CN106740838A - 一种车辆危险预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了车辆危险预警系统主要是一款性价比非常高的短距（Short Range Radar)K波段毫米波雷达传感器系统，监测距离50米，采用具有高复杂度的LFM+FSK调制模式，能检测运目标的距离、具有较高的测距与测速精度，具有盲点检测(BSD)、车道变换辅助（LCA）、开门辅助(EAF)、前向目标横穿警告（FCTA）等功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种危险预警系统的结构领域，尤其涉及一种车辆危险预警系统。
背景技术
随着汽车的智能化发展，目前车辆上所采用的安全辅助设备均为雷达、激光、超声波、红外线、机器视觉等传感器技术，这些安全辅助设备在车辆危险预警应用方面存在明显的局限性。
雷达的距离测量精度较高，数据处理要求低，对天气的鲁棒性较好，但其可靠性取决于目标的距离和反射性，且经常检测不出矮小透明的障碍物，由于信息比较单一，在障碍物的识别上也比较困难。
激光测距的应用具有局限性，实际上由于激光容易受自然天气因素、激光发射和接收窗的洁净度、被探测车辆和障碍物本身的表面粗糙度、污染及汽车在行驶过程中的颠簸等方面的影响，使激光防撞雷达的探测距离、探测精度和准确性受到一定程度的影响。
超声波探测距离短，受天气状态的影响很大。在空气中的传播速度较小并且随温度和天气因素而变化，不同的天气条件下传播速度不一样 ；另一方面是对于远距离的障碍物，由于受到很多的干扰和影响使得反射波过于微弱，灵敏度下降，容易引起测距误差。
红外线测距在技术上难度不大，构成的测距系统成本低廉，但是在恶劣的天气和长距离探测方面仍然不能满足汽车防撞的要求，特别是在高速公路上，在高速行驶的过程中，会出现一定程度的测距误差。
机器视觉具有检测信息丰富等优点，对物体的形状纹理特征有很好的解析能力，但受天气以及环境的影响较大，且对于颜色和背景色相近的障碍无能为力。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术的缺点，提供一种车辆危险预警系统，该车辆危险预警系统主要是一款性价比非常高的短距（Short Range Radar)K波段毫米波雷达传感器系统，监测距离50米，采用具有高复杂度的LFM+FSK调制模式，能检测运目标的距离、具有较高的测距与测速精度，具有盲点检测(BSD)、车道变换辅助（LCA）、开门辅助(EAF)、前向目标横穿警告（FCTA）等功能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种车辆危险预警系统，包括车辆危险预警主机、24G雷达传感器控制器和危险声光提醒单元，车辆危险预警主机包括车道变换辅助单元、开门辅助单元和前向目标横穿警告单元；24G雷达传感器控制器由主机、和一对从机雷达传感器组成，从机雷达传感器分别设于左视镜和右视镜，分别为左边雷达传感器和右边雷达传感器；所述的从机雷达传感器的雷达天线采用一路发射天线和两路接收天线的分离结构，分离设计使得本产品的雷达收发链路具有高隔离度，提高了雷达目标探测的动态范围，且多接收天线的设计使得雷达获得目标回波细微的相位差，让雷达具备精准的测角能力。雷达天线采用集成平面微带阵列天线分布，包含8个垂直极化辐射单元；雷达天线的感应波束为宽波束，俯仰面为窄波束，俯仰面的窄波束宽度为17°，采用泰勒算法对方向图进行低副瓣综合，方位面-6dB波束宽度超过120°。雷达传感器能够在方位面上探测到140°范围内的运动目标，并且采用泰勒算法对方向图进行低副瓣综合，具有优于-18dB的副瓣抑制比，天线宽波束设计使得本产品的雷达传感器具有超宽的视角，同时低副瓣设计使得雷达不容易受地面移动目标的干扰，显著提高雷达的探测性能。
