CN107807355A - 一种基于红外和毫米波雷达技术的车辆避障预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明方案公开了一种基于红外热成像和毫米波雷达技术的车辆辅助驾驶系统。其主要功能包括车辆在行驶中的行人和车辆检测、图像声音融合和碰撞预警。预警系统采用了以下技术特征：车载辅助驾驶专用红外摄像头和毫米波雷达，将雷达获取的数据，如距离、方位、车速和红外摄像头采集的图像进行了融合，筛选和确定行人或车辆，并通过算法提取行人或车辆特征，最终将结果显示在可视化界面，并提供图形、数字、声音等多维度的预警信息。

Description

一种基于红外和毫米波雷达技术的车辆避障预警系统

技术领域

本发明属于智能交通安全驾驶领域，尤其涉及一种车辆避障预警的ADAS(高级驾驶辅助系统)。

背景技术

当前，道路上的各类车辆大量增加，随之而来的各种交通事故呈现出逐年递增的势态，而80％的交通事故是由于在恶劣环境下驾驶员获取路况信息不全而导致的。因此，汽车防撞预警系统也是当前ADAS领域研究的重点。

对于现有ADAS技术而言，现在主要通过各种摄像头、毫米波雷达等传感器作为感知层数据入口获取车辆、行人的实时状态。而目前使用各类摄像头或毫米波雷达等技术的防撞预警系统中，存在着以下一些问题：

1、单一传感器获取的信息有限且往往只在一方面优势突出：比如，远红外摄像头对图像信息较为敏感，且不受夜间、烟雾、沙尘等恶劣环境的影响，但测距的精度有限；而毫米波雷达对目标的速度、距离、方位等信息较为敏感，但无法直观获取图像。

2、现有ADAS系统在判断层面，往往只有基于同一种类传感器的算法，如雷达测距、红外行人车辆识别等，而对于更高层面的融合算法进而做出相应判断的算法较为稀缺，造成对车辆前方障碍的预警率不高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于红外热成像检测技术和高性能毫米波雷达检测技术的融合的避障预警系统，通过分类算法筛选和确定目标障碍物，并运用隶属度函数算法将多传感器的目标障碍物信息进行融合，给出决策，将最终将结果显示在可视化界面，并提供图形、数字、声音等多维度的预警信息，目的在于使车辆在恶劣环境行驶中能够精准检测到别的车辆或行人，提高车辆驾驶过程中的预警效率，防止碰撞事故的发生。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种车辆避障预警系统，包括红外摄像头、毫米波雷达、算法处理系统和预警装置，

所述红外摄像头和毫米波雷达通过支架或吸顶固定于车外身，所述红外摄像头的输出端通过LVDS接口(低压差分信号接口)或无线接口连接算法处理系统的第一输入端，所述毫米波雷达的输出端通过CAN接口(控制器局域网接口)或无线接口连接算法处理系统的第二输入端，算法处理系统的输出端通过TTL接口(晶体管-晶体管逻辑接口)或CVBS接口(复合视频信号接口)连接预警装置的输入端，

所述红外摄像头用于获取视野场景的红外图像，毫米波雷达用于获取障碍物的距离、速度、方位，算法处理系统用于根据红外获取的视野场景的红外图像和毫米波雷达获取的距离、速度、方位获得融合信息，并根据融合信息获得决策信息，所述预警装置用于根据决策信息获得预警提示。

所述红外摄像头包括红外光学系统、红外热像机芯、红外探测器；

所述红外探测器为晶圆级真空封装结构，提高了电容特性，具有改良散热通道，降低贴装高度等优点；

所述红外探测器设置于所述红外热像机芯上方，所述红外光学系统设置于红外探测器上方，所述红外光学系统的输出端连接所述红外探测器的输入端，所述红外探测器的交互端连接红外热像机芯的交互端，所述红外热像机芯的输出端作为所述红外摄像头的输出端；

所述红外光学系统用于根据第一指令信号视野场景的红外辐射能量获得多个像元的辐射信号，所述红外探测器用于提供多元平面阵列，使所述像元转化为多元平面阵列中的敏感元，并根据第二指令信号将多个像元的辐射信号转换为电信号，所述电信号的强度与所述辐射信号的强度正相关，所述红外热像机芯用于获得第一指令信号和第二指令信号，并根据所述电信号获得红外图像。

