CN105835770A - 用于车辆的分阶段预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于车辆的分阶段预警系统，该系统包括感测模块，其用于感测车辆与障碍物的距离，并传输所感测的距离；处理模块，其与感测模块电性连接，接收感测模块传送的距离，处理模块从车辆的相关模块获取车辆的当前速度、转向信息、刹车信息，并基于距离、当前速度、转向信息及刹车信息确定预警阶段；输出模块，其与处理模块电性连接，并根据处理模块确定的预警阶段输出预警信息。通过采用第一雷达组与第二雷达组，可分别有效感测车辆A柱与后视镜造成的盲区的障碍物，有效补偿了由盲区造成的视觉遗漏或误差。

Description

用于车辆的分阶段预警系统

技术领域

本发明涉及汽车安全技术领域，更为具体地，涉及车辆的分阶段预警技术。

背景技术

通常而言，轿车车身每侧有三个立柱，其中前挡风玻璃两侧的斜柱叫A柱。正常行驶时驾驶者的视野会被A柱部分遮挡，造成一个视野上的盲区,这导致汽车在转弯或进入弯道时容易发生事故。对于A柱的截面积大小选择，一直都是两难的选择：截面积过小会导致车身强度不足，截面积过大又会影响驾驶员视野。除了A柱造成的盲区，对驾驶员而言，还存在后视镜盲区。据统计，后视镜盲区造成交通事故约占总事故数量的30%左右。

为了提高驾驶安全性，驾驶员需要“第三只眼”来辅助查看路况，遇到危险时提醒甚至帮助驾驶员制动，以减少或缓解碰撞风险。为了解决上述问题，业界一直在汽车主动安全方面进行着不懈的努力。因此，对驾驶员辅助行车及盲区预警的研究显得尤其重要。

目前应对A柱视野盲区的解决办法大体有三种。第一种是将一种消除盲区的车用视野扩展透镜置于前挡风玻璃的两侧边上，用于消除A柱造成的盲区，这种视野扩展透镜为横截面呈凹形和/或凸形的柱面非光心线对称透镜。该方法看似价格低廉，安装简单，但这种扩展透镜是粘贴在前挡风玻璃上，其本身又造成了另外一个盲区。第二种方法是在汽车A柱上开设多个孔，孔内装有透明玻璃或有机玻璃，或者是将整个A柱用有机玻璃做成透明的，或者是将A柱开一个三角窗来减小驾驶员的视野盲区。这种方法只减小了部分视野盲区，却造成车身强度大大降低，牺牲了车体本身的安全性。第三种是方法是使用计算机辅助装置来补偿、预警或消除A柱产生的视野盲区。这种方法一般采用红外、摄像等传感设备采集盲区内障碍，通过计算机处理技术，分析判断出障碍的位置，及时通过各种输出方式传递给驾驶员。

目前应对后视镜盲区的解决办法有以下两种，第一种是在后视镜上加装盲区镜，第二种方法是在后视镜上加装摄像头，实时影像显示在仪表或中控部位，前者作用不大，而后者成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于车辆的分阶段预警系统，该系统包括感测模块，其用于感测车辆与障碍物的距离，并传输所感测的距离；处理模块，其与所述感测模块电性连接，接收所述感测模块传送的距离，所述处理模块从所述车辆的相关模块获取车辆的当前速度、转向信息、刹车信息，并基于所述距离、当前速度、转向信息及刹车信息确定预警阶段；输出模块，其与所述处理模块电性连接，并根据所述处理模块确定的预警阶段输出预警信息。

根据本发明的用于车辆的分阶段预警系统，可选地，所述第一预警阶段为车速大于第一速度，所述车辆距障碍物的距离小于第一安全车距且所述处理模块基于当前车速与所述距离估算的碰撞时间小于第一时间；所述第二预警阶段为车速大于第二速度，所述车辆距障碍物的距离小于第二安全车距且所述处理模块基于当前车速与所述距离估算的碰撞时间小于第二时间；所述第三预警阶段为车速大于第三速度，所述车辆距障碍物的距离小于第三安全车距且所述处理模块基于当前车速与所述距离估算的碰撞时间小于第三时间；其中，第一速度大于第二速度，第二速度大于第三速度，第一时间比第二时间长，第二时间比第三时间长。

