CN108263280A - 一种前方物体碰撞预警系统 - Google Patents

一种前方物体碰撞预警系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种前方物体碰撞预警系统，包括处理单元、侦测单元及预警单元，处理单元分别与侦测单元、预警单元耦连接；所述侦测单元安装在车辆前端，用以侦测本车辆前方物体相对于本车辆的距离及相对径向速度；所述处理单元用以运算侦测单元实时传输的数据并控制所述预警单元的工作状态，所述距离与所述相对径向速度的比值即为碰撞剩余时间，当所述碰撞剩余时间小于预定义的时间时，处理单元控制预警单元，预警单元声光报警明示。该碰撞预警系统能够判断前方物体与本车辆的碰撞剩余时间，并及时语音警报驾驶人，驾驶人通过减速或停车避让避免发生交通碰撞事故。

Description

一种前方物体碰撞预警系统
技术领域
本发明涉及汽车电子领域，特别是一种前方物体碰撞预警系统。
背景技术
碰撞是交通事故的主要成因。无论是车与车的碰撞、车与非机动车的碰撞或车与人的碰撞，都会产生损失，轻者付出一定的经济损失和时间损失，重者则车毁人亡，追悔莫及。
根据统计，如果能提前0.6秒发出告警，则可以减少60％以上的交通碰撞事故；如果能提前1.5秒发出预警，则可减少90％以上的交通碰撞事故。由此，碰撞预警功能引起业界大量关注。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种前方物体碰撞预警系统，该预警系统能够提前侦测前方物体情况，并提前避让，防止事故的发生。
本发明采取的技术方案为：一种前方物体碰撞预警系统，所述前方物体碰撞预警系统包括处理单元、侦测单元及预警单元，处理单元分别与侦测单元、预警单元耦连接；所述侦测单元安装在车辆前端，用以侦测本车辆前方物体相对于本车辆的距离及相对径向速度；所述处理单元用以运算侦测单元实时传输的数据并控制所述预警单元的工作状态，所述距离与所述相对径向速度的比值即为碰撞剩余时间，当所述碰撞剩余时间小于第一预定义的时间时，处理单元控制预警单元，预警单元声光报警明示。
进一步地，所述侦测单元在同一水平面设置有若干个侦测方向。
进一步地，所述侦测单元正前方设置有第一侦测方向，沿顺时针方向偏离第一侦测方向60°设置有第二侦测方向，沿逆时针方向偏离第一侦测方向60°设置有第三侦测方向。
进一步地，所述侦测单元包括雷达机构，该雷达机构包括发射器及接收器；发射器定向向每一侦测方向发射侦测电波，侦测电波被前方物体反射并被接收器接收；通过侦测方向的侦测电波传播及变化而计算出侦测单元与侦测方向上的物体的距离及相对径向速度。
进一步地，所述侦测单元还包括红外线热成像装置，用以感测车辆前方物体；红外线热成像装置与所述处理单元耦连接，红外热成像装置感测前方物体并将热图像传输至处理单元，当碰撞剩余时间小于第二预定义时间值，处理单元控制预警单元，预警单元声光报警明示。
进一步地，所以第二预定义时间值大于第一预定义时间值。
进一步地，该系统还包括设置在车辆内的显示屏，用以实时显示碰撞剩余时间及热图像。
进一步地，该系统还包括设置在车辆上的对外显示的显示屏和/或设置在车辆外侧的喇叭；当车辆停车避让时，所述显示屏和/或喇叭工作，提示行人先行。
进一步地，该系统还包括有斑马线识别单元，所述斑马线识别单元用于识别前方是否有斑马线。
与现有技术相比，该碰撞预警系统能够判断前方物体与本车辆的碰撞剩余时间，并及时语音警报驾驶人，驾驶人通过减速或停车避让避免发生交通碰撞事故；进一步地设置多个侦测方向，预警效果更佳。
附图说明
以下结合附图描述本发明的实施例，其中：
图1为本发明的前方物体碰撞预警系统的方框示意图。
图2为是前方物与车辆上的侦测单元的运动分析图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
