CN107031553A - 一种用于车辆的防追尾系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车辆的防追尾系统及方法，涉及车辆安全领域。所述用于车辆的防追尾系统包括信息采集单元，用于采集本车周围信息，所述信息包括车道线信息和前方及后方车辆信息；控制单元，用于接收并处理所述信息，在判定后方危险来车时发出执行指令；和执行单元，用于在接收所述执行指令后提醒所述本车与所述后方车辆的驾驶员，在安全许可的前提下，若驾驶员未来得及反应，所述系统拉开所述本车与所述后方车辆的距离或使得所述本车变道，从而避免所述后方车辆追尾发生碰撞。本发明还提供了相应的方法。本发明通过控制单元及时提醒驾驶员注意安全行车或自动控制车辆加速或者变道，有效避免了后方车辆追尾发生碰撞。

Description

一种用于车辆的防追尾系统及方法

技术领域

本发明涉及车辆安全领域，特别是涉及一种用于车辆的防追尾系统及方法。

背景技术

随着车辆保有量的增加，道路交通状况越来越复杂，车辆安全问题正日益受到人们的关注。

为此，目前各大车辆生产厂商在车辆的主动安全技术方面做了大量的努力，例如自动紧急制动系统(AEB)、前方碰撞预警系统(FCW)等，这在一定程度上增强了车辆的主动安全性能。

但是，上述的主动安全技术更多的是关注于自车与前方车辆的碰撞预警，对于后方车辆的追尾，该主动安全技术无法给出警告以及作出相应的响应，同时由于自车的驾驶员无法将注意力更多的集中在自车的后方，因而也无法对即将发生的追尾事故作出响应，因此，后方车辆追尾事故大大增加了交通事故发生的概率。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种用于车辆的防追尾系统，该系统能有效提高车辆周围目标识别的精确度和可靠性，减少后方车辆追尾事故的发生率或减少碰撞损失。

本发明一个进一步的目的是提供一种用于车辆的防追尾方法，通过该方法，能够有效减少后方车辆的追尾事故，并在碰撞不可避免时尽量减小碰撞损失。

特别地，本发明提供了一种用于车辆的防追尾系统，用于防止后方车辆追尾，包括：

信息采集单元，用于采集本车周围信息，所述信息包括车道线信息和前方及后方车辆信息；

控制单元，用于接收并处理所述信息，在判定后方危险来车时发出执行指令；和

执行单元，用于在接收所述执行指令后提醒所述本车与所述后方车辆的驾驶员，在安全许可的前提下，若驾驶员未来得及反应，所述系统拉开所述本车与所述后方车辆的距离或使得所述本车变道，从而避免所述后方车辆追尾发生碰撞。

进一步地，所述信息采集单元包括至少1个图像检测单元与至少2个目标物探测单元，所述图像检测单元用于识别车辆及行人，并采集本车行驶车道与左右相邻车道信息，所述目标物探测单元用于采集所述本车的前方及后方的目标物信息。

进一步地，所述图像检测单元为摄像头，位于本车前挡风玻璃的顶端；

可选地，所述摄像头为单目摄像头。

进一步地，所述目标物探测单元为雷达，位于所述本车的前部及后部；

可选地，所述雷达为毫米波雷达。

进一步地，所述雷达数量为5个，其中3个雷达等间隔横向分布于所述本车的前部，并使其雷达波锥面覆盖整个车辆的前方，用于判断前方是否有车辆在所述本车的行驶轨迹上，剩余2个雷达分别位于所述本车的左后部和右后部，并使其雷达波锥面覆盖整个车辆的后方，用于判断后方危险来车。

进一步地，所述控制单元为电子控制单元。

进一步地，所述执行单元包括警示单元和发动机控制单元，所述警示单元用于提醒所述本车和后方车辆驾驶员注意安全行车，所述发动机控制单元用于自动控制所述本车加速，以拉开所述本车与后方车辆的距离，从而避免后方车辆追尾发生碰撞。

进一步地，所述执行单元还包括电子助力转向单元，用于自动控制所述本车变道，以避免后方车辆追尾而发生碰撞。

特别地，本发明还提供了一种用于车辆的防追尾方法，应用于上述车辆的防追尾系统中，包括：

信息采集步骤，采集所述本车的周围信息，所述信息包括所述车道线信息和前方及后方车辆信息；

信息处理步骤，接收并处理所述信息，在判定后方危险来车时发出执行指令；

执行步骤，在接收所述执行指令后提醒本车与后方车辆驾驶员，在安全许可的前提下，若驾驶员未来得及反应，拉开本车与后方车辆的距离或使得所述本车变道，从而避免所述后方车辆追尾发生碰撞。

