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Abstract

一种车辆紧急刹车预警系统，包括：CAN总线、中央处理器、数据融合模块、GPS定位模块和专用短程通信收发端。能够主动采集前车的状态信息，再结合本车的状态信息判断刹车预警信号并输出提示，避免车辆紧急刹车时碰撞事故的发生，实现车辆行车安全的主动防御功能。本系统突破了传统的距离检测传感器测量距离短，检测角度小，受障碍物遮挡的影响大的限制，利用GPS定位模块采集本车与前车的位置信息，利用DSRC专用短程通信技术进行车辆之间的实时通信，并判断刹车预警信号，实现刹车预警功能。

Description

一种车辆紧急刹车预警系统
技术领域
本发明涉及一种车辆安全系统，尤其涉及一种车辆紧急刹车预警系统。
背景技术
很多情况下，前车紧急刹车，后车不能及时刹车，往往造成追尾事故。对现有技术检索发现，申请号201210511504.0的专利“紧急刹车防追尾报警提示系统”介绍了一种紧急刹车防追尾的系统，它的特点是将一个有感应汽车减速度的感应器加装到汽车刹车灯中，当减速度达到阈值的时候刹车灯就输出频闪；申请号为201110174361.4 的专利“紧急刹车报警系统和紧急刹车报警方法”介绍了一种紧急刹车报警系统，它的特点是采集车辆速度、加速度和刹车时长信号，计算平均加速度并与加速度阈值进行比较以判断紧急刹车，通过紧急刹车灯发出报警信号。
在现有技术中，后车单凭前车的刹车灯信号判断前车的刹车情况具有一定的局限性，如若因为其他车辆的遮挡或者天气因素的影响，导致驾驶员不能看清前车的行驶状态，导致不能及时采取避险措施。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种车辆紧急刹车预警系统，能够主动采集前车的状态信息，再结合本车的状态信息判断刹车预警信号并输出提示，避免车辆紧急刹车时碰撞事故的发生，实现车辆行车安全的主动防御功能。
为实现以上目的，采用的技术方案如下：
一种车辆紧急刹车预警系统，适用于同向行驶的相邻车辆。
系统包括：显示器、CAN总线、中央处理器、数据融合模块、GPS定位模块和专用短程通信收发端。
所述专用短程通信收发端与本车的CAN总线、数据融合模块、GPS定位模块以及前车和后车的专用短程通信收发端连接。本车的专用短程通信收发端接收本车的GPS定位模块和CAN总线传送的信息并发送给后车的专用短程通信收发端，同时，接收前车的GPS定位模块和CAN总线传送的信息并发送给本车的数据融合模块。
所述数据融合模块与本车的CAN总线、数据融合模块、GPS定位模块以及前车和后车的专用短程通信收发端信号连接。数据融合模块将接收到的本车的GPS定位模块、CAN总线的信息以及前车的GPS定位模块和CAN总线的信息进行数据融合，融合完成后的数据输出到本车的中央处理器。
所述中央处理器与本车的CAN总线、数据融合模块信号连接。中央处理器根据接收到数据融合模块输出的数据，计算本车和前车发生碰撞的概率，根据概率判断是否将预警信息发送到本车的CAN总线。
所述CAN总线与本车的中央处理器、数据融合模块和专用短程通信收发端信号连接。CAN总线将本车的CAN总线信息发送至本车专用短程通信收发端，同时，接收本车的中央处理器发送的预警信息并通过显示器及语音进行提示。
所述GPS定位模块与本车的数据融合模块和专用短程通信收发端信号连接。GPS定位模块将本车的位置信息传送给数据融合模块和专用短程通信收发端。
具体地，所述的CAN总线传送的信息包括：车的速度、加速度、刹车状态信号。
具体地，所述的数据融合模块对接收到的本车和前车数据进行时间同步、滤波以及融合处理。
具体地，本车和前车发生碰撞的概率是根据两车发生碰撞所需的时间与系统的预警时间阈值的大小关系、本车的速度与系统设定的最低车速阈值、前车刹车时的减速度与系统设定的最小减速度阈值进行计算的。
一种车辆紧急刹车预警系统的控制方法，步骤如下：
第一步：本车专用短程通信收发端接收本车的GPS定位模块和CAN总线传送的信息并发送给后车的专用短程通信收发端，同时，接收前车的GPS定位模块和CAN总线传送的信息并发送给本车的数据融合模块。
第二步：数据融合模块将接收到的本车的GPS定位模块、CAN总线的信息以及前车的GPS定位模块和CAN总线的信息进行数据融合，融合完成后的数据输出到本车的中央处理器。
第三步: 中央处理器根据接收到数据融合模块输出的数据，计算本车和前车发生碰撞的概率，根据概率判断是否将预警信息发送到本车的CAN总线。