请参阅图1及图2，本发明的一种前方物体碰撞预警系统包括处理单元1、侦测单元2、存储单元3及预警单元4。所述处理单元1分别与侦测单元2、存储单元3、预警单元4耦连接。该碰撞预警系统接入电源电路即可开始工作。
所述侦测单元2安装在车辆前端，用以侦测本车辆前方物体相对于本车辆的距离及相对径向速度。侦测单元2在同一水平面设置有若干个侦测方向，优选地，所述侦测单元2正前方设置有第一侦测方向211，沿顺时针方向偏离第一侦测方向60°范围内设置有第二侦测方向212，沿逆时针方向偏离第一侦测方向60°范围内设置有第三侦测方向213(如图2)。所述侦测单元2包括雷达机构21，该雷达机构21包括发射器及接收器。发射器定向向每一侦测方向范围内发射侦测电波，侦测电波被前方物体反射并被接收器接收，通过侦测方向的侦测电波传播及变化而计算出侦测单元与侦测方向上的物体的距离及相对径向速度。
所述处理单元1用以运算侦测单元2实时传输回来的数据并控制所述预警单元4的工作状态。预警单元4包括LED灯明示及语音警报明示。车辆与侦测方向上的物体的距离R及相对径向速度V的比值即为碰撞剩余时间T，即R/V＝T。当所述碰撞剩余时间T小于第一预定义时间值时，处理单元1控制预警单元4，预警单元4声光报警明示：LED灯亮起，语音警报明示。
如物体移动轨迹与车辆移动轨迹不交叉，如行人在道路两侧沿道路方向行走，则预警单元4不工作，车辆可正常行驶。
如物体处于第一侦测方向211，此时若物体静止，则相对径向速度V即为车辆的速度，所述物体与汽车的距离除以车辆速度即为碰撞剩余时间T；若物体朝向汽车运动，则相对径向速度V即为车辆速度加上物体速度，并计算碰撞剩余时间T；若物体移动方向与汽车移动方向相同，则相对径向速度V即为车辆速度减去物体速度，并计算碰撞剩余时间。碰撞剩余时间T小于第一预定义时间值，则预警单元4工作，提醒司机减速停车让行，避免发生碰撞事故。
如图2所示，在第一侦测方向211与第三侦测方向213之间的行人或其他物体向图示的右侧方向移动，搭载侦测单元2的车辆向前直行，处理单元1估算物体与车辆可能交叉的点在交叉点214。通过侦测电波发射及接收，计算此时物体相对于车辆的距离R、物体与车辆的夹角a及物体速度V2。车辆速度V1可通过随车诊断系统或车载自动诊断系统得知，根据夹角a、距离R、车辆速度V1及物体速度V2，可分别计算出物体到达碰撞交叉点214的第一时间T1，及车辆到达碰撞交叉点214的第二时间T2。
若：T1-T2≥Ta，其中Ta为第一预定义时间值，如3秒，说明车辆比物体先到达交叉点214，且可与物体保持安全距离。此时预警单元4不工作，车辆可正常行驶。
若：T2-T1≥Ta，其中Ta为第一预定义时间值，如3秒，说明物体比车辆先到达交叉点214，且可与车辆保持安全距离。此时预警单元4不工作，车辆可正常行驶。
综上所述，当车辆与物体到达交叉点214的时间差大于等于第一预定义时间值，即∣T1-T2∣≥Ta时，预警单元4不工作，车辆可正常行驶。将车辆与物体到达交叉点214的时间差定义为碰撞剩余时间。
当车辆与物体到达交叉点214的时间差小于第一预定义时间值，即∣T1-T2∣＜Ta时，预警单元4工作，提醒司机减速停车让行，避免发生碰撞事故。
第一预定义时间值存储于处理单元1或存储于存储单元3中。
本实施方式中，侦测单元2为雷达机构21，其可根据发射电磁波与接收电磁波相对变化而实时侦测物体相对车辆的径向速度，并根据物体与车辆的实时的相对距离计算实时的碰撞剩余时间T。
当实时的碰撞剩余时间T小于第一预定义时间值时，预警单元4工作，提醒司机减速停车让行，避免发生碰撞事故。
本实施方式中，所述侦测单元2还可包括用以感测人或动物的红外线热成像装置22。红外线热成像装置22与所述处理单元1耦连接，红外热成像装置22感测人或动物并将其热图像传输至所述处理单元1。当碰撞剩余时间小于第二预定义时间值，处理单元1控制预警单元4，预警单元4声光报警明示，提醒司机减速停车让行，避免发生碰撞事故。第二预定义时间值大于第一预定义时间值，如为5秒。
