CN107512263A - 一种变道盲区危险辅助系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种变道盲区危险辅助系统，属于车辆安全领域。包括：侧前方雷达传感器，用于探测车辆侧前方道路环境信息及车辆信息，与自车的距离信息，并传输给中央控制器；侧后方雷达传感器，用于探测车辆侧后方道路环境信息及车辆信息，与自车的距离信息，并传输给中央控制器；中央控制器，接收所述侧前方雷达传感器和所述侧后方雷达传感器的传输信息及自车信息，判断变道是否危险，并发出指令给相关车载ECU执行单元；车载ECU执行单元，接收所述处理单元的指令并执行所述指令。本发明的变道盲区危险辅助系统，可以解决现有的盲点监测系统无法避免因变道时没有察觉到盲区有车辆或者有快速靠近车辆与自车变道轨迹交叉有碰撞危险的问题。
Description
技术领域
本发明涉及车辆安全领域，特别是涉及一种变道盲区危险辅助系统。
背景技术
车辆变道时因为盲区的存在发生碰撞是目前我国高速公路各类事故中较多的一类事故。变道导致的碰撞事故危害了交通参与者的生命和财产安全，还会引起一系列社会问题，因此受到了保险协会、汽车制造商、科研机构的广泛重视。
当前国内外各大汽车主机厂已经有大量车型上应用基于超声波雷达的盲区检测功能，当车辆进入自车盲区时对自车进行报警提示，2014年上市车型中有少部分带有基于毫米波雷达的变道预警功能，当快速靠近车辆有碰撞危险时或进入盲区时对自车进行声光报警提示。目前往往采用超声波雷达传感器作为盲点监测系统的传感器，这种系统的特点是：技术成熟，成本较低，但探测范围较小，一般2米左右；反应慢，只能靠超声反射判断是否存在障碍物，不能区分识别车道栏杆、遂道墙壁与即将从侧向方超车的车辆。系统只能通过打转向灯后，开启工作，不能实时主动监测侧后方的来车；加之超声波雷达反应较慢，实际探测距离只有2米左右，在实际应用过程中，并不能及时起到变道辅助的作用。所以，一般主流车厂采用准毫米波雷达作为盲点监测系统的传感器。现有的盲点监测系统无法避免因变道时没有察觉到盲区有车辆或者有快速靠近车辆与自车变道轨迹交叉有碰撞危险的情形，寻找其解决办法意义重大。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种变道盲区危险辅助系统，可以解决现有的盲点监测系统无法避免因变道时没有察觉到盲区有车辆或者有快速靠近车辆与自车变道轨迹交叉有碰撞危险的问题，当变道危险时驾驶员无视或者没有注意到声光报警提示强行变道，系统会禁止强行变道；变道安全时提示驾驶员，并且在驾驶员确认后自动变道。从而提高驾驶安全性和便利性，为自动驾驶技术上的实现奠定基础。
特别地，本发明提供一种变道盲区危险辅助系统，包括：
侧前方雷达传感器，用于探测车辆侧前方道路环境信息及车辆信息，与自车的距离信息，并通过CAN总线传输给中央控制器；
侧后方雷达传感器，用于探测车辆侧后方道路环境信息及车辆信息，与自车的距离信息，并通过CAN总线传输给中央控制器；
中央控制器，接收所述侧前方雷达传感器和所述侧后方雷达传感器的传输信息及自车信息，判断变道是否危险，并发出指令给相关车载ECU执行单元；
车载ECU执行单元，接收所述处理单元的指令并执行所述指令；
其中，侧前方雷达传感器、侧后方雷达传感器、中央控制器和车载ECU执行单元之间通过车载CAN网络连接。
进一步地，还包括前方摄像头，所述前方摄像头用于探测车辆周围环境的状况，包括车辆前车数量、车道数量、自车所处的车道，车道线信息。
进一步地，所述自车信息包括方向盘转角信号、车速及轮速信号、制动踏板状态和油门踏板信号。
