CN113173162A - 基于纵向横向同步探测的车辆前方碰撞警示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于纵向横向同步探测的车辆前方碰撞警示方法，涉及车辆碰撞预警技术领域。本发明包括通过自身车辆的前向毫米波雷达和左右两侧的两侧向毫米波雷达识别周边障碍车辆与自身车辆之间的相对位置及相对速度；建立自身车辆的行驶轨道边界信息；所述行驶轨道边界信息包括自身车辆的尺寸参数及转弯半径和自身车辆的当前车速；判断障碍车辆是否落入自身车辆的行驶轨道内；若落入行驶轨道内，则判断障碍车辆与自身车辆之间的纵向碰撞距离是在增大还是在减小，来确定最终纵向警示输出量。本发明能够有效规避障碍车辆突然切入时等紧急工况，大大降低了安全事故的发生率，具有较高的市场应用价值。

Description

基于纵向横向同步探测的车辆前方碰撞警示方法

技术领域

本发明属于车辆碰撞预警技术领域，特别是涉及一种基于纵向横向同步探测的车辆前方碰撞警示方法。

背景技术

Forward Collision Warning(FCW)前方碰撞预警系统，FCW能够通过雷达系统或者前向视觉系统来时刻监测前方车辆，判断本车与前车之间的距离、方位及相对速度，当存在潜在碰撞危险时对驾驶者进行警告。FCW系统本身不会采取任何制动措施去避免碰撞或控制车辆，紧急情况下(驾驶员必须改变驾驶行为去避免碰撞或减轻事故伤害)，系统会采用两级报警方式来提醒驾驶员，这两种报警方式的主要区别在于参数(报警时间的早晚)和报警方式不同。

前方碰撞预警有两个等级：当出现危险工况时，预报警功能首先被触发(危险程度达到等级1)；如果情况持续恶化，将会进行紧急报警(危险程度达到等级2)。在出现突发性的危险情况时(例如前方车辆突然切入)，两种报警可能同时被触发，这种情况下驾驶员只有很短的时间做出反应。理想情况下，前方碰撞报警应尽可能早的报警，这样驾驶员才可以经过一定的反应时间后做出反应，但同时应避免高频率的误触发。

现有技术中，当前方其他障碍物车辆突然换道进入自身车辆的行驶轨道之中时，此时FCW系统将会根据碰撞距离或碰撞时间进行预报警提醒或者紧急报警提醒；若此时碰撞距离或者碰撞时间多短，FCW则会同时触发预报警提醒和紧急报警提醒，但此时留给驾驶员的反应时间已经大大缩短，针对一些驾驶经验不足的驾驶员，则很有可能面临碰撞事故的安全风险。因此，亟待研究一种基于纵向横向同步探测的车辆前方碰撞警示方法，以便于解决上述问题。

发明内容

本发明在于提供一种基于纵向横向同步探测的车辆前方碰撞警示方法，其目的是为了解决上述背景技术中所提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种基于纵向横向同步探测的车辆前方碰撞警示方法，包括如下步骤：