根据本发明的用于车辆的分阶段预警系统，可选地，所述感测模块包括：第一组雷达，其包括左前侧雷达与右前侧雷达，所述左前侧雷达设置在所述车辆的左侧A柱附近以便其探测范围覆盖所述左侧A柱形成的左侧A柱盲区，所述右前侧雷达设置在所述车辆的右侧A柱附近以便其探测范围覆盖所述右侧A柱形成的右侧A柱盲区；第二组雷达，其包括左后侧雷达与右后侧雷达，所述左后侧雷达设置在所述车辆的左后侧以便其探测范围覆盖所述左侧后视镜盲区，所述右后侧雷达设置在所述车辆的右后侧以便其探测范围覆盖所述右侧后视镜盲区。

根据本发明的用于车辆的分阶段预警系统，可选地，所述处理模块包括雷达控制单元，用于控制第一组雷达与第二组雷达的工作。

根据本发明的用于车辆的分阶段预警系统，可选地，所述感测模块包括：摄像单元，其设置在所述车辆的前侧并与所述处理模块电性连接，用于获取车辆前方的图像，并将所获取的图像传输给所述处理模块。

根据本发明的用于车辆的分阶段预警系统，可选地，所述处理模块包括摄像控制单元，用于控制所述摄像单元的工作。

根据本发明的用于车辆的分阶段预警系统，可选地，其中，所述输出模块包括：以听觉方式输出的听觉输出单元；以视觉方式输出的视觉输出单元；以震动方式输出的震动输出单元，其设置在所述车辆的驾驶员座椅内以便其带动座椅震动；其中，在所述第一预警阶段，所述听觉输出单元输出声音警示信号，所述视觉输出单元输出可视预警信息，在所述第二与第三预警阶段，所述听觉输出单元输出声音警示信号，所述视觉输出单元输出可视预警信息且所述震动输出单元工作使得所述座椅震动。

根据本发明的用于车辆的分阶段预警系统，可选地，所述处理模块还包括制动信号生成及输出单元，所述制动信号生成与输出单元与所处车辆的制动部件关联，以便输出的制动信号能通过所述制动部件作用于所述车辆。

根据本发明的用于车辆的分阶段预警系统，可选地，所述制动信号生成及输出单元在第二预警阶段且所述车辆未进行制动的情况下，输出第一制动信号以使车辆减速，而在第三预警阶段且所述车辆未进行制动的情况下，输出第二制动信号以使车辆减速到停止。

根据本发明所述的用于车辆的分阶段预警系统通过采用第一雷达组与第二雷达组，可分别有效感测车辆A柱与后视镜造成的盲区的障碍物，有效补偿了由盲区造成的视觉遗漏或误差。此外，通过摄像头的设置，可感测车辆前方的障碍物，从而起到辅助车辆行车的作用。

附图说明

图1是示意性结构图，其示出了根据本发明的一个实施例的用于车辆的分阶段预警系统。

图2是是根据本发明的示例的用于车辆的分阶段预警系统应用在车辆中的结构示意图。

图3是采用了根据图2所示的分阶段预警系统的车辆的示意图。

具体实施方式

现在参照附图描述本发明的示意性示例，相同的附图标号表示相同的元件。下文描述的各实施例有助于本领域技术人员透彻理解本发明，且意在示例而非限制。图中各元件、部件、单元、装置的图示不一定按比例绘制，仅示意性表明这些元件、部件、模块、装置之间的相对关系。

图1是示意性结构图，其示出了根据本发明的一个实施例的用于车辆的分阶段预警系统。如图所示，该分阶段预警系统包括感测模块20，处理模块22与输出模块24。感测模块20与处理模块22电性连接，输出模块24与处理模块22电性连接。在本发明所有示例中，电性连接可以是通过电子线路进行的连接，还可以是无线形式的通信连接。感测模块20用于感测车辆与障碍物的距离，并将感测的距离传输给处理模块22。处理模块22接收所感测模块20传送的距离，所述处理模块从所述车辆的相关模块获取车辆的当前速度、转向信息、刹车信息，并基于所述距离、当前速度、转向信息及刹车信息确定预警阶段。输出模块24根据处理模块22确定的预警阶段输出预警信息。