进一步地，所述中央控制器根据所述方向盘转角信号、车速及轮速信号、制动踏板状态、油门踏板信号以及车道线信息、车道信息、侧前方、侧后方车辆状况信息和道路信息判断变道是否危险。
进一步地，所述中央控制器判断为变道危险时，发出所述指令包括危险警示指令；所述中央控制器判断为变道安全时，发出所述指令包括安全提示指令；所述危险警示指令和所述安全提示指令通过灯光及声音的形式警示驾驶员。
进一步地，发出危险警示指令后，所述中央控制器若接收到自车无视所述危险警示指令强行变道时，所述中央控制器发出锁止指令给电子转向系统；所述锁止指令用于短暂锁止所述电子转向系统，以禁止强行变道。
进一步地，所述侧前方雷达传感器和所述侧后方雷达传感器为毫米波雷达。
进一步地，所述变道盲区危险辅助系统在车速大于预定值时激活。
进一步地，所述中央控制器被配置为：当有车辆进入自车的盲点报警及变道报警监测区域时被识别为有效目标车辆，通过判断所述有效目标车辆在从盲点报警及变道报警监测区域的后方或侧后方进入时，所述有效目标车辆在所述盲点报警及变道报警监测区域内停留时间小于第一阈值时，判断为变道安全；所述有效目标车辆在所述变道报警监测区域内停留时间大于第二阈值时，或者，所述有效目标车辆在所述盲点报警区域内的比例大于第三阈值时，判断为变道危险。
进一步地，所述中央控制器被配置为：当有车辆进入自车的盲点报警及变道报警监测区域时被识别为有效目标车辆，通过判断所述有效目标车辆在从盲点报警及变道报警监测区域的前方或侧前方进入时，判断所述有效目标车辆与自车的相对速度是否大于预定值；若相对速度大于预定值，所述有效目标车辆在所述盲点报警及变道报警监测区域内停留时间小于第一阈值时，判断为变道安全；若相对速度小于预定值，所述有效目标车辆在所述变道报警监测区域内停留时间大于第二阈值时，或者，所述有效目标车辆在所述盲点报警区域内的比例大于第三阈值时，判断为变道危险。
本发明提供的一种变道盲区危险辅助系统，通过侧前方雷达传感器探测车辆侧前方道路环境信息及车辆信息，与自车的距离信息；通过侧后方雷达传感器探测车辆侧后方道路环境信息及车辆信息，与自车的距离信息；通过中央控制器接收所述侧前方雷达传感器和所述侧后方雷达传感器的传输信息及自车信息，判断变道是否危险，并发出指令给相关车载ECU执行单元；通过车载ECU执行单元，接收所述处理单元的指令并执行所述指令。区分变道危险和变道安全两种情况分别给予驾驶员不同的辅助，当变道危险时通过声光提醒驾驶员不要变道，若驾驶员无视该警告或没有注意到该警告强行变道，系统会通过短暂锁止转向系统禁止驾驶员转向，对驾驶员进行保护，当变道安全时通过HMI(人机交互界面)提示驾驶员变道安全请确认是否变道，驾驶员按键确认变道后系统通过向转向系统发出指令，车辆自动变道。不但保障变道安全，更提供了变道时的便利，提高驾驶乐趣。
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是根据发明一个实施例的一种变道盲区危险辅助系统的连接拓扑示意图；
图2是根据本发明一个实施例的一种变道盲区危险辅助系统的控制逻辑图；
图3是根据本发明一个实施例的一种变道盲区危险辅助系统的工作原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例，并参照附图，对本发明进行详细的说明。
图1是根据发明一个实施例的一种变道盲区危险辅助系统的连接拓扑示意图。图2是根据本发明一个实施例的一种变道盲区危险辅助系统的控制逻辑图。图3是根据本发明一个实施例的一种变道盲区危险辅助系统的工作原理图。如图3所示，图3中，TCU-变速器控制单元，SAS-方向盘转角传感器，BCM-车身控制器，ACU-安全气囊控制单元，ESP-电子稳定程序，EMS-发动机控制单元，IPK-仪表控制单元，DCM-门模块，EPS-电动助力转向系统，ESCL-电子转向管柱，HMI-人机交互系统。
