CN109835251A - 车辆前向碰撞预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种车辆前向碰撞预警系统，包括前视摄像头、至少四个距离传感器、车载处理器和报警装置。本发明提供的一种车辆前向碰撞预警系统，本发明提供的一种车辆前向碰撞预警系统，由于配置了四个距离传感器，能准确预判出车头与前方障碍物发生碰撞的位置，进而能给予驾驶员准确的碰撞预警；由于四个距离传感器仅在需要时打开，又节约了能源；由于增加了机器学习模块，避免了落叶、树枝等不影响驾驶安全的障碍物造成系统误报，提高了预警系统的置信度。

Description

车辆前向碰撞预警系统

技术领域

本发明涉及安全驾驶领域，具体涉及一种车辆前向碰撞预警系统。

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。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，预防碰撞功能引起业界大量关注，也有部分以视觉感知为主的产品和以激光雷达探测为主的产品面世，先后进入前装市场。这些产品在避免前向碰撞的同时，也存在难以克服的不足：

随障碍物不同，可能与车辆前方发生碰撞的位置也不同，如前车为轿车，碰撞位置多在前车的车尾，而遇到前车为卡车、工程车等情况，其后部可能有载货超出车长，则碰撞位置可能发生在距离地面较高的位置最容易发生碰撞。而现有的预防碰撞系统难以准确预判车头与前方障碍物发生碰撞的位置，如果统一在车头底部进行障碍物探测，对于距离地面较高的障碍物难以及时给予驾驶员准确的预警。

另一方面，现有技术也存在通过双目或多目摄像头对前方障碍物通过视频图像进行障碍物识别和测距的方案，但对于车载处理器的运算能力要求太高，很难在短时间内实现快速响应。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供的一种车辆前向碰撞预警系统，解决了现有的预防碰撞系统难以准确预判车头与前方障碍物发生碰撞的位置，难以给予驾驶员准确的预警的技术问题。

为了实现上述目的，本发明通过如下技术方案来实现：

一种车辆前向碰撞预警系统，包括前视摄像头、至少四个距离传感器、车载处理器和报警装置；

所述前视摄像头与车载处理器电性连接，用于捕捉车辆前方视场的视频图像，并将捕捉到的前方视频图像传输至车载处理器；

四个所述距离传感器分别安装在车头的左上侧、左下侧、右上侧和右下侧四个位置，并将车辆与前方障碍物的实时距离通过电信号传输至车载处理器；

所述车载处理器通过对前方视频图像的辨析，识别车辆前方障碍物及其基于车头的相对位置，并基于所述相对位置控制打开车头对应位置的距离传感器进行测距，车载处理器还接收距离传感器采集的距离值，并将所述距离值与预设的距离阈值进行比较判定；

当确定到所述距离值小于所述预设的距离阈值时，车载处理器还控制所述报警装置对驾驶员提供声音和/或视觉警报。

可选地，所述前视摄像头为双目或多目摄像头，所述车载处理器基于前方视频图像判断所述障碍物相对于本车的距离以及移动速度，所述车载处理器还基于所述移动速度控制所述障碍物对应位置的所述距离传感器的启动时机。

可选地，所述系统还包括与车载处理器电性连接的车速传感器，所述车载处理器根据车速传感器反馈的本车实时车速调整所述启动时机（速度越快启动时机越早）。

可选地，所述系统还包括机器学习模块，所述机器学习模块与车载处理器电性连接，用于识别并记忆不需检测的障碍物。

可选地，所述系统还包括用于捕捉车辆左侧视场的左视摄像头和用于捕捉车辆右侧视场的右视摄像头，所述左视摄像头和右视摄像头与车载处理器电性连接，将捕捉到的侧方视频图像传输至车载处理器。

可选地，所述车载处理器通过对侧方视频图像的辨析，预测车辆侧方障碍物可能超过本车，则控制打开本车对应一侧的距离传感器。

可选地，所述报警装置还包括前碰撞警示图像，所述前碰撞警示图像动态的显示在车载显示器上，所述车载显示器至少包括后视镜、液晶仪表盘和中控屏的一种或多种。

可选地，所述前碰撞警示图像至少包括与前方障碍物实时距离、实时碰撞时间、车辆虚拟模型的一种或多种，所述车辆虚拟模型上以高亮且醒目的区分颜色标注车载处理器预测的可能碰撞区域。

可选地，所述车载处理器检测到前视摄像头故障即控制至少一个所述距离传感器常开，并通过报警装置提示驾驶员前视摄像头故障。

本发明还提供了一种车辆，包括上述任一项所述的车辆前向碰撞预警系统。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果：

