CN109094454A - 车载预警系统及方法 - Google Patents

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CN109094454A CN201811154440.7A CN201811154440A CN109094454A CN 109094454 A CN109094454 A CN 109094454A CN 201811154440 A CN201811154440 A CN 201811154440A CN 109094454 A CN109094454 A CN 109094454A
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Abstract

本发明揭示一种车载预警系统包括控制器；以及与控制器连接的摄像头、拾音器、车速传感器、微波雷达、显示器、扬声器以及报警装置。一种车载预警方法包括以下步骤，采集影像和音频数据，判断是否有障碍物，采集车辆及阻波物速度数据，判断阻波物与车辆之间是否在安全距离内。本申请通过摄像头以及拾音器获得车辆周边以及底盘的影像信息，通过车速传感器以及微波雷达获得车辆的前后的阻波物的速度信息，并通过控制器分析处理后，于显示器进行车辆周边以及底盘的影像显示，计算出安全车辆与阻波物之间的安全距离，并用报警装置进行安全报警，使得驾驶员提前做出预判，避免安全隐患。

Description

车载预警系统及方法
技术领域
本发明涉及安全驾驶技术领域，具体地，涉及一种车载预警系统及方法。
背景技术
随着社会的发展，车辆的数量与种类也日益增多，而且辆驾驶环境以及状况也具有多样性，导致交通事故频繁发生，尤其是对于大货车、大客车等大型车体的车辆来说，其安全隐患更为突出；首先，大型车辆的车体更宽更长，驾驶员往往无法清晰的观察到车体周边的全部状况，例如车辆尾部的两角位置，因为倒后镜反射距离较远，又在倒车影像的拍摄范围之外，让驾驶员无法清晰判断该处的具体情况；其次，大型车辆的车体底盘较高，驾驶员往往会忽视车辆底部的情况，例如一些小动物会钻入车底驾驶员无法第一时间察觉，启动汽车或停车时会造成惨剧发生；最后，大型车辆的质量高，其在行驶时的惯性较大，刹车距离长，驾驶员需要提前预警刹车才能避免交通事故的发生；而现有技术中，大型车辆的预警往往是驾驶员依靠车载雷达、倒车影像以及倒后镜的配合来完成危险预判，无法避免一些安全隐患的发生。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种车载预警系统及方法。
本发明公开的一种车载预警系统包括控制器；以及
与控制器连接的摄像头、拾音器、车速传感器、微波雷达、显示器、扬声器以及报警装置。
根据本发明一实施方式，摄像头以及拾音器的数量均为多个，且摄像头的数量与拾音器的数量一致；多个拾音器分别对应设于多个摄像头；多个摄像头分别设于车辆的周边以及底盘，多个摄像头用于采集车辆周边以及底盘的影像数据并传递至控制器；多个拾音器用于采集车辆周边以及底盘的音频数据并传递至控制器。
根据本发明一实施方式，控制器包括图像处理器以及音频处理器；图像处理器分别与显示器以及多个摄像头连接；音频处理器分别与扬声器以及多个拾音器连接；
图像处理器用于处理多个摄像头传递的影像数据，并发送处理后影像至显示器进行显示；音频处理器用于处理多个拾音器传递的音频数据，并发送处理后音频至扬声器进行播放。
根据本发明一实施方式，微波雷达的数量为两个，两个微波雷达分别设于车辆的前端和后端；微波雷达用于采集车辆前方和后方阻波物的速度数据。
根据本发明一实施方式，控制器还包括微处理器；微处理器分别与车速传感器、报警装置以及两个微波雷达连接；
车速传感器用于采集车辆的速度数据并传递至微处理器；两个微波雷达分别采集车辆前方和后方阻波物的速度数据并传递至微处理器；微处理器根据车辆的速度数据、车辆前方阻波物的速度数据以及车辆后方阻波物的速度数据，计算出车辆与两个阻波物之间安全距离，并根据安全距离数据发出相应警示信号至报警装置。
根据本发明一实施方式，微处理器与显示器连接；微处理器发送车辆与两个阻波物之间的安全距离数据至显示器进行显示。
根据本发明一实施方式，微处理器发送警示信息至显示器进行显示。
根据本发明一实施方式，其还包括定位器；定位器与控制器连接；定位器用于车辆的定位，并发送车辆的定位数据至控制器。
