CN110843770A - 一种团雾情况下高速公路车辆驾驶辅助系统及其工作过程 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种团雾情况下高速公路车辆驾驶辅助系统及其工作过程，基于团雾检测模块，具体为光传感器，实现对车辆前方的团雾信息的采集，车载雷达及红外监测模块、存储模块、控制模块、显示处理模块以及通信模块通过分析实现对车辆之间信息互动并进行辅助驾驶。本发明以团雾信息传感器作为团雾信息采集工具，价格低廉，装置采用模块化的形式，控制模块作为核心模块用于控制其他模块的功能实现，当某各个模块的功能出现问题时，可以更加便捷的找到问题所在，从而进行维护，装置经济、方便及实用。

Description

一种团雾情况下高速公路车辆驾驶辅助系统及其工作过程

技术领域

本发明属于车辆驾驶辅助系统技术领域，特别涉及一种团雾情况下高速公路车辆驾驶辅助系统及其工作过程。

背景技术

团雾具有突发性、局地性、尺度小、浓度大的特征。团雾的范围比较小，团雾外视线良好；团雾内四周朦胧，能见度很低，常常只有几十米甚至十几米；团雾分布不均匀，有些区域很浓；团雾覆盖面积大小也不一致，具体表现在公路上，长度从1公里到5公里不等。团雾一般出现在昼夜温差较大、无风的夜间，尤其易出现在清晨。团雾还与局部小气候环境、地面粗糙度等因素关系密切，一般来说，郊区和乡村比城市容易出现团雾，比较空旷的高速公路路段更容易出现团雾。大雾的天气预报本身就有一定的难度，而团雾又具有明显的突发性、局地性、偶然性等特征，因而预报的难度就更大。团雾不仅很难预报，甚至高速公路监测设备都很难准确捕捉到团雾信息。目前团雾依旧难以监测，对于提高车辆的安全仍然没有好的解决办法，现有技术和发明仅仅在高速公路上做引导，但是仍然存在一定的隐患。

发明内容

本发明目的在于提供一种团雾情况下高速公路车辆驾驶辅助系统及其工作过程，基于团雾检测模块，具体为光传感器，实现对车辆前方的团雾信息的采集，车载雷达及红外监测模块、存储模块、控制模块、显示处理模块以及通信模块通过分析实现对车辆之间信息互动并进行辅助驾驶。

为了解决现有技术的缺陷，本发明团雾情况下高速公路车辆驾驶辅助系统包括：团雾检测模块、车载雷达及红外监测模块、存储模块、显示处理模块、通信模块以及控制模块，

团雾检测模块检测车辆前方的团雾，并将团雾信息数据记录在存储模块中；

车载雷达及红外监测模块监测车辆周围的障碍物速度与距离，并将监测信息数据记录在存储模块中；

存储模块储存团雾信息数据和监测信息数据；

显示处理模块显示团雾信息数据和监测信息数据；

通信模块无线传输各模块之间所需的数据信号；

控制模块为核心模块，控制所有其他模块的功能实现，调取存储模块的团雾信息数据以及监测信息数据，通过参数判断是否通过通信模块向显示处理模块发送预警信息以及做出预警处理。

进一步的：团雾检测模块具体为光传感器，置于车辆外部前方，通信模块具体为无线发射电路。

进一步的：车载雷达及红外监测模块具体为毫米波雷达及红外传感器，置于车辆的前后左右多个位置，车辆周围的障碍物具体为其他车。

进一步的：存储模块具体为存储介质，

进一步的：显示处理模块包括显示屏以及喇叭，显示方式包括信息显示提示以及语音提示，显示屏置于车辆仪表处。

进一步的：通信模块发射无线信号，或者通过GPRS/CDMA接口以短信的形式传输编码信息以及短信信息。

进一步的：控制模块具体为平板电脑，其连接有计算机处理装置，该计算机处理装置包括接口单元、操作面板和指示单元，控制模块通过接口单元提供的USB接口与计算机处理装置连接，实现计算机处理装置与控制模块之间的通信；操作面板以触控式显示屏实现，用以实现控制模块装置的数据清理、重新启动以及对前述团雾传感器以及烟雾传感器的调试操作指令；指示单元用以监控上述团雾检测模块、车载雷达及红外监测模块、存储模块、控制模块、显示处理模块以及通信模块的工作状况，并表征给用户。

