CN106114494B - 一种用于车辆的倒车辅助防碰撞系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于车辆的倒车辅助防碰撞系统及方法，涉及车辆安全技术领域。所述系统包括目标物采集模块，用于采集所述车辆的后方与侧后方的车辆与行人信息，在判定目标物为有效时计算得到所述目标物行驶轨迹；车辆状态信息获取模块，用于获取所述车辆的状态信息并由此计算得到所述车辆的倒车轨迹；中央控制单元，用于判断所述车辆的倒车轨迹和所述目标行驶轨迹是否有交叉，在判定有交叉且满足车辆将碰撞的时间小于预定阈值时，控制执行单元以避免所述车辆发生碰撞；和所述执行单元，用于提示驾驶员安全行车或/和使所述车辆制动。本发明还提供了相应的方法。本发明在有效扩大车辆后方及侧后方目标物的探测范围的同时还能够有效保护行人。

Description

一种用于车辆的倒车辅助防碰撞系统及方法
技术领域
本发明涉及车辆安全技术领域，特别是涉及一种用于车辆的倒车辅助防碰撞系统及方法。
背景技术
随着车辆保有量的增加，发生交通事故的概率也不断提高，特别是在车辆倒车过程中，因其对横向快速驶过的车辆或快速通过的行人不能进行有效察觉，因而极大提高了车辆之间和车辆与行人之间的碰撞概率。
目前，为降低上述事故发生的概率，车辆生产商通过在车辆后方安装倒车雷达探测装置，以监控车辆后方的目标物，当车辆有碰撞危险时，会自动警示驾驶员安全行车，因而在一定程度上避免了碰撞事故的发生。
但是根据上述方法能够探测的车辆后方区域较小，对运动物体的探测不敏感，因而不能完全避免与周围车辆发生碰撞，同时该方法也无法识别横向通过的行人以对行人进行保护。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种用于车辆的倒车辅助防碰撞系统，该系统不仅能够扩大车辆后方及侧后方目标物的探测范围，同时也能够识别车辆后方及侧后方的行人并对其进行有效保护。
本发明一个进一步的目的是提供一种用于车辆的倒车辅助防碰撞方法，通过该方法，不仅能够扩大车辆后方及侧后方目标物的探测范围，同时也能够识别车辆后方及侧后方的行人并对其进行有效保护。
特别地，本发明提供了一种用于车辆的倒车辅助防碰撞系统，用于防止车辆与侧后方车辆或行人发生碰撞，包括：
目标物采集模块，用于采集所述车辆的后方与侧后方的车辆与行人信息，在判定目标物为有效时计算得到所述目标物行驶轨迹，其中，所述目标物采集模块包括雷达与摄像头；
车辆状态信息获取模块，用于获取所述车辆的状态信息并由此计算得到所述车辆的倒车轨迹；
中央控制单元，用于判断所述车辆的倒车轨迹和所述目标行驶轨迹是否有交叉，在判定有交叉且满足车辆将碰撞的时间小于预定阈值时，控制执行单元以避免所述车辆发生碰撞；和
所述执行单元，用于提示驾驶员安全行车或/和使所述车辆制动。
进一步地，所述雷达包括从雷达和主雷达，分别位于所述车辆的侧后方，用于采集所述车辆的后方、侧后方道路环境信息及车辆信息，所述摄像头位于所述车辆的尾部后保险杠处，用于采集所述车辆的后方、侧后方行人信息；
可选地，所述雷达为毫米波雷达；
可选地，所述摄像头为单目摄像头。
进一步地，还包括车载控制器局域网络，所述中央控制单元通过所述车载控制器局域网络接收所述车辆的状态信息，同时通过所述车载控制器局域网络发送信息至所述执行单元。
进一步地，所述车辆状态信息获取模块包括方向盘转角传感器、车速传感器、轮速传感器和发动机控制单元，所述车辆的状态信息包括方向盘转角信息、车速及轮速信息、制动踏板状态信息和油门踏板信息中的一种或几种。
进一步地，所述执行单元包括声光警示器和电子稳定控制程序，所述声光警示器用于提示驾驶员安全行车，所述电子稳定控制程序用于使车辆停车；
可选地，所述声光警示器为报警灯和蜂鸣器。
进一步地，还包括人机交互系统，用于提示驾驶员所述车辆被紧急刹停/已解除自动刹停。
进一步地，还包括自检单元，用于检测所述倒车辅助防碰撞系统是否有故障。
进一步地，所述中央控制单元位于所述主雷达内部，所述摄像头与所述从雷达、所述从雷达与所述主雷达分别通过私有控制器局域网络连接，所述主雷达与所述车辆的网关通过公共控制器局域网络连接。
