实施例还提供了第一方面的第四种可能实施方式，其中，还包括第一数据处理器和第二数据处理器，所述测距传感器有3个，分别为第一测距传感器、第二测距传感器和第三测距传感器，所述第一测距传感器与所述第一数据处理器耦合，所述第二测距传感器与所述第二数据处理器耦合，所述第一数据处理器和所述第二数据处理器分别与所述控制单元耦合，所述第三测距传感器与所述控制单元耦合。

结合第一方面或第一方面的第一种可能实施方式或第一方面的第二种可能实施方式或第一方面的第三种可能实施方式或第一方面的第四种可能实施方式，本发明实施例还提供了第一方面的第五种可能实施方式，其中，还包括供电电源，所述警示单元包括设置于汽车后部用于警示后方车辆的高分贝报警器及闪光灯，所述高分贝报警器与所述闪光灯分别通过开关模块与所述控制单元连接，所述开关模块包括第一开关和第二开关，所述第一开关包括第一连接触点、第二连接触点和第一控制触点，所述第一连接触点与所述供电电源连接，所述第二连接触点串接所述高分贝报警器后接地，所述第一控制触点与所述控制单元连接，所述第二开关包括第三连接触点、第四连接触点和第二控制触点，所述第三连接触点与所述供电电源连接，所述第四连接触点串接所述闪光灯后接地，所述第二控制触点与所述控制单元连接。

结合第一方面的第五种可能实施方式，本发明实施例还提供了第一方面的第六种可能实施方式，其中，所述警示单元还包括用于提醒本车驾驶员的语音模块，所述语音模块包括语音芯片和语音存储芯片，所述语音存储芯片与所述语音芯片耦合，所述语音芯片与扬声器耦合，所述语音芯片和所述语音存储芯片的电源端与所述供电电源连接。

结合第一方面的第六种可能实施方式，本发明实施例还提供了第一方面的第七种可能实施方式，其中，还包括用于使闪光灯的亮度根据环境亮度自动调节的光传感器和电压调节模块，所述电压调节模块包括信号输入端、信号输出端和控制端，所述信号输入端与所述第二开关的所述第四连接触点连接，所述信号输出端串接所述闪光灯后接地，所述控制端与所述光传感器连接。

第二方面，本发明实施例还提供了一种防后车追尾方法，应用于防后车追尾系统，所述防后车追尾系统包括用于采集本车相对于后方车辆的行驶数据信息的信号采集单元、控制单元和用于提醒本车驾驶员和警示后方车辆的警示单元，所述信号采集单元和所述警示单元分别与所述控制单元连接，所述方法包括：

所述信号采集单元将所采集的本车相对于后方车辆的行驶数据信息发送至所述控制单元；

所述控制单元处理所述行驶数据信息并判断后方车辆对本车是否构成追尾威胁，若是，发送报警指令至所述警示单元；

所述警示单元根据所述报警指令进行报警。

结合第二方面，本发明实施例还提供了第二方面的第一种可能实施方式，其中，所述行驶数据信息包括本车车速信号及后方车辆与本车的距离信号，所述信号采集单元包括用于采集所述本车车速信号的速度传感器和用于采集所述距离信号的测距传感器，所述速度传感器与所述测距传感器的输出端分别与所述控制单元连接，所述测距传感器置于本车尾部；

所述信号采集单元将所采集的本车相对于后方车辆的行驶数据信息发送至所述控制单元，包括：

所述速度传感器将所采集的所述本车车速信号发送至所述控制单元；

所述测距传感器将所采集的后方车辆与本车的距离信号发送至所述控制单元；

所述控制单元处理所述行驶数据信息并判断后方车辆对本车是否构成追尾威胁，若是，发送报警指令至所述警示单元，包括：

所述控制单元处理所述本车车速信号和所述后方车辆与本车的距离信号，并判断后方车辆对本车是否构成追尾威胁，若是，发送报警指令至所述警示单元。

本发明实施例中，信号采集单元，例如速度传感器、测距传感器等将采集到的本车相对于后车的行驶数据信息，如本车速度、后方车辆与本车的相对距离等信息发送至控制单元，控制单元对这些行驶数据信息进行处理，并判断后方车辆对本车是否构成追尾威胁。当后方车辆对本车构成追尾威胁时，控制单元将发送报警指令给警示单元，警示单元得到报警指令后进行报警，例如可以通过高分贝报警器和/或闪光灯来警示后车控制车速，安全跟车，也可以通过语音提示本车驾驶员谨慎驾驶。