步骤一、通过自身车辆的前向毫米波雷达和左右两侧的两侧向毫米波雷达识别周边障碍车辆与自身车辆之间的相对位置及相对速度；

步骤二、建立自身车辆的行驶轨道边界信息；所述行驶轨道边界信息包括自身车辆的尺寸参数及转弯半径和自身车辆的当前车速；

步骤三、判断障碍车辆是否落入自身车辆的行驶轨道内；若落入行驶轨道内，则执行步骤四；若未落入行驶轨道内，则执行步骤五；

步骤四、判断障碍车辆与自身车辆之间的纵向碰撞距离是在增大还是在减小，来确定最终纵向警示输出量；

步骤五、获取障碍车辆与自身车辆之间的横向碰撞距离，并判断连续两帧的横向碰撞距离之差是否大于零，来确定最终横向警示输出量；

步骤六、根据步骤四的警示结果及步骤五的警示结果，来确定最终综合警示输出量：

(1)无警示：纵向警示模块与横向警示模块均未响应；

(2)预警警示：纵向警示模块的响应等级为预警警示，或者横向警示模块的响应等级为预警警示；

(3)紧急警示：纵向警示模块的响应等级为紧急警示，或者横向警示模块的响应等级为紧急警示。

进一步地，所述步骤四中，若该纵向碰撞距离是在增大，通过将纵向碰撞距离、纵向预警安全距离及纵向紧急报警安全距离进行对比，来确定最终纵向警示输出量：

(1)无警示：纵向碰撞距离＞纵向预警安全距离＞纵向紧急报警安全距离；

(2)预警警示：纵向预警安全距离＞纵向碰撞距离＞纵向紧急报警安全距离；

(3)紧急警示：纵向紧急报警安全距离＞纵向碰撞距离。

进一步地，所述步骤四中，若该纵向碰撞距离是在减小，先获取障碍车辆与自身车辆之间的纵向相对速度，再通过纵向碰撞距离与纵向相对速度之间的计算得出纵向相对时间，然后将纵向碰撞距离、纵向预警安全距离及纵向紧急报警安全距离进行对比，并将纵向相对时间、纵向预警安全时间及纵向紧急报警安全时间进行对比，从而确定最终纵向警示输出量：

(1)无警示：纵向碰撞距离＞纵向预警安全距离且纵向相对时间＞纵向预警安全时间；

(2)预警警示：纵向预警安全距离＞纵向碰撞距离＞纵向紧急报警安全距离，或者纵向预警安全时间＞纵向相对时间＞纵向紧急报警安全时间；

(3)紧急警示：纵向紧急报警安全距离＞纵向碰撞距离，或者纵向紧急报警安全时间＞纵向相对时间。

进一步地，所述步骤五中，若连续两帧的横向碰撞距离之差大于零，通过对比将横向碰撞距离、横向预警安全距离及横向紧急报警安全距离进行对比，从而最终横向警示输出量：

(1)无警示：横向碰撞距离＞横向预警安全距离＞横向紧急报警安全距离；

(2)预警警示：横向预警安全距离＞横向碰撞距离＞横向紧急报警安全距离；

(3)紧急警示：横向紧急报警安全距离＞横向碰撞距离。

进一步地，所述步骤五中，若连续两帧的横向碰撞距离之差小于零，先获取障碍车辆与自身车辆之间的横向相对速度，再通过第二帧横向碰撞距离与横向相对速度之间的计算得出横向相对时间，然后将横向碰撞距离、横向预警安全距离及横向紧急报警安全距离进行对比，并将横向相对时间、横向预警安全时间及横向紧急报警安全时间进行对比，从而确定最终横向警示输出量：

(1)无警示：横向碰撞距离＞横向预警安全距离且横向相对时间＞横向预警安全时间；

(2)预警警示：横向预警安全距离＞横向碰撞距离＞横向紧急报警安全距离，或者横向预警安全时间＞横向相对时间＞横向紧急报警安全时间；

(3)紧急警示：横向紧急报警安全距离＞横向碰撞距离，或者横向紧急报警安全时间＞横向相对时间。

本发明具有以下有益效果：

本发明不仅仅考虑纵向上的碰撞预警手段，还增加了横向上的碰撞预警手段，通过前向角毫米波雷达和左右两侧的侧向毫米波雷达实时对当前车道和相邻车道的其他障碍车辆进行定位并跟踪，实时预判纵向碰撞距离以及横向碰撞距离，根据横纵向碰撞距离报警机制，从而在一定程度上规避了其他障碍车辆突然切入时紧急报警的工况，可根据横向距离的变化进行提前预警，能够留给驾驶员足够的反应时间，大大降低了安全事故的风险，具有较高的市场应用价值。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的前向毫米波雷达及侧向毫米波雷达安装于自身车辆上的位置示意图；

图2为本发明的自身车辆与障碍车辆在直行行驶时的碰撞距离定义示意图；

图3为本发明的自身车辆与障碍车辆在弯道行驶时的碰撞距离定义示意图。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3所示，本发明为一种基于纵向横向同步探测的车辆前方碰撞警示方法，包括如下步骤：