进一步的：计算机处理装置是一台触控式平板电脑。

本发明还包括上述团雾情况下高速公路车辆驾驶辅助系统的工作过程，具体包括以下步骤：

步骤S01：团雾检测模块获取实时团雾信息数据，并将其记录到存储模块中；

步骤S02：控制模块时刻从存储模块中提取实时团雾信息数据；

步骤S03：控制模块将获取的实时团雾信息数据进行AD转换；

步骤S04：控制模块对实时团雾信息数据进行分析，界定团雾信息数据阈值，并判断实时团雾信息数据是否超过各自阈值；

步骤S05：若实时团雾未超过阈值，则返回步骤S02；否则，进入步骤S06；

步骤S06：控制模块控制显示模块显示团雾信息数据并语音提示驾驶员；

步骤S07：控制模块启动预警处理；

步骤S08：控制模块启动车道级地图导航；

步骤S09：控制模块启动车载雷达及红外监测模块进行周围障碍物及车辆的车速与车距监测；

步骤S10：控制模块将地图级别导航及周围障碍物及车辆信息进行联合成像处理，并在显示模块显示；

步骤S11：通信模块接受附近车辆发来的位置、车速及团雾信息；

步骤S12：控制模块启动通信模块；

步骤S13：控制模块将通信模块接收的信息与车载信息进行校正并处理分析；

步骤S14：控制模块将车辆的位置信息及团雾信息通过通信模块发送至附近车辆。

有益效果：本发明以团雾信息传感器作为团雾信息采集工具，价格低廉，装置采用模块化的形式，控制模块作为核心模块用于控制其他模块的功能实现，当某各个模块的功能出现问题时，可以更加便捷的找到问题所在，从而进行维护，装置经济、方便及实用。

附图说明

图1为本发明的结构原理示意图。

图2为本发明的工作过程逻辑流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

图1所示，本发明团雾情况下高速公路车辆驾驶辅助系统包括团雾检测模块、车载雷达及红外监测模块、存储模块、控制模块、显示模块以及通信模块。其中控制模块作为核心模块用于控制团雾检测模块、车载雷达及红外监测模块、存储模块、显示模块以及通信模块的功能实现；团雾检测模块通过对车辆前方的团雾信息数据进行分析，判断车辆前方是否有团雾的出现；出现团雾后，由显示处理模块显示团雾信息提醒驾驶员并启动辅助驾驶，车载雷达及红外检测模块启动，对周围车辆及障碍进行检测，并计算相应车辆的速度以及距离，同时导航模块启动车道级别的地图，结合车载雷达及红外检测模块的信息对车辆进行辅助驾驶，控制安全的车速及车距；通信模块对高速公路管控部门以及附近车辆发送团雾信息本车辆的位置信息；

如图1所示，控制模块作为核心模块用于控制团雾检测模块、车载雷达及红外监测模块、存储模块、显示处理模块以及通信模块的功能实现。其中：

团雾检测模块用以对车辆前方的团雾进行检测，利用光传感器检测，当传感器超过某阈值时(阈值具体值根据实际情况而定)，在显示模块显示同时语音提示驾驶员前方团雾，并启动辅助驾驶系统，并向通信模块发送团雾信息；

车载雷达及红外监测模块用以对车辆周围的车辆以及障碍物进行监测，得到周围车辆的车度及车距，并将监测信息记录在存储模块中，在显示模块中显示；

存储模块用以储存前述团雾信息数据和周围车辆的车速及车距信息数据，并可在控制模块的控制下通过通信模块传输团雾信息数据和周围车辆的车速及车距信息数据；

显示处理模块用以对前述团雾信息以及周围车辆的车速及车距信息进行显示并语音提示驾驶员，同时启动辅助驾驶系统；

通信模块在检测到车辆前方有团雾时，在控制模块的控制下通过向外界发射无线信号，或者通过GPRS/CDMA接口以短信的形式传输编码信息、短信信息，实现装置与高速公路管理系统以及附近其他车辆通信，提前告知附近车辆前方团雾信息，并且得到附近车辆的位置及车速，方便车辆的辅助驾驶系统采取相应措施避免相撞。

控制模块采用平板电脑实现，团雾检测模块采用光传感器实现，车载雷达及红外监测模块采用毫米波雷达及红外传感器实现，存储模块采用存储介质实现，所述通信模块采用无线发射电路实现。