作为优选，所述红外探测器为像元间距不超过17μm晶圆级封装非制冷红外探测器，所述多元平面阵列为400×300，所述晶圆级非制冷红外探测器响应的红外波长为8μm～14μm。

作为优选，所述红外热像机芯包括内嵌的红外热成像ASIC芯片及其外部接口电路板，所述红外热成像ASIC芯片的输入端作为所述红外热像机芯的输入端，第一输出端连接微动电磁阈快门的输入端，第二输出端连接所述外部接口电路板的输入端，所述外部接口电路板的输出端作为所述红外热像机芯的输出端。所述ASIC芯片内含一个32位处理器用于对探测器和快门进行配置和控制，可根据特定用户的需求设计和改进电路。所述外部接口电路板用于进行输入输出接口转换和成像算法处理。本发明使用红外热成像ASIC芯片(专用集成芯片)，具有体积小，成本低，功耗低的优点。

作为优选，所述红外光学系统包括微动电磁阈快门及通用光学接口，用于获取指令信号及安装光学元件，所述红外光学系统还包括窗口和镜头，适配8-14um远红外波段，所述窗口用于保护镜头以及增强红外透光率，在低温环境下可以减少背景辐射，所述镜头用于汇聚来自目标场景的红外辐射能量。

所述红外摄像头还包括壳体组件，用于封装和保护所述红外探测器、红外热像机芯、红外光学系统。

所述毫米波雷达包括天线、压控振荡器，混频器，放大器，环路滤波器，信号处理模块，

所述压控振荡器的第一至二输出端分别连接天线的输入端、混频器的第一输入端，天线的输出端连接混频器的第二输入端，所述混频器的输出端连接放大器的输入端，所述放大器的输出端连接信号处理模块的输入端，所述信号处理模块的输出端作为毫米波雷达的输出端，

所述压控振荡器用于产生高频电磁波，一部分经天线辐射到空气中，后经物体反射获得障碍物的毫米波雷达信号，经天线返回毫米波雷达系统进入混频器，另一部分直接进入混频器作本振信号，采用线性调频和频移键控体制的雷达技术，降低了成本，所述混频器用于根据障碍物的毫米波雷达信号和本振信号获得中频信号，所述放大器用于根据中频信号得到放大的中频信号，所述环路滤波器用于根据放大的中频信号得到消除噪音的放大的中频信号，所述信号处理模块位于数字信号处理芯片上，通过对三角波段回波数据频谱配对可获取目标速度和距离，同时恒频段采样分析得到目标的速度可以将虚假目标剔除，通过目标回波导两个天线的相位差，判断目标方位，最终输出障碍物的距离、速度、方位等信息。

所述预警系统包括车载屏、灯带预警装置、蜂鸣器预警装置中的一种或并联的几种，所述控制模块通过CVBS接口连接车载屏的输入端，通过TTL接口连接灯带或蜂鸣器的输入端，

作为优选，所述天线为基于24GHz或77GHz的毫米波收发天线，用于发送电磁波及接收障碍物返回的电磁信号，所述天线为单发双收的微带驻波阵列天线，实现小体积、高增益，宽波束。

所述算法处理系统使用基于DSP(数字信号处理芯片)或FPGA(现场可编程门阵列芯片)的嵌入式TDA3X硬件平台，包括红外检测模块、毫米波雷达检测模块、融合模块，

所述红外检测模块的输入端作为算法处理系统的第一输入端，所述毫米波雷达检测模块的输入端作为算法处理系统的第二输入端，所述融合模块的输出端作为所述算法处理系统的输出端，

所述红外检测模块用于根据红外图像获取目标红外信息，所述毫米波雷达检测模块用于根据障碍物的速度、角度和距离信息获取目标毫米波雷达信息，所述融合模块根据目标红外信息和目标毫米波雷达信息获得融合信息。

所述预警系统包括车载屏、灯带预警装置、蜂鸣器预警装置中的一种或并联的几种，所述控制模块通过CVBS接口连接车载屏的输入端，通过TTL接口连接灯带或蜂鸣器的输入端，