本发明提供的一种车辆前向碰撞预警系统，包括前视摄像头、至少四个距离传感器、车载处理器和报警装置。本发明提供的一种车辆前向碰撞预警系统，本发明提供的一种车辆前向碰撞预警系统，由于配置了四个距离传感器，能准确预判出车头与前方障碍物发生碰撞的位置，进而能给予驾驶员准确的碰撞预警；由于四个距离传感器仅在需要时打开，又节约了能源；由于增加了机器学习模块，避免了落叶、树枝等不影响驾驶安全的障碍物造成系统误报，提高了预警系统的置信度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为车辆前向碰撞预警系统示意图之一；

图2为车辆前向碰撞预警系统示意图之二；

附图标记：

1-前视摄像头、2-距离传感器、3-车载处理器、4-报警装置、5-左视摄像头、6-右视摄像头、7-车速传感器、8-机器学习模块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

请参阅图1-2，本发明提供的一种车辆前向碰撞预警系统，包括前视摄像头1、至少四个距离传感器2、车载处理器3和报警装置4；所述前视摄像头1与车载处理器3电性连接，用于捕捉车辆前方视场的视频图像，并将捕捉到的前方视频图像传输至车载处理器3；四个所述距离传感器2分别安装在车头的左上侧、左下侧、右上侧和右下侧四个位置，并将车辆与前方障碍物的实时距离通过电信号传输至车载处理器3；所述车载处理器3通过对前方视频图像的辨析，识别车辆前方障碍物及其基于车头的相对位置，并基于所述相对位置控制打开车头对应位置的距离传感器2进行测距，车载处理器3还接收距离传感器2采集的距离值，并将所述距离值与预设的距离阈值进行比较判定；当确定到所述距离值小于所述预设的距离阈值时，车载处理器3还控制所述报警装置4对驾驶员提供声音和/或视觉警报。具体地，四个所述距离传感器正常情况下处于常闭模式，仅在需要时打开使用，而不是全程常开，节省了能源，并延长了其使用寿命。优选地，所述左上侧和右上侧的距离传感器应装在轿车引擎盖、大客车后视镜这些尽量靠前靠上部的位置；所述左下侧和右下侧应装在保险杠、格栅等尽量靠近车头底盘的位置。

作为对上述方案的进一步改进，所述前视摄像头还可以基于所述视频图像检测前方障碍物的距离。所述前视摄像头为双目或多目摄像头，所述车载处理器3基于前方视频图像判断所述障碍物相对于本车的距离以及移动速度，所述车载处理器3还基于所述移动速度控制所述障碍物对应位置的所述距离传感器2的启动时机。一种实施例，所述前视摄像头为双目摄像头，所述车载处理器3通过对所述双目摄像头的两幅图像视差的计算，直接对前方景物（图像所拍摄到的范围）进行距离测量，所述车载处理器3还根据距离随时间推移的变化确定所述障碍物相对于本车的移动速度。值得注意的是，在本实施例中，为减轻处理器工作负荷和提高处理器响应时间，仅需处理器粗测一个提前量，并根据得到的提前量打开对应位置的距离传感器，再根据距离传感器进行准确的距离测量。

作为对上述方案的进一步改进，所述系统还包括与车载处理器3电性连接的车速传感器7，所述车载处理器3根据车速传感器7反馈的本车实时车速调整所述启动时机（速度越快启动时机越早）。具体地，根据厂方提供的本车各车速情况下的制动时间的2-3倍为启动时机。因考虑轮胎的磨损程度、路面的粗糙程度、天气状况和驾驶员反应时间等因素，故所述启动时机应比厂方提供的制动时间提前。

作为对上述方案的进一步改进，所述预设的距离阈值为一个可变值，其设定的依据为厂方提供的本车各车速下的制动距离的2-3倍。预设的距离阈值大于制动距离的目的是，提供驾驶员更充分的反应时间。

作为对上述方案的进一步改进，所述系统还包括机器学习模块8，所述机器学习模块8与车载处理器3电性连接，用于识别并记忆不需检测的障碍物，如落叶、树枝、纸屑等不影响安全驾驶或影响较小的障碍物，车载处理器3将筛除此类障碍物，避免因此类障碍物而造成预警系统的误报，提高了预警系统的置信度。优选地，若机器学习模块判定前方障碍物为行驶中的交通工具，即将距离传感器检测的与前车实时车距显示在车载显示器上，并提示驾驶员注意与前车保持安全车距。

作为对上述方案的进一步改进，所述系统还包括用于捕捉车辆左侧视场的左视摄像头5和用于捕捉车辆右侧视场的右视摄像头6，所述左视摄像头5和右视摄像头6与车载处理器3电性连接，将捕捉到的侧方视频图像传输至车载处理器3。具体地，所述车载处理器3通过对侧方视频图像的辨析，预测车辆侧方障碍物可能超过本车，则控制打开本车对应一侧的距离传感器2。此设定用于防止侧方快车突然加塞而造成距离传感器2开启不及时。