在本发明示意而非限制的示例中，预警阶段包括第一预警阶段、第二预警阶段及第三预警阶段。第一预警阶段中，车速大于第一速度，车辆距障碍物的距离小于第一安全车距且处理模块20基于当前车速与所述距离估算的碰撞时间小于第一时间。第二预警阶段中，车速大于第二速度，车辆距障碍物的距离小于第二安全车距且处理模块20基于当前车速与所述距离估算的碰撞时间小于第二时间。第三预警阶段中，车速大于第三速度，车辆距障碍物的距离小于第三安全车距且处理模块20基于当前车速与所述距离估算的碰撞时间小于第三时间。其中，第一速度大于第二速度，第二速度大于第三速度，第一时间比第二时间长，第二时间比第三时间长。

根据本发明的一个示例，感测模块20包括雷达，分别是第一组雷达与第二组雷达。第一组雷达又包括左前侧雷达与右前侧雷达，左前侧雷达设置在车辆的左侧A柱附近以便其探测范围覆盖左侧A柱形成的左侧A柱盲区，右前侧雷达设置在车辆的右侧A柱附近以便其探测范围覆盖右侧A柱形成的右侧A柱盲区。第二组雷达包括左后侧雷达与右后侧雷达，左后侧雷达设置在车辆的左后侧以便其探测范围覆盖左侧后视镜盲区，右后侧雷达设置在车辆的右后侧以便其探测范围覆盖右侧后视镜盲区。相应地，处理模块22雷达控制单元，用于控制第一组雷达与第二组雷达的工作。

根据本发明的又一个示例，感测模块还包括摄像单元，其设置在车辆的前侧并与所述处理模块电性连接，用于获取车辆前方的图像，并将所获取的图像传输给所述处理模块。相应地，处理模块22包括摄像控制单元，用于控制所述摄像单元的工作。

根据本发明的再一个示例，感测模块20包括如上所述的第一组雷达、第二组雷达以及摄像单元。处理模块22包括如上所述的雷达控制单元与摄像控制单元。

在根据本发明所有的示例中，输出模块24包括以听觉方式输出的听觉输出单元，以视觉方式输出的视觉输出单元，以震动方式输出的震动输出单元。震动输出单元设置在所述车辆的驾驶员座椅内以便其带动座椅震动。其中，在第一预警阶段，听觉输出单元输出声音警示信号，视觉输出单元输出可视预警信息，在第二与第三预警阶段，听觉输出单元输出声音警示信号，视觉输出单元输出可视预警信息且震动输出单元工作使得座椅震动。

可选地，处理模块22还包括制动信号生成与输出单元，其与车辆的制动部件关联。在第二预警阶段且处理模块22未检测到制动信号的情况下，处理模块22生成并输出第一制动信号以使车辆减速。在第三预警阶段且处理模块22未检测到制动信号的情况下，处理模块22生成并输出第二制动信号以使车辆减速到停止。第一制动信号使得车辆速度减小，其减小程度较小，目的在于提醒驾驶人员刹车。第二制动信号使得车辆速度减小，程度较大，是以使车辆停止为目的。