与现有技术相比，本发明实施例可以根据实际情况，高效实时地对本车驾驶员及后方车辆做出警示，更加智能且有效地预防后车追尾事故的发生。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1示出了本发明实施例提供的一种防后车追尾系统的模块框图；

图2示出了本发明实施例提供的一种防后车追尾系统的后方车辆与本车的第一种横向相对位置情况示意图；

图3示出了本发明实施例提供的一种防后车追尾系统的后方车辆与本车的第二种横向相对位置情况示意图；

图4示出了本发明实施例提供的一种防后车追尾系统的后方车辆与本车的第三种横向相对位置情况示意图；

图5示出了本发明实施例提供的一种防后车追尾系统的后方车辆与本车的第四种横向相对位置情况示意图；

图6示出了本发明实施例提供的一种防后车追尾系统的后方车辆与本车的第五种横向相对位置情况示意图；

图7示出了本发明实施例提供的一种防后车追尾系统的控制单元的电路结构图；

图8示出了本发明实施例提供的一种防后车追尾系统的第一分压反相电路的电路结构图；

图9示出了本发明实施例提供的一种防后车追尾系统的第一开关的电路结构图；

图10示出了本发明实施例提供的一种防后车追尾系统的语音模块的电路结构图；

图11示出了本发明实施例提供的一种防后车追尾系统的供电电源的电路结构图；

图12示出了本发明实施例提供的一种防后车追尾系统的开关面板的电路结构图；

图13示出了本发明实施例提供的一种防后车追尾方法的实施例的方法流程图；

图14示出了本发明实施例提供的另一种防后车追尾方法的实施例的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现今，中国及各国的大型客车、载重车、小轿车追尾事故一直处在高发状态，造成了严重的经济损失和人员伤亡。特别是校车和危化品车辆，一旦发生追尾侧翻事故，不光会造成严重的经济损失，还会造成重大人员伤亡或者严重的生态灾难事故，产生极其恶劣的社会影响。现有的汽车防后车追尾的主要措施有：(1)驾驶员踩下制动踏板时，点亮汽车的制动灯，以警示后车控制车速；(2)驾驶员遇特殊情况时点亮汽车的应急灯，以警示后车；(3)汽车因发生故障在道路上停车时，驾驶员在汽车后方设置三角反光标志牌，以警示后车注意避让。然而，这些措施都是非智能的，不能根据现场的实际情况决定提醒后车驾驶员的时机和方法，具有明显的局限性。

为了改善上述问题，本发明实施例提供了一种防后车追尾系统及方法，应用于车辆中，如图1所示，所述防后车追尾系统包括：信号采集单元200、控制单元100和警示单元300，所述信号采集单元200与所述警示单元300分别与所述控制单元100连接。

本发明实施例中，所述信号采集单元200将所采集的本车相对于后方车辆的行驶数据信息，如本车车速、后方车辆与本车的距离等发送至所述控制单元100；所述控制单元100用于处理所述行驶数据信息并判断后方车辆对本车是否构成追尾威胁，若是，发送报警指令至所述警示单元300；所述警示单元300用于根据所述报警指令进行报警，例如，可以通过高分贝报警器和/或闪光灯等来警示后方车辆控制车速，安全跟车，也可以通过语音提示本车驾驶员谨慎驾驶。

本发明实施例中，所述信号采集单元200可以包括：用于采集本车车速信号的速度传感器和用于采集后方车辆与本车的距离信号的测距传感器。速度传感器及测距传感器的信号输出端分别与控制单元100连接，速度传感器安装在本车上，测距传感器安装在本车的尾部。需要说明的是，本发明实施例中的测距传感器可以包括红外线测距传感器、超声波测距传感器、激光测距传感器如激光雷达、微波测距传感器等具有测距功能的传感器，在此不做限定。

控制单元100通过获得并处理测距传感器采集的后方车辆与本车的距离信号，判断后方车辆是否对本车构成追尾威胁的方式可以包括：控制单元100处理接收到的测距传感器采集的后方车辆与本车的距离信号得到后方车辆与本车的距离D；并通过一定时间内后方车辆与本车的距离的变化量，计算得到后方车辆与本车的相对速度V。具体来讲，控制单元100记录有每次接收到测距传感器采集的后方车辆与本车的距离信号的时间，通过后方车辆与本车的距离的变化量与相应的间隔时间，就可以得到后方车辆与本车的相对速度V。此外，控制单元100根据各测距传感器测得的后方车辆与本车的距离信号的强度确定后方车辆与本车的横向相对位置S；然后，结合后方车辆与本车的相对速度V及横向相对位置S，通过预设初值M和系数P，计算得出的第一阈值A和第二阈值B。再判断第一阈值A和第二阈值B中是否至少有一个大于后方车辆与本车的距离D；当A≤D且B≤D时安全，进行下一次判断，当A＞D或B＞D时危险，控制单元100发送报警指令到警示单元300；警示单元300根据控制单元100发送的报警指令开始报警。

