CN109606256B - 一种预防道路车辆碰撞的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种预防道路车辆碰撞的系统和方法。系统包括：车载电源，其在车辆启动状态下为车辆供电；再生能源供电模块，为车辆供电及为车载电源充电；以及车载智能终端，耦接至车载电源和再生能源供电模块，其选择性利用车载电源和再生能源供电模块的供电而保持激活状态，将本车的车速和位置信息发送至其他车辆，并基于从其他车辆获取的其他车辆的车速和位置信息而输出预防碰撞信号。本发明实施例还提供相应的方法。通过本发明实施例提出的车辆防止相互碰撞的智能解决方案，使得车载智能终端保持激活状态，降低了车辆在静止状态下被动发生碰撞的风险，同时车辆在动态行驶时，能够实现距离的实时判断并进行提示以及自动减速或制动。

Description

一种预防道路车辆碰撞的系统和方法

技术领域

本发明总体上涉及车辆控制领域，具体涉及一种预防道路车辆碰撞的系统和方法。

背景技术

随着汽车产业的迅速发展，道路车辆越来越多，交通事故随之也逐渐增加。如何减少道路交通事故的发生，成为社会交通所面临的问题之一。所期望的是提供一种车辆防止相互碰撞的智能解决方案，以使得车辆在不同运行情况下能够大大降低相互碰撞的风险。

发明内容

针对上述问题，本发明的实施例提供一种预防道路车辆碰撞的系统和方法，大大降低车辆发生碰撞的可能性，减少车辆交通事故发生。

在本发明的第一方面，提供一种预防道路车辆碰撞的系统。系统包括：车载电源，其在车辆启动状态下为车辆供电；再生能源供电模块，为车辆供电以及为车载电源充电；以及车载智能终端，耦接至车载电源和再生能源供电模块，车载智能终端选择性利用车载电源和再生能源供电模块的供电而保持激活状态，将本车的车速和位置信息发送至其他车辆，并基于从其他车辆获取的其他车辆的车速和位置信息而输出预防碰撞信号。

在某些实施例中，车载智能终端包括：速度检测模块，实时监测本车的车速；定位模块，确定本车的位置信息；无线收发模块，将本车的车速和位置信息发送至其他车辆，并且从其他车辆接收其他车辆的车速和位置信息；以及处理模块，与无线收发模块、速度检测模块和定位模块耦接，其基于其他车辆的车速和位置信息，确定车辆碰撞的风险等级，并且基于确定的风险等级，输出预防碰撞信号。

在某些实施例中，系统还包括：整车控制器，与车载智能终端、车载电源和再生能源供电模块耦接，整车控制器选择性利用车载电源和再生能源供电模块的供电而保持激活状态，根据来自车载智能终端的预防碰撞信号控制车辆的制动操作；以及人机交互装置，与车载智能终端、车载电源和再生能源供电模块耦接，人机交互装置选择性利用车载电源和再生能源供电模块的供电而保持激活状态，根据来自车载智能终端的预防碰撞信号在视觉、听觉和/或触觉上向用户输出提示。

在某些实施例中，车载智能终端包括控制器局域网络CAN收发模块，其经由本车CAN网络与整车控制器和人机交互装置进行通信。

在某些实施例中，再生能源供电模块包括：太阳能电池；以及光伏控制器，控制太阳能电池向车载智能终端、车载电源、整车控制器和人机交互装置的输出功率。

在某些实施例中，车载智能终端在车辆静止时利用再生能源供电模块的供电并且在车辆行驶时利用车载电源的供电。

在本发明的第二方面，提供一种预防道路车辆碰撞的方法。方法包括：在车载智能终端处，确定本车的供电模式以使得车载智能终端保持激活状态，供电模式包括车载电源供电和再生能源供电模块供电；从其他车辆获取其他车辆的车速和位置信息；以及基于其他车辆的车速和位置信息，输出预防碰撞信号。

在某些实施例中，输出预防碰撞信号包括：基于本车与其他车辆的相对速度和本车与其他车辆的距离，确定车辆碰撞的风险等级；以及基于确定的风险等级，输出预防碰撞信号。

在某些实施例中，输出预防碰撞信号包括：响应于风险等级指示为第一风险等级，输出提示信号，提示信号包括其他车辆的车速和位置信息并且提示信号促使车辆在视觉、听觉和/或触觉上向用户提示风险；以及响应于风险等级指示为第二风险等级，输出紧急制动信号和提示信号，紧急制动信号促使车辆执行紧急制动。