一种车载预警的方法，包括以下步骤：
S1，采集车辆周边和底部的影像以及音频数据；
S2，根据影像以及音频数据判断车辆的周边区域以及底部区域是否有障碍物；如为是，发出警示信号；如为否，则执行下一步；
S3，采集车辆的速度数据以及车辆前方和后方的阻波物的速度数据；
S4，根据车辆的速度数据以及车辆前方和后方的阻波物的速度数据计算出车辆与两个阻波物之间的安全距离；
S5，判断安全距离是否小于预设安全距离；如为是，发出警示信号。
根据本发明一实施方式，S5步骤之后还包括以下步骤：
警示信号于显示器进行显示。
本申请的车载预警系统通过摄像头以及拾音器获得车辆周边以及底盘的影像信息，通过车速传感器以及微波雷达获得车辆的前后的阻波物的速度信息，并通过控制器分析处理后，于显示器进行车辆周边以及底盘的影像显示，计算出安全车辆与阻波物之间的安全距离，并用报警装置进行安全报警，使得驾驶员提前做出预判，避免安全隐患。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为实施例1中车载预警系统控制框图；
图2为实施例2中车载预警方法的流程图。
具体实施方式
以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
实施例1：
参照图1，图1为实施例1中车载预警系统控制框图。本实施例中车载预警系统包括控制器1、摄像头2、拾音器3、车速传感器4、微波雷达5、显示器6、扬声器7、报警装置8以及定位器9。控制器1分别与摄像头2、拾音器3、车速传感器4、微波雷达5、显示器6、扬声器7、报警装置8以及定位器9连接。控制器1用于数据处理，摄像头2用于影像或图像数据的采集，拾音器3用于音频数据采集，车速传感器4用于车辆的速度数据采集，微波雷达5用于阻波物的速度数据采集，显示器6用于影像或图像的显示，扬声器7用于音频的播放，报警装置8用于发出报警声音，定位器9用于车辆的定位。
控制器1包括图像处理器11、音频处理器12以及微处理器13。图像处理器11用于影像以及图像数据的处理，图像处理器11可采用HD系列的GPU芯片进行图像或影像数据的处理；音频处理器12用于音频数据的处理，具体可采用DSP音频处理器；微处理器13用于数据处理以及逻辑控制，例如可采用ARM9系列的微处理器芯片。
摄像头2的数量为多个，多个摄像头2分别设于车辆的周边以及底盘，具体的，多个摄像头2分别设于车辆的前端、后端、两侧车门处以及底盘，例如，车辆的前保险杠、后保险杠、两侧车门的中间以及底盘架上，通过多个摄像头2的均匀分布于车辆的周边以及底盘，可全方位的采集车辆周边以及底盘的影像或图像数据，若车辆为大型车辆则可通过设置较多数量摄像头2，具体的摄像头2的数量可根据实际车辆的大小进行设置，例如5-10个等；实施例中的摄像头2的数量为六个，四个摄像头2分别设于车辆的前端、后端以及两侧，其余两个分布设于车辆的底盘，通过六个摄像头2完成车辆的周边区域以及底部区域的影像或图像拍摄。此外，摄像头2具体可采用双目摄像头，双目摄像头模拟人体的双眼从两个不同的方位看到的景象，可增加影像的三维立体感，具体的，双目摄像头从两个点拍摄一个障碍物，取在不同视角下的图像，根据图像之间像素的匹配关系，通过三角测量原理计算出像素之间的偏移来获取障碍物的三维信息，得到了障碍物的景深信息，就可以计算出障碍物与双目摄像头之间的实际距离。
图像处理器11分别与多个摄像头2以及显示器6连接，多个摄像头2采集的影像或图像数据传递至图像处理器11，图像处理器11对多个摄像头2传递过来的图像或影像数据进行处理，而后再发送至显示器6进行显示，驾驶员通过观察显示器6显示图像或影像，就可以观察到车辆周边以及车底的图像或影像，可在车辆启动以及停车时，进行实时判断驾驶，以此来消除在驾驶员视觉盲区处安全隐患，保证车辆启动或停车的安全，此外驾驶员还可以配合车辆自身的车载雷达、倒车影像以及倒后镜进一步避免安全问题的产生。