本发明实施例中，所述测距传感器可以包括至少2个，所述至少2个测距传感器安装在本车500尾部，优选的，所述至少2个测距传感器横向水平等间距地安装在本车500的尾部；所述控制单元100记录有每个测距传感器对应的安装位置，所述控制单元100设置有测距信号阈值Q，并将其分别处理得到的所述至少2个测距传感器采集到的距离信号强度与测距信号阈值Q比较，如果某一个测距传感器采集的距离信号强度超过测距信号阈值Q，则该测距传感器采集到的距离信号有效，反之，则该测距传感器采集到的距离信号无效，再根据每个测距传感器对应的安装位置判断后方车辆600与本车500的横向相对位置。

例如，本发明实施例中，所述测距传感器可以为2～5个，具体当测距传感器为3个时，3个测距传感器分别设为第一测距传感器S₁、第二测距传感器S₂和第三测距传感器S₃。本发明实施例中，3个测距传感器的安装位置可以为：第一测距传感器S₁安装在本车尾部的最左端，第二测距传感器S₂安装在本车尾部的中间，第三测距传感器S₃安装在本车尾部的最右端。此时，后方车辆600与本车500的横向相对位置可以分为五种不同的情况。图2-图6所示分别为后方车辆600与本车500的五种横向相对位置情况示意图。

第一种情况，如图2所示，第一测距传感器S₁采集到的距离信号强度超过Q，且第二测距传感器S₂和第三测距传感器S₃采集到的距离信号强度均不超过Q，此时控制单元100判定后方车辆600位于本车500的左后方，且后方车辆600的车头右侧不超过本车500车尾横向距离的二分之一位置；

第二种情况，如图3所示，第一测距传感器S₁和第二测距传感器S₂采集到的距离信号强度均超过Q，且第三测距传感器S₃采集到的距离信号强度不超过Q，此时控制单元100判定后方车辆600位于本车500的左后方，且后方车辆600的车头右侧超过本车500车尾横向距离的二分之一位置；

第三种情况，如图4所示，第一测距传感器S₁、第二测距传感器S₂和第三测距传感器S₃采集到的距离信号强度均超过Q，此时控制单元100判定后方车辆600位于本车500的正后方；

第四种情况，如图5所示，第一测距传感器S₁采集到的距离信号强度不超过Q，且第二测距传感器S₂和第三测距传感器S₃采集到的距离信号强度均超过Q，此时控制单元100判定后方车辆600位于本车500的右后方，且后方车辆600的车头左侧超过本车500车尾横向距离的二分之一位置；

第五种情况，如图6所示，第一测距传感器S₁和第二测距传感器S₂采集到的距离信号强度均不超过Q，且第三测距传感器S₃采集到的距离信号强度超过Q，此时控制单元100判定后方车辆600位于本车500的右后方，且后方车辆600的车头左侧不超过本车500车尾横向距离的二分之一位置。

同理，当选用5个测距传感器时，5个测距传感器均匀等间隔地横向安装在本车500尾部，后方车辆600相对于本车500的横向相对位置的判断方法与3个测距传感器时类似，此处不再赘述。采用5个测距传感器的优点在于有利于提高后方车辆600与本车500的横向相对位置的判断精度。

同理，当选用2个测距传感器时，优选的，2个测距传感器水平横向安装在本车500的尾部的两端，后方车辆600相对于本车500的横向相对位置的判断方法与3个测距传感器时类似，此处不再赘述。采用2个测距传感器的优点在于可以粗略地得到后方车辆600与本车的横向相对位置的同时降低了系统的成本。

本发明实施例中，警示单元300用于提醒本车驾驶员和警示后方车辆，可以包括高分贝报警器、闪光灯及语音模块，所述闪光灯、高分贝报警器及语音模块分别与主控单元100连接。警示单元300接收到控制单元100发出的报警指令后开始报警，具体表现为闪光灯开始闪光和/或高分贝报警器开始发出警报声，以警示后方车辆注意跟车距离；语音模块发出语音提示提醒本车驾驶员控制车速谨慎驾驶。需要说明的是，所述语音模块还包括开、关机语音提醒和系统故障语音提醒功能。

本发明实施例提供的防后车追尾系统还包括供电电源400，如图1所示，供电电源400的电源输出端分别与信号采集单元200，控制单元100和警示单元300的电源端连接。供电电源400为信号采集单元200，控制单元100和警示单元300供电，以保证其正常工作。