在某些实施例中，输出预防碰撞信号还包括：响应于本车的车速小于预定阈值，仅输出其他车辆的车速和位置信息。

在某些实施例中，方法还包括：确定本车的车速和位置信息；以及向其他车辆发送本车的车速和位置信息。

在某些实施例中，确定本车的供电模式包括：确定本车的行车状态；响应于本车处于行驶状态，确定由车载电源供电；以及响应于本车处于静止状态，确定由再生能源供电模块供电。

通过本发明实施例提出的预防道路车辆碰撞的智能解决方案，使得车载智能终端保持激活状态，降低了车辆在静止状态下被动发生碰撞的风险，同时车辆在动态行驶时，能够实现距离的实时判断并进行提示以及自动减速或制动，从而降低车辆相互碰撞的风险。

附图说明

图1示出根据本发明的一个实施例的预防道路车辆碰撞的系统的示意框图；以及

图2示出根据本发明的一个实施例的预防道路车辆碰撞的方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本发明并不局限于附图和以下实施例。

如本文中所述，术语“包括”及其各种变体可以被理解为开放式术语，其意味着“包括但不限于”。术语“基于”可以被理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”可以被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”可以被理解为“至少一个其它实施例”。

如前所述，本发明实施例旨在提供一种车辆防止相互碰撞的智能解决方案，可以大大降低车辆在多种运行情况下相互碰撞的风险。下面结合附图对本发明实施例作进一步描述。

图1示出了根据本发明的一个实施例的预防道路车辆碰撞的系统100的示意框图。如图所示，系统100包括车载智能终端110，其能够以无线通信方式与道路上其他车辆进行通信。在一个实施例中，本车与其他车辆的车载智能终端110之间可以通过点到点的无线通信技术实现信息的交互，可替代地，也可以通过中继节点而实现信息交互。

车载智能终端110与整车控制器120和人机交互装置130连接，其可以经由控制器局域网络(CAN，Controller Area Network)进行通信。整车控制器120也可以被称为车辆控制单元(VCU，Vehicle Control Unit)，其是实现整车控制决策的核心电子控制单元。人机交互装置130实现车辆与驾驶者或用户在视觉、听觉、触觉等方面的交互，可以包括仪表控制模块(ICM，Instrument Control Module)、声音传感器、振动器等装置。

在一个实施例中，车载智能终端110也可以被称为远程监控单元(RMU，RemoteMonitor Unit)，其包含无线收发模块、速度检测模块、定位模块、CAN收发模块和处理模块。

车载智能终端110的速度检测模块用于实时监测本车的车速。定位模块用于确定本车的位置信息，其可以利用GPS技术得到本车的位置信息。该位置信息可以是经纬度信息、导航地图上的位置信息或者其他可以标定车辆相互位置的信息。无线收发模块可以将本车的车速和位置信息发送给其他车辆，并且从其他车辆接收其他车辆的车速和位置信息。CAN收发模块，具有与本车CAN网络对接的接口，接收来自CAN网络的信息以及向CAN网络发送信息，例如与整车控制器120和人机交互装置130交互。

车载智能终端110的处理模块与无线收发模块、速度检测模块、定位模块和CAN收发模块耦接，其根据其他车辆的车速和位置信息，确定车辆碰撞的风险模式或等级，并且基于确定的风险模式，输出预防碰撞信号。此外，处理模块还将有关信息发送至整车控制器120和人机交互装置130，这些信息包括车辆扭矩信息、位置信息、车速信息、紧急制动信号等等。具体细节将在下文描述。

根据本发明的实施例，系统100的供电系统包括车载电源140和再生能源供电模块。车载电源140通常为车辆的蓄电池，例如12V低压蓄电池。再生能源供电模块包括可以利用再生能源技术而实现辅助或备用供电的装置，例如利用太阳能、风能等发电技术而提供电能的装置。在系统100示出的实施例中，再生能源供电模块包括太阳能电池150和光伏控制器160。太阳能电池150可以为被布置在车顶的太阳能板，光伏控制器160可以采用最大功率点跟踪(MPPT，Maximum Power Point Tracking)控制器，其实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值，协调太阳能电池板、蓄电池及其供电负载的工作。

再生能源供电模块连接至车载智能终端110和人机交互装置130，可选地，其还与整车控制器120连接，以便为这些部件供电。同样地，车载电源140可以为车载智能终端110、整车控制器120和人机交互装置130供电。在白天时，再生能源供电模块可以通过太阳能光伏发电，给车载电源140进行充电，补充电能，防止车载电源140馈电。