进一步地，在信息处理步骤中，所述控制单元将所述信息的处理结果分为三级并采取不同的警示方式；

第一级为所述本车与后方车辆的距离低于第一阈值，同时两车的相对速度为0时，所述执行单元发出警报以提醒本车和后方车辆驾驶员注意安全行车；

第二级为所述本车与后方车辆的距离低于第一阈值，同时所述后方车辆的速度大于本车的速度，并且所述后方车辆相对于本车的速度小于第二阈值，所述执行单元发出警报，同时自动控制本车加速，以拉开本车与后方车辆的距离；

第三级为所述本车与后方车辆的距离低于第一阈值，同时所述后方车辆的速度大于本车的速度，并且所述后方车辆相对于本车的速度大于等于第二阈值，所述执行单元发出警报，同时自动控制本车加速或变道，以最大限度的避免碰撞或减小碰撞带来的损失。

本发明的用于车辆的防追尾系统和方法，通过控制单元接收并处理本车周围信息，在确定后方来车有碰撞危险时，及时提醒本车与后车驾驶员注意安全行车，并且在安全许可的前提下，若驾驶员未来得及反应，该系统会自动让本车加速以拉开本车与后方车辆的距离或者让本车变道来避免后方车辆的追尾碰撞事故或减小追尾碰撞带来的损失，因而极大增强了车辆的主动安全性能。

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防追尾系统的原理框图；

图2是根据本发明另一个实施例的用于车辆的防追尾系统的原理框图；

图3是根据本发明一个实施例的用于车辆的防追尾方法的工作流程图。

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防追尾系统的原理框图。如图1所示，所述用于车辆的防追尾系统用于防止后方车辆的追尾，其一般性的可以包括信息采集单元10、控制单元20和执行单元30。信息采集单元10用于采集本车周围信息，所述信息包括车道线信息和前方及后方车辆信息。所述控制单元20用于接收并处理所述信息，在判定后方危险来车时发出执行指令。所述执行单元30用于在接收所述执行指令后提醒所述本车与所述后方车辆的驾驶员，在安全许可的前提下，若驾驶员未来得及反应，所述系统拉开所述本车与所述后方车辆的距离或使得所述本车变道，从而避免所述后方车辆追尾发生碰撞。

本发明的用于车辆的防追尾系统，通过控制单元20接收并处理本车周围信息，在确定后方来车有碰撞危险时，及时提醒本车与后车驾驶员注意安全行车，并且在安全许可的前提下，若驾驶员未来得及反应，该系统会自动让本车加速以拉开本车与后方车辆的距离或者让本车变道来避免后方车辆的追尾碰撞事故或减小追尾碰撞带来的损失，因而极大增强了车辆的主动安全性能。

具体的，图2是根据本发明另一个实施例的用于车辆的防追尾系统的原理框图。如图2所示，所述信息采集单元10可以包括至少1个图像检测单元11与至少2个目标物探测单元12，所述图像检测单元11用于识别车辆及行人，并采集本车行驶车道与左右相邻车道信息，所述目标物探测单元12用于采集所述本车的前方及后方的目标物信息。

控制单元20通过接收上述图像检测单元11与目标物探测单元12检测到的车道线信息与前方及后方车辆信息，同时将上述信息进行充分地对比与融合处理，以得到清晰完整的车辆行驶环境信息，有效增强了车辆目标识别的精确度和可靠性，同时也增强了对执行单元30控制的准确性，从而大大增强了车辆的主动安全性能。

更具体的，所述图像检测单元11可以为摄像头，位于本车前挡风玻璃的顶端，或者车身任何可以清楚探测到前后方目标物及车道信息的位置，在这里，所述摄像头可以为单目摄像头。同理，所述目标物探测单元12可以为雷达，分别位于所述本车的前后部，在这里，所述雷达可以为毫米波雷达。

在本发明一个实施例中，所述雷达数量可以为5个，其中3个雷达等间隔横向分布于所述本车的前部，并使其雷达波锥面覆盖整个车辆的前方，用于判断前方是否有车辆在本车的行驶轨迹上。剩余2个雷达分别位于本车的左后部和右后部，并使其雷达波锥面覆盖整个车辆的后方，同时其对车辆的侦测距离可达70米以上，用于判断后方危险来车。在这里，所述控制单元20可以为电子控制单元21。