本发明实施例中，如图7所示，控制单元100可以为主控单片机U3，具体可以采用STC15F2K60S2系列单片机的LQFP-44封装形式，当然，也可以采用其他适合型号的单片机，或是由DSP、ARM等其他具有数据处理功能的芯片代替。

当测距传感器为3个时，本发明实施例提供的防后车追尾系统还包括第一数据处理器U1、第二数据处理器U2、第一分压反相电路、第二分压反相电路及第三分压反相电路。如图8所示，第一分压反相电路包括第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26和第八晶体管Q8。此外，第一分压反相电路还包括输入触点a、分压触点b及反相触点c。第八晶体管Q8的基极为分压触点b，第二十四电阻R24和第二十五电阻R25的一端分别与第八晶体管Q8的基极连接。第二十四电阻R24的另一端为输入触点a，第二十五电阻R25的另一端接地。第八晶体管Q8的发射极接地，第八晶体管Q8的集电极为反相触点c，第八晶体管Q8的集电极串接第二十六电阻R26后与供电电源400的电压输出端连接。第二分压反相电路与第三分压反相电路的电路结构与第一分压反相电路相同，此处不再赘述。第一测距传感器S₁的信号输出端与第一分压反相电路的输入触点a连接，第一分压反相电路的反相触点c分别与第一数据处理器U1的串口输入口和定时器0外部输入口连接，第一数据处理器U1的8个ADC通道分别与主控单片机U3的P0.0-P0.7口连接组成并口通讯。同理，第二测距传感器S₂的信号输出端与第二分压反相电路的输入触点连接，第二分压反相电路的反相触点分别与第二数据处理器U2的串口输入口和定时器0外部输入口连接，第二数据处理器U2的8个ADC通道分别与主控单片机U3的P1.0-P1.7口连接组成并口通讯。第三测距传感器S₃的信号输出端与第三分压反相电路的输入触点连接，第三分压反相电路的反相触点与主控单片机U3的串口输入口连接。3个测距传感器分别通过主控单片机U3的P0.0-P0.7口、P1.0-P1.7口及串口输入口将其所采集到的后方车辆与本车的距离信号发送到主控单片机U3中，由主控单片机U3对其进行处理。本发明实施例中，第一数据处理器U1和第二数据处理器U2的型号可以为STC15W401AS-SOP-20，也可以采用适合的其他型号的具有A/D转换功能的芯片。

此外，高分贝报警器和闪光灯通过开关模块与主控单片机U3连接。开关模块包括第一开关和第二开关，第一开关包括第一连接触点、第二连接触点和第一控制触点。第一控制触点与主控单片机U3的I/O口P3.6耦合，第一连接触点与供电电源400的电压输出端连接，第二连接触点串接高分贝报警器后接地。同理，第二开关包括第三连接触点、第四连接触点和第二控制触点，第二控制触点与主控单片机U3的I/O口P3.7耦合，第三连接触点与供电电源400的电压输出端连接，第四连接触点串接闪光灯后接地。主控单片机U3分别通过P3.6口和P3.7口发送指令控制第一开关和第二开关的通断，从而分别控制高分贝报警器和闪光灯的开启和关闭。本发明实施例中，第一开关采用如图9所示的开关三极管，第三晶体管Q3的集电极为第一连接触点，第三晶体管Q3的发射极为第二连接触点，串联有第二十一电阻R21的第三晶体管Q3的基极为第一控制触点，同理，第二开关也采用开关三极管，其电路结构与第一开关相同，此处不再赘述。当然，第一开关和第二开关也可以采用其他具有控制端的开关结构，如可控硅开关等。

优选的，闪光灯上装有光传感器和电压调节模块，用于使闪光灯的亮度根据环境亮度自动调节，所述电压调节模块包括电压信号输入端、电压信号输出端和电压控制端，其中，电压信号输入端与第二开关的第四连接触点连接，电压信号输出端串接所述闪光灯后接地，电压控制端与光传感器的信号输出端连接。电压调节模块根据光传感器采集到的环境光的强度调节闪光灯的输入电压，具体来讲，环境越亮，闪光灯的输入电压越大，亮度越高；环境越暗，闪光灯的输入电压越小，亮度越低。这样闪光灯既能够起到提醒后车驾驶员的作用，又不至于过于刺眼，导致后车驾驶员看不清路况，发生危险。本发明实施例中，光传感器的型号可以采用光敏电阻GL5528-φ5，也可以采用其他适合的型号。