系统100能够持续提供车载智能终端110的电源，使得车辆在下电后处于静止状态时，仍然可以保持车载智能终端110处于激活状态。具体而言，通过不同的供电方式，使车载智能终端110处于激活状态。

在一个实施例中，通过车载电源140供电，使得车辆在正常启动状态下，可以给车载智能终端110供电；通过太阳能光伏发电，可以使得车辆在停车状态下，能够给车载智能终端110供电。在白天时，可以通过太阳能光伏发电，给车载电源140进行充电，补充电能；在夜间时，可以通过车载电源140供电和/或再生能源供电模块(如果存储有适当电能)供电。以此方式，使得车载智能终端110能够适应不同的工况，以如下将详细描述的方案防止车辆相互碰撞。

图2示出了根据本发明的一个实施例的预防道路车辆碰撞的方法200的流程图，方法200可以在车辆的任何适合的处理器件处实现，诸如车载智能终端110处。

在210，确定本车的供电模式以使得车载智能终端保持激活状态。在一个实施例中，供电模式包括再生能源供电模块供电和车载电源供电。根据本车的行车状态，车辆在正常启动状态下，通过车载电源140供电，车辆在静止状态下，通过再生能源供电模块供电。以此方式，车载智能终端110始终处于激活状态，进而能够有效防止车辆相互碰撞。

在220，从其他车辆获取其他车辆的车速和位置信息。在车辆正常行驶时，本车的车载智能终端110通过无线收发模块实时监测一定距离范围(例如5公里)内的其他车辆的车载智能终端110发出的速度信号和位置信号。可以理解，如果在一定距离范围内存在多个车辆的车载智能终端110，则本车的车载智能终端110同时接收多个车载智能终端110发出的速度信号和位置信号。

与此同时，车载智能终端110的速度检测模块实时监测本车的车速，定位模块确定本车的位置信息，无线收发模块将本车的车速和位置信息发送给其他车辆的车载智能终端110。

根据本发明的实施例，本车的车载智能终端110在激活状态下，同时也与本车的整车控制器120和人机交互装置130进行通信，发送相应的信号或需求。在车辆正常行驶时，本车的车载智能终端110将接收到的其他车辆所发出的速度信号和位置信号发送到本车的人机交互装置130，并由人机交互装置130显示其他车辆的速度和位置。本车的车载智能终端110还将本车的车速和位置信息发送到本车的人机交互装置130，由人机交互装置130显示出本车的速度和位置。

在230，基于其他车辆的车速和位置信息，输出预防碰撞信号。根据本发明的实施例，车载智能终端110根据本车与其他车辆的相对速度和本车与其他车辆的距离，确定车辆碰撞的风险等级，存在事故风险时，分级处理。

车载智能终端110根据其他车辆的车速和本车的车速，计算车辆之间的相对速度，并且根据其他车辆的位置信息和本车的位置信息，计算车辆之间距离。当车距小于预定安全距离时，根据车辆之间的相对速度将风险确定为不同等级，根据不同的风险等级，车载智能终端110采取相应的措施。

在一个实施例中，当车辆之间的相对速度大于预定阈值时，可以确定此时处于紧急风险状态。另一方面，当车辆之间的相对速度不大于该预定阈值时，可以确定此时处于常规风险状态。

车辆根据确定的风险等级，输出预防碰撞信号。在一个实施例中，当判断存在常规风险时，车载智能终端110将预警提醒信号发送到人机交互装置130，该预警提醒信号可以包括其他车辆的车速和位置信息和/或本车的车速和位置信息，并且促使人机交互装置130生成视觉上、听觉上和/或触觉上明显的提醒，以提示驾驶者附近车辆状态，由驾驶者主动规避风险。驾驶者可以通过主动调整扭矩和车速，避开风险。

当判断存在紧急风险时，车载智能终端110立即发送紧急制动需求给整车控制器120。整车控制器120接收到紧急制动信号，自动控制车辆执行紧急制动。同时，车载智能终端110将预警提醒信号发送到人机交互装置130，通过人机交互装置130生成视觉上、听觉上和/或触觉上明显的提醒，主动向驾驶者提醒风险。

根据本发明的一个实施例，在车辆低速行车(例如10公里/小时)时，车载智能终端110可以仅将本车的速度和位置信息发送到人机交互装置130(以及其他车辆的车载智能终端110)，而并不发送紧急制动需求给整车控制器120，以防止在低速挪车或停车过程中，发生错误的需求。