具体说来，本系统在进行本车周围信息监测时，所述位于本车前部的3个雷达会探测前方的16个目标，位于本车后部的2个雷达会探测后方的8个目标，所述摄像头会识别车辆、行人等目标物信息以及本车行驶车道和左右相邻车道信息，摄像头识别的信息与雷达探测的信息分别通过线束传输到电子控制单元21，电子控制单元21将上述信息进行融合分析，将摄像头识别的目标物信息与雷达测试到的目标物信息进行比对，结合摄像头识别的车道信息，清晰地确定本车的行驶环境。这种利用两种传感器技术进行信息采集及处理得到的目标信息精确度、可靠性较高，一定程度上减小了对环境因素对检测结果的不良影响，例如，在可见度不高的行车环境中，摄像头所识别的目标不是十分清楚，由于雷达探测技术不受环境可见度影响，此时雷达探测的目标就可以提供更准确的信息；而在路面目标物复杂的行驶环境中，例如路面上有丢弃的垃圾、动植物等目标，这时雷达探测到的干扰目标较多，而结合摄像头探测的图像信息则有助于电子控制单元21清晰地判断出目标物，两者的结合有效增加了目标识别的精确度以及可靠性。

进一步地，如图2所示，所述执行单元30可以包括警示单元31和发动机控制单元32，所述警示单元31用于提醒本车和后方车辆驾驶员注意安全行车，所述发动机控制单元32用于自动控制本车加速，以拉开本车与后方车辆的距离，从而避免后方车辆追尾发生碰撞。

在本发明一个实施例中，为更好的避免后方车辆追尾或者当后方车辆追尾不可避免为减小碰撞损失时，所述执行单元30还可以包括电子助力转向单元33，用于自动控制本车变道，以避免后方车辆追尾而发生碰撞或者最大限度减小碰撞带来的损失。

图3是根据本发明一个实施例的用于车辆的防追尾方法的工作流程图，如图3所示，一种用于车辆的防追尾方法，应用于所述的用于车辆的防追尾系统中，其可以包括如下步骤：

S100(信息采集步骤)，采集所述本车的周围信息，所述信息包括所述车道线信息和前方及后方车辆信息；

S200(信息处理步骤)，接收并处理所述信息，在判定后方危险来车时发出执行指令；

S300(执行步骤)，在接收所述执行指令后提醒本车与后方车辆驾驶员，在安全许可的前提下，若驾驶员未来得及反应，拉开本车与后方车辆的距离或使得所述本车变道，从而避免所述后方车辆追尾发生碰撞。

具体的，所述控制单元20接收所述信息采集单元10检测到的信息，所述信息如前所述，包括雷达探测的目标物信息和摄像头检测的目标物信息和车道信息，同时所述控制单元20对上述信息进行融合分析，确定出本车的行驶环境，如本车行驶车道、本车车道相邻的左右车道、本车前方是否有车辆行驶且车辆是否处于安全距离、本车左右相邻车道是否有车辆行驶且是否处于安全距离、本车正后方以及侧后方是否有车辆行驶且是否处于安全距离。

进一步地，其融合分析过程的一个具体实施例可以为，如发现本车正后方有车辆行驶，那么控制单元20会通过雷达检测得知正后方车辆的行驶速度和与本车的距离，同时结合本车的行驶速度，所述控制单元20会根据上述信息做相应的计算，所述计算根据预先存储在数据库里的计算模型进行，计算出相应结果后，所述控制单元20会将所述信息的处理结果分为三级，第一级为本车与后方车辆的距离低于第一阈值，同时两车的相对速度为0；第二级为本车与后方车辆的距离低于第一阈值，同时所述后方车辆的速度大于本车的速度，并且所述后方车辆相对于本车的速度小于第二阈值；第三级为本车与后方车辆的距离低于第一阈值，同时所述后方车辆的速度大于本车的速度，并且所述后方车辆相对于本车的速度大于等于第二阈值；在这里，所述第一阈值可以为80m，所述第二阈值可以为10m/s。

相应的，在执行步骤中，根据所述三级处理结果，所述执行单元30对应于第一级处理结果为发出警报以提醒本车和后方车辆驾驶员注意安全行车，具体可以为在本车使用声音警报器，同时提供相应的人机界面，以对本车驾驶员产生视觉与听觉两种警示效果，还可以点亮本车的双跳灯，以对后车的驾驶员产生警示。

对应于第二级处理结果为发出警报，并在本车与前方车辆的距离大于安全行驶距离时，自动控制本车加速，以拉开本车与后方车辆的距离，具体可以为如第一级那样对本车和后车驾驶员产生警示，并且声音警报的频率提高，同时所述控制单元20自动控制发动机控制单元32以使本车加速。在本发明一个实施例中，若当前车辆正在使用自适应巡航系统，那么控制单元20会自动将加速信号发送至自适应巡航系统，该系统会在保证车辆前方安全的工况下稍微加速，以达到拉开本车与后方车辆的目的。