第四步：CAN总线接收预警信息并通过显示器及语音进行提示。
本发明的有益效果是，本系统突破了传统的距离检测传感器测量距离短，检测角度小，受障碍物遮挡的影响大的限制，利用GPS定位模块采集本车与前车的位置信息，利用DSRC专用短程通信技术进行车辆之间的实时通信，并判断刹车预警信号，实现刹车预警功能。 DSRC专用短程通信技术具有速率高，传输延迟短，能承载大宽带的车载应用信息，数据准确可靠的特点；GPS定位模块定位精度较高，范围广，具有实时性、连续性、抗干扰强的优点，因此本系统采用的技术方案受天气因素、地理环境、障碍物遮挡的影响很小，避免车辆紧急刹车时碰撞事故的发生，实现车辆行车安全的主动防御功能。
附图说明
图1是本发明的应用场景；
图2 是本发明的系统结构图；
图3 是本车与前车的刹车预警系统信息传递图；
图4 是本发明的控制方法逻辑图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细描述。
如图1所示，本车11和前车12都装载了本系统，且位于同一车道同向行驶，前车12紧急刹车。车辆之间通过DSRC专用短程通信技术完成无线通信。DSRC是一种高效的无线通信技术，它可以实现在特定的区域内对高速运动下的移动目标的识别和双向通信，实时传输图像、语音和数据信息。
如图2所示，本系统包括：GPS定位模块21、专用短程通信收发端22、数据融合模块23、中央处理器24和CAN总线25。
如图3所示，本车与前车的刹车预警系统信息传递的具体过程为：本车的专用短程通信收发端22接收本车的GPS定位模块21的信号和CAN总线25的信号并传递给后车。同时，本车的专用短程通信收发端22接收前车发送的GPS定位模块31的信号和CAN总线35的信号，并结合本车的GPS定位模块21和CAN总线25的信号发送给本车的数据融合模块23，数据融合模块23完成数据融合输出到本车的中央处理器24。中央处理器24根据接收到的数据，计算本车和前车发生碰撞的概率，根据概率判断是否将预警信息发送到本车CAN总线25。最后，本车CAN总线将接收到的预警信息发送到数据融合模块23，通过显示器26显示前车位置并通过语音发出预警信息。
其中，CAN总线传送的信息包括：车的速度、加速度、刹车状态信号。
如图4所示，本系统的控制方法逻辑流程为，步骤如下：
第一步：本车专用短程通信收发端接收本车的GPS定位模块和CAN总线传送的信息并发送给后车的专用短程通信收发端，同时，接收前车的GPS定位模块和CAN总线传送的信息并发送给本车的数据融合模块。
第二步：数据融合模块将接收到的本车的GPS定位模块、CAN总线的信息以及前车的GPS定位模块和CAN总线的信息进行数据融合，融合完成后的数据输出到本车的中央处理器。
第三步: 中央处理器根据接收到数据融合模块输出的数据，计算本车和前车发生碰撞的概率，根据概率判断是否将预警信息发送到本车的CAN总线。
第四步：CAN总线接收预警信息并通过显示器及语音进行提示。
其中，计算本车和前车发生碰撞的概率是中央处理器根据两车发生碰撞所需的时间与系统的预警时间阈值的大小关系、本车的速度与系统设定的最低车速阈值、前车刹车时的减速度与系统设定的最小减速度阈值进行计算。
为了减少交通拥堵情况下车辆低速行驶或频繁刹车导致的误报情况，设定本车11最低车速阈值v0和前车12刹车时最小减速度阈值a0，a0取负值。前车的GPS定位模块31采集前车12的位置信息，从前车12的CAN总线35读取前车的速度、加速度、刹车状态信号，然后通过前车的DSRC收发端32将采集到的前车12的位置信息以及前车12的速度、加速度和刹车状态信号发送到本车11的DSRC收发端22；本车的GPS 21采集本车11的位置信息，从本车CAN总线25读取本车的速度、加速度，通过本车的数据融合模块23将本车11和前车12的数据融合处理后发送到本车中央处理器24；在本车中央处理器24中，判断本车11的速度是否大于设定的最低车速阈值v0，同时判断前车12刹车时的减速度是否小于最小减速度阈值a0，如果不满足条件，即本车11速度大于设定的最低车速阈值v0并且前车12刹车时的减速度小于最小减速度阈值a0，则直接结束；否则根据本车11和前车12的位置信息、车速和加速度，计算从当前时刻直到本车11和前车12发生碰撞所需要的时间TTC。如果TTC大于设定的预警时间阈值T0，则直接结束；否则认为存在紧急刹车碰撞危险，并将该预警信息发送到本车的CAN总线25，最后通过CAN总线25将预警信息发送到显示器并通过语音发出预警。