特别地，本发明还提供了一种采用上述所述的用于车辆的倒车辅助防碰撞系统的倒车辅助防碰撞方法，其包含如下步骤：
S100，启动车辆发动机并将车辆挂入倒档；
S200，所述倒车辅助防碰撞系统启动，进入自检程序，若所述倒车辅助防碰撞系统没有故障，则进入激活状态；若所述倒车辅助防碰撞系统有故障，通过人机交互系统提示驾驶员以克服所述故障后，进入激活状态；
S300，接收车辆与行人信息，同时接收自车的状态信息，根据以上信息计算所述车辆的碰撞风险，当有碰撞风险时，转至S400；没有碰撞风险时，保持所述倒车辅助防碰撞系统处于激活状态；
S400，控制声光警示器以提示驾驶员安全行车，同时控制电子稳定控制程序使车辆停车。
进一步地，在S300中，所述车辆有碰撞风险的标准为，所述车辆的后方或侧后方的车辆或行人在系统标定的警示区域内停留的时间超过第一时间阈值，同时，两车或自车与行人将要碰撞的时间小于第二时间阈值；
可选地，所述第一时间阈值为180ms；
可选地，所述第二时间阈值为2s。
进一步地，所述车辆被紧急停车后，所述中央控制单元会发出指令给人机交互系统，通过所述车辆的行车电脑提醒驾驶员车辆按原路径倒车危险已紧急刹停；同时，当所述中央控制单元判断危险已解除时，会通过人机交互系统提示驾驶员自动刹停已解除，驾驶员可以继续安全倒车。
本发明的用于车辆的倒车辅助防碰撞系统及方法，通过雷达与摄像头的设置，在数据融合后能够识别车辆后方及侧后方的行人并对其进行有效保护，通过采集车辆后方与侧后方的车辆与行人信息，能够有效扩大车辆后方及侧后方目标物的探测范围，大大提升了倒车的安全性。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的用于车辆的倒车辅助防碰撞系统的原理框图；
图2是根据本发明一个实施例的用于车辆的倒车辅助防碰撞方法的工作流程图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的用于车辆的倒车辅助防碰撞系统的原理框图，如图1所示，所述用于车辆的倒车辅助防碰撞系统用于防止自车与侧后方车辆或行人发生碰撞，其一般性的可以包括目标物采集模块10、车辆状态信息获取模块20、中央控制单元30和执行单元40，所述目标物采集模块10用于采集所述车辆的后方与侧后方的车辆与行人信息，在判定目标物为有效时计算得到所述目标物行驶轨迹，其中，所述目标物采集模块包括雷达101与摄像头102；所述车辆状态信息获取模块20用于获取所述车辆的状态信息并由此计算得到所述车辆的倒车轨迹；所述中央控制单元30用于判断所述车辆的倒车轨迹和所述目标行驶轨迹是否有交叉，在判定有交叉且满足车辆将碰撞的时间小于预定阈值时，控制执行单元以避免所述车辆发生碰撞，在这里，有交叉的判定标准可以为有效目标在倒车侧向警示区域停留超过180ms(可标定值)，TTC(Time To Collision-两车将要碰撞的时间)<2s(可标定值))；所述执行单元40用于提示驾驶员安全行车或/和使所述车辆制动。
本发明通过雷达101与摄像头102的设置，在数据融合后能够识别车辆后方及侧后方的行人并对其进行有效保护，通过采集车辆后方与侧后方的车辆与行人信息，能够有效扩大车辆后方及侧后方目标物的探测范围，大大提升了倒车的安全性。
具体的，所述雷达101包括从雷达和主雷达，可以分别位于所述车辆的侧后方，用于采集所述车辆的后方、侧后方道路环境信息及车辆信息，所述摄像头102可以位于所述车辆的尾部后保险杠处，用于采集所述车辆的后方、侧后方行人信息，可选地，所述雷达101可以为毫米波雷达，所述摄像头102可以为单目摄像头。
通过在车辆侧后方设置两个雷达，相较于现有技术中倒车雷达的探测距离只有车辆后方3m的范围，本发明的基于毫米波雷达的探测范围可以到达车后30m远的范围，因而对车后的运动物体探测较为敏感，当有快速横向驶来的车辆时，能够给系统足够的时间计算自车与后方车辆的碰撞风险，因而能够有效保护车辆免受碰撞危险，大大增加了倒车的安全性。