步骤一、通过自身车辆的前向毫米波雷达和左右两侧的两侧向毫米波雷达识别周边障碍车辆与自身车辆之间的相对位置及相对速度；

步骤二、建立自身车辆的行驶轨道边界信息；其中，行驶轨道边界信息包括自身车辆的尺寸参数及转弯半径和自身车辆的当前车速；

步骤三、判断障碍车辆是否落入自身车辆的行驶轨道内；若落入行驶轨道内，则执行步骤四；若未落入行驶轨道内，则执行步骤五；

步骤四、判断障碍车辆与自身车辆之间的纵向碰撞距离是在增大还是在减小：

A、若该纵向碰撞距离是在增大，通过将纵向碰撞距离、纵向预警安全距离及纵向紧急报警安全距离进行对比，来确定最终纵向警示输出量：

(1)无警示：纵向碰撞距离＞纵向预警安全距离＞纵向紧急报警安全距离；

(2)预警警示：纵向预警安全距离＞纵向碰撞距离＞纵向紧急报警安全距离；

(3)紧急警示：纵向紧急报警安全距离＞纵向碰撞距离；

B、若该纵向碰撞距离是在减小，先获取障碍车辆与自身车辆之间的纵向相对速度，再通过纵向碰撞距离与纵向相对速度之间的计算得出纵向相对时间，然后将纵向碰撞距离、纵向预警安全距离及纵向紧急报警安全距离进行对比，并将纵向相对时间、纵向预警安全时间及纵向紧急报警安全时间进行对比，从而确定最终纵向警示输出量：

(1)无警示：纵向碰撞距离＞纵向预警安全距离且纵向相对时间＞纵向预警安全时间；

(2)预警警示：纵向预警安全距离＞纵向碰撞距离＞纵向紧急报警安全距离，或者纵向预警安全时间＞纵向相对时间＞纵向紧急报警安全时间；

(3)紧急警示：纵向紧急报警安全距离＞纵向碰撞距离，或者纵向紧急报警安全时间＞纵向相对时间；

步骤五、获取障碍车辆与自身车辆之间的横向碰撞距离，并判断连续两帧的横向碰撞距离之差是否大于零：

A、若连续两帧的横向碰撞距离之差大于零，通过对比将横向碰撞距离、横向预警安全距离及横向紧急报警安全距离进行对比，从而最终横向警示输出量：

(1)无警示：横向碰撞距离＞横向预警安全距离＞横向紧急报警安全距离；

(2)预警警示：横向预警安全距离＞横向碰撞距离＞横向紧急报警安全距离；

(3)紧急警示：横向紧急报警安全距离＞横向碰撞距离；

B、若连续两帧的横向碰撞距离之差小于零，先获取障碍车辆与自身车辆之间的横向相对速度，再通过第二帧横向碰撞距离与横向相对速度之间的计算得出横向相对时间，然后将横向碰撞距离、横向预警安全距离及横向紧急报警安全距离进行对比，并将横向相对时间、横向预警安全时间及横向紧急报警安全时间进行对比，从而确定最终横向警示输出量：

(1)无警示：横向碰撞距离＞横向预警安全距离且横向相对时间＞横向预警安全时间；

(2)预警警示：横向预警安全距离＞横向碰撞距离＞横向紧急报警安全距离，或者横向预警安全时间＞横向相对时间＞横向紧急报警安全时间；

(3)紧急警示：横向紧急报警安全距离＞横向碰撞距离，或者横向紧急报警安全时间＞横向相对时间；

步骤六、根据步骤四的警示结果及步骤五的警示结果，来确定最终综合警示输出量：

(1)无警示：纵向警示模块与横向警示模块均未响应；

(2)预警警示：纵向警示模块的响应等级为预警警示，或者横向警示模块的响应等级为预警警示；

(3)紧急警示：纵向警示模块的响应等级为紧急警示，或者横向警示模块的响应等级为紧急警示。

其中，纵向警示模块与横向警示模块均为本领域的常规元件；纵向警示模块的响应等级为无警示(即未响应)、预警警示及紧急警示；横向警示模块的响应等级为无警示(即未响应)、预警警示及紧急警示。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.基于纵向横向同步探测的车辆前方碰撞警示方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、通过自身车辆的前向毫米波雷达和左右两侧的两侧向毫米波雷达识别周边障碍车辆与自身车辆之间的相对位置及相对速度；