语音模块包括语音芯片U4和语音存储芯片U5，如图10所示，语音芯片U4的存储器通讯时钟脚P16、存储器通讯片选脚P15、存储器通讯数据输入脚P14及存储器通讯数据输出脚P13分别对应地与语音存储芯片U5的SPI接口，即通讯时钟脚CLK、通讯片选脚通讯数据输入脚DI及通讯数据输出脚DO连接，语音芯片U4的SBT语音触发口P00与主控单片机U3的P4.4口连接，主控单片机U3的P4.4口为第29引脚语音芯片U4的控制端口P01、P02、P03、P04、P05、P06、P07及P10分别依次与主控单片机U3的P2.0-P2.7口连接，语音芯片U4的音频输出口PWM+/DAC、PWM-分别与扬声器LS1的正负输入端连接。使用时，上位机软件对语音存储芯片U5烧写语音程序，主控单片机U3发送指令至语音芯片U4的控制端口P01、P02、P03、P04、P05、P06、P07、P10及SBT语音触发口，语音芯片U4通过音频输出口PWM+/DAC和PWM-驱动扬声器LS1发出声音，提醒本车驾驶员。本发明实施例中，语音芯片U4的型号可以为WT588D的LQFP32封装形式，语音存储芯片U5的型号可以为SPI-FLASH存储器25P80，当然也可以采用其他适合的型号。

本发明实施例中，将主控单片机U3、第一数据处理器U1、第二数据处理器U2、语音模块、供电电源400、第一分压反相电路、第二分压反相电路、第三分压反相电路、开关模块均集成到控制电路板上，便于后续的封装及安装。所述控制电路板安装在本车的内部，所述控制电路板上安装有一个26芯接插件。第一测距传感器S₁、第二测距传感器S₂及第三测距传感器S₃的信号输出端分别通过26芯接插件与第一分压反相电路、第二分压反相电路及第三分压反相电路的输入触点连接；速度传感器的信号输出端通过26芯接插件与主控单片机U3连接；高分贝报警器的输入端通过26芯接插件与第一开关的第二连接触点连接；闪光灯的输入端通过26芯接插件与第二开关的第四连接触点连接。

本实施例中，供电电源400包括+5V供电电路和+12V供电电路，其通过26芯接插件与外加电压连接。+5V供电电路的电压输出端通过26芯接插件分别与主控制芯片U3、第一数据处理器U1、第二数据处理器U2、语音芯片U4、第一分压反相电路、第二分压反相电路、第三分压反相电路的电源接口连接；此外，+5V供电电路的电压输出端经串联第一二极管D1和第二二极管D2分压后得到+3.6V电压，所述+3.6V电压为语音存储芯片U5供电。+12V供电电路的电压输出端通过26芯接插件分别与第一开关的第一连接触点、第二开关的第三连接触点、第一测距传感器S₁、第二测距传感器S₂及第三测距传感器S₃的电源接口连接。

如图11所示，+5V供电电路包括开关电源芯片U6，外加电压一路直接与开关电源芯片U6的电源输入端连接，另一路串联第十三电阻R13后分别与开关电源芯片U6的开关管集电极端口和自举驱动器集电极端口连接。开关电源芯片U6的复合晶体管开关发射极端口连接第一电感L1的一端，第一电感L1的另一端一路与第二电感L2的一端连接，另一路与第十四电阻R14和第十五电阻R15组成的取样电路连接。第二电感L2的另一端连接第三开关，第三开关包括第五连接触点、第六连接触点和第三控制触点，其中，第五连接触点与第二电感L2连接，第六连接触点为+5V电源输出端，第三控制触点与主控单片机U3的定时器1端口连接。此外，第三开关的第五连接触点与第十电解电容C10并联，即第十电解电容C10的阳极与第五连接触点连接，第十电解电容C10的阴极接地。使用时，开关电源芯片U6的电源输入端得到供电电压后，其复合晶体管开关发射极端口输出PWM脉冲电压信号，经过第二电感L2和第十电解电容C10组成的LC滤波电路滤波后转换为+5V直流电压输出，主控单片机U3通过控制第三开关的导通和截止来控制+5V供电电路的电压输出。需要说明的是，图8、10、11中，VCC表示+5V供电电路中与第三开关的第六连接触点连接的电压输出端。