团雾检测模块置于车辆外部前方，便于检测车辆前方的团雾。

车载雷达及红外监测模块包括烟毫米波雷达及红外传感器，置于车辆的前后左右多个位置，用于监测车辆周围障碍物及车辆的车速及车距参数。

显示处理模块包括显示屏以及喇叭，显示屏置于车辆仪表处。

控制模块还包括一个与控制模块连接的计算机处理装置，该计算机处理装置包括接口单元、操作面板和指示单元，其中：

控制模块通过接口单元提供的USB接口与计算机处理装置连接，实现计算机处理装置与控制模块之间的通信；

操作面板以触控式显示屏实现，用以实现控制模块装置的数据清理、重新启动以及对前述团雾传感器以及烟雾传感器的调试操作指令；

指示单元用以监控上述团雾检测模块、车载雷达及红外监测模块、存储模块、控制模块、显示处理模块以及通信模块的工作状况，并表征给用户。

计算机处理装置是一台触控式平板电脑。

本发明团雾情况下高速公路车辆驾驶辅助系统的工作过程，具体包括以下步骤：

步骤S01：团雾检测模块获取实时团雾信息数据，并将其记录到存储模块中；

步骤S02：控制模块时刻从存储模块中提取实时团雾信息数据；

步骤S03：控制模块将获取的实时团雾信息数据进行AD转换；

步骤S04：控制模块对实时团雾信息数据进行分析，界定团雾信息数据阈值，并判断实时团雾信息数据是否超过各自阈值；

步骤S05：若实时团雾未超过阈值，则返回步骤S02；否则，进入步骤S06；

步骤S06：控制模块控制显示模块显示团雾信息数据并语音提示驾驶员；

步骤S07：控制模块启动预警处理；

步骤S08：控制模块启动车道级地图导航；

步骤S09：控制模块启动车载雷达及红外监测模块进行周围障碍物及车辆的车速与车距监测；

步骤S10：控制模块将地图级别导航及周围障碍物及车辆信息进行联合成像处理，并在显示模块显示；

步骤S11：通信模块接受附近车辆发来的位置、车速及团雾信息；

步骤S12：控制模块启动通信模块；

步骤S13：控制模块将通信模块接收的信息与车载信息进行校正并处理分析；

步骤S14：控制模块将车辆的位置信息及团雾信息通过通信模块发送至附近车辆。

本发明团雾信息数据阈值的界定，应根据车辆的具体车况以及传感器的安装位置决定。

本发明所提出的技术方案从团雾情况下高速公路车辆驾驶辅助系统技术出发，结合当前团雾情况高速公路引导技术不完善的特点，易引发事故，提出了团雾情况下高速公路车辆驾驶辅助系统系统的集成开发。驾驶员可以通过显示处理模块得到团雾信息及周围车辆行驶状况的显示，进一步对车辆的驾驶进行控制，高速公路管理部门可以通过通信模块获取该系统发送的团雾与车辆的位置、车速及车距信息，起到对高速公路团雾现象全方位监测的作用，进而实现团雾情况下高速公路车辆辅助驾驶的功能。本发明提出了针对车辆本身出发，每个车辆都安装该系统，当最先遇到团雾的车辆检测到团雾时，向附近行驶车辆发送团雾位置信息以及该车辆位置与车速信息，同时也向高速公路的管理部门发送该信息，此时进入团雾的车辆启动辅助驾驶系统，这里考虑利用GPS/北斗车道级别的地图导航，并将附近车辆与地图导航结合，显示屏的地图上呈现出路况、障碍物位置及周围车辆位置、车速及车距信息，也方便司机对自身车辆行驶的掌控。这样一来避免对团雾监测难而造成车辆行驶安全依然存在威胁，让车辆安全行驶更有保障。本发明不仅经济、方便实用，因为本发明以团雾信息传感器作为团雾信息采集工具置于车辆的前方位置，属于一种价格低廉的车载预警装置。装置采用模块化的形式，控制模块作为核心模块用于控制其他模块的功能实现，当某各个模块的功能出现问题时，可以更加便捷的找到问题所在，从而进行维护。本发明还能够全方位监测与处理团雾突发情况，由于将雷达及红外装置置于车辆的各个位置(例如：前、后、左及右方位)，从而实现对车辆附近状况的全方位监测；当车辆周围存在车辆及障碍物时，能够保证及时发现危险隐患，便于显示处理模块的显示与操作系统进一步的辅助驾驶。

