CN108091178B - 基于车联网的车辆防碰撞系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车联网技术领域，具体涉及基于车联网的车辆防碰撞系统，包括后台服务器和多个车载终端，所述车载终端包括定位模块、车牌识别模块、控制模块、提示模块和无线收发模块，定位模块用于获取车辆的实时位置，车牌识别模块用于识别本车辆的车牌号码，控制模块用于将实时位置和车牌号码发送给后台服务器，提示模块用于提示驾驶员所在车辆与其他车辆的车距，无线收发模块用于与后台服务器通信；后台服务器包括通信模块和处理模块，通信模块用于与车载终端通信，处理模块用于处理车距数据。本发明能提前提示驾驶员车辆间距，让驾驶员提前进行防碰撞的工作。

Description

基于车联网的车辆防碰撞系统

技术领域

本发明涉及车联网技术领域，具体涉及基于车联网的车辆防碰撞系统。

背景技术

随着互联网的快速发展，车联网作为智能交通的一种重要手段也变得越来越重要。车联网是由车辆位置、速度和路线等信息构成的交互网络，车辆通过GPS、RFID、传感器和摄像头等装置可以完成自身环境和状态信息的采集，再通过计算机技术对车辆信息进行分析和处理，最终计算出不同车辆的最佳路线并及时汇报路况。

由于道路上车辆的数量增加，使得路况信息变得越来越复杂，复杂的路况信息对驾驶员的路况观察能力要求也越来越高，当驾驶员对路况观察不到位及对周围的车况发现不及时时，很容易引发擦挂及撞车等交通事故，因此，现有技术设计了能应用到汽车上的防碰撞系统，该系统通过雷达或摄像头等传感器采集车辆周围的障碍物信息，并判断车辆与障碍物间的距离来提示驾驶员可能发生的紧急情况。

但是，现有的车辆防碰撞系统存在以下问题：一是需要在车辆与障碍物的距离较近时才进行提示，预防性不足；二是环境对该系统的影响较大，如果视线不佳，难以及时测量到车辆与障碍物的间距并进行提示。

发明内容

本发明意在提供一种基于车联网的车辆防碰撞系统，以在车辆靠近前进行防撞提示。

本方案中的基于车联网的车辆防碰撞系统，包括后台服务器和多个车载终端，所述车载终端包括定位模块、车牌识别模块、控制模块、提示模块和无线收发模块；

定位模块，用于获取车辆的实时位置并发送给控制模块；

车牌识别模块，位于车辆的车牌处，用于识别本车辆的车牌号码并发送给控制模块；

控制模块，用于在获取车牌号码和实时位置后控制无线收发模块进行周期性发送，在从无线收发模块获取后台服务器的车距信息后，控制模块根据从无线收发模块获取的车距信息控制提示模块进行车距提示；

提示模块，用于根据控制模块的控制提示驾驶员所在车辆与其他车辆的车距；

无线收发模块，用于将实时位置和车牌号码发送给后台服务器，并接收来自后台服务器的车距信息；

所述后台服务器包括通信模块和处理模块；

通信模块，用于接收车载终端的实时位置和车牌号码发送给处理模块，并将处理模块处理后得到的车距信息发送给车载终端；

处理模块，用于根据实时位置和车牌号码确定本车辆的位置，处理模块根据实时位置计算本车辆与其他车辆的车距信息，处理模块将车距信息和车牌号码发送给通信模块。

本方案的工作原理及有益效果是，在车辆行驶过程中，控制模块获取定位模块的实时位置和车牌识别模块的车牌号码，然后，控制模块控制无线收发模块将实时位置和车牌号码周期性地发送给后台服务器，后台服务器上的通信模块将实时位置和车牌号码传递给处理模块，处理模块根据实时位置计算该车牌号码所在车辆与其他车辆间的车距信息，例如车距信息可以是“渝AXXXX与渝BXYYX的间距为86m”，处理模块通过通信模块将车距信息和对应的车牌号码发送给无线收发模块，控制模块根据从无线收发模块获取的车距信息和对应的车牌号码控制提示模块提示驾驶员，让驾驶员清楚自己所在车辆与周围车辆的间距，让驾驶员提前注意保持车距，防止与其他车辆的车距过近而发生碰撞。

本方案中在向本车辆发送车距信息前，后台服务器可收到多个车辆的车牌号码和实时位置，后台服务器上的处理模块可计算得到本车辆与其他多台车辆的车距信息，驾驶员能同时获知本车辆与其他多台车辆的车距信息，驾驶员能提前对碰撞进行防范，提前防范碰撞更安全。