当车辆处于第三级处理结果时，说明当前后方车辆距离本车距离过近，且后方车辆正以较大的加速度靠近，追尾事故极有可能无法避免，那么相应的，对应于第三级处理结果为发出警报，并在本车与前方车辆的距离大于安全行驶距离或本车与侧前方车辆的距离大于安全行驶距离时，自动控制本车加速或变道，以最大限度的避免碰撞或减小碰撞带来的损失。具体可以为如第一级那样对本车和后车驾驶员产生警示，并且声音警报的频率进一步提高，同时在保证本车前方安全的前提下，所述控制单元20自动控制发动机控制单元32以使本车加速，或者在保证本车侧方安全的前提下，所述控制单元20自动控制电子助力转向单元33以使本车变道。在本发明一个实施例中，在保证本车前方安全的前提下，若当前车辆正在使用自适应巡航系统，那么控制单元20会自动将加速信号发送至自适应巡航系统，该系统会在保证车辆前方安全的工况下急加速，以避免碰撞或者减小碰撞带来的损失。

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 (10)

1.一种用于车辆的防追尾系统，用于防止后方车辆追尾，包括：

信息采集单元，用于采集本车周围信息，所述信息包括车道线信息和前方及后方车辆信息；

控制单元，用于接收并处理所述信息，在判定后方危险来车时发出执行指令；和

执行单元，用于在接收所述执行指令后提醒所述本车与所述后方车辆的驾驶员，在安全许可的前提下，若驾驶员未来得及反应，所述系统拉开所述本车与所述后方车辆的距离或使得所述本车变道，从而避免所述后方车辆追尾发生碰撞。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的防追尾系统，其特征在于，所述信息采集单元包括至少1个图像检测单元与至少2个目标物探测单元，所述图像检测单元用于识别车辆及行人，并采集本车行驶车道与左右相邻车道信息，所述目标物探测单元用于采集所述本车的前方及后方的目标物信息。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的防追尾系统，其特征在于，所述图像检测单元为摄像头，位于本车前挡风玻璃的顶端；

可选地，所述摄像头为单目摄像头。

4.根据权利要求2或3所述的用于车辆的防追尾系统，其特征在于，所述目标物探测单元为雷达，位于所述本车的前部及后部；

可选地，所述雷达为毫米波雷达。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的防追尾系统，其特征在于，所述雷达数量为5个，其中3个雷达等间隔横向分布于所述本车的前部，并使其雷达波锥面覆盖整个车辆的前方，用于判断前方是否有车辆在所述本车的行驶轨迹上，剩余2个雷达分别位于所述本车的左后部和右后部，并使其雷达波锥面覆盖整个车辆的后方，用于判断后方危险来车。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于车辆的防追尾系统，其特征在于，所述控制单元为电子控制单元。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的用于车辆的防追尾系统，其特征在于，所述执行单元包括警示单元和发动机控制单元，所述警示单元用于提醒所述本车和后方车辆驾驶员注意安全行车，所述发动机控制单元用于自动控制所述本车加速，以拉开所述本车与后方车辆的距离，从而避免后方车辆追尾发生碰撞。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的用于车辆的防追尾系统，其特征在于，所述执行单元还包括电子助力转向单元，用于自动控制所述本车变道，以避免后方车辆追尾而发生碰撞。

9.一种用于车辆的防追尾方法，应用于如权利要求1-8中任一项所述的用于车辆的防追尾系统中，包括：

信息采集步骤，采集所述本车的周围信息，所述信息包括所述车道线信息和前方及后方车辆信息；

信息处理步骤，接收并处理所述信息，在判定后方危险来车时发出执行指令；

执行步骤，在接收所述执行指令后提醒本车与后方车辆驾驶员，在安全许可的前提下，若驾驶员未来得及反应，拉开本车与后方车辆的距离或使得所述本车变道，从而避免所述后方车辆追尾发生碰撞。

10.根据权利要求9所述的用于车辆的防追尾方法，其特征在于，在信息处理步骤中，所述控制单元将所述信息的处理结果分为三级并采取不同的警示方式；

第一级为所述本车与后方车辆的距离低于第一阈值，同时两车的相对速度为0时，所述执行单元发出警报以提醒本车和后方车辆驾驶员注意安全行车；

第二级为所述本车与后方车辆的距离低于第一阈值，同时所述后方车辆的速度大于本车的速度，并且所述后方车辆相对于本车的速度小于第二阈值，所述执行单元发出警报，同时自动控制本车加速，以拉开本车与后方车辆的距离；

第三级为所述本车与后方车辆的距离低于第一阈值，同时所述后方车辆的速度大于本车的速度，并且所述后方车辆相对于本车的速度大于等于第二阈值，所述执行单元发出警报，同时自动控制本车加速或变道，以最大限度的避免碰撞或减小碰撞带来的损失。