CN109367480A - 一种基于毫米波雷达的车辆防追尾预警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于毫米波雷达的车辆防追尾预警方法，具体包括如下步骤：S1、通过毫米波雷达检测本车周边物体与本车的相对距离di、相对速度vi以及与雷达发射面垂直方向的夹角αi，i为正整数；S2、剔除空目标与无效目标的采样点；S3、剔除对向车道驶来的车辆和同车道静止物体对应的采样点；S4、选择有效目标对应的采样点；S5、比较所有有效目标的采样点相对于本车的纵向距离si，将纵向距离si最小的有效目标确定为潜在追尾目标；S6、当本车当前车速V＞或＝30km/h时，计算th＝si/V，同时计算tf＝si/vi·cosαi；发出不同的提示信号。本发明方法设计合理，能够有效提高汽车防追尾预警的效果。
Description
技术领域
本发明涉及汽车防追尾预警技术领域，具体为一种基于毫米波雷达的车辆防追尾预警方法。
背景技术
随着我国交通事业的发展，汽车保有量不断增加，而于此带来的道路交通安全事故尤其是追尾事故居高不下，据统计，中国所有高速公路交通事故中，34.29％为追尾碰撞。由于驾驶员注意力不集中导致的大量追尾事故已被认定为汽车主要的安全问题。而有效的车辆防追尾预警装置能对减少交通事故起到重要作用。
毫米波雷达检测距离远，检测范围广，且对检测目标没有区分能力，会检测到除车辆外的其他物体。如果不对雷达数据进行处理，会导致防追尾预警系统出现大量的漏警与虚警。过多的漏警与虚警不仅无法提高行驶安全性，还会引起驾驶员的紧张与焦虑。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于毫米波雷达的车辆防追尾预警方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于毫米波雷达的车辆防追尾预警方法，具体包括如下步骤：
S1、毫米波雷达通过信号处理模块与微处理器连接，微处理器还连接有报警装置；通过毫米波雷达检测本车周边物体的位置信息与速度信息，将每个周边物体单独作为采样点，采样点的序号为i，采样点的位置信息与速度信息包括与本车的相对距离di、相对速度vi以及与雷达发射面垂直方向的夹角αi，i为正整数；
S2、采样点的信息发送周期为50ms一次，将第n+1次采样点的信息与第n次采样点的信息对比，选出空目标和无效目标，剔除空目标与无效目标的采样点，其中，n为采样点信息发送次数；
S3、剔除对向车道驶来的车辆和同车道静止物体对应的采样点，对向车道车辆和同车道静止物体采样点的目标条件为：V+vi·cosαi＜2m/s，其中，V为本车当前车速，设定雷达检测目标远离毫米波雷达的速度为正，设定雷达检测目标接近毫米波雷达的速度为负；
S4、选择有效目标对应的采样点，有效目标的条件为：|di·sinαi-I|＜或＝D，其中，I为毫米波雷达相对于本车中轴线的安装平移量；毫米波雷达在中轴线左侧，安装平移量数值为正；毫米波雷达在中轴线右侧时，安装平移量数值为负；D为本车与旁车道车辆的距离阀值；
S5、比较所有有效目标的采样点相对于本车的纵向距离si，其中，si＝di·cosαi，将纵向距离si最小的有效目标确定为潜在追尾目标；
S6、当本车当前车速V＞或＝30km/h时，对应潜在追尾目标，计算th＝si/V，同时计算tf＝si/vi·cosαi；当th＜或＝2.5s时，发出车距提示信号；当th＜或＝0.6s时，发出车距过近信号；当tf＜或＝3s时，发出追尾警报信号。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S2中空目标的条件为:αi＝0，di＝0。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S2中无效目标的条件为：采样点的目标信号连续出现次数小于5。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S2中无效目标的条件为：αi(n+1)-αi(n)＞或＝3°。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S2中无效目标的条件为：di(n+1)-di(n)＞或＝3m。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S2中无效目标的条件为：vi(n+1)-vi(n)＞或＝3m/s。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S4中D优选为2m。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过毫米波雷达获取本车当前车速与周边物体的位置、速度信息，再对目标信息进行过滤与验证，得到本车车道内的运动车辆，再根据最小纵向距离确定有效目标，最后，通过相对距离与速度计算碰撞时间与设定的碰撞时间阈值对比，确定是否发出警报信号，方法设计合理，能够有效提高汽车防追尾预警的效果。
附图说明
图1为本发明工作过程的示意图；
图2为本发明采用的硬件电路连接示意图；
图3为本发明的原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～3，本发明提供一种技术方案：一种基于毫米波雷达的车辆防追尾预警方法，具体包括如下步骤：
S1、毫米波雷达通过信号处理模块与微处理器连接，微处理器还连接有报警装置；通过毫米波雷达检测本车周边物体的位置信息与速度信息，将每个周边物体单独作为采样点，采样点的序号为i，采样点的位置信息与速度信息包括与本车的相对距离di、相对速度vi以及与雷达发射面垂直方向的夹角αi，i为正整数；毫米波雷达可采用ESR毫米波雷达，ESR毫米波雷达最大能检测到64个目标；毫米波雷达可安装在车头部位。