所述车载屏用于实现屏幕显示预警，所述灯带预警装置用于实现灯光预警，所述蜂鸣器预警装置用于实现声音预警，所述车载屏还用于获得红外图像，所述红外图像包括车辆周围场景，以及对目标障碍物的框注、目标距离、危险报警图标。

所述红外摄像头的工作过程：红外光学系统将景物的红外辐射聚焦到红外探测器阵列上，红外探测器将强弱不等的辐射信号转换成相应的电信号，然后经过红外热像机芯进行图像处理，最终形成红外图像。

所述红外摄像头和毫米波雷达安装于车辆前方进气格栅处或车顶，保证前向检测信息的充分获取。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、本发明系统包括红外摄像头和毫米波雷达，其相应的红外和毫米波雷达技术不受天气的影响，且能获取障碍物的距离、速度、方位等障碍物信息，从而实现全天候、多维度的行车信息获取；算法处理系统能实现红外摄像头和毫米波雷达感知信息的融合，并能利用红外摄像头和毫米波雷达性能的差异进行优势互补，对复杂信息进行智能决策，且降低红外摄像头和毫米波雷达中其中任意一个的失效影响，对行车安全进行更准确、合理的预警。

2、现有的车载红外技术或毫米波雷达技术没有针对性，缺少对障碍物的检测筛选，用户端得到信息噪音较大，增加了驾驶员反应的时间，不利于行车安全，本发明通过红外检测模块、毫米波雷达检测模块可以更准确提取目标图像轮廓、目标距离、目标方位等信息，对行人和车辆等目标障碍物进行更有效的分类和筛选，实现了行车安全行车过程中的智能目标识别与准确判断，且更利于之后的融合与决策。

3、由于本发明系统包括预警系统包括车载屏、灯带预警装置、蜂鸣器预警装置中的一种或并联的几种，能给驾驶员提供图形、数字、声音等多维度的预警信息，从而最大的提升驾驶安全性。

4、现有技术中的红外探测器测距精度不高，与其他传感器融合效果差，本发明使用像元中心间距不超过17μm的晶圆级非制冷红外探测器，能够更清晰成像，可近距离测距，结合微动电磁阈快门更加灵敏，再辅以ASIC红外成像专用芯片的成像算法，精度更高，在此基础上应用红外检测算法和融合算法更加可靠；采用ASIC红外成像专用芯片，能减少外部连线，其体积与一元硬币接近，低成本、轻量化，更易于安装与使用，适用于车载，而对于生产厂家来说，ASIC红外成像专用芯片可增强保密性，难于仿造，在晶圆级实现了光学元件集成，满足商业级消费级应用对于成本、体积和生产规模的要求。

5、本发明采用单发双收的微带驻波阵列天线，实现小体积、高增益，宽波束，通过不同接收天线的相位差判断目标方位，可提高输出信息的可靠性，使用基于24GHz或77GHz的毫米波雷达，分辨率高，且有效的避免了其他电磁波的干扰，解决汽车防撞雷达的虚警问题，后端的信号处理模块辅助以信号处理算法和道路算法，可以在恶劣天气仍能产生较好的回波信息，精确获取前方目标的距离、速度、方位等信息并提供有效的碰撞检测和预警功能。

6、本发明将adaboost智能算法移植到TDA3X的硬件算法平台，能实现恶劣环境中的高清成像并有效识别目标车辆、行人，有效提升行车安全。

7、本发明将隶属度函数算法植入到融合模块中可以改善数据关联能力、减少模糊，自动故障判断与智能融合可以提高系统的抗干扰能力和可靠性。

8、使用基于TI公司的TDA3X芯片的硬件平台，该芯片为业界首例PoP封装(层叠封装)的芯片，使整体面积更小，且该芯片基于一种可扩展的异构结构，可嵌入多个编程和加速包，支持多种拓展应用如红外和毫米波雷达的算法在一个系统中运行，而现有的ADAS系统中不同扩展应用的系统是独立的，需要在多套系统运行，所以本发明集成度更高。