步骤二、建立自身车辆的行驶轨道边界信息；所述行驶轨道边界信息包括自身车辆的尺寸参数及转弯半径和自身车辆的当前车速；

步骤三、判断障碍车辆是否落入自身车辆的行驶轨道内；若落入行驶轨道内，则执行步骤四；若未落入行驶轨道内，则执行步骤五；

步骤四、判断障碍车辆与自身车辆之间的纵向碰撞距离是在增大还是在减小，来确定最终纵向警示输出量；

步骤五、获取障碍车辆与自身车辆之间的横向碰撞距离，并判断连续两帧的横向碰撞距离之差是否大于零，来确定最终横向警示输出量。

2.根据权利要求1所述的基于纵向横向同步探测的车辆前方碰撞警示方法，其特征在于，所述步骤四中，若该纵向碰撞距离是在增大，通过将纵向碰撞距离、纵向预警安全距离及纵向紧急报警安全距离进行对比，来确定最终纵向警示输出量：

(1)无警示：纵向碰撞距离＞纵向预警安全距离＞纵向紧急报警安全距离；

(2)预警警示：纵向预警安全距离＞纵向碰撞距离＞纵向紧急报警安全距离；

(3)紧急警示：纵向紧急报警安全距离＞纵向碰撞距离。

3.根据权利要求1或2所述的基于纵向横向同步探测的车辆前方碰撞警示方法，其特征在于，所述步骤四中，若该纵向碰撞距离是在减小，先获取障碍车辆与自身车辆之间的纵向相对速度，再通过纵向碰撞距离与纵向相对速度之间的计算得出纵向相对时间，然后将纵向碰撞距离、纵向预警安全距离及纵向紧急报警安全距离进行对比，并将纵向相对时间、纵向预警安全时间及纵向紧急报警安全时间进行对比，从而确定最终纵向警示输出量：

(1)无警示：纵向碰撞距离＞纵向预警安全距离且纵向相对时间＞纵向预警安全时间；

(2)预警警示：纵向预警安全距离＞纵向碰撞距离＞纵向紧急报警安全距离，或者纵向预警安全时间＞纵向相对时间＞纵向紧急报警安全时间；

(3)紧急警示：纵向紧急报警安全距离＞纵向碰撞距离，或者纵向紧急报警安全时间＞纵向相对时间。

4.根据权利要求1所述的基于纵向横向同步探测的车辆前方碰撞警示方法，其特征在于，所述步骤五中，若连续两帧的横向碰撞距离之差大于零，通过对比将横向碰撞距离、横向预警安全距离及横向紧急报警安全距离进行对比，从而最终横向警示输出量：

(1)无警示：横向碰撞距离＞横向预警安全距离＞横向紧急报警安全距离；

(2)预警警示：横向预警安全距离＞横向碰撞距离＞横向紧急报警安全距离；

(3)紧急警示：横向紧急报警安全距离＞横向碰撞距离。

5.根据权利要求1或4所述的基于纵向横向同步探测的车辆前方碰撞警示方法，其特征在于，所述步骤五中，若连续两帧的横向碰撞距离之差小于零，先获取障碍车辆与自身车辆之间的横向相对速度，再通过第二帧横向碰撞距离与横向相对速度之间的计算得出横向相对时间，然后将横向碰撞距离、横向预警安全距离及横向紧急报警安全距离进行对比，并将横向相对时间、横向预警安全时间及横向紧急报警安全时间进行对比，从而确定最终横向警示输出量：

(1)无警示：横向碰撞距离＞横向预警安全距离且横向相对时间＞横向预警安全时间；

(2)预警警示：横向预警安全距离＞横向碰撞距离＞横向紧急报警安全距离，或者横向预警安全时间＞横向相对时间＞横向紧急报警安全时间；

(3)紧急警示：横向紧急报警安全距离＞横向碰撞距离，或者横向紧急报警安全时间＞横向相对时间。

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