进一步地，所述用于车辆的倒车辅助防碰撞系统还包括车载控制器局域网络(车载CAN网络)，所述中央控制单元30通过所述车载控制器局域网络接收所述车辆的状态信息，同时通过所述车载控制器局域网络发送信息至所述执行单元40。其中，所述车辆状态信息获取模块20包括方向盘转角传感器、车速传感器、轮速传感器和发动机控制单元，所述车辆的状态信息包括方向盘转角信息、车速及轮速信息、制动踏板状态信息和油门踏板信息中的一种或几种。
所述中央控制单元30通过接收上述车辆本身的可用信息，加之接收其后方或侧后方车辆或行人的信息，就能够准确实时判断车辆的碰撞风险，有效提高了车辆判断的准确率，提升了车辆的品质。
在本发明一个实施例中，所述执行单元30包括声光警示器和电子稳定控制程序，所述声光警示器用于提示驾驶员安全行车，所述电子稳定控制程序用于使车辆停车。在这里，所述声光警示器可以为报警灯和蜂鸣器，所述报警灯可以位于由泊车雷达主机控制的车外后视镜处，报警时，可以按照一定频率发出耀眼的黄光，所述蜂鸣器可以为由仪表控制单元控制的仪表蜂鸣器并位于仪表盘处，报警时，可以产生声音报警以提示驾驶员按原路径倒车危险。当所述声光警示器的提示作用未起到效果，即驾驶员继续按照原路径倒车或者依靠声光提示已无法避免事故发生时，所述电子稳定控制程序就会对车辆轮缸施压而将车辆紧急刹停。
进一步地，所述用于车辆的倒车辅助防碰撞系统还包括人机交互系统，用于提示驾驶员所述车辆被紧急刹停/已解除自动刹停。
当车辆紧急刹停时，为方便通知驾驶员此时车辆的倒车状况，所述人机交互系统会通过行车电脑提醒驾驶员车辆按原路径倒车危险已紧急刹停。当然，为提示驾驶员紧急刹停后，车辆已经安全可以继续倒车时，所述人机交互系统还会提示驾驶员可以继续安全倒车，这极大提高了驾驶员的驾驶体验。
在本发明一个实施例中，所述用于车辆的倒车辅助防碰撞系统还包括自检单元，用于检测所述用于车辆的倒车辅助防碰撞系统是否有故障。自检单元的设置，有利于在启动系统前保证系统的有效性，有利于提高车辆的主动安全性能。
当然，在另外的实施例中，为方便信息的传送，简化系统结构，所述中央控制单元20可以位于所述主雷达内部，所述摄像头与所述从雷达、所述从雷达与所述主雷达可以分别通过私有控制器局域网络连接，所述主雷达与所述车辆的网关可以通过公共控制器局域网络连接。
图2是根据本发明一个实施例的用于车辆的倒车辅助防碰撞方法的工作流程图，如图2所示，一种采用上述所述的用于车辆的倒车辅助防碰撞系统的倒车辅助防碰撞方法，其一般性地可以包含如下步骤：
S100，启动车辆发动机并将车辆挂入倒档；
S200，倒车辅助防碰撞系统启动，进入自检程序，若所述倒车辅助防碰撞系统没有故障，则进入激活状态；若所述倒车辅助防碰撞系统有故障，通过人机交互系统提示驾驶员以克服所述故障后，进入激活状态；
S300，接收车辆与行人信息，同时接收自车的状态信息，根据以上信息计算所述车辆的碰撞风险，当有碰撞风险时，转至S400；没有碰撞风险时，保持所述倒车辅助防碰撞系统处于激活状态；
S400，控制声光警示器以提示驾驶员安全行车，同时控制电子稳定控制程序使车辆停车。
具体的，在S300中，所述车辆有碰撞风险的标准为，所述车辆的后方或侧后方的车辆或行人在系统标定的警示区域内停留的时间超过第一时间阈值，同时，两车或自车与行人将要碰撞的时间小于第二时间阈值，在这里，所述第一时间阈值可以为180ms，所述第二时间阈值可以为2s。
当然，在本发明一个实施例中，所述车辆被紧急停车后，所述中央控制单元会发出指令给人机交互系统，通过所述车辆的行车电脑提醒驾驶员车辆按原路径倒车危险已紧急刹停；同时，当所述中央控制单元判断危险已解除时，会通过人机交互系统提示驾驶员自动刹停已解除，驾驶员可以继续安全倒车。
由于该方法设置了雷达101与摄像头102进行目标物探测，因此能够进行数据融合来识别车辆后方及侧后方的行人并对其进行有效保护，同时通过采集车辆后方与侧后方的车辆与行人信息，能够有效扩大车辆后方及侧后方目标物的探测范围，因而大大提升了倒车安全性。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (12)

1.一种用于车辆的倒车辅助防碰撞系统，用于防止车辆与侧后方车辆或行人发生碰撞，包括：