附图说明

图1是安装于车顶的毫米波雷达和红外摄像头；

图2是安装于车格栅处的毫米波雷达和红外摄像头；

图3是本发明避障预警系统的工作结构图；

图4是本发明毫米波雷达的天线的示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-毫米波雷达，2-红外摄像头，3-接收天线阵列，4-发射天线阵列。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明的红外摄像头2和毫米波雷达1可通过支架或吸顶安装于车顶，或如图2所示，红外摄像头2和毫米波雷达1通过支架或吸顶安装于车辆前方进气格栅处，保证前向检测信息的充分获取。

如图3所示，一种车辆避障预警系统，包括红外摄像头、毫米波雷达、算法处理系统和预警装置，

所述红外摄像头的输出端连接算法处理系统的第一输入端，所述毫米波雷达的输出端连接算法处理系统的第二输入端，所述算法处理系统的输出端连接预警装置的输入端，所述算法处理系统的第一输入端可采用LVDS接口或无线接口，该类型的接口能保证高速传输能力、低噪声/低电磁干扰，第二输入端可采用CAN接口或无线接口，保证了毫米波雷达数据传输的高可靠性，适用于在高干扰环境下使用，在节点错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的联系，以使总线上其他操作不受影响，输出端可采用CVBS接口或TTL接口，采用CVBS接口与车载屏通信，可将视频和音频信号分离传输，避免了因音频混合干扰而导致的图像质量下降，采用TTL接口与预警装置通信，具有高速度、低功耗的优点。

所述红外摄像头用于获取视野场景影像，毫米波雷达用于获取障碍物的距离、速度、方位，算法处理系统用于根据红外获取的视野场景影像和毫米波雷达获取的距离、速度、方位获得融合信息，并根据融合信息获得决策信息，所述预警装置用于根据决策信息获得预警提示。

所述红外摄像头包括红外光学系统、红外热像机芯、红外探测器，

所述红外探测器为晶圆级真空封装结构，提高了电容特性，具有改良散热通道，降低贴装高度等优点，

所述红外探测器设置于所述红外热像机芯上方，所述红外光学系统设置于红外探测器上方，所述红外光学系统的输出端连接所述红外探测器的输入端，所述红外探测器的交互端连接红外热像机芯的交互端，所述红外热像机芯的输出端作为所述红外摄像头的输出端，

所述红外光学系统用于根据第一指令信号获得视野场景的红外辐射能量，并根据视野场景的红外辐射能量获得多个像元的辐射信号，所述红外探测器用于提供与多个像元对应的多元平面阵列，使所述像元转化为多元平面阵列中的敏感元，并根据第二指令信号将多个像元的辐射信号转换为电信号，所述电信号的强度与所述辐射信号的强度正相关，所述红外热像机芯用于获得第一指令信号和第二指令信号，并根据所述电信号获得红外图像，对红外图像进行校正、降噪处理。

所述红外探测器为晶圆级封装非制冷红外探测器；在一个实施例中，所述晶圆级非制冷红外探测器设置于红外热像机芯上，所述晶圆级非制冷红外探测器为400×300的红外焦平面阵列，该红外焦平面阵列中探测单元的响应的红外波长为8μm～14μm，所述探测单元的中心间距为12μm；采取这些参数的优点为能够清晰成像，可靠性高。

所述红外热像机芯包括内嵌的红外热成像ASIC芯片及其外部接口电路板，所述红外热成像ASIC芯片的输入端作为所述红外热像机芯的输入端，第一输出端连接微动电磁阈快门的输入端，第二输出端连接所述外部接口电路板的输入端，所述外部接口电路板的输出端作为所述红外热像机芯的输出端。所述ASIC芯片内含一个32位处理器用于对探测器和快门进行配置和控制，可根据特定用户的需求设计和改进电路。所述外部接口电路板用于进行输入输出接口转换和成像算法处理。本发明使用红外热成像ASIC芯片(专用集成芯片)，优点为能减少外部连线，体积与一元硬币接近，低成本、轻量化，更易于安装与使用，适用于车载，而对于生产厂家来说，ASIC红外成像专用芯片可增强保密性，难于仿造，在晶圆级实现了光学元件集成，满足商业级消费级应用对于成本、体积和生产规模的要求。