Claims (9)

1.一种团雾情况下高速公路车辆驾驶辅助系统，其特征在于，包括团雾检测模块、车载雷达及红外监测模块、存储模块、显示处理模块、通信模块以及控制模块，

团雾检测模块检测车辆前方的团雾，并将团雾信息数据记录在存储模块中；

车载雷达及红外监测模块监测车辆周围的障碍物速度与距离，并将监测信息数据记录在存储模块中；

存储模块储存所述团雾信息数据和所述监测信息数据；

显示处理模块显示所述团雾信息数据和所述监测信息数据；

通信模块无线传输各模块之间所需的数据信号；

控制模块为核心模块，控制所有其他模块的功能实现，调取存储模块的团雾信息数据以及监测信息数据，通过参数判断是否通过通信模块向显示处理模块发送预警信息以及做出预警处理。

2.根据权利要求1所述的团雾情况下高速公路车辆驾驶辅助系统，其特征在于，所述团雾检测模块具体为光传感器，置于车辆外部前方，通信模块具体为无线发射电路。

3.根据权利要求1所述的团雾情况下高速公路车辆驾驶辅助系统，其特征在于，所述车载雷达及红外监测模块具体为毫米波雷达及红外传感器，置于车辆的前后左右多个位置，车辆周围的障碍物具体为其他车。

4.根据权利要求1所述的团雾情况下高速公路车辆驾驶辅助系统，其特征在于，所述存储模块具体为存储介质。

5.根据权利要求1所述的团雾情况下高速公路车辆驾驶辅助系统，其特征在于，所述显示处理模块包括显示屏以及喇叭，显示方式包括信息显示提示以及语音提示，显示屏置于车辆仪表处。

6.根据权利要求1所述的团雾情况下高速公路车辆驾驶辅助系统，其特征在于，所述通信模块发射无线信号，或者通过GPRS/CDMA接口以短信的形式传输编码信息以及短信信息。

7.根据权利要求1所述的团雾情况下高速公路车辆驾驶辅助系统，其特征在于，所述控制模块具体为平板电脑，其连接有计算机处理装置，该计算机处理装置包括接口单元、操作面板和指示单元，所述控制模块通过接口单元提供的USB接口与计算机处理装置连接，实现计算机处理装置与控制模块之间的通信；操作面板以触控式显示屏实现，用以实现控制模块装置的数据清理、重新启动以及对前述团雾传感器以及烟雾传感器的调试操作指令；指示单元用以监控上述团雾检测模块、车载雷达及红外监测模块、存储模块、控制模块、显示处理模块以及通信模块的工作状况，并表征给用户。

8.根据权利要求7所述的团雾情况下高速公路车辆驾驶辅助系统，其特征在于，所述计算机处理装置是一台触控式平板电脑。

9.一种团雾情况下高速公路车辆驾驶辅助系统的工作过程包括以下步骤：

步骤S01：团雾检测模块获取实时团雾信息数据，并将其记录到存储模块中；

步骤S02：控制模块时刻从存储模块中提取实时团雾信息数据；

步骤S03：控制模块将获取的实时团雾信息数据进行AD转换；

步骤S04：控制模块对实时团雾信息数据进行分析，界定团雾信息数据阈值，并判断实时团雾信息数据是否超过各自阈值；

步骤S05：若实时团雾未超过阈值，则返回步骤S02；否则，进入步骤S06；

步骤S06：控制模块控制显示模块显示团雾信息数据并语音提示驾驶员；

步骤S07：控制模块启动预警处理；

步骤S08：控制模块启动车道级地图导航；

步骤S09：控制模块启动车载雷达及红外监测模块进行周围障碍物及车辆的车速与车距监测；

步骤S10：控制模块将地图级别导航及周围障碍物及车辆信息进行联合成像处理，并在显示模块显示；

步骤S11：通信模块接受附近车辆发来的位置、车速及团雾信息；

步骤S12：控制模块启动通信模块；

步骤S13：控制模块将通信模块接收的信息与车载信息进行校正并处理分析；

步骤S14：控制模块将车辆的位置信息及团雾信息通过通信模块发送至附近车辆。

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