此外，如图11所示，+12V供电电路包括开关电源芯片U7，开关电源芯片U7的电源输入端通过第四开关与外加电压连接。第四开关包括第七连接触点、第八连接触点和第四控制触点，其中，第七连接触点与外加电压连接，第八连接触点与开关电源芯片U7的电源输入端连接，第四控制触点与主控单片机U3的定时器0端口连接。开关电源芯片U7的信号输出端与第三电感L3的一端连接，第三电感L3的另一端与+12V电压输出端连接，且+12V电压输出端分别与第十二电容C12和第十四电解电容C14并联。使用时，主控单片机U3通过控制第四开关的导通和截止来控制+12V供电电路的外加电压的输入，开关电源芯片U7的电源输入端得到供电电压后，其信号输出端输出PWM脉冲电压信号经第三电感L3、第十二电容C12和第十四电解电容C14组成的LC滤波电路滤波后转换为+12V直流电压输出。

本发明实施例中，第三开关和第四开关均采用与第一开关的电路结构相同的开关三极管，也可以采用其他具有控制端的开关结构，如可控硅开关等。开关电源芯片U6的型号可以为AIC1563，开关电源芯片U7的可以采用升降压电源芯片XL6011，也可以采用其他输出电压满足要求的电源芯片。

本发明实施例提供的防后车追尾系统还可以包括开关面板，如图12所示，开关面板包括5芯接插件J2、背光灯D7、开机指示灯D6、按键开关S2及背光灯电源端、开机指示灯控制端、开关控制端和接地端。+5V供电电路中的第三开关的第五连接触点通过26芯接插件与5芯接插件J2的背光灯电源端连接，背光灯电源端与背光灯D7的阳极连接，背光灯D7的阴极接地，所述+5V供电电路为所述背光灯D7提供稳定的供电电源，以使背光灯D7常亮，便于夜晚指示按键开关S2的位置。主控单片机U3的P3.3口通过第五开关及26芯接插件与开关面板上的5芯接插件J2的开机指示灯控制端连接，第五开关包括第九连接触点、第十连接触点和第五控制触点，其中，第九连接触点与主控单片机U3的P3.3口连接，第十连接触点通过26芯接插件与开关面板上的5芯接插件J2的开机指示灯控制端连接，第五控制触点与主控单片机U3的P3.3口连接。开机指示灯控制端与开机指示灯D6的阳极连接，开机指示灯D6的阴极接地。需要说明的是，本实施例中第五开关采用与第一开关的电路结构相同的开关三极管，也可以采用其他具有控制端的开关结构，如可控硅开关等。也就是说，主控单片机U3的P3.3口可以控制第五开关的开启和关闭，从而控制开机指示灯的开启和关闭。此外，主控单片机U3的SPI同步串行接口的时钟信号口，即主控单片机U3的第28引脚P4.3/SCLK_3通过26芯接插件与开关面板的5芯接插件J2上的开关控制端连接，开关控制端串接按键开关S2后接地。即可以通过开关面板上的按键开关S2控制主控单片机U3的开启和关闭。

需要进一步说明的是，当本发明实施例提供的一种防后车追尾系统采用激光测距传感器时，本系统还包括大气能见度警示功能。具体来讲，由于能见度低时，激光照射到空气中的空气中颗粒物或水滴上时会发生漫反射，因此，本实施例中的测距传感器接收到的激光反射信号不仅包括发射激光遇到后方车辆反射回来的用于测量后方车辆与本车距离的第一激光反射信号，还包括发射激光遇到空气中颗粒物或水滴等发生漫反射后部分被测距传感器接收到的微弱的第二激光反射信号，且需要说明的是，当第一激光反射信号强度较强时，其脉冲宽度较宽，当第一激光反射信号强度较弱时，其脉冲宽度较窄，而第二激光反射信号的强度较弱，但是脉冲宽度较宽。由此，主控制芯片U3可以将接收到的第二反射激光信号从第一激光反射信号中分离出来。根据第二激光反射信号的强度计算出大气能见度，并将计算出来的大气能见度与预设的大气能见度阈值比较，若小于预设的大气能见度阈值，主控制芯片U3发送报警指令到语音芯片U4，语音芯片U4驱动扬声器LS1发出相应的语音提示，提醒驾驶员控制车速谨慎驾驶。