所述红外光学系统包括微动电磁阈快门及镜头组件，所述微动电磁阈快门更加灵敏，其输出端连接镜头组件的输入端，所述镜头组件的输出端作为所述红外光学系统的输出端；

所述微动电磁阈快门用于根据第一指令信号获取快门信号，所述镜头组件用于根据快门信号获得视野场景的红外辐射能量。

所述红外摄像头还包括壳体组件，用于封装和保护所述红外探测器、红外热像机芯、红外光学系统。

所述红外摄像头的工作过程：红外光学系统将景物的红外辐射聚焦到红外探测器阵列上，红外探测器将强弱不等的辐射信号转换成相应的电信号，然后经过红外热像机芯进行图像处理，最终形成红外图像。

所述毫米波雷达包括天线、压控振荡器，混频器，放大器，环路滤波器，信号处理模块，

所述压控振荡器的第一至二输出端分别连接天线的输入端、混频器的第一输入端，天线的输出端连接混频器的第二输入端，所述混频器的输出端连接放大器的输入端，所述放大器的输出端连接信号处理模块的输入端，所述信号处理模块的输出端作为毫米波雷达的输出端，

所述压控振荡器用于产生高频毫米波，所述高频毫米波包括第一毫米波和第二毫米波，所述天线用于发射所述第一毫米波，并获得反射的第一毫米波，所述混频器用于根据第二毫米波获得本振信号，并根据反射的第一毫米波和本振信号获得中频信号，所述放大器用于根据中频信号得到放大的中频信号，所述环路滤波器用于根据放大的中频信号得到去噪后的放大的中频信号，所述信号处理模块用于根据去噪后的放大的中频信号得到数字信号，辅助以信号处理算法和道路算法，可以在恶劣天气仍能产生较好的回波信息，精确获取前方目标的距离、速度、方位等信息并提供有效的碰撞检测和预警功能。

所述毫米波雷达的工作方法为：所述压控振荡器用于产生高频电磁波，一部分经天线辐射到空气中，后经物体反射获得障碍物的毫米波雷达信号，经天线返回毫米波雷达系统进入混频器，另一部分直接进入混频器作本振信号，采用线性调频和频移键控体制的雷达技术，降低成本，所述混频器用于根据障碍物的毫米波雷达信号和本振信号获得中频信号，所述放大器用于根据中频信号得到放大的中频信号，所述环路滤波器用于根据放大的中频信号得到消除噪音的放大的中频信号，所述信号处理模块位于数字信号处理芯片上，通过对三角波段回波数据频谱配对可获取目标速度和距离，同时恒频段采样分析得到目标的速度可以将虚假目标剔除，通过目标回波导两个天线的相位差，判断目标方位，最终输出障碍物的距离、速度、方位等信息。

如图4所示，所述天线为单发双收的微带驻波阵列天线，包括两组接收天线阵列3和一组发射天线阵列4，实现小体积、高增益，宽波束，两组接收天线阵列3的优点是可以增强信号，通过不同的接收天线的相位差判断目标方位，可提高输出信息的可靠性。使用基于24GHz或77GHz收发频率的毫米波雷达，该波段有效的避免了其他电磁波的干扰，解决汽车防撞雷达的虚警问题，77GHz的毫米波雷达分辨率极高，可达0.3米，从而避免了诸如行人类的反射面小的障碍物的模糊性，24GHz的毫米波雷达变道辅助优势较大。后端辅助以信号处理算法和道路算法，可以在恶劣天气仍能产生较好的回波信息，精确获取前方目标的距离、速度、方位等信息并提供有效的碰撞检测和预警功能。

所述预警系统包括车载屏、灯带预警装置、蜂鸣器预警装置中的一种或并联的几种，所述控制模块通过CVBS接口连接车载屏的输入端，通过TTL接口连接灯带或蜂鸣器的输入端。

所述算法处理系统基于TDA3X硬件平台，包括红外检测模块、毫米波雷达检测模块、融合模块，

所述红外检测模块的输入端作为算法处理系统的第一输入端，所述毫米波雷达检测模块的输入端作为算法处理系统的第二输入端，所述融合模块的输出端作为所述算法处理系统的输出端，

