CN110491169A - 基于毫米波的车距警示方法及装置 - Google Patents

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张光锋
李珊
史强
张琪
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    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开一种基于毫米波的车距警示方法及装置，全天候工作、测量精度高。本发明的车距警示方法，包括如下步骤：(10)车距识别：采用毫米波，测量计算出同一车道上任意两辆车之间的距离；(20)数据获取：获取两辆车之间的距离信息及拍摄到的车牌图像；(30)数据分析：对车距进行判定，并对车牌进行识别；(40)地面警示：确定车距小于安全车距，发出警示。本发明的车距警示装置包括车距识别端(1)和地面警示端(2)，用于根据所得到的车距信息及车牌信息，判定同一车道上任意两辆车之间的距离是否低于安全距离，若低于安全距离则向车主发出警示，提醒车主减速并注意控制车距。

Description

基于毫米波的车距警示方法及装置
技术领域
本发明属于交通安全措施技术领域，特别是一种基于毫米波的车距警示方法及装置。
背景技术
各地区交通事故频发大多数是因为两辆车之间的车距过近，司机反映不及时，因此当车距过近时产生警示对行车安全具有重大意义。
在高速公路上，对同一车道上任意两辆车之间的距离进行测量，是预防、减少事故发生、也是减少事故伤亡率的有效方式之一。
近年来，随着科学技术的不断发展，对车距测量的要求不断提高，同时车距测量技术也得到了长足的发展。根据测量方法的不同，车距测量方法分别有利用超声测量车距、单双摄像头切换方法测量车距、红外图像测量车距以及传感器测量车距等。
采用超声测量车距是最原始的测距办法，但是最多只能测距24米，远不能满足高速公路的安全车距要求。另外，利用红外图像测距近年来也逐渐发展起来，但是红外测量的分辨率和精确性还有待提高，而且，如果遇到恶劣天气，由于红外线受到干扰，测量的准确度会大大降低。
因此，现有技术存在的问题是：车距测量精度不够高、易受天气影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于毫米波的车距警示方法，全天候工作、测量精度高。
本发明的另一目的在于提供一种基于毫米波的车距警示装置。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种基于毫米波的车距警示方法，包括如下步骤：
(10)车距识别：采用毫米波，测量计算出同一车道上任意两辆车之间的距离；
(20)数据获取：获取两辆车之间的距离信息及拍摄到的车牌图像；
(30)数据分析：对车距进行判定，并对车牌进行识别；
(40)地面警示：确定车距小于安全车距，发出警示。
实现本发明另一目的的技术解决方案为：
一种基于毫米波的车距警示装置，包括：
车距识别端1，用于采用毫米波，测量计算出同一车道上任意两辆车之间的距离；对车辆行进方向进行扫描；得到车牌的光学图像；
地面警示端2，用于根据车距识别端1所得到的车距信息及车牌信息，判定同一车道上任意两辆车之间的距离是否低于安全距离，若低于安全距离则向车主发出警示，提醒车主减速并注意控制车距；
所述地面警示端2与车距识别端1通过有线或无线数据相连。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
1、全天候工作：无源毫米波穿透能力强，不受天气和时段的影响，能全天时、全天候工作。
2、测量精度高：无源毫米波的波长相对较短并且角度分辨率与工作波长成正比，所以毫米波的段角度分辨率相对较高，因此可以认为利用毫米测量的测量精度相对较高。
3、抗干扰能力强：使用全向天线，其在车辆行进方向上发射和接收电磁波特别强，而在其他方向上发射及接收电磁波则为零或极小，增强了抗干扰能力。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明基于毫米波的车距警示方法的主流程图。
图2为本发明基于毫米波的车距警示装置的结构示意图。
图中，车距识别端1，地面警示端2。
摄像机11，全向天线12，毫米波辐射计13，中央控制模块14，数据采集模块15和存储模块16。
数据分析模块21，图像分析模块22，地面警示模块23和车主24。
具体实施方式
如图1所示，本发明基于毫米波的车距警示方法，包括如下步骤：
(10)车距识别：采用毫米波，测量计算出同一车道上任意两辆车之间的距离；
(20)数据获取：获取两辆车之间的距离信息及拍摄到的车牌图像；
(30)数据分析：对车距进行判定，并对车牌进行识别；
(40)地面警示：确定车距小于安全车距，发出警示。
所述(10)车距识别步骤中，毫米波由毫米波辐射计提供。
所述(40)地面警示步骤中，安全车距为50米。
所述毫米波辐射计采用3mm/8mm波段天线。
如图2所示，本发明基于毫米波的车距警示装置，包括：
车距识别端1，用于采用毫米波，测量计算出同一车道上任意两辆车之间的距离；对车辆行进方向进行扫描；得到车牌的光学图像；
地面警示端2，用于根据所得到的车距信息及车牌信息，判定同一车道上任意两辆车之间的距离是否低于安全距离，若低于安全距离则向车主发出警示，提醒车主减速并注意控制车距。
所述车距识别端1包括摄像机11、全向天线12、毫米波辐射计13、中央控制模块14、数据采集模块15以及存储模块16；
所述摄像机11，用于拍摄车辆的车牌信息；
所述全向天线12，用于对车辆进行扫描；
所述毫米波辐射计13、中央控制模块14，用于获取同一车道上任意两辆车之间的位置信息；计算任意两辆车之间的距离信息；
所述数据采集模块15，用于采集拍摄到的车牌的光学图像以及任意两车之间的距离信息；
所述存储模块16，用于存储车辆的距离信息以及车牌的光学图像并向地面警示端2传递信息；
所述摄像机11、全向天线12、毫米波辐射计13、中央控制模块14、和存储模块16分别与数据采集模块15相连。
中央控制模块14使用MSP 430微控制器；
毫米波辐射计采用3mm/8mm波段辐射计，其中3mm波段采用口径300mm卡塞格伦天线，圆极化，扫描范围180°×120°，波束宽度0.8°，采用W波段射频低噪放，中心频率94GHz，带宽4GHz，低放增益为32dB；8mm波段采用口径368mm卡塞格伦天线，波束宽度1.5°，中心频率35GHz，带宽2GHz，低放增益为35dB。
所述地面警示端2包括数据分析模块21、图像分析模块22、地面警示模块23；
所述数据分析模块21，用于对车距进行判定，若同一车道上任意两辆车之间的距离是否低于安全距离，若低于则通过地面警示模块23向车主发出警示，提醒车主减速并注意控制车距；
所述图像分析模块22，用于对车牌的光学图像进行识别；
所述数据分析模块21、图像分析模块22分别与地面警示模块23相连。
本发明装置的操作过程如下：
首先:在三车道高速公路上每个车道并排均匀放置三个探测器；
第二步:利用3mm/8mm辐射计，对车辆行进方向上同一车道上任意两个车辆进行探测，采集辐射数据；
第三步:将采集到的辐射数据传送至中央控制模块的单片机上；
第四步:单片机根据接收到的数据，产生相应的脉冲，脉冲之间的间隔即为时间，再根据每个车道的最高时速默认最左侧车道车速为120Km/h,中间车道的车速为100Km/h，最右侧车道车速为90Km/h，由此得到两车之间的距离，同时拍摄两车车牌的光学图像。
第五步:根据每个车道的最高时速默认最左侧车道车速为120Km/h、中间车道的车速为100Km/h、最右侧车道车速为90Km/h以及时间，可以得到两车之间的距离，并对车牌的光学图像进行识别；
最后，根据第五步的结果，可以判别出同一车道上任意两车之间的车距是否安全，若车距小于安全距离即为50m产生警示。
这样就为车主提供了警示，在车距过近是能发出警示，以便采取应对措施，而且无缘毫米波具有全天时全天候的工作性能，可以在各种有毒和低能见度情况下正常工作。
本发明的效果是提出一种基于毫米波的车距警示方法，能够全天时全天候对同一车道上任意两辆车之间的车距进行识别，并在车距小于安全距离是产生警示，提示车主及时采取应对措施，以防交通事故的出现，同时为将来的事故处理提供科学依据。该发明设计合理，实现了对高速公路上同一车道上任意两辆车之间车距的快速、全面、准确的识别监测，提好了监测的效率和监测的实时性和准确性，在车辆行驶安全方面具有重要的社会现实意义和重大实用经济价值。