图像处理器11与显示器6之间具体可通过数据线直接连接，而图像处理器11与多个摄像头2之间具体可通过数据线连接，或者通过各自附带蓝牙器进行无线连接。具体的，以图像为例，显示器6的图像显示过程如下，多个摄像头2每隔一秒拍摄一次车辆周边以及底部的图像，而后传递至图像处理器11，图像处理器11对摄像头2拍摄的图像进行清晰化处理，而后用下一秒拍摄的图像覆盖叠加在上一秒的拍摄的图像上，实现图像的叠加更新，而后依次传递图像至显示器6显示，通过此种图像重叠技术，实现对车辆周边区域以及车辆底部区域图像的实时更新，驾驶员根据实时更新在显示器6上图像观察车辆周边以及底部的图像，寻找可能出现的安全隐患，并做出相对应的判断，此外，显示器6显示时可采用九宫格形式对车辆周边以及底部不同区域位置的图像进行显示，例如，位于车辆前方摄像头2拍摄的图像在九宫格的上方，位于车辆后方摄像头2拍摄的图像在九宫格下方，位于车辆底部摄像头2拍摄的图像在九宫格的中间，其余的摄像头2拍摄的图像位于九宫格两侧，以此直观的九宫格位置图像可以让驾驶员更直接的进行判断。若摄像头2为双目摄像头，则可通过获取障碍物的三维信息判断出图像中障碍物距离摄像头之间的距离，可在显示器6上同步显示障碍物距离摄像头2的距离信息，此处的距离信息即为警示信息，例如，障碍物距离车辆距离为0.5米，在显示器6上进行红色闪烁报警，使得驾驶员可清晰看到车辆周边以及车辆底部的障碍物影像以及障碍物距离车辆的距离，进一步完善车辆周边以及底部的影像信息，帮助驾驶员做出正确的驾驶行为，避免安全隐患。
拾音器3的数量为多个，且拾音器3的数量与的摄像头2数量一致；多个拾音器3分别对应设于多个摄像头2，使得拾音器3的采集音频数据的区域与摄像头2的镜头拍摄区域重叠，通过多个拾音器3可采集车辆周边以及底盘的音频数据，即车辆周边以及底部的声音；具体的，拾音器3可采用数字拾音器，其可把采集的模拟音频信号转化为数字音频信号并进行传送。音频处理器12分别与多个拾音器3以及扬声器7连接，具体的可通过数据线直接连接，多个拾音器3采集的音频数据传递至音频处理器12，音频处理器12对多个拾音器3传递过来的音频数据进行处理，例如，去噪处理，而后发送至扬声器7进行播放，驾驶员根据听到的声音，可根据显示器6显示的影像配合判断出车辆周边以及底部是否有活物，在车辆启动以及停车时，使得驾驶员可进一步对视觉盲区进行安全隐患的判断。
微波雷达5的数量为两个，两个微波雷达5分别设于车辆的前端和后端，具体的，微波雷达5分别设有车辆的前保险杠以及后保险杠；微波雷达5用于采集车辆前方和后方阻波物的速度数据，此处的阻波物可为车辆或其他移动障碍物。微波是波长很短的无线电波，其方向性好，速度等于光速，车辆前端和后端微波遇到其他的阻波物会立即被反射回来，再被雷达测速计接收，如此一来一回，不过几十万分之一秒的时间，由电磁波往返时间，测得阻波物的距离，通过计算即可得知阻波物的车速。微处理器13分别与车速传感器4、报警装置8、定位器9以及两个微波雷达5连接，具体的可通过数据线直接连接。车速传感器4用于采集车辆的速度数据并传递至微处理器13，具体的，车速传感器4可为光电式车速传感器、霍尔效应传感器或磁电式车速传感器，其设置在驱动桥壳或变速器壳内，微处理器13可通过连接车辆的CAN总线获得车速传感器4传递的车辆速度信息；定位器9用于车辆的定位，并发送车辆的定位数据至微处理器13，微处理器13根据定位器9，不同时间点的定位数据的变化，可计算出车辆的行驶速度，可与车速传感器4的测得的速度进行核实验证，确保车辆车速测量的精确。
两个微波雷达5分别采集车辆前方和后方阻波物的速度数据并传递至微处理器13，微处理器13根据车辆的速度数据、车辆前方阻波物的速度数据以及车辆后方阻波物的速度数据，计算出车辆与两个阻波物之间安全距离，并发出相应警示信号至报警装置8，例如，车辆的速度为每小时80千米，其前方阻波物的速度为每小时60千米，在距离前方阻波物100-150米时，微处理器13即可发出相应警示信号至报警装置8，通过报警装置8提示驾驶员注意前方阻波物，具体的，报警装置8为蜂鸣器，警示信号为峰鸣音，通过峰鸣音可使得驾驶员瞬间警觉，提前进行刹车等预警处理，避免安全隐患的产生。此外，微处理器13与显示器6连接，微处理器13发送车辆与两个阻波物之间的安全距离数据至显示器6进行显示，或微处理器13发送警示信息至显示器6进行显示，例如警示信息可为靠近前车危险距离，请减速或避让，驾驶员根据警示信息，做出正确的驾驶行为，进一步避免安全隐患的产生。
实施例2：
参照图2，图2为实施例2中车载预警方法的流程图。本实施例中的车载预警的方法包括以下步骤：
S1，通过摄像头2以及拾音器3分别采集车辆周边、车辆底部的影像以及音频数据。
