CN105869438A - 一种车辆防碰撞预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆防碰撞预警系统，包括基本信息采集模块:获取与车型相关的车辆尺寸数据；方向信息采集模块：获取车辆转弯时的转角；测速模块：获取车辆的行驶速度；测距模块：车辆直行时，检测车辆前方或后方障碍物与本车的距离，车辆拐弯时，检测车辆侧向障碍物与本车的距离；碰撞风险计算模块：根据上述各模块提供的数据，评估车辆与障碍物碰撞的风险；预警提醒模块：当车辆与障碍物存在碰撞的风险时，向驾驶人发出预警。本发明在车辆的各种行驶状态下，都能准确、有效地对可能出现的碰撞风险做出相应的评估和提醒，可以有效地避免碰撞事故的发生。

Description

一种车辆防碰撞预警系统

[技术领域]

本发明涉及汽车安全驾驶辅助技术，尤其涉及一种车辆防碰撞预警系统。

[背景技术]

汽车碰撞事故大多是由于驾驶人对车辆四周的距离估计不准确，错误判断碰撞可能性，刹车不及时，或是车辆盲区等因素造成的。车辆盲区是指驾驶人位于正常驾驶座位置，其视线被车体遮挡而不能直接观察到的部分。因汽车车体的设计需求,汽车的A、B、C柱通常较粗，后视镜较小。所以车辆通常存在A、B、C柱盲区、后视镜盲区、车头车尾盲区等。车辆直行、变道、倒车、转弯等状态下，驾驶人都会有一定的视觉盲区，因驾驶人视线受阻，无法观察到盲区内的情况，非常容易发生剐蹭、碰撞事件。

现有的车辆防撞预警技术有：在车身前方以及后方安装雷达、激光传感器或摄像设备，通过检测本车速度、前车速度、后方车辆速度以及各车之间的距离，判断有风险后进行预警提示。

申请号为CN201110038255.3的发明公开了一种基于后视图像认知的车载盲区预警系统及方法，其实现系统由安装在后视镜处监控盲区的摄像头(1)和(2)、一台数字信号处理器(DSP)、语音提示器和电源以及若干条数据线组成。系统通过数据线读取车辆行驶信号，采用后视摄像头采集盲区路面图像(4)和(5)，由该处理器进行图像处理，检测盲区车辆(3)，分析车辆行驶状态，实现车辆分段跟踪，当驾驶员有切道倾向时，若有处于所在盲区内的非远离车辆，则通过语音提示器向驾驶员报警，从而避免切道碰撞危险。该发明面向车辆主动安全驾驶，可以在一定程度上提高汽车驾驶的安全性能，

但是，车辆行驶的时有多种状态，如直行、转弯、变道、超车、倒车等，现有技术通过摄像头或者雷达传感器探测车辆前方、后方运动目标，计算距离与相对速度，在车辆与前、后方车辆有碰撞风险时给予提醒，可是当车辆转弯时，车辆转弯内侧的行人、车辆，其相对摄像头、传感器的距离大小、相对速度大小并未改变，上述方法不能适用。而且，由于车辆的机动性，车辆转弯时会出现内轮差、后悬外移差，行车中会因内轮差、后悬外移差造成车辆驶出路面或出现碰撞的事故。现有的车辆防碰撞技术无法对车辆转弯情况下可能出现的剐蹭、碰撞风险做出预警。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种能够在车辆各种行驶状态下，都能准确、有效地对可能出现的碰撞风险做出相应提醒的车辆防碰撞预警系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种车辆防碰撞预警系统，包括，

基本信息采集模块:获取与车型相关的车辆尺寸数据；

方向信息采集模块：获取车辆转弯时的转角；

测速模块：获取车辆的行驶速度；

测距模块：车辆直行时，检测车辆前方或后方障碍物与本车的距离，车辆拐弯时，检测车辆侧向障碍物与本车的距离；

碰撞风险计算模块：根据上述各模块提供的数据，评估车辆与障碍物碰撞的风险；

预警提醒模块：当车辆与障碍物存在碰撞的风险时，向驾驶人发出预警。

以上所述的车辆防碰撞预警系统，所述的测距模块，通过安装在车辆前方、后方及车辆的两侧的摄像头或雷达传感器检测车辆前方、后方或侧向障碍物与本车的距离。

以上所述的车辆防碰撞预警系统，方向信息采集模块通过方向传感器获取车辆转向时的转角数据。

以上所述的车辆防碰撞预警系统，测速模块通过GPS设备或车载OBD设备获取车辆的行驶速度。

以上所述的车辆防碰撞预警系统，碰撞风险计算模块根据车辆尺寸和车辆行驶时的转角计算车辆的内轮差以及后悬外移差，当判断车辆后部存在与障碍物刮碰的风险时，碰撞风险计算模块通知预警提醒模块预警。

以上所述的车辆防碰撞预警系统，碰撞风险计算模块结合测速模块获取的车辆速度、测距模块获取的距离数据计算与障碍物发生碰撞所需的时间，当判定与障碍物发生碰撞所需的时间小于设定值时，碰撞风险计算模块通知预警提醒模块预警。

本发明车辆防碰撞预警系统在车辆各种行驶状态下，都能准确、有效地对可能出现的碰撞风险做出相应的评估和提醒，可以有效地避免碰撞事故的发生。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例车辆防碰撞预警系统的原理框图。

图2是本发明实施例车辆防碰撞预警系统的流程图。

图3是本发明实施例车辆内轮差的示意图。

图4是本发明实施例车辆后悬外移差示意图。

[具体实施方式]