本发明提供的一种变道盲区危险辅助系统，包括侧前方雷达传感器1、侧后方雷达传感器2、中央控制器3和车载ECU执行单元(图中未显示)。侧前方雷达传感器1用于探测车辆侧前方道路环境信息及车辆信息，与自车的距离信息，并通过CAN总线传输给中央控制器3。侧后方雷达传感器2用于探测车辆侧后方道路环境信息及车辆信息，与自车的距离信息，并通过CAN总线传输给中央控制器3。中央控制器3接收侧前方雷达传感器1和侧后方雷达传感器2的传输信息及自车信息，判断变道是否危险，并发出指令给相关车载ECU执行单元。自车信息包括方向盘转角信号、车速及轮速信号、制动踏板状态和油门踏板信号。其中，如图1所示，侧前方雷达传感器1、侧后方雷达传感器2、中央控制器3和车载ECU执行单元之间通过车载CAN网络连接。
详细地，侧前方雷达传感器1的主要作用是：当驾驶员驾驶车辆时，搜集车辆侧前方道路环境信息及车辆信息，与自车的距离信息，发给中央控制器3用于评估变道时车辆是否会碰到侧前方车辆。侧后方雷达传感器2的主要作用是：当驾驶员驾驶车辆时，搜集车辆侧后方道路环境信息及车辆信息，与自车距离信息，发给中央控制器用于评估变道时车辆是否会碰到侧后方车辆。优选地，还包括前方摄像头4。前方摄像头4用于探测车辆周围环境的状况，包括车辆前车数量、车道数量、自车所处的车道，车道线信息。中央控制器3的主要作用是：搜集各个ECU传输过来的信息，有方向盘转角信号、车速及轮速信号、制动踏板状态、油门踏板信号以及车道线信息、车道信息、侧前方、侧后方车辆状况信息、道路信息等，综合判断变道危险与否，并且做出适当指令传达给相关ECU实现变道危险预警和禁止强行变道，以及变道安全时自动变道。
进一步地，所述中央控制器判断为变道危险时，发出所述指令包括危险警示指令。所述中央控制器判断为变道安全时，发出所述指令包括安全提示指令；所述危险警示指令和所述安全提示指令通过灯光及声音的形式警示驾驶员。中央控制器3发出危险警示指令后，中央控制器3若接收到自车无视所述危险警示指令强行变道时，中央控制器3发出锁止指令给电子转向系统；所述锁止指令用于短暂锁止所述电子转向系统，以禁止强行变道。
在一个优选的实施方式中，本发明的变道盲区危险辅助系统采用的侧前方雷达传感器和所述侧后方雷达传感器为毫米波雷达。毫米波雷达作用范围可达到车后70m远的距离，大大增加了变道的安全性。
本发明的变道盲区危险辅助系统在使用时，在车速大于预定值时激活。其中央控制器3被配置为：当有车辆进入自车的盲点报警及变道报警监测区域时被识别为有效目标车辆，通过判断所述有效目标车辆在从盲点报警及变道报警监测区域的后方或侧后方进入时，所述有效目标车辆在所述盲点报警及变道报警监测区域内停留时间小于第一阈值时，判断为变道安全；所述有效目标车辆在所述变道报警监测区域内停留时间大于第二阈值时，或者，所述有效目标车辆在所述盲点报警区域内的比例大于第三阈值时，判断为变道危险。
在另一个具体的实施方式中，中央控制器3被配置为：当有车辆进入自车的盲点报警及变道报警监测区域时被识别为有效目标车辆，通过判断所述有效目标车辆在从盲点报警及变道报警监测区域的前方或侧前方进入时，判断所述有效目标车辆与自车的相对速度是否大于预定值；若相对速度大于预定值，所述有效目标车辆在所述盲点报警及变道报警监测区域内停留时间小于第一阈值时，判断为变道安全；若相对速度小于预定值，所述有效目标车辆在所述变道报警监测区域内停留时间大于第二阈值时，或者，所述有效目标车辆在所述盲点报警区域内的比例大于第三阈值时，判断为变道危险。
在一个具体的实施方式中，本系统可以主要有四部分组成，包括侧前方雷达传感器、侧后方雷达传感器、摄像头传感器、中央控制模块。