本发明实施例提供的一种防后车追尾系统的工作原理如下：

按下开关面板上的按钮开关S2，开启主控制芯片U3，主控制芯片U3发送指令到供电电源400，开启供电电源400。+5V供电电路和+12V供电电路分别对各模块的电源端供电，开关面板上的开机指示灯D6点亮，主控制芯片U3发送开机提示指令到语音模块，语音芯片U4驱动扬声器LS1发出开机提示音，且当系统发生故障时，主控制芯片U3发送故障提示指令到语音模块，语音芯片U4驱动扬声器LS1发出故障提示音。系统正常工作时，速度传感器开始采集本车车速信号发送到主控制芯片U3，同时，第一测距传感器S₁、第二测距传感器S₂、第三测距传感器S₃开始分别以4次/秒的频次采集后方车辆与本车的距离信号，并以RS-232的数据形式由26芯接插件输入分压反相电路，经分压反相后输入主控制芯片U3，主控制芯片U3根据3个测距传感器采集到的后方车辆与本车的距离信号，计算得出后方车辆与本车的相对速度，并根据3个测距传感器采集的距离信号强度确定后方车辆与本车的横向相对位置。然后，主控制芯片U3将后方车辆与本车的距离、相对速度及横向相对位置发送到语音芯片U4中，通过语音芯片U4驱动扬声器LS1实时播报，以提醒本车驾驶员。此外，主控制芯片U3根据后方车辆与本车的相对速度及横向相对位置判断后方车辆是否对本车构成追尾威胁，若是，发送报警指令到警示单元300。且根据威胁程度的不同，警示单元300发出的报警信号不同。例如，主控制芯片U3根据后方车辆与本车的相对速度、横向相对位置及预设的初值和系数计算得出第一阈值A和第二阈值B，当第一阈值A小于后方车辆相对于本车的距离D时，闪光灯接收到报警指令后开始闪光，且闪光灯的闪光强度根据环境光亮度调节，环境越亮，闪光灯闪光的亮度越高，环境越暗，闪光灯闪光的亮度越低；当第二阈值B小于后方车辆相对于本车的距离D时，高分贝报警器接收到报警指令后开始报警；进一步，当主控制芯片U3检测到后方车辆相对于本车的距离持续减小，即后方车辆对本车造成的险情增大时，主控制芯片U3发送报警指令到语音芯片U4，语音芯片U4驱动扬声器发出相应地语音提示，提醒本车驾驶员控制车速谨慎驾驶，且在后方车辆由远及近的过程中，主控制芯片U3控制闪光灯的闪光频次和高分贝报警器的报警频次由低到高在0.5Hz～20Hz之间连续增大，以进一步警示后方车辆。

如图13所示，本发明实施例还提供了一种防后车追尾方法，应用于防后车追尾系统，所述防后车追尾系统包括用于采集本车相对于后方车辆的行驶数据信息的信号采集单元200、控制单元100和用于提醒本车驾驶员和警示后方车辆的警示单元300，所述信号采集单元200和所述警示单元300分别与所述控制单元100连接，所述方法包括：

S101：信号采集单元200将所采集的本车相对于后方车辆的行驶数据信息发送至控制单元100；

S102：控制单元100确定后方车辆对本车构成追尾威胁；

控制单元100根据号采集单元200将所采集的本车相对于后方车辆的行驶数据信息判断后方车辆对本车是否构成追尾威胁，当后方车辆对本车不构成追尾威胁时，进行下一次判断；当后方车辆对本车构成追尾威胁时，执行S103。

S103：控制单元100发送报警指令至警示单元300；

S104：警示单元300根据所述报警指令进行报警。

所述报警可以包括安装在本车尾部的闪光灯闪光和/或高分贝报警器报警来警示后方车辆或通过语音模块发出语音提示来警示本车驾驶员。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体实现流程，可以参考前述系统、装置实施例中的对应工作过程，在此不再赘述。

另外，如图14所示，本发明实施例还提供了另一种防后车追尾方法，控制单元100获得并处理测距传感器采集的后方车辆与本车的距离信号后，判断后方车辆是否对本车构成追尾威胁的方式可以包括：

S201：控制单元100处理接收到的测距传感器采集的后方车辆与本车的距离信号得到后方车辆与本车的距离D；

S202：控制单元100通过一定时间内后方车辆与本车的距离的变化量，计算得到后方车辆与本车的相对速度V；

控制单元100记录有每次接收到测距传感器采集的后方车辆与本车的距离信号的时间，通过后方车辆与本车的距离的变化量与相应的间隔时间，就可以得到后方车辆与本车的相对速度V。

S203：控制单元100根据各测距传感器测得的后方车辆与本车的距离信号的强度确定后方车辆与本车的横向相对位置S；

S204：结合后方车辆与本车的相对速度V及横向相对位置S，通过预设初值M和系数P，计算得出的第一阈值A和第二阈值B；

S205：判断第一阈值A和第二阈值B中是否至少有一个大于后方车辆与本车的距离D；

当A≤D且B≤D时安全，返回再执行S205，当A＞D或B＞D时危险，执行S206。

S206：控制单元100发送报警指令到警示单元300；

S207：警示单元300根据控制单元100发送的报警指令开始报警。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体实现流程，可以参考前述系统、装置实施例中的对应工作过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