S2，图像处理器11以及音频处理器12根据影像以及音频数据判断车辆的周边区域以及底部区域是否有障碍物；如为是，报警装置8发出警示信号，此处的警示信号为车辆与障碍物之间的距离信息；如为否，则执行下一步。
S3，车速传感器4采集车辆的速度数据，微波雷达5采集车辆前方和后方的阻波物的速度数据。
S4，微处理器13根据车辆的速度数据以及车辆前方和后方的阻波物的速度数据计算出车辆与两个阻波物之间的安全距离。
S5，判断安全距离是否小于预设安全距离，此处预设安全距离可为国家高速公路规定时速的安全距离；如为是，报警装置8发出警示信号，此处警示信号为车辆与阻波物之间的距离信息和蜂鸣声；如为否，重新执行S1。
S6，警示信号中的距离信息于显示器6进行显示。
上仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种车载预警系统，其特征在于，包括：
控制器(1)；以及
与所述控制器(1)连接的摄像头(2)、拾音器(3)、车速传感器(4)、微波雷达(5)、显示器(6)、扬声器(7)以及报警装置(8)。
2.根据权利要求1所述的车载预警系统，其特征在于，所述摄像头(2)以及拾音器(3)的数量均为多个，且摄像头(2)的数量与拾音器(3)的数量一致；多个所述拾音器(3)分别对应设于多个所述摄像头(2)；多个所述摄像头(2)分别设于车辆的周边以及底盘；多个所述摄像头(2)用于采集车辆周边以及底盘的影像数据并传递至所述控制器(1)；多个所述拾音器(3)用于采集车辆周边以及底盘的音频数据并传递至所述控制器(1)。
3.根据权利要求2所述的车载预警系统，其特征在于，所述控制器(1)包括图像处理器(11)以及音频处理器(12)；所述图像处理器(11)分别与所述显示器(6)以及多个摄像头(2)连接；所述音频处理器(12)分别与所述扬声器(7)以及多个拾音器(3)连接；
所述图像处理器(11)用于处理多个所述摄像头(2)传递的影像数据，并发送处理后影像至所述显示器(6)进行显示；所述音频处理器(12)用于处理多个所述拾音器(3)传递的音频数据，并发送处理后音频至所述扬声器(7)进行播放。
4.根据权利要求1所述的车载预警系统，其特征在于，所述微波雷达(5)的数量为两个，两个所述微波雷达(5)分别设于车辆的前端和后端；所述微波雷达(5)用于采集车辆前方和后方阻波物的速度数据。
5.根据权利要求4所述的车载预警系统，其特征在于，所述控制器(1)还包括微处理器(13)；所述微处理器(13)分别与所述车速传感器(4)、报警装置(8)以及两个微波雷达(5)连接；
所述车速传感器(4)用于采集车辆的速度数据并传递至所述微处理器(13)；两个所述微波雷达(5)分别采集车辆前方和后方阻波物的速度数据并传递至所述微处理器(13)；所述微处理器(13)根据车辆的速度数据、车辆前方阻波物的速度数据以及车辆后方阻波物的速度数据，计算出车辆与两个阻波物之间安全距离，并根据安全距离数据发出相应警示信号至所述报警装置(8)。
6.根据权利要求5所述的车载预警系统，其特征在于，所述微处理器(13)与所述显示器(6)连接；所述微处理器(13)发送车辆与两个阻波物之间的安全距离数据至所述显示器(6)进行显示。
7.根据权利要求6所述的车载预警系统，其特征在于，所述微处理器(13)发送警示信息至所述显示器(6)进行显示。
8.根据权利要求1所述的车载预警系统，其特征在于，其还包括定位器(9)；所述定位器(9)与所述控制器(1)连接；所述定位器(9)用于车辆的定位，并发送车辆的定位数据至控制器(1)。
9.一种车载预警的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，采集车辆周边和底部的影像以及音频数据；
S2，根据影像以及音频数据判断车辆的周边区域以及底部区域是否有障碍物；如为是，发出警示信号；如为否，则执行下一步；
S3，采集车辆的速度数据以及车辆前方和后方的阻波物的速度数据；
S4，根据车辆的速度数据以及车辆前方和后方的阻波物的速度数据计算出车辆与两个阻波物之间的安全距离；
S5，判断安全距离是否小于预设安全距离；如为是，发出警示信号。
10.根据权利要求9所述的车载预警的方法，其特征在于，所述S5步骤之后还包括以下步骤：
所述警示信号于显示器进行显示。
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