Claims (8)

1.一种基于毫米波的车距警示方法，其特征在于，包括如下步骤：
(10)车距识别：采用毫米波，测量计算出同一车道上任意两辆车之间的距离；
(20)数据获取：获取两辆车之间的距离信息及拍摄到的车牌图像；
(30)数据分析：对车距进行判定，并对车牌进行识别；
(40)地面警示：确定车距小于安全车距，发出警示。
2.根据权利要求1所述的车距警示方法，其特征在于：所述(10)车距识别步骤中，毫米波由毫米波辐射计提供。
3.根据权利要求1所述的车距警示方法，其特征在于：所述(40)地面警示步骤中，安全车距为50米。
4.根据权利要求3所述的车距警示方法，其特征在于：所述毫米波辐射计采用3mm/8mm波段天线。
5.一种基于毫米波的车距警示装置，其特征在于，包括：
车距识别端(1)，用于采用毫米波，测量计算出同一车道上任意两辆车之间的距离；对车辆行进方向进行扫描；得到车牌的光学图像；
地面警示端(2)，用于根据车距识别端(1)所得到的车距信息及车牌信息，判定同一车道上任意两辆车之间的距离是否低于安全距离，若低于安全距离则向车主发出警示，提醒车主减速并注意控制车距；
所述地面警示端(2)与车距识别端(1)通过有线或无线数据相连。
6.根据权利要求5所述的车距警示装置，其特征在于：
所述车距识别端(1)包括摄像机(11)、全向天线(12)、毫米波辐射计(13)、中央控制模块(14)、数据采集模块(15)以及存储模块(16)；
所述摄像机(11)，用于拍摄车辆的车牌信息；
所述全向天线(12)，用于对车辆进行扫描；
所述毫米波辐射计(13)、中央控制模块(14)，用于获取同一车道上任意两辆车之间的位置信息；计算任意两辆车之间的距离信息；
所述数据采集模块(15)，用于采集拍摄到的车牌的光学图像以及任意两车之间的距离信息；
所述存储模块(16)，用于存储车辆的距离信息以及车牌的光学图像并向地面警示端(2)传递信息；
所述摄像机(11)、全向天线(12)、毫米波辐射计(13)、中央控制模块(14)、和存储模块(16)分别与数据采集模块(15)相连。
7.根据权利要求6所述的车距警示方法，其特征在于：中央控制模块(14)使用MSP 430微控制器。
8.根据权利要求5所述的车距警示装置，其特征在于：
所述地面警示端(2)包括数据分析模块(21)、图像分析模块(22)、地面警示模块(23)；
所述数据分析模块(21)，用于对车距进行判定，若同一车道上任意两辆车之间的距离是否低于安全距离，若低于则通过地面警示模块(23)向车主发出警示，提醒车主减速并注意控制车距；
所述图像分析模块(22)，用于对车牌的光学图像进行识别；
所述数据分析模块(21)、图像分析模块(22)分别与地面警示模块(23)相连。
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