进一步的，从机雷达传感器能监测本车车辆后方和两侧的环境，所述的从机雷达传感器只探测目标的距离、速度、角度信息并发与主机进行数据处理，主机除担负从机雷达传感器的数据接收功能外，还需要接收汽车自身的的车身速度、转向角速度、温湿度信息，并将检测信息传递给车辆危险预警主机进行决策做动作决策，主机将危险等级分为3级，一级为当有车辆接近汽车范围30米危险指示灯亮，即橙色；二级当有车辆接近汽车范围10米内危险指示灯亮，即红色；三级当车辆要进行换道检测到汽车方向角度有转向雷达检测到后方有车辆指示灯红色闪烁、喇叭提醒声响二次。
进一步的， 所述的车道变换辅助单元包括盲点检测模块和并道辅助模块组成，车道变换辅助单元的监控区域包括驾驶视野盲区和车辆后方50米内区域，并在驾驶员正常行驶过变换车道时提供辅助预警功能；当车道变换辅助单元识别到本车变换车道可能会造成碰撞风险时，相应车外后视镜内的警告灯会亮起或快速闪烁，以提示或者警告驾驶员潜在的风险。车道变换辅助单元作为高级驾驶辅助系统（ADAS）产品的一个应用，车道变换辅助单元大大降低了驾驶员在夜晚、雾天、大雨等气候恶劣条件下观察的不便，以及驾驶员在并道操作过程中，相邻车道和“视野”盲区存在的碰撞的危险系数。
进一步的，车道变换辅助单元的工作流程为：当车前进速度大于20km/h后，首先启动车道变换辅助单元进行远距离探测；如果车道变换辅助单元侦测到后面目标车的距离小于10米，则启动盲点检测模块的盲点检测功能，雷达传感器探测角度变大，侦测车侧3米内与车后10米内的目标车；如果车道变换辅助单元侦测到后面的目标车距离大于10米，则继续启动并道辅助模块的并道辅助功能，雷达传感器的探测角度变小，侦测车后30米内的目标。
进一步的，所述的危险声光提醒单元包括危险声音喇叭、左危险指示灯和右危险指示灯。
综上所述，本发明的车辆危险预警系统主要是一款性价比非常高的短距（ShortRange Radar)K波段毫米波雷达传感器系统，监测距离50米，采用具有高复杂度的LFM+FSK调制模式，能检测运目标的距离、具有较高的测距与测速精度，具有盲点检测(BSD)、车道变换辅助（LCA）、开门辅助(EAF)、前向目标横穿警告（FCTA）等功能。
附图说明
图1是本发明实施例1的车辆危险预警系统的框图示意图；
图2是本发明实施例1的车辆危险预警系统应用于汽车上时汽车行驶使用的示意图；
图3是本发明实施例1的车辆危险预警系统设置与汽车内的示意图；
图4是开门辅助单元的流程框图；
图5是车道变换辅助单元的流程框图。
具体实施方式
实施例1
本实施例1所描述的一种车辆危险预警系统，如图1、图2、图3和图4所示，包括车辆危险预警主机、24G雷达传感器控制器和危险声光提醒单元，车辆危险预警主机包括车道变换辅助单元、开门辅助单元和前向目标横穿警告单元；24G雷达传感器控制器由主机、和一对从机雷达传感器组成，从机雷达传感器分别设于左视镜5和右视镜6，分别为左边雷达传感器1和右边雷达传感器2；所述的从机雷达传感器的雷达天线采用一路发射天线和两路接收天线的分离结构，分离设计使得本产品的雷达收发链路具有高隔离度，提高了雷达目标探测的动态范围，且多接收天线的设计使得雷达获得目标回波细微的相位差，让雷达具备精准的测角能力。雷达天线采用集成平面微带阵列天线分布，包含8个垂直极化辐射单元；雷达天线的感应波束为宽波束，俯仰面为窄波束，俯仰面的窄波束宽度为17°，采用泰勒算法对方向图进行低副瓣综合，方位面-6dB波束宽度超过120°。雷达传感器能够在方位面上探测到140°范围内的运动目标，并且采用泰勒算法对方向图进行低副瓣综合，具有优于-18dB的副瓣抑制比，天线宽波束设计使得本产品的雷达传感器具有超宽的视角，同时低副瓣设计使得雷达不容易受地面移动目标的干扰，显著提高雷达的探测性能。
该从机雷达传感器能监测本车车辆后方和两侧的环境，所述的从机雷达传感器只探测目标的距离、速度、角度信息并发与主机进行数据处理，主机除担负从机雷达传感器的数据接收功能外，还需要接收汽车自身的的车身速度、转向角速度、温湿度信息，并将检测信息传递给车辆危险预警主机进行决策做动作决策，主机将危险等级分为3级，一级为当有车辆接近汽车范围30米危险指示灯亮，即橙色；二级当有车辆接近汽车范围10米内危险指示灯亮，即红色；三级当车辆要进行换道检测到汽车方向角度有转向雷达检测到后方有车辆指示灯红色闪烁、喇叭提醒声响二次。