所述红外检测模块用于根据红外图像获取目标红外信息，所述毫米波雷达检测模块用于根据障碍物的速度、角度和距离信息获取目标毫米波雷达信息，所述融合模块根据目标红外信息和目标毫米波雷达信息获得融合信息。

所述预警系统包括车载屏、灯带预警装置、蜂鸣器预警装置中的一种或并联的几种，所述控制模块通过CVBS接口连接车载屏的输入端，通过TTL接口连接灯带或蜂鸣器的输入端，

所述车载屏用于实现屏幕显示预警，所述灯带预警装置用于实现灯光预警，所述蜂鸣器预警装置用于实现声音预警，所述车载屏还用于获得带有预警信息的红外图像，所述带有预警信息的红外图像包括目标框注、目标距离、危险报警图标。

所述红外摄像头和毫米波雷达安装于车辆前方进气格栅处或车顶。

一种车辆避障预警方法，包括以下步骤：

S1：红外摄像头获得车辆视野场景的红外图像，红外检测模块根据植入的adaboost算法对车辆视野场景的红外图像进行目标分类，筛选出行人或车辆目标，获得目标红外信息；同时毫米波雷达的信号处理模块根据三角波线性调频算法和频移键控算法获得障碍物的距离、速度以及方位，毫米波雷达检测模块根据障碍物的距离、速度以及方位提取出行人或车辆目标，获得目标毫米波雷达信息；

S2：融合模块根据植入的隶属度函数算法将目标红外信息和目标毫米波雷达信息进行融合，获得融合信息，同时由融合模块判断目标红外信息是否超过第一阈值，目标毫米波雷达信息与融合信息的误差是否超过第二阈值，并根据判断结果获得故障传感器的数量，所述故障传感器为红外摄像头或毫米波雷达，若故障传感器的数量为零则进入S3，若故障传感器的数量为一则排除故障传感器获取的目标信息，保留非故障传感器获取的目标信息作为融合信息，进入S3，否则预警装置获得预警提示，预警结束；

S3：控制模块根据融合信息获得决策信息，预警装置根据决策信息获得预警提示，预警结束。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆避障预警系统，其特征在于，包括红外摄像头、毫米波雷达、算法处理系统和预警装置，

所述红外摄像头的输出端连接算法处理系统的第一输入端，所述毫米波雷达的输出端连接算法处理系统的第二输入端，所述算法处理系统的输出端连接预警装置的输入端，

所述红外摄像头用于获取红外图像，所述毫米波雷达用于获取障碍物信息，所述障碍物信息包括障碍物的距离、速度、方位，所述算法处理系统用于根据所述红外图像和障碍物信息获得决策信息，所述预警装置用于根据所述决策信息获得预警提示。

2.如权利要求1所述的车辆避障预警系统，其特征在于，所述算法处理系统包括红外检测模块、毫米波雷达检测模块、融合模块，

所述红外检测模块的输入端作为算法处理系统的第一输入端，所述毫米波雷达检测模块的输入端作为算法处理系统的第二输入端，所述融合模块的输出端作为所述算法处理系统的输出端，

所述红外检测模块用于根据红外图像获取目标红外信息，所述毫米波雷达检测模块用于根据障碍物的速度、角度和距离信息获取目标毫米波雷达信息，所述融合模块根据目标红外信息和目标毫米波雷达信息获得融合信息。

3.如权利要求2所述的车辆避障预警系统，其特征在于，所述算法处理系统的第一输入端为低压差分信号接口或无线接口，第二输入端为控制器局域网接口或无线接口，输出端为复合视频信号接口或晶体管-晶体管逻辑接口中的一种或两种。

4.如权利要求3所述的车辆避障预警系统，其特征在于，所述红外摄像头包括红外光学系统、红外热像机芯、红外探测器，

所述红外探测器设置于所述红外热像机芯上方，所述红外光学系统设置于红外探测器上方，所述红外光学系统的输出端连接所述红外探测器的输入端，所述红外探测器的交互端连接红外热像机芯的交互端，所述红外热像机芯的输出端作为所述红外摄像头的输出端，