进一步地，该前方物体碰撞预警系统还包括设置在车辆内的显示屏，用以实时显示碰撞剩余时间及热图像，从而使得驾驶人对外部环境更加清楚了解。
本发明的一种前方物体碰撞预警系统还包括斑马线识别单元5，识别前方是否有斑马线，根据斑马线特定的形状识别前方是否有斑马线。
红外线热成像装置22识别斑马线或斑马线附近是否有行人。
若红外线热成像装置22识别斑马线上有行人，则处理单元1控制预警单元4工作，提醒司机减速停车让行，避免违章或碰撞事故。
若红外线热成像装置22识别斑马线附近有行人，侦测单元2侦测行人相对于车辆的距离R1、行人与车辆的夹角a及行人速度V12，可分别计算出行人到达斑马线的第一时间T11，及车辆到达斑马线的第二时间T12。
当车辆到达斑马线的第二时间T12小于行人到达斑马线的第一时间T11，预警单元4不工作，车辆可正常行驶。
当车辆到达斑马线的第二时间T12大于或等于行人到达斑马线的第一时间T11，预警单元4工作，提醒司机减速停车让行，避免违章或碰撞事故。
进一步地，该前方物体碰撞预警系统还包括设置在车辆上的对外显示的显示屏和/或设置在车辆外侧的喇叭，当车辆停车避让时，提示行人先行，避免相互谦让，导致时间浪费。
与现有技术相比，本发明的前方物体碰撞预警系统，判断前方物体与本车辆的碰撞剩余时间，并及时语音警报驾驶人，驾驶人通过减速或停车避让避免发生交通碰撞事故，适用度更广。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种前方物体碰撞预警系统，其特征在于：所述前方物体碰撞预警系统包括处理单元、侦测单元及预警单元，处理单元分别与侦测单元、预警单元耦连接；所述侦测单元安装在车辆前端，用以侦测本车辆前方物体相对于本车辆的距离及相对径向速度；所述处理单元用以运算侦测单元实时传输的数据并控制所述预警单元的工作状态，所述距离与所述相对径向速度的比值即为碰撞剩余时间，当所述碰撞剩余时间小于第一预定义的时间时，处理单元控制预警单元，预警单元声光报警明示。
2.如权利要求1所述的前方物体碰撞预警系统，其特征在于：所述侦测单元在同一水平面设置有若干个侦测方向。
3.如权利要求2所述的前方物体碰撞预警系统，其特征在于：所述侦测单元正前方设置有第一侦测方向，沿顺时针方向偏离第一侦测方向60°设置有第二侦测方向范围，沿逆时针方向偏离第一侦测方向60°设置有第三侦测方向范围。
4.如权利要求1所述的前方物体碰撞预警系统，其特征在于：所述侦测单元包括雷达机构，该雷达机构包括发射器及接收器；发射器定向向每一侦测方向发射侦测电波，侦测电波被前方物体反射并被接收器接收；通过侦测方向的侦测电波传播及变化而计算出侦测单元与侦测方向上的物体的距离及相对径向速度。
5.如权利要求1所述的前方物体碰撞预警系统，其特征在于：所述侦测单元还包括红外线热成像装置，用以感测车辆前方物体；红外线热成像装置与所述处理单元耦连接，红外热成像装置感测前方物体并将热图像传输至处理单元，当碰撞剩余时间小于第二预定义时间值，处理单元控制预警单元，预警单元声光报警明示。
6.如权利要求5所述的前方物体碰撞预警系统，其特征在于：所以第二预定义时间值大于第一预定义时间值。
7.如权利要求5所述的前方物体碰撞预警系统，其特征在于：该系统还包括设置在车辆内的显示屏，用以实时显示碰撞剩余时间及热图像。
8.如权利要求5所述的前方物体碰撞预警系统，其特征在于：该系统还包括设置在车辆上的对外显示的显示屏和/或设置在车辆外侧的喇叭；当车辆停车避让时，所述显示屏和/或喇叭工作，提示行人先行。
9.如权利要求5所述的前方物体碰撞预警系统，其特征在于：该系统还包括有斑马线识别单元，所述斑马线识别单元用于识别前方是否有斑马线。
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