图2是根据本发明的示例的用于车辆的分阶段预警系统应用在车辆中的结构示意图。图3是采用了根据图2所示的分阶段预警系统的车辆的示意图。

如图2的示例中，该分阶段预警系统的感测模块20既包括第一组雷达与第二组雷达，还包括摄像单元。如图2所示，感测模块20包括第一组雷达110、第二组雷达112及摄像单元100。参考图3，第一组雷达110的左测雷达9设置在车辆的左侧A柱附近，其探测范围覆盖左侧A柱形成的左侧A柱盲区2；第一组雷达110的右测雷达10设置在车辆的右侧A柱附近，其探测范围覆盖右侧A柱形成的右侧A柱盲区1。第二组雷达112的左后侧雷达12设置在车辆的左后侧，其探测范围覆盖所述左侧后视镜盲区13；第二组雷达112的右后侧雷达设置在车辆的右后侧，其探测范围覆盖右侧后视镜盲区16。第一组雷达110与第二组雷达112的设置区域可根据需要设置，只需要分别覆盖由A柱形成的盲区与后视镜盲区即可。摄像单元100包括安装在前挡风玻璃左侧的左侧摄像头4与安装在前挡风玻璃右侧的右侧摄像头3。处理模块22包括雷达控制单元120与摄像控制单元120。雷达控制单元121用于控制第一雷达组110与第二雷达组112的工作，而摄像控制单元120用于控制摄像单元100的工作。处理模块22还与车辆的变速箱控制模块TCM、车身控制模块BCM电性连接，以获取车辆当前的速度、转向与刹车信息等。处理模块22例如通过CAN总线与TCM与BCM连接。此外，处理模块包括刹车控制单元123，其与电子刹车模块ECBM电性连接，例如通过CAN总线连接，以在第二预警阶段且所述车辆的驾驶人员没有进行刹车制动的情况下，输出第一制动信号给ECBM，通过其使车辆制动，该制动的目的在于使车辆减速，在第三预警阶段且所述车辆的驾驶人员没有进行刹车制动的情况下，输出第二制动信号给ECBM以使车辆制动，该制动的目的在于使车辆停止，其制动力度大于在第二预警阶段进行的制动。输出模块24包括听觉输出单元140、视觉输出单元142以及震动输出单元144。参考图3，作为听觉输出单元140的扬声器7安装在车辆中控台下，作为视觉输出单元142包括左侧高亮LED 6与右侧高亮LED 5，左侧高亮LED 6安装在左侧A柱内侧，右侧高亮LED 5安装在右侧A柱内侧。参考图3，震动输出单元144包括偏心电机8，其安装在车辆的驾驶座椅下，且其安装位置要使得其在动作时可带动驾驶座椅震动。

车辆进入运行状态后，如果用户启动了该分阶段预警系统，则该阶段预警系统进入工作状态。在这里要说明的是，该分阶段预警系统可配置为工作在三个模式下，分别是：只开启与雷达组有关的工作模式、只开启与摄像单元有关的工作模式、既开启了与雷达组有关的工作又开启了与摄像单元有关的工作。下文通过既开启了与雷达组有关的工作又开启了与摄像单元有关的工作的示例阐述本发明。

在根据本发明的一个具体示例中，感测模块20的第一雷达组110与第二雷达组112、摄像模块100，处理模块22的雷达控制单元121、摄像控制单元120与制动信号生成与输出单元（未标识），以及输出模块24的各单元均处于工作状态。

处理模块22检测到车辆转向灯开启的情况下，雷达控制单元120与即控制第一雷达组110与第二雷达组112采样。第一雷达组110与第二雷达组112通过发射一定夹角和距离的超声波，并在碰到障碍物以后接受反射波，进而以PWM的形式将其传送给处理模块22。同时，处理模块22通过CAN总线从变速箱控制模块TCM、车身控制模块BCM读取获取车辆当前的速度，并根据雷达的感测结果计算车辆距离障碍物的距离。如果所计算的距离小于第一安全车距，且基于当前车速与该距离估算碰撞时间，如所估算的碰撞时间小于第一时间，则表明处于第一预警阶段。示例地，第一安全车距为2m，而第一时间为3s。在处理模块22的计算结果表明处于第一预警阶段的情况下，根据处理模块22计算确定的阶段，输出模块24的听觉输出单元140与视觉输出单元142分别输出示警信号，例如通过扬声器7发出声音信号，通过左侧高亮LED 6与右侧高亮LED 5发出灯闪信息，由此以警示车辆驾驶者。在第一预警阶段过程中，如果处理模块22检测到车辆的制动部件已经制动，也就是说司机已经进行了制动，则不再通过输出模块发出警示。如果处理模块22没有检测到车辆的制动部件动作，则处理模块22继续基于第一雷达组110与第二雷达组112的以及从变速箱控制模块TCM、车身控制模块BCM读取获取车辆当前的速度，并根据雷达的感测结果计算车辆距离障碍物的距离，在所计算的距离小于第二安全车距，且基于当前车速与该距离估算碰撞时间，如所估算的碰撞时间小于第二时间时，则进入第二预警阶段。在第二预警阶段，左侧高亮LED 6与右侧高亮LED 5以比其在第一预警阶段的闪烁频率更高的闪烁频率发出灯闪信息，听觉输出单元140比其在第一预警阶段的输出频率更高的频率输出声音警示信息，且震动输出单元144，即本例中的偏心电机8工作，驱动驾驶员的座椅震动。可选地，在该第二预警阶段，在处理模块22未检测到来自司机的制动信号时，制动信号生成与输出单元生成并输出第一制动信号给车辆的刹车系统，令车辆减速。需要说明的是，第一制动信号令车辆减速，但减速幅度不大，其目的更多地偏向于提醒司机刹车，可称为点刹车。如处理模块22在第二预警阶段中没有检测到来自司机的制动信号，则处理模块22继续基于第一雷达组110与第二雷达组112的以及从变速箱控制模块TCM、车身控制模块BCM读取获取车辆当前的速度，并根据雷达的感测结果计算车辆距离障碍物的距离，在所计算的距离小于第三安全车距，且基于当前车速与该距离估算出的碰撞时间小于第三时间，则表明进入第三预警阶段。在第三预警阶段，左侧高亮LED 6与右侧高亮LED 5以与在第二预警阶段的闪烁频率更高或与其相当的闪烁频率发出灯闪信息，听觉输出单元140以与在第二预警阶段的发声频率更高或与其相当的频率发出声音警示信息，震动输出单元144，即偏心电机8工作，驱动驾驶员的座椅震动。可选地，在该第三预警阶段，处理模块22在未检测到制动信号的情况下，制动信号生成与输出单元生成并输出第二制动信号给车辆的刹车系统，令其减速直到停止。需要说明的是，第二制动信号令车辆减速，减速幅度较大，其目的在于使车辆停止。