所述红外光学系统用于根据第一指令信号获得视野场景的红外辐射能量，并根据视野场景的红外辐射能量获得多个像元的辐射信号，所述红外探测器用于提供与多个像元对应的多元平面阵列，使所述像元转化为多元平面阵列中的敏感元，并根据第二指令信号将多个像元的辐射信号转换为电信号，所述电信号的强度与所述辐射信号的强度正相关，所述红外热像机芯用于获得第一指令信号和第二指令信号，并根据所述电信号获得红外图像。

5.如权利要求4所述的车辆避障预警系统，其特征在于，所述红外光学系统包括微动电磁阈快门以及镜头组件，所述微动电磁阈快门的输出端连接镜头组件的输入端，所述镜头组件的输出端作为所述红外光学系统的输出端；

所述微动电磁阈快门用于根据第一指令信号获取快门信号，所述镜头组件用于根据快门信号获得视野场景的红外辐射能量。

6.如权利要求5所述的车辆避障预警系统，其特征在于，所述红外探测器为晶圆级封装非制冷红外探测器，所述像元中心间距不超过17μm。

7.如权利要求6所述的车辆避障预警系统，其特征在于，所述红外热像机芯包括内嵌的红外热成像ASIC芯片及其外部接口电路板，所述红外热成像ASIC芯片的输入端作为所述红外热像机芯的输入端，第一输出端连接微动电磁阈快门的输入端，第二输出端连接所述外部接口电路板的输入端，所述外部接口电路板的输出端作为所述红外热像机芯的输出端。

8.如权利要求7所述的车辆避障预警系统，其特征在于，所述毫米波雷达包括天线、压控振荡器，混频器，放大器，环路滤波器，信号处理模块，

所述天线为微带驻波阵列天线，包括一组发射天线和两组接收天线，收发频率为24GHz或77GHz，所述压控振荡器的第一输出端连接天线的输入端，第二输出端连接混频器的第一输入端，所述天线的输出端连接混频器的第二输入端，所述混频器的输出端连接放大器的输入端，所述放大器的输出端连接信号处理模块的输入端，所述信号处理模块的输出端作为毫米波雷达的输出端，

所述压控振荡器用于产生高频毫米波，所述高频毫米波包括第一毫米波和第二毫米波，所述天线用于发射所述第一毫米波，并获得反射的第一毫米波，所述混频器用于根据第二毫米波获得本振信号，并根据反射的第一毫米波和本振信号获得中频信号，所述放大器用于根据中频信号得到放大的中频信号，所述环路滤波器用于根据放大的中频信号得到去噪后的放大的中频信号，所述信号处理模块用于根据去噪后的放大的中频信号得到数字信号，并根据数字信号获得障碍物的速度、角度和距离信息。

9.如权利要求8所述的车辆避障预警系统，其特征在于，所述预警系统包括车载屏、灯带预警装置、蜂鸣器预警装置中的一种或并联的几种，所述控制模块的输出端通过复合视频信号接口连接车载屏的输入端，通过晶体管-晶体管逻辑接口连接灯带或蜂鸣器的输入端，

所述车载屏还用于获得带有预警信息的红外图像，所述带有预警信息的红外图像包括目标框注、目标距离、危险报警图标。

10.一种车辆避障预警方法，包括以下步骤：

S1：红外摄像头获得红外图像，红外检测模块根据红外图像获得目标红外信息；毫米波雷达获得障碍物的距离、速度以及方位；毫米波雷达检测模块根据障碍物的距离、速度以及方位获得目标毫米波雷达信息；

S2：融合模块将目标红外信息和目标毫米波雷达信息进行融合，获得融合信息，同时由融合模块判断目标红外信息与融合信息的误差是否超过第一阈值、目标毫米波雷达信息与融合信息的误差是否超过第二阈值，并根据判断结果获得故障传感器的数量，所述传感器为红外摄像头或毫米波雷达，若故障传感器的数量为零则进入S3，若故障传感器的数量为一则排除故障传感器获取的目标信息，保留非故障传感器获取的目标信息作为融合信息，进入S3，否则预警装置获得预警提示，预警结束；

S3：控制模块根据融合信息获得决策信息，预警装置根据决策信息获得预警提示，预警结束。