如图5所示，该车道变换辅助单元包括盲点检测模块和并道辅助模块组成，车道变换辅助单元的监控区域包括驾驶视野盲区和车辆后方50米内区域，并在驾驶员正常行驶过变换车道时提供辅助预警功能；当车道变换辅助单元识别到本车变换车道可能会造成碰撞风险时，相应车外后视镜内的警告灯会亮起或快速闪烁，以提示或者警告驾驶员潜在的风险。车道变换辅助单元作为高级驾驶辅助系统（ADAS）产品的一个应用，车道变换辅助单元大大降低了驾驶员在夜晚、雾天、大雨等气候恶劣条件下观察的不便，以及驾驶员在并道操作过程中，相邻车道和“视野”盲区存在的碰撞的危险系数。
车道变换辅助单元的工作流程为：当车前进速度大于20km/h后，首先启动车道变换辅助单元进行远距离探测；如果车道变换辅助单元侦测到后面目标车的距离小于10米，则启动盲点检测模块的盲点检测功能，雷达传感器探测角度变大，侦测车侧3米内与车后10米内的目标车；如果车道变换辅助单元侦测到后面的目标车距离大于10米，则继续启动并道辅助模块的并道辅助功能，雷达传感器的探测角度变小，侦测车后30米内的目标。
该危险声光提醒单元包括危险声音喇叭、左危险指示灯3和右危险指示灯4。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种车辆危险预警系统，其特征在于，包括车辆危险预警主机、24G雷达传感器控制器和危险声光提醒单元，车辆危险预警主机包括车道变换辅助单元、开门辅助单元和前向目标横穿警告单元；24G雷达传感器控制器由主机、和一对从机雷达传感器组成，从机雷达传感器分别设于左视镜和右视镜，分别为左边雷达传感器和右边雷达传感器；所述的从机雷达传感器的雷达天线采用一路发射天线和两路接收天线的分离结构，雷达天线采用集成平面微带阵列天线分布，包含8个垂直极化辐射单元；雷达天线的感应波束为宽波束，俯仰面为窄波束，俯仰面的窄波束宽度为17°，采用泰勒算法对方向图进行低副瓣综合，方位面-6dB波束宽度超过120°。
2.根据权利要去1所述的车辆危险预警系统，其特征在于，所述的从机雷达传感器只探测目标的距离、速度、角度信息并发与主机进行数据处理，主机除担负从机雷达传感器的数据接收功能外，还需要接收汽车自身的的车身速度、转向角速度、温湿度信息，并将检测信息传递给车辆危险预警主机进行决策做动作决策，主机将危险等级分为3级，一级为当有车辆接近汽车范围30米危险指示灯亮，即橙色；二级当有车辆接近汽车范围10米内危险指示灯亮，即红色；三级当车辆要进行换道检测到汽车方向角度有转向雷达检测到后方有车辆指示灯红色闪烁、喇叭提醒声响二次。
3.根据权利要去2所述的车辆危险预警系统，其特征在于， 所述的车道变换辅助单元包括盲点检测模块和并道辅助模块组成，车道变换辅助单元的监控区域包括驾驶视野盲区和车辆后方50米内区域，并在驾驶员正常行驶过变换车道时提供辅助预警功能；当车道变换辅助单元识别到本车变换车道可能会造成碰撞风险时，相应车外后视镜内的警告灯会亮起或快速闪烁，以提示或者警告驾驶员潜在的风险。
4.根据权利要去3所述的车辆危险预警系统，其特征在于，当车前进速度大于20km/h后，首先启动车道变换辅助单元进行远距离探测；如果车道变换辅助单元侦测到后面目标车的距离小于10米，则启动盲点检测模块的盲点检测功能，雷达传感器探测角度变大，侦测车侧3米内与车后10米内的目标车；如果车道变换辅助单元侦测到后面的目标车距离大于10米，则继续启动并道辅助模块的并道辅助功能，雷达传感器的探测角度变小，侦测车后30米内的目标。
5.根据权利要去4所述的车辆危险预警系统，其特征在于，所述的危险声光提醒单元包括危险声音喇叭、左危险指示灯和右危险指示灯。
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