可以理解，整车控制器120和人机交互装置130所实现的上述预警也可以通过适宜的方式直接在车载智能终端110处实现。同时，道路上的其他车辆将进行相同的处理过程，确定车辆碰撞的风险等级，从而为其他车辆的驾驶者进行提醒或者执行紧急制动，形成双方风险提醒和规避机制，有利于双方驾驶者进行事件处理。

通过本发明实施例提出的防止车辆相互碰撞的方案，使得车辆即使在钥匙关闭状态下或静止时也能向其他车辆和/或本车驾驶者发送位置信号，避免被动碰撞。通过加强人机交互，将风险提前规避，即使在紧急风险中发生碰撞，驾驶员能够在主动提醒风险后，主动进行操作，将伤害降低到最小。此外，不同车辆可以方便地采用本发明实施例提出的防止碰撞方案，在道路交通中适用于所有车型，以降低交通事故的发生。

本领域技术人员可以理解，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种预防道路车辆碰撞的系统，其特征在于，包括：

车载电源，其在车辆启动状态下为车辆供电；

再生能源供电模块，为车辆供电以及为所述车载电源充电；

车载智能终端，耦接至所述车载电源和所述再生能源供电模块，所述车载智能终端在车辆静止时利用所述再生能源供电模块的供电并且在车辆行驶时利用所述车载电源的供电而保持激活状态，将本车的车速和位置信息发送至其他车辆，并基于从预定距离范围内的其他车辆获取的其他车辆的车速和位置信息，确定车辆碰撞的风险等级，并且基于确定的所述风险等级输出预防碰撞信号；

整车控制器，与所述车载智能终端、所述车载电源和所述再生能源供电模块耦接，所述整车控制器在车辆静止时利用所述再生能源供电模块的供电并且在车辆行驶时利用所述车载电源的供电而保持激活状态，当车辆的车速大于预定阈值时，根据来自所述车载智能终端的预防碰撞信号控制车辆的制动操作，当在车辆的车速低于预定阈值时，所述车载智能终端不发送紧急制动需求给整车控制器；以及

人机交互装置，与所述车载智能终端、所述车载电源和所述再生能源供电模块耦接，所述人机交互装置选择性利用所述车载电源和所述再生能源供电模块的供电而保持激活状态，根据来自所述车载智能终端的预防碰撞信号在视觉、听觉和/或触觉上向用户输出提示。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车载智能终端包括：

速度检测模块，实时监测本车的车速；

定位模块，确定本车的位置信息；

无线收发模块，将本车的车速和位置信息发送至其他车辆，并且从其他车辆接收其他车辆的车速和位置信息；以及

处理模块，与所述无线收发模块、所述速度检测模块和所述定位模块耦接，其基于其他车辆的车速和位置信息，确定车辆碰撞的风险等级，并且基于确定的所述风险等级，输出所述预防碰撞信号。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车载智能终端包括控制器局域网络CAN收发模块，其经由本车CAN网络与所述整车控制器和所述人机交互装置进行通信。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述再生能源供电模块包括：

太阳能电池；以及

光伏控制器，控制所述太阳能电池向所述车载智能终端、所述车载电源、所述整车控制器和所述人机交互装置的输出功率。

5.一种预防道路车辆碰撞的方法，其特征在于，包括：

在车载智能终端处，确定本车的行车状态，响应于本车处于行驶状态，确定由车载电源供电，以及响应于本车处于静止状态，确定由再生能源供电模块供电，以使得所述车载智能终端保持激活状态；

从预定距离范围内的其他车辆获取其他车辆的车速和位置信息；

基于本车的车速和位置信息以及其他车辆的车速和位置信息，得到本车与其他车辆的相对速度和本车与其他车辆的距离，以确定车辆碰撞的风险等级，并且基于确定的所述风险等级输出预防碰撞信号；以及

响应于本车的车速大于预定阈值，根据预防碰撞信号控制车辆的制动操作，响应于在车辆的车速低于预定阈值，不进行车辆的制动操作。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中输出预防碰撞信号包括：

响应于所述风险等级指示为第一风险等级，输出提示信号，所述提示信号包括其他车辆的车速和位置信息并且所述提示信号促使车辆在视觉、听觉和/或触觉上向用户提示风险；以及

响应于所述风险等级指示为第二风险等级，输出紧急制动信号和所述提示信号，所述紧急制动信号促使车辆执行紧急制动。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，其中输出预防碰撞信号还包括：

响应于本车的车速小于所述预定阈值，仅输出其他车辆的车速和位置信息。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

确定本车的车速和位置信息；以及

向所述其他车辆发送本车的车速和位置信息。

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