侧前方雷达传感器主要作用是：当驾驶员驾驶车辆时，搜集车辆侧前方道路环境信息及车辆信息，与自车的距离信息，发给中央控制器用于评估变道时车辆是否会碰到侧前方车辆；
侧后方雷达传感器主要作用是：当驾驶员驾驶车辆时，搜集车辆侧后方道路环境信息及车辆信息，与自车距离信息，发给中央控制器用于评估变道时车辆是否会碰到侧后方车辆；
前挡风玻璃摄像头主要作用是：能够提供车辆周围环境的状况，包括车辆前车数量、车道数量、自车所处的车道，车道线信息等；
中央控制器主要作用是：搜集各个ECU传输过来的信息，有方向盘转角信号、车速及轮速信号、制动踏板状态、油门踏板信号以及车道线信息、车道信息、侧前方、侧后方车辆状况信息、道路信息等，综合判断变道危险与否，并且做出适当指令传达给相关ECU实现变道危险预警和禁止强行变道，以及变道安全时自动变道。
本发明的变道盲区危险辅助系统的工作原理如图3所示。
变道盲区危险辅助系统通过车辆四个角上的毫米波雷达时刻监测车辆侧后方和侧前方区域，在车速大于15km/h时系统激活，当有车辆进入雷达车辆侧后方监测区域时被雷达识别为有效目标车辆，系统判断目标车辆是从自车的BSW(盲点报警)、LCW(变道报警包括快速靠近车辆报警)区域的前方进入还是后方、侧方进入，当判断为是从报警区域的后方、侧方区域进入时直接进入判断变道是否有危险程序；当判断为从BSW、LCW区域的前方进入，需要判断两车相对速度是否大于15km/h，若判断两车相对速度大于15km/h，则目标车辆在BSW、LCW区域停留时间小于2s，系统判断为变道安全；若判断两车相对速度小于15km/h，则进入判断变道是否有危险程序。判断变道是否有危险的标准分为LCW区域和BSW区域，在LCW区域时变道危险标准为在LCW区域停留超过300ms，TTC(Time To Collision-两车将要碰撞的时间)<3.5s；BSW区域判断变道危险标准为目标车辆70％在BSW区域。当系统判断变道危险时若驾驶员未开启转向灯则只发出指令给DCM(门模块)控制门内三角板上报警灯常亮提醒驾驶员变道危险，若驾驶员开启转向灯则系统发出指令给DCM(门模块)控制车辆相应侧门内三角板上报警灯频闪，发出指令给IPK(仪表控制单元)控制仪表蜂鸣器声音报警以提示驾驶员变道危险请勿变道，若驾驶员强行变道则系统发出指令给ESCL(电子转向管柱)对方向盘短暂锁止禁止强行变道，驾驶员未进行强行变道则进入下一个判断循环；当系统判断变道安全时会通过HMI(人机交互系统)提醒驾驶员确认是否变道，驾驶员确认后系统发出指令给EPS(电动助力转向系统)进行主动转向自动变道。
本发明提供的一种变道盲区危险辅助系统，通过侧前方雷达传感器探测车辆侧前方道路环境信息及车辆信息，与自车的距离信息；通过侧后方雷达传感器探测车辆侧后方道路环境信息及车辆信息，与自车的距离信息；通过中央控制器接收所述侧前方雷达传感器和所述侧后方雷达传感器的传输信息及自车信息，判断变道是否危险，并发出指令给相关车载ECU执行单元；通过车载ECU执行单元，接收所述处理单元的指令并执行所述指令。区分变道危险和变道安全两种情况分别给予驾驶员不同的辅助，当变道危险时通过声光提醒驾驶员不要变道，若驾驶员无视该警告或没有注意到该警告强行变道，系统会通过短暂锁止转向系统禁止驾驶员转向，对驾驶员进行保护，当变道安全时通过HMI(人机交互界面)提示驾驶员变道安全请确认是否变道，驾驶员按键确认变道后系统通过向转向系统发出指令，车辆自动变道。不但保障变道安全，更提供了变道时的便利，提高驾驶乐趣。
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)
1.一种变道盲区危险辅助系统，其特征在于，包括：