在第一预警阶段、第二预警阶段以及第三预警阶段的任一阶段中，如果处理模块22检测到来自司机的制动信号，则来自雷达的检测工作都可结束。

如上涉及第一雷达组与第二雷达组的预警过程针对的主要是对A柱盲区与后视镜盲区内存在障碍物的情况，相当于对A柱盲区与后视镜盲区进行补偿。现进一步说明与摄像单元100有关的预警过程。与摄像单元100有关的预警过程主要是针对车辆辅助行驶，开启与摄像单元100有关的预警过程也可称为开始车辆辅助行驶功能。在开始车辆辅助行驶功能的情况下，处理模块22的摄像控制单元120控制摄像单元100工作。摄像单元100采集车辆正前方图像数据，并将采集的数据转换成数字信号传输给处理模块22。在该示例中，摄像单元100包括两个摄像头3与4，由此能精确感测前方较远距离处的道路情况，测距误差较小一些，受外界的干扰也较小。处理模块22可采用边缘检测法等图像处理与人工智能视觉技术来对所接收的图像信号进行处理，从而判断出车辆前方较长一段区域内移动行人或车辆的速度、距离与走向。与上文结合第一雷达组110与第二雷达组112阐述预警阶段类似，处理模块22基于箱控制模块TCM、车身控制模块BCM读取获取车辆当前的速度，并根据摄像单元100传输的信号计算车辆距离障碍物的距离，在所计算的距离小于第一安全车距，且基于当前车速与该距离估算碰撞时间，如所估算的碰撞时间小于第一时间时，则进入第一预警阶段。处理模块22基于箱控制模块TCM、车身控制模块BCM读取获取车辆当前的速度，并根据摄像单元100传输的信号计算车辆距离障碍物的距离，在所计算的距离小于第二安全车距，且基于当前车速与该距离估算碰撞时间，如所估算的碰撞时间小于第二时间时，则进入第二预警阶段。处理模块22基于箱控制模块TCM、车身控制模块BCM读取获取车辆当前的速度，并根据摄像单元100传输的信号计算车辆距离障碍物的距离，在所计算的距离小于第三安全车距，且基于当前车速与该距离估算碰撞时间，如所估算的碰撞时间小于第三时间时，则进入第三预警阶段。在第一预警阶段中、第二预警阶段中、以及第三预警阶段中，处理模块22与输出模块24的工作过程与上文结合第一雷达组110与第二雷达组112阐述的相应预警阶段的工作过程相同，不再赘述。

在本文如上的示例中，处理模块可以软件的行驶实现也可以硬件的形式实现，或软件与硬件相结合来实现，并且该处理模块可实现在车辆的电控单元或其它控制部件中。

根据本发明所述的用于车辆的分阶段预警系统通过采用第一雷达组与第二雷达组，可分别有效感测车辆A柱与后视镜造成的盲区的障碍物，有效补偿了由盲区造成的视觉遗漏或误差。此外，通过摄像头的设置，可感测车辆前方的障碍物，从而起到辅助车辆行车的作用。