S2、采样点的信息发送周期为50ms一次，将第n+1次采样点的信息与第n次采样点的信息对比，选出空目标和无效目标，剔除空目标与无效目标的采样点，其中，n为采样点信息发送次数；
其中，空目标的条件为:αi＝0，di＝0。
无效目标的条件为：(1)采样点的目标信号连续出现次数小于5；(2)αi(n+1)-αi(n)＞或＝3°；(3)di(n+1)-di(n)＞或＝3m；(4)vi(n+1)-vi(n)＞或＝3m/s，由于ESR毫米波雷达最多能检测到64个物体，即i为从1到64之间的整数，采样点的信息发送周期为50ms一次，因此，采样点的信息包括了大量的空目标与无效目标，将满足上述任一条件的目标均剔除；
S3、剔除对向车道驶来的车辆和同车道静止物体对应的采样点，对向车道车辆和同车道静止物体采样点的目标条件为：V+vi·cosαi＜2m/s，其中，V为本车当前车速，设定雷达检测目标远离毫米波雷达的速度为正，设定雷达检测目标接近毫米波雷达的速度为负；由于本发明的目标是同车道的车辆，因此需要剔除对向车道驶来的车辆和同车道静止物体。
S4、选择有效目标对应的采样点，有效目标的条件为：|di·sinαi-I|＜或＝D，其中，I为毫米波雷达相对于本车中轴线的安装平移量；毫米波雷达在中轴线左侧，安装平移量数值为正；毫米波雷达在中轴线右侧时，安装平移量数值为负；D为本车与旁车道车辆的距离阀值；由于本发明的的目标是有追尾风险的前方车辆，因此，需要选择出有效目标对应的采样点。
由于我国道路技术规范规定，行车道一般宽度为3.75m，因此，D优选设定为2m。
S5、比较所有有效目标的采样点相对于本车的纵向距离si，其中，si＝di·cosαi，将纵向距离si最小的有效目标确定为潜在追尾目标；
S6、当本车当前车速V＞或＝30km/h时，对应潜在追尾目标，计算th＝si/V，同时计算tf＝si/vi·cosαi；当th＜或＝2.5s时，发出车距提示信号；当th＜或＝0.6s时，发出车距过近信号；当tf＜或＝3s时，发出追尾警报信号。
毫米波雷达通过信号处理模块与微处理器连接，微处理器还连接有报警装置，微处理器上还可以连接显示屏。报警装置可以采用报警闪烁灯、蜂鸣器或扬声器，用来及时提示驾驶人。
本发明方法在使用德尔福公司的ESR毫米波雷达基础上，通过毫米波雷达获取本车当前车速与周边物体的位置、速度信息，再对目标信息进行过滤与验证，得到本车车道内的运动车辆，再根据最小纵向距离确定有效目标，最后，通过相对距离与速度计算碰撞时间与设定的碰撞时间阈值对比，确定是否发出警报信号，方法设计合理，能够有效提高汽车防追尾预警的效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种基于毫米波雷达的车辆防追尾预警方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
S1、毫米波雷达通过信号处理模块与微处理器连接，微处理器还连接有报警装置；通过毫米波雷达检测本车周边物体的位置信息与速度信息，将每个周边物体单独作为采样点，采样点的序号为i，采样点的位置信息与速度信息包括与本车的相对距离di、相对速度vi以及与雷达发射面垂直方向的夹角αi，i为正整数；
S2、采样点的信息发送周期为50ms一次，将第n+1次采样点的信息与第n次采样点的信息对比，选出空目标和无效目标，剔除空目标与无效目标的采样点，其中，n为采样点信息发送次数；
S3、剔除对向车道驶来的车辆和同车道静止物体对应的采样点，对向车道车辆和同车道静止物体采样点的目标条件为：V+vi·cosαi＜2m/s，其中，V为本车当前车速，设定雷达检测目标远离毫米波雷达的速度为正，设定雷达检测目标接近毫米波雷达的速度为负；
S4、选择有效目标对应的采样点，有效目标的条件为：|di·sinαi-I|＜或＝D，其中，I为毫米波雷达相对于本车中轴线的安装平移量；毫米波雷达在中轴线左侧，安装平移量数值为正；毫米波雷达在中轴线右侧时，安装平移量数值为负；D为本车与旁车道车辆的距离阀值；
S5、比较所有有效目标的采样点相对于本车的纵向距离si，其中，si＝di·cosαi，将纵向距离si最小的有效目标确定为潜在追尾目标；
S6、当本车当前车速V＞或＝30km/h时，对应潜在追尾目标，计算th＝si/V，同时计算tf＝si/vi·cosαi；当th＜或＝2.5s时，发出车距提示信号；当th＜或＝0.6s时，发出车距过近信号；当tf＜或＝3s时，发出追尾警报信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的车辆防追尾预警方法，其特征在于：所述步骤S2中空目标的条件为:αi＝0，di＝0。
3.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的车辆防追尾预警方法，其特征在于：所述步骤S2中无效目标的条件为：采样点的目标信号连续出现次数小于5。
4.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的车辆防追尾预警方法，其特征在于：所述步骤S2中无效目标的条件为：αi(n+1)-αi(n)＞或＝3°。
5.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的车辆防追尾预警方法，其特征在于：所述步骤S2中无效目标的条件为：di(n+1)-di(n)＞或＝3m。
6.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的车辆防追尾预警方法，其特征在于：所述步骤S2中无效目标的条件为：vi(n+1)-vi(n)＞或＝3m/s。
7.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的车辆防追尾预警方法，其特征在于：所述步骤S4中D优选为2m。
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