本发明车辆防碰撞预警系统的结构和原理如图1至图4所示，包括

基本信息采集模块:根据输入的车辆型号，获取车辆车身长度、宽度、轴距、轮距等数据。

方向信息采集模块：通过汽车CAN总线(Controller Area Network，控制器局域网络总路线)和O-sensor设备(Orientation sensor，方向传感器)获取车辆转向灯信息和车辆的转角信息。汽车CAN总线连接着车辆上各式各样的控制器，车辆的电子控制单元与中央控制单元通过CAN总线相连，根据CAN协议交换信息。转向灯开关开启后，信号会传输到仪表控制单元，仪表控制单元再将信息传输到模块控制单元，模块控制单元接收到信号后点亮转向灯，其中的信息交换通过CAN总线传输，所以通过解码汽车CAN总线的接口可获取车辆的转向灯信息。

基本信息采集模块获取车辆内外侧前轮的最大转弯角度以及方向盘的最大转弯角度，方向传感器(O-sensor)安装于方向盘上，返回三轴的角度数据，换算得到车辆方向盘的旋转角度；或通过安装于车辆转向管柱最下面的汽车转向角传感器(Steering Angle Sensor)获取方向盘转弯角度信息，并从CAN总线接口读取该角度信息。根据内外侧前轮最大转弯角度与方向盘最大转弯角度的比例关系，可根据方向盘的角度信息计算得到内外侧前轮分别的转向角度。

测速模块：通过GPS设备或车载OBD设备(On Board Diagnostic，车载诊断系统)获取车辆行驶速度。

测距模块：将摄像头或雷达传感器，分别安装在车辆前方、后方以及两侧。车辆向前或向后行驶时，检测前方和后方的车辆、行人、障碍物与本车的距离，方向信息采集模块反馈驾驶人打转向灯或方向盘转角发生变化时，检测侧方行人、车辆、障碍物等与本车的距离。

碰撞风险计算模块：结合测速模块获取的车辆速度v、测距模块获取的距离数据s，使用公式t＝s/v，计算得到自车与前方、后方车辆、行人、障碍物发生碰撞所需的时间t。

汽车行驶时方向盘的角度是不断变化的，根据车辆信息采集模块得到车辆尺寸，如轴距l，后轮距d，前悬a和后悬b，以及方向信息采集模块获取的车辆的转角α，可实时计算得到车辆的内轮差以及后悬外移差(直行时车辆内轮差与后悬外移差均为零)。

前内轮转弯半径为R1，后内轮转弯半径为R2，则内轮差m＝R1-R2,当前内轮转角为α时,

内轮差由下式得到：

$m_{\∝}=l*\tan \left(\frac{\mathrm{\α}}{2}\right),$

前外轮转角由下式得到：

$\mathrm{\β}=\frac{l\tan \mathrm{\α}}{l+d*\tan \mathrm{\α}},$

后悬外移差由下式得到：

$n_{\mathrm{\β}}=\sqrt{b^2+{\left(\frac{l}{\tan \mathrm{\β}}\right)}^2}-\frac{l}{tan\mathrm{\β}}.$

当计算得到车辆前行过程中，因内轮差或后悬外移差，车辆后部存在与障碍物刮碰的风险时，碰撞风险计算模块通知预警提醒模块报警。

预警提醒模块：将碰撞风险计算模块得到的自车与前方、后方车辆、行人、障碍物发生碰撞所需的时间与预先设定的安全时间对比，当实际时间小于预设的安全时间时，向驾驶人发出预警提示音。当检测到因内轮差或后悬外移差车辆后部存在与障碍物刮碰的风险时，向驾驶人发出预警提示音。

本发明以上实施例结合车辆信息、速度信息以及方向信息，计算前、后方车辆、行人、障碍物与自车的距离、相对速度，计算后判断碰撞风险；并且实时计算车辆弯行的内轮差、后悬外移差，当检测到车辆内轮差或后悬外移差的范围附近有障碍物时，及时向驾驶人发出预警，可以有效地避免碰撞事故的发生。

Claims (6)

1.一种车辆防碰撞预警系统，其特征在于，包括，

基本信息采集模块:获取与车型相关的车辆尺寸数据；

方向信息采集模块：获取车辆转弯时的转角；

测速模块：获取车辆的行驶速度；

测距模块：车辆直行时，检测车辆前方或后方障碍物与本车的距离，车辆拐弯时，检测车辆侧向障碍物与本车的距离；

碰撞风险计算模块：根据上述各模块提供的数据，评估车辆与障碍物碰撞的风险；

预警提醒模块：当车辆与障碍物存在碰撞的风险时，向驾驶人发出预警。

2.根据权利要求1所述的车辆防碰撞预警系统，其特征在于，所述的测距模块，通过安装在车辆前方、后方及车辆的两侧的摄像头或雷达传感器检测车辆前方、后方或侧向障碍物与本车的距离。

3.根据权利要求1所述的车辆防碰撞预警系统，其特征在于，方向信息采集模块通过方向传感器获取车辆转向时的转角数据。

4.根据权利要求1所述的车辆防碰撞预警系统，其特征在于，测速模块通过GPS设备或车载OBD设备获取车辆的行驶速度。

5.根据权利要求1所述的车辆防碰撞预警系统，其特征在于，碰撞风险计算模块根据车辆尺寸和车辆行驶时的转角计算车辆的内轮差以及后悬外移差，当判断车辆后部存在与障碍物刮碰的风险时，碰撞风险计算模块通知预警提醒模块预警。

6.根据权利要求1所述的车辆防碰撞预警系统，其特征在于，碰撞风险计算模块结合测速模块获取的车辆速度、测距模块获取的距离数据计算与障碍物发生碰撞所需的时间，当判定与障碍物发生碰撞所需的时间小于设定值时，碰撞风险计算模块通知预警提醒模块预警。