尽管已结合附图在上文的描述中，公开了本发明的具体实施例，但是本领域技术人员可以理解到，可在不脱离本发明精神的情况下，对公开的具体实施例进行变形或修改。本发明的实施例仅用于示意并不用于限制本发明。

Claims (9)

1.一种用于车辆的分阶段预警系统，该系统包括：

感测模块，其用于感测车辆与障碍物的距离，并传输所感测的距离；

处理模块，其与所述感测模块电性连接，接收所述感测模块传送的距离，所述处理模块从所述车辆的相关模块获取车辆的当前速度、转向信息、刹车信息，并基于所述距离、当前速度、转向信息及刹车信息确定预警阶段；

输出模块，其与所述处理模块电性连接，并根据所述处理模块确定的预警阶段输出预警信息。

2. 如权利要求1所述的用于车辆的分阶段预警系统，其中，所述第一预警阶段为车速大于第一速度，所述车辆距障碍物的距离小于第一安全车距且所述处理模块基于当前车速与所述距离估算的碰撞时间小于第一时间；所述第二预警阶段为车速大于第二速度，所述车辆距障碍物的距离小于第二安全车距且所述处理模块基于当前车速与所述距离估算的碰撞时间小于第二时间；所述第三预警阶段为车速大于第三速度，所述车辆距障碍物的距离小于第三安全车距且所述处理模块基于当前车速与所述距离估算的碰撞时间小于第三时间；其中，第一速度大于第二速度，第二速度大于第三速度，第一时间比第二时间长，第二时间比第三时间长。

3. 如权利要求2所述的用于车辆的分阶段预警系统，其中，所述感测模块包括：

第一组雷达，其包括左前侧雷达与右前侧雷达，所述左前侧雷达设置在所述车辆的左侧A柱附近以便其探测范围覆盖所述左侧A柱形成的左侧A柱盲区，所述右前侧雷达设置在所述车辆的右侧A柱附近以便其探测范围覆盖所述右侧A柱形成的右侧A柱盲区；

第二组雷达，其包括左后侧雷达与右后侧雷达，所述左后侧雷达设置在所述车辆的左后侧以便其探测范围覆盖所述左侧后视镜盲区，所述右后侧雷达设置在所述车辆的右后侧以便其探测范围覆盖所述右侧后视镜盲区。

4. 如权利要求3所述的用于车辆的分阶段预警系统，其中，所述处理模块包括雷达控制单元，用于控制第一组雷达与第二组雷达的工作。

5. 如权利要求2所述的用于车辆的分阶段预警系统，其中，所述感测模块包括：

摄像单元，其设置在所述车辆的前侧并与所述处理模块电性连接，用于获取车辆前方的图像，并将所获取的图像传输给所述处理模块。

6.如权利要求5所述的用于车辆的分阶段预警系统，其中，所述处理模块包括摄像控制单元，用于控制所述摄像单元的工作。

7. 如权利要求3或5所述的用于车辆的分阶段预警系统，其中，所述输出模块包括：

以听觉方式输出的听觉输出单元；

以视觉方式输出的视觉输出单元；

以震动方式输出的震动输出单元，其设置在所述车辆的驾驶员座椅内以便其带动座椅震动；

其中，在所述第一预警阶段，所述听觉输出单元输出声音警示信号，所述视觉输出单元输出可视预警信息，在所述第二与第三预警阶段，所述听觉输出单元输出声音警示信号，所述视觉输出单元输出可视预警信息且所述震动输出单元工作使得所述座椅震动。

8. 如权利要求7所述的用于车辆的分阶段预警系统，其中，所述处理模块还包括制动信号生成及输出单元，所述制动信号生成与输出单元与所处车辆的制动部件关联，以便输出的制动信号能通过所述制动部件作用于所述车辆。

9.如权利要求8所述的用于车辆的分阶段预警系统，其中，所述制动信号生成及输出单元在第二预警阶段且所述车辆未进行制动的情况下，输出第一制动信号以使车辆减速，而在第三预警阶段且所述车辆未进行制动的情况下，输出第二制动信号以使车辆减速到停止。