Claims (5)

1.一种车辆紧急刹车预警系统，其特征在于，适用于同向行驶的相邻车辆；系统包括：显示器（26）、CAN总线(25)、中央处理器(24)、数据融合模块（23）、GPS定位模块（21）和专用短程通信收发端（22）；
所述专用短程通信收发端（22）与本车的CAN总线(25)、数据融合模块（23）、GPS定位模块（21）以及前车和后车的专用短程通信收发端信号连接；本车的专用短程通信收发端（22）接收本车的GPS定位模块（21）和CAN总线(25)传送的信息并发送给后车的专用短程通信收发端，同时，接收前车的GPS定位模块（31）和CAN总线(35)传送的信息并发送给本车的数据融合模块（23）；
所述数据融合模块（23）与本车的CAN总线(25)、数据融合模块（23）、GPS定位模块（21）以及前车和后车的专用短程通信收发端信号连接；数据融合模块（23）将接收到的本车的GPS定位模块（21）、CAN总线(25)的信息以及前车的GPS定位模块（31）和CAN总线(35)的信息进行数据融合，融合完成后的数据输出到本车的中央处理器（24）；
所述中央处理器（24）与本车的CAN总线(25)、数据融合模块（23）信号连接；中央处理器（24）根据接收到数据融合模块（23）输出的数据，计算本车和前车发生碰撞的概率，根据概率判断是否将预警信息发送到本车的CAN总线（25）；
所述CAN总线（25）与本车的中央处理器（24）、数据融合模块（23）和专用短程通信收发端（22）信号连接；CAN总线（25）将本车的CAN总线信息发送至本车专用短程通信收发端（22），同时，接收本车的中央处理器（24）发送的预警信息并通过显示器（26）及语音进行提示；
所述GPS定位模块（21）与本车的数据融合模块（23）和专用短程通信收发端（22）信号连接；GPS定位模块（21）将本车的位置信息传送给数据融合模块（23）和专用短程通信收发端（22）。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的CAN总线传送的信息包括：车的速度、加速度、刹车状态信号。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的数据融合模块对接收到的本车和前车数据进行时间同步、滤波以及融合处理。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：本车和前车发生碰撞的概率是根据两车发生碰撞所需的时间与系统的预警时间阈值的大小关系、本车的速度与系统设定的最低车速阈值、前车刹车时的减速度与系统设定的最小减速度阈值进行计算的。
5.一种车辆紧急刹车预警系统的控制方法，其特征在于，步骤如下：
第一步：专用短程通信收发端（22）接收本车的GPS定位模块（21）和CAN总线(25)传送的信息并发送给后车的专用短程通信收发端，同时，接收前车的GPS定位模块（31）和CAN总线(35)传送的信息并发送给本车的数据融合模块（23）；
第二步：数据融合模块（23）将接收到的本车的GPS定位模块（21）、CAN总线(25)的信息以及前车的GPS定位模块（31）和CAN总线(35)的信息进行数据融合，融合完成后的数据输出到本车的中央处理器（24）；
第三步: 中央处理器（24）根据接收到数据融合模块（23）输出的数据，计算本车和前车发生碰撞的概率，根据概率判断是否将预警信息发送到本车的CAN总线（25）；
第四步：CAN总线（25）接收预警信息并通过显示器（26）及语音进行提示。
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