在获取车辆实时位置的同时对车牌号码进行实时采集，后台服务器可以根据车牌号码清楚的知道那一辆车具体在什么位置，进而，通过提示出车牌号码的方式让驾驶人员不必猜测就能更为直观快速的用肉眼注意到系统所提示的车辆，提前做出防碰撞操作，进一步提高了车辆在道路上运行的安全性，更进一步地，当在进行多车辆的车队行驶时，通过车牌号码来区分各个车辆，各个驾驶人员直接根据车牌号码来保持车队的队形和与其他车辆的车距，避免插队以及车距过近而造成追尾。

进一步，所述定位模块和车牌识别模块同步向控制模块发送实时位置和车牌号码。

让控制模块同时获取实时位置和车牌号码，将每个车辆的实时位置与其车牌号码进行一一对应，根据车牌号码来确定实时位置代表的车辆，保证同一个车牌号码在同一实时位置处的信息准确性。

进一步，所述后台服务器计算获取到的车牌号码所在车辆与其他车辆的车距信息时，所述处理模块选取小于间距距离范围内的车距信息发送给通信模块。

后台服务器选取小于间距距离范围内的车距信息发送给车载终端上的通信模块，驾驶员收到的车距信息在一定范围内，间距距离根据交通法律法规规定的安全车距为准，例如间距距离设置成100m时，在100m范围内的车距信息发送给驾驶员，让驾驶员提前知晓一定范围的车辆以提前防范车辆间的碰撞，还筛选掉了范围外的车距信息，在一定范围内的车辆数目有限，避免覆盖范围太大而增加车载终端的信息负荷量。

进一步，所述后台服务器还包括数据库模块，所述数据库模块用于存储道路的限速速度对应的安全车距，所述处理模块根据实时位置获取数据库中的安全车距，所述处理模块将安全车距作为间距距离。

由于不同位置的道路限速速度不同，相应地不同限速速度下的安全车距也不相同，例如车速超过每小时100公里时，车辆与同向车道上的其他车辆的安全车距应该保持100m以上，所以当车辆在不同限速速度的道路上行驶时，将在安全车距范围内的车距信息发送给车载终端，保证驾驶员能及时作出防碰撞的反应。

进一步，所述处理模块将限速速度通过通信模块发送给无线收发模块，所述控制模块根据当前道路的限速速度控制无线收发模块的发送周期。

通过道路的限速速度来计算无线收发模块的发送周期，在无线收发模块发送信息的间隔内车辆继续在行驶，设置合适的发送周期能控制发送周期内车辆的行驶路程，例如根据限速速度100km/h确定的发送周期为1s，避免发送周期过大使本车辆在收到与其他车辆的车距信息的误差过大，避免在周期内车辆移动的路程过大而让车距信息的误差过大，周期能保证车距信息数据的有效性，避免数据过期而无法达到防碰撞的目的。

进一步，所述发送周期的计算以车辆时速为限速速度行驶50m的时间为准。

为了遵守交通规则，车辆在道路上的行驶速度一定是小于限速速度的，通过限速速度计算的周期来限制车辆在发送周期内的位移，车辆在发送周期内的行驶路程不会引起较大的误差，例如道路限速速度为100km/h即27.8m/s，如果发送周期设置成4s，那么在发送周期内车辆的路程为111m，车辆行驶的路程超过了限制，给车辆的车距提示误差就较大，此时的发送周期就可以设置成1s，在1s内就算车辆以限速速度进行行驶，车辆在1s内的行程也才27.8m，不会超过50m，避免车辆在发送周期内移动路程太大而错过最佳防撞时期。

附图说明

图1为本发明基于车联网的车辆防碰撞系统实施例一的原理图；

图2为本发明基于车联网的车辆防碰撞系统实施例一的示意性框图；

图3为本发明基于车联网的车辆防碰撞系统实施例二的原理框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明。

实施例一

基于车联网的车辆防碰撞系统，如图1所示，包括后台服务器和多个车载终端，车载终端与后台服务器通过互联网进行通信。

如图2所示，车载终端包括定位模块、车牌识别模块、控制模块、提示模块和无线收发模块；

定位模块用于获取车辆的实时位置并发送给控制模块；

车牌识别模块位于车辆的车牌处，车牌识别模块用于识别本车辆的车牌号码并发送给控制模块；

控制模块用于同步获取车牌号码和实时位置后控制无线收发模块进行周期性发送，控制模块根据当前道路的限速速度控制无线收发模块的发送周期，发送周期的计算以车辆时速为限速速度行驶50m的时间为准，在从无线收发模块获取后台服务器的车距信息后，控制模块根据从无线收发模块获取的车距信息控制提示模块进行车距提示；