侧前方雷达传感器，用于探测车辆侧前方道路环境信息及车辆信息，与自车的距离信息，并通过CAN总线传输给中央控制器；
侧后方雷达传感器，用于探测车辆侧后方道路环境信息及车辆信息，与自车的距离信息，并通过CAN总线传输给中央控制器；
中央控制器，接收所述侧前方雷达传感器和所述侧后方雷达传感器的传输信息及自车信息，判断变道是否危险，并发出指令给相关车载ECU执行单元；
车载ECU执行单元，接收所述处理单元的指令并执行所述指令；
其中，侧前方雷达传感器、侧后方雷达传感器、中央控制器和车载ECU执行单元之间通过车载CAN网络连接。
2.根据权利要求1所述的变道盲区危险辅助系统，其特征在于，还包括前方摄像头，所述前方摄像头用于探测车辆周围环境的状况，包括车辆前车数量、车道数量、自车所处的车道，车道线信息。
3.根据权利要求1所述的变道盲区危险辅助系统，其特征在于，所述自车信息包括方向盘转角信号、车速及轮速信号、制动踏板状态和油门踏板信号。
4.根据权利要求3所述的变道盲区危险辅助系统，其特征在于，所述中央控制器根据所述方向盘转角信号、车速及轮速信号、制动踏板状态、油门踏板信号以及车道线信息、车道信息、侧前方、侧后方车辆状况信息和道路信息判断变道是否危险。
5.根据权利要求3所述的变道盲区危险辅助系统，其特征在于，所述中央控制器判断为变道危险时，发出所述指令包括危险警示指令；所述中央控制器判断为变道安全时，发出所述指令包括安全提示指令；所述危险警示指令和所述安全提示指令通过灯光及声音的形式警示驾驶员。
6.根据权利要求5所述的变道盲区危险辅助系统，其特征在于，发出危险警示指令后，所述中央控制器若接收到自车无视所述危险警示指令强行变道时，所述中央控制器发出锁止指令给电子转向系统；所述锁止指令用于短暂锁止所述电子转向系统，以禁止强行变道。
7.根据权利要求5所述的变道盲区危险辅助系统，其特征在于，所述侧前方雷达传感器和所述侧后方雷达传感器为毫米波雷达。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的变道盲区危险辅助系统，其特征在于，所述变道盲区危险辅助系统在车速大于预定值时激活。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的变道盲区危险辅助系统，其特征在于，所述中央控制器被配置为：当有车辆进入自车的盲点报警及变道报警监测区域时被识别为有效目标车辆，通过判断所述有效目标车辆在从盲点报警及变道报警监测区域的后方或侧后方进入时，所述有效目标车辆在所述盲点报警及变道报警监测区域内停留时间小于第一阈值时，判断为变道安全；所述有效目标车辆在所述变道报警监测区域内停留时间大于第二阈值时，或者，所述有效目标车辆在所述盲点报警区域内的比例大于第三阈值时，判断为变道危险。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的变道盲区危险辅助系统，其特征在于，所述中央控制器被配置为：当有车辆进入自车的盲点报警及变道报警监测区域时被识别为有效目标车辆，通过判断所述有效目标车辆在从盲点报警及变道报警监测区域的前方或侧前方进入时，判断所述有效目标车辆与自车的相对速度是否大于预定值；若相对速度大于预定值，所述有效目标车辆在所述盲点报警及变道报警监测区域内停留时间小于第一阈值时，判断为变道安全；若相对速度小于预定值，所述有效目标车辆在所述变道报警监测区域内停留时间大于第二阈值时，或者，所述有效目标车辆在所述盲点报警区域内的比例大于第三阈值时，判断为变道危险。
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