目标物采集模块，用于采集所述车辆的后方与侧后方的车辆与行人信息，在判定目标物为有效时计算得到所述目标物行驶轨迹，其中，所述目标物采集模块包括雷达与摄像头；
车辆状态信息获取模块，用于获取所述车辆的状态信息并由此计算得到所述车辆的倒车轨迹；
中央控制单元，用于判断所述车辆的倒车轨迹和所述目标行驶轨迹是否有交叉，在判定有交叉且满足车辆将碰撞的时间小于预定阈值时，控制执行单元以避免所述车辆发生碰撞，其中，所述目标物在倒车侧向警示区域停留超过标定值时判定所述车辆的倒车轨迹与所述目标行驶轨迹有交叉；和
所述执行单元，用于提示驾驶员安全行车或/和使所述车辆制动；
其中，所述雷达包括从雷达和主雷达，分别位于所述车辆的侧后方，用于采集所述车辆的后方、侧后方道路环境信息及车辆信息，所述摄像头位于所述车辆的尾部后保险杠处，用于采集所述车辆的后方、侧后方行人信息；
其中，所述雷达为毫米波雷达。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的倒车辅助防碰撞系统，其特征在于，
所述摄像头为单目摄像头。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的倒车辅助防碰撞系统，其特征在于，还包括车载控制器局域网络，所述中央控制单元通过所述车载控制器局域网络接收所述车辆的状态信息，同时通过所述车载控制器局域网络发送信息至所述执行单元。
4.根据权利要求1所述的用于车辆的倒车辅助防碰撞系统，其特征在于，所述车辆状态信息获取模块包括方向盘转角传感器、车速传感器、轮速传感器和发动机控制单元，所述车辆的状态信息包括方向盘转角信息、车速及轮速信息、制动踏板状态信息和油门踏板信息中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的用于车辆的倒车辅助防碰撞系统，其特征在于，所述执行单元包括声光警示器和电子稳定控制程序，所述声光警示器用于提示驾驶员安全行车，所述电子稳定控制程序用于使车辆停车。
6.根据权利要求5所述的用于车辆的倒车辅助防碰撞系统，其特征在于，所述声光警示器为报警灯和蜂鸣器。
7.根据权利要求1所述的用于车辆的倒车辅助防碰撞系统，其特征在于，还包括人机交互系统，用于提示驾驶员所述车辆被紧急刹停/已解除自动刹停。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的用于车辆的倒车辅助防碰撞系统，其特征在于，还包括自检单元，用于检测所述倒车辅助防碰撞系统是否有故障。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的用于车辆的倒车辅助防碰撞系统，其特征在于，所述中央控制单元位于所述主雷达内部，所述摄像头与所述从雷达、所述从雷达与所述主雷达分别通过私有控制器局域网络连接，所述主雷达与所述车辆的网关通过公共控制器局域网络连接。
10.一种采用如权利要求1-9中任一项所述的用于车辆的倒车辅助防碰撞系统的倒车辅助防碰撞方法，其特征在于，包含如下步骤：
S100，启动车辆发动机并将车辆挂入倒档；
S200，所述倒车辅助防碰撞系统启动，进入自检程序，若所述倒车辅助防碰撞系统没有故障，则进入激活状态；若所述倒车辅助防碰撞系统有故障，通过人机交互系统提示驾驶员以克服所述故障后，进入激活状态；
S300，接收车辆与行人信息，同时接收自车的状态信息，根据以上信息计算所述车辆的碰撞风险，当有碰撞风险时，转至S400；没有碰撞风险时，保持所述倒车辅助防碰撞系统处于激活状态；
S400，控制声光警示器以提示驾驶员安全行车，同时控制电子稳定控制程序使车辆停车；
其中，所述车辆有碰撞风险的标准为，所述车辆的后方或侧后方的车辆或行人在系统标定的警示区域内停留的时间超过第一时间阈值，同时，两车或自车与行人将要碰撞的时间小于第二时间阈值。
11.根据权利要求10所述的倒车辅助防碰撞方法，其特征在于，所述第一时间阈值为180ms。
12.根据权利要求10所述的倒车辅助防碰撞方法，其特征在于，所述第二时间阈值为2s。
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