提示模块用于根据控制模块的控制提示驾驶员所在车辆与其他车辆的车距；

无线收发模块用于将实时位置和车牌号码发送给后台服务器，在后台服务器计算得到车距信息后，无线收发模块接收来自后台服务器的车距信息。

后台服务器包括通信模块、数据库模块和处理模块；

通信模块用于接收车载终端的实时位置和车牌号码发送给处理模块，并将处理模块处理后得到的车距信息发送给车载终端；

数据库模块用于存储道路的限速速度对应的安全车距，处理模块根据实时位置获取数据库中的安全车距，处理模块将安全车距作为间距距离；

处理模块用于根据实时位置和车牌号码确定本车辆的位置，处理模块将限速速度通过通信模块发送给无线收发模块，处理模块在处理模块根据实时位置计算本车辆与其他车辆的车距信息时，处理模块选取小于间距距离范围内的车距信息发送给通信模块，处理模块将车距信息和车牌号码发送给通信模块。

本实施中所说的本车辆是指处理模块获取的车牌号码所在的车辆，并在计算该车牌号码所在车辆与其他车辆的车距信息。

在具体使用时，控制模块同步获取到定位模块的实时位置和车牌识别模块的车牌号码，定位模块与车牌识别模块使用相同的时序，并在相同的时间点进行发送，实时位置可以是定位模块获取到车辆的经度和维度信息，然后，控制模块控制无线收发模块将实时位置和车牌号码周期性地发送给后台服务器，通过道路的限速速度来计算无线收发模块的发送周期，在无线收发模块发送信息的间隔内车辆继续在行驶，设置合适的发送周期能控制发送周期内车辆的行驶路程，例如道路限速速度为100km/h即27.8m/s，如果发送周期设置成4s，那么在发送周期内车辆的路程为111m，车辆行驶的路程超过了限制，给车辆的车距提示误差就较大，此时的发送周期就可以设置成1s，车辆以限速速度行驶时在发送周期1s内的路程为27.8m，避免发送周期过大使本车辆在收到与其他车辆的车距信息的误差过大，避免在周期内车辆移动的路程过大而让车距信息的误差过大，周期能保证车距信息数据的有效性，避免数据过期而无法达到防碰撞的目的。

为了遵守交通规则，车辆在道路上的行驶速度一定是小于限速速度的，例如车辆的行驶速度为80km/h即22.2m/s，车辆在发送周期1s内的距离为22.2米小于车辆以限速速度行驶的距离27.8,m，通过限速速度计算的周期来限制车辆在发送周期内的位移，车辆在发送周期内的行驶路程不会引起较大的误差，避免车辆在发送周期内移动路程太大而错过最佳防撞时期。

后台服务器上的通信模块将实时位置和车牌号码传递给处理模块，处理模块根据实时位置计算该车牌号码所在车辆与其他车辆间的车距信息，车辆间的车距信息根据两辆车辆的经度和维度进行计算，计算公式采用现有的计算公式，例如车距信息可以是“渝AXXXX与渝BXYYX的间距为86m”，处理模块通过通信模块将车距信息和对应的车牌号码发送给无线收发模块，控制模块根据从无线收发模块获取的车距信息和对应的车牌号码控制提示模块提示驾驶员，让驾驶员清楚自己所在车辆与周围车辆的间距，让驾驶员提前注意保持车距，防止与其他车辆的车距过近而发生碰撞，更进一步地，当在进行多车辆的车队行驶时，通过车牌号码来区分各个车辆，各个驾驶人员直接根据车牌号码来保持车队的队形和与其他车辆的车距，避免插队以及车距过近而造成追尾。

本方案中在向本车辆发送车距信息前，后台服务器可收到多个车辆的车牌号码和实时位置，后台服务器上的处理模块可计算得到本车辆与其他多台车辆的车距信息，后台服务器选取小于间距距离范围内的车距信息发送给车载终端上的通信模块，间距距离根据道路的限速速度进行设定，由于不同位置的道路限速速度不同，相应地不同限速速度下的安全车距也不相同，例如车速超过每小时100公里时，车辆与同向车道上的其他车辆的安全车距应该保持100m(该安全车距根据交通法律法规的规定进行设定)以上，所以当车辆在不同限速速度的道路上行驶时，将在安全车距范围内的车距信息发送给车载终端，驾驶员收到的车距信息在一定范围内，例如间距距离设置成100m时，在100m范围内的车距信息发送给驾驶员，让驾驶员提前知晓一定范围的车辆以提前防范车辆间的碰撞，还筛选掉了范围外的车距信息，在一定范围内的车辆数目有限，避免覆盖范围太大而增加车载终端的信息负荷量。