作为对上述方案的进一步改进，所述报警装置4还包括前碰撞警示图像，所述前碰撞警示图像动态的显示在车载显示器上，所述车载显示器至少包括后视镜、液晶仪表盘和中控屏的一种或多种。一种实施例，所述前碰撞警示图像动态地显示在后视镜上，驾驶员查看后视镜时，对驾驶员视线干扰较小。另一种实施例，车载显示器设置为汽车的中控屏或中控屏的一部分显示区域，便于驾驶员实时观测得到信息。

作为对上述方案的进一步改进，所述前碰撞警示图像至少包括与前方障碍物实时距离、实时碰撞时间、车辆虚拟模型的一种或多种，所述车辆虚拟模型上以高亮且醒目的区分颜色标注车载处理器3预测的可能碰撞区域。以动态图像的方式给驾驶员以更直观、更准确的信息传达。优选地，随着所述实时距离的逐渐减小，以颜色渐变的形式警示驾驶员，如实时距离大于预设的距离阈值时，显示为绿色，随着距离的缩短颜色逐渐变红，当实时距离小于预设的距离阈值时，显示为醒目的红色。

作为对上述方案的进一步改进，所述车载处理器3检测到前视摄像头1故障即控制至少一个所述距离传感器2常开，并通过报警装置4提示驾驶员前视摄像头1故障。此设定防止因前视摄像头1故障而导致距离传感器2无法正常使用。

基于上述实施例中提供的车辆前向碰撞预警系统，本发明还提供了一种车辆，该车辆包括上述实施例中任意一种车辆前向碰撞预警系统。由于该车辆采用了上述实施例中的车辆前向碰撞预警系统，所以该车辆的有益效果请参考上述实施例。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种车辆前向碰撞预警系统，其特征在于：包括前视摄像头（1）、至少四个距离传感器（2）、车载处理器（3）和报警装置（4）；

所述前视摄像头（1）与车载处理器（3）电性连接，用于捕捉车辆前方视场的视频图像，并将捕捉到的前方视频图像传输至车载处理器（3）；

四个所述距离传感器（2）分别安装在车头的左上侧、左下侧、右上侧和右下侧四个位置，并将车辆与前方障碍物的实时距离通过电信号传输至车载处理器（3）；

所述车载处理器（3）通过对前方视频图像的辨析，识别车辆前方障碍物及其基于车头的相对位置，并基于所述相对位置控制打开车头对应位置的距离传感器（2）进行测距，车载处理器（3）还接收距离传感器（2）采集的距离值，并将所述距离值与预设的距离阈值进行比较判定；

当确定到所述距离值小于所述预设的距离阈值时，车载处理器（3）还控制所述报警装置（4）对驾驶员提供声音和/或视觉警报。

2.根据权利要求1所述的车辆前向碰撞预警系统，其特征在于：所述前视摄像头（1）为双目或多目摄像头，所述车载处理器（3）基于前方视频图像判断所述障碍物相对于本车的距离以及移动速度，所述车载处理器（3）还基于所述距离以及移动速度控制所述障碍物对应位置的所述距离传感器（2）的启动时机。

3.根据权利要求2所述的车辆前向碰撞预警系统，其特征在于：所述系统还包括与车载处理器（3）电性连接的车速传感器（7），所述车载处理器（3）根据车速传感器（7）反馈的本车实时车速调整所述启动时机（速度越快启动时机越早）。

4.根据权利要求1所述的车辆前向碰撞预警系统，其特征在于：所述系统还包括机器学习模块（8），所述机器学习模块（8）与车载处理器（3）电性连接，用于识别并记忆不需检测的障碍物。

5.根据权利要求1所述的车辆前向碰撞预警系统，其特征在于：所述系统还包括用于捕捉车辆左侧视场的左视摄像头（5）和用于捕捉车辆右侧视场的右视摄像头（6），所述左视摄像头（5）和右视摄像头（6）与车载处理器（3）电性连接，将捕捉到的侧方视频图像传输至车载处理器（3）。

6.根据权利要求5所述的车辆前向碰撞预警系统，其特征在于：所述车载处理器（3）通过对侧方视频图像的辨析，预测车辆侧方障碍物可能超过本车，则控制打开本车对应一侧的距离传感器（2）。

7.根据权利要求1所述的车辆前向碰撞预警系统，其特征在于：所述报警装置（4）还包括前碰撞警示图像，所述前碰撞警示图像动态的显示在车载显示器上，所述车载显示器至少包括后视镜、液晶仪表盘和中控屏的一种或多种。

8.根据权利要求7所述的车辆前向碰撞预警系统，其特征在于：所述前碰撞警示图像至少包括与前方障碍物实时距离、实时碰撞时间、车辆虚拟模型的一种或多种，所述车辆虚拟模型上以高亮且醒目的区分颜色标注车载处理器（3）预测的可能碰撞区域。

9.根据权利要求1所述的车辆前向碰撞预警系统，其特征在于：所述车载处理器（3）检测到前视摄像头（1）故障即控制至少一个所述距离传感器（2）常开，并通过报警装置（4）提示驾驶员前视摄像头（1）故障。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的车辆前向碰撞预警系统。