可以理解的是，本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种防后车追尾系统，其特征在于，包括用于采集本车相对于后方车辆的行驶数据信息的信号采集单元、控制单元和用于提醒本车驾驶员和警示后方车辆的警示单元，所述信号采集单元包括速度传感器和至少2个测距传感器，至少2个所述测距传感器等间隔横向分布于本车尾部，所述速度传感器、至少2个所述测距传感器和所述警示单元分别与所述控制单元连接，所述测距传感器置于本车尾部；

所述信号采集单元用于将所采集的本车相对于后方车辆的行驶数据信息发送至所述控制单元，其中，所述行驶数据信息包括用于采集所述本车车速信号的速度传感器所采集的信息和用于采集距离信号的测距传感器所采集的信息；

所述控制单元用于处理所述本车车速信号和至少2个所述测距传感器发送的距离信号判断后方车辆与本车的横向相对位置，并判断后方车辆对本车是否构成追尾威胁，若是，发送报警指令至所述警示单元；

所述警示单元用于根据所述报警指令进行报警；

其中，所述防后车追尾系统还包括：第一数据处理器和第二数据处理器，所述测距传感器有3个，分别为第一测距传感器、第二测距传感器和第三测距传感器，所述第一测距传感器与所述第一数据处理器耦合，所述第二测距传感器与所述第二数据处理器耦合，所述第一数据处理器和所述第二数据处理器分别与所述控制单元耦合，所述第三测距传感器与所述控制单元耦合。

2.根据权利要求1所述的防后车追尾系统，其特征在于，还包括供电电源，所述警示单元包括设置于汽车后部用于警示后方车辆的高分贝报警器及闪光灯，所述高分贝报警器与所述闪光灯分别通过开关模块与所述控制单元连接，所述开关模块包括第一开关和第二开关，所述第一开关包括第一连接触点、第二连接触点和第一控制触点，所述第一连接触点与所述供电电源连接，所述第二连接触点串接所述高分贝报警器后接地，所述第一控制触点与所述控制单元连接，所述第二开关包括第三连接触点、第四连接触点和第二控制触点，所述第三连接触点与所述供电电源连接，所述第四连接触点串接所述闪光灯后接地，所述第二控制触点与所述控制单元连接。

3.根据权利要求2所述的防后车追尾系统，其特征在于，所述警示单元还包括用于提醒本车驾驶员的语音模块，所述语音模块包括语音芯片和语音存储芯片，所述语音存储芯片与所述语音芯片耦合，所述语音芯片与扬声器耦合，所述语音芯片和所述语音存储芯片的电源端与所述供电电源连接。

4.根据权利要求3所述的防后车追尾系统，其特征在于，还包括用于使闪光灯的亮度根据环境亮度自动调节的光传感器和电压调节模块，所述电压调节模块包括电压信号输入端、电压信号输出端和电压控制端，所述电压信号输入端与所述第二开关的所述第四连接触点连接，所述电压信号输出端串接所述闪光灯后接地，所述电压控制端与所述光传感器的输出端连接。

5.一种防后车追尾方法，其特征在于，应用于防后车追尾系统，所述防后车追尾系统包括用于采集本车相对于后方车辆的行驶数据信息的信号采集单元、控制单元和用于提醒本车驾驶员和警示后方车辆的警示单元，所述信号采集单元包括速度传感器和至少2个测距传感器，至少2个所述测距传感器等间隔横向分布于本车尾部，所述速度传感器、至少2个所述测距传感器和所述警示单元分别与所述控制单元连接，所述测距传感器置于本车尾部，所述方法包括：

所述信号采集单元将所采集的本车相对于后方车辆的行驶数据信息发送至所述控制单元，其中，所述行驶数据信息包括用于采集所述本车车速信号的速度传感器所采集的信息和用于采集距离信号的测距传感器所采集的信息；

所述控制单元处理所述本车车速信号和至少2个所述测距传感器发送的距离信号判断后方车辆与本车的横向相对位置，并判断后方车辆对本车是否构成追尾威胁，若是，发送报警指令至所述警示单元；

所述警示单元根据所述报警指令进行报警；

其中，所述防后车追尾系统还包括：第一数据处理器和第二数据处理器，所述测距传感器有3个，分别为第一测距传感器、第二测距传感器和第三测距传感器，所述第一测距传感器与所述第一数据处理器耦合，所述第二测距传感器与所述第二数据处理器耦合，所述第一数据处理器和所述第二数据处理器分别与所述控制单元耦合，所述第三测距传感器与所述控制单元耦合。