驾驶员能同时获知本车辆与其他多台车辆的车距信息，驾驶员能提前对碰撞进行防范，提前防范碰撞更安全。

实施例二

与实施例一的区别在于，如图3所示，车载终端还包括第一采集模块和第二采集模块，第一采集模块使用时设置在靠近发动机位置处，第一采集模块用于对发动机运行时的声音信号进行采集，第二采集模块使用时位于靠近车轮位置处，第二采集模块用于对轮胎运转时的声音信号进行采集，控制模块获取第一采集模块和第二采集模块中的声音信号，控制模块将从第一采集模块和第二采集模块获取的声音信号进行减法运算。

在控制模块中内置有发动机正常运转时的声音信号，当发动机出现故障时，发动机运转时的声音会产生变化，控制模块将得到的发动机声音信号与内置的声音信号进行匹配，当匹配失败时，控制模块控制提示模块提示驾驶员注意发动机问题，以提前发现发动机问题，避免车辆内部故障导致在车辆防撞时无法及时按照驾驶员的操作进行运转，该声音信号的采集、匹配和分析属于现有技术，在此不再赘述。

然而，当车辆在行驶过程中遇到减速带等障碍时，车辆抖动会使发动机处跟着抖动，发动机抖动时产生的声音夹杂在发动机运行时的声音中，所以控制模块将第一采集模块减去第二采集模块采集到的声音信号排除车辆行驶过程中减速带对发动机的影响，提高第一采集模块采集到声音信号的准确性，避免路面障碍使采集到的发动机的声音信号夹杂着障碍带来的声音信号而误判成发动机故障，提高本系统检测过程中准确性。

Claims (4)

1.基于车联网的车辆防碰撞系统，包括后台服务器和多个车载终端，其特征在于：所述车载终端包括定位模块、车牌识别模块、控制模块、提示模块和无线收发模块；

定位模块，用于获取车辆的实时位置并发送给控制模块；

车牌识别模块，位于车辆的车牌处，用于识别本车辆的车牌号码并发送给控制模块；

控制模块，用于在获取车牌号码和实时位置后控制无线收发模块进行周期性发送，在从无线收发模块获取后台服务器的车距信息后，控制模块根据从无线收发模块获取的车距信息控制提示模块进行车距提示；

提示模块，用于根据控制模块的控制提示驾驶员所在车辆与其他车辆的车距；

无线收发模块，用于将实时位置和车牌号码发送给后台服务器，并接收来自后台服务器的车距信息；

所述后台服务器包括通信模块和处理模块；

通信模块，用于接收车载终端的实时位置和车牌号码发送给处理模块，并将处理模块处理后得到的车距信息发送给车载终端；

处理模块，用于根据实时位置和车牌号码确定本车辆的位置，处理模块根据实时位置计算本车辆与其他车辆的车距信息，处理模块将车距信息和车牌号码发送给通信模块，所述处理模块将限速速度通过通信模块发送给无线收发模块，所述控制模块根据当前道路的限速速度控制无线收发模块的发送周期，所述发送周期的计算以车辆时速为限速速度行驶50m的时间为准；

车载终端还包括第一采集模块和第二采集模块，第一采集模块用于对发动机运行时的声音信号进行采集，第二采集模块用于对轮胎运转时的声音信号进行采集，控制模块获取第一采集模块和第二采集模块中的声音信号，控制模块将从第一采集模块和第二采集模块获取的声音信号进行减法运算，在控制模块中内置有发动机正常运转时的声音信号，控制模块将从第一采集模块和第二采集模块获取的声音信号进行减法运算得到的发动机声音信号与内置的声音信号进行匹配，当匹配失败时，控制模块控制提示模块提示驾驶员注意发动机问题。

2.根据权利要求1所述的基于车联网的车辆防碰撞系统，其特征在于：所述定位模块和车牌识别模块同步向控制模块发送实时位置和车牌号码。

3.根据权利要求1所述的基于车联网的车辆防碰撞系统，其特征在于：所述后台服务器计算获取到的车牌号码所在车辆与其他车辆的车距信息时，所述处理模块选取小于间距距离范围内的车距信息发送给通信模块。

4.根据权利要求3所述的基于车联网的车辆防碰撞系统，其特征在于：所述后台服务器还包括数据库模块，所述数据库模块用于存储道路的限速速度对应的安全车距，所述处理模块根据实时位置获取数据库中的安全车距，所述处理模块将安全车距作为间距距离。

Images