CN113362606A - 一种基于车联网的车路协同防碰撞综合控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于车联网的车路协同防碰撞综合控制系统，其包括：视频传感器，进行障碍物检测及智能感知车道检测处理，实时视频开窗对车辆本身进行监控；盲区检测系统，包括毫米波雷达、超声波雷达和激光雷达，用于检测盲区状态；所述视频传感器、雷达传感器、定位模块、疲劳检测模块、显示处理模块、预警处理模块分别连接有传输模块，所述传输模块分别连接控制处理模块，所述控制处理模块连接有网络传输模块，所述网络传输模块连接有服务平台。判断障碍物靠近车辆时提醒驾驶人员注意，在气候条件不好的情况下，需要结合毫米波雷达进行检测，以达到准确无误的预警效果，通过结合视频的方式提高检测的精准度。
Description
技术领域
本发明涉及汽车安全技术领域，具体涉及一种基于车联网的车路协同防碰撞综合控制系统。
背景技术
随着人工智能技术的发展，人们对车辆驾驶安全要求越来越高，通过技术手段实现智能化安全驾驶，成为一种有效的手段。在园区或者飞行区等一些特定场所，特种车辆的驾驶往往存在着诸多视野盲区，导致驾驶安全事故频发，通过技术手段预防驾驶安全事故的发生成为当务之急。
众多的辅助驾驶系统产品，有的产品精准度明显不够，检测错误率较高，无法达到预期效果，有的产品精确率可以，但无法还原事故及定位，有的产品数据传输时延比较大，从而导致达不到较好的预警效果。
很多辅助驾驶系统产品，侧重于自动驾驶，但在防碰撞方面的功能存在着诸多缺陷，有的产品虽然防碰撞方面做的一些技术上的扩展，但在一些特定场景中，依然存在着诸多问题。
众多的防碰撞产品，有的产品只有视频检测的功能，当在雨雾天气的情况下，导致检测功能失效，有的产品只有雷达检测的功能，事件误报率较高，导致检测不精准，不能起到预警作用，有的产品，有视频有雷达检测的功能，但是无法定位事件的点位及时延误差较大等问题，在事件发生后无法提供有效证据来还原事件真相。
针对这些问题，设计开发一款，具有视频识别、视频分析处理、雷达实时精准探测，实时全球定位追踪及特殊场景定位追踪的特种车辆防碰撞系统，同时具有视频回放及雷达历史数据查询的功能，做到不受气候和时间影响的防碰撞探测的产品，同时在事件发生后能够对事件进行定位和还原。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于车联网的车路协同防碰撞综合控制系统，判断障碍物靠近车辆时提醒驾驶人员注意，在气候条件不好的情况下，如大雾天气，需要结合毫米波雷达进行检测，以达到准确无误的预警效果，在较大的雨水天气时，雷达会有一些误报的情况产生，通过结合视频的方式提高检测的精准度。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于车联网的车路协同防碰撞综合控制系统，其包括：
视频传感器，进行障碍物检测及智能感知车道检测处理，实时视频开窗对车辆本身进行监控；
盲区检测系统，包括毫米波雷达、超声波雷达和激光雷达，用于检测盲区状态；
雷达传感器，所述雷达传感器与盲区检测系统通信连接；
定位模块，定位车辆的实时位置信息，并生成车辆运行轨迹；
疲劳检测模块，包括疲劳检测摄像头，分析人脸特征判断驾驶员当前状态，并实时监控车内实时场景，实现疲劳状态实时预警；
显示处理模块，用于车道检测和障碍物位置和形状实时显示；
预警处理模块，用于预警报警提示，包括语音提醒和及时上传；
控制处理模块，用于实现数据处理和功能调度；
服务平台，包括车辆管理子系统、数据管理子系统、监控管理子系统、GIS管理子系统、可视化分析子系统；
所述视频传感器、雷达传感器、定位模块、疲劳检测模块、显示处理模块、预警处理模块分别连接有传输模块，所述传输模块分别连接控制处理模块，所述控制处理模块连接有网络传输模块，所述网络传输模块连接有服务平台；
所述服务平台包括控制器、业务云平台和设备管理云，所述设备管理云和所述业务云平台分别与所述控制器的信号输出端通信连接；所述控制器的信号输入端分别连接有内置天线、4G/5G通信模块和参数采集系统；所述控制器通过参数采集系统对目标对象进行分析，并进行数据预分析处理，然后进行失序判断，内部预测轨迹与测量预测的偏差，然后进行测量数据、轨迹数据更新，再通过内部测量质量管理判断轨迹当前的属性，然后进行修正，再通过轨迹管理判断是否丢失轨迹，然后输出目标状态的估计情况，最后补偿时间偏差后输出预警信息。
作为优选的，所述参数采集系统通过设置参数采集设备或基于车载系统采集数据；所述参数采集系统至少包括车载DVR、车载人脸测温仪、智能导航屏、DMS疲劳检测、GPS定位、主动安全系统、盲区检测系统。
作为优选的，所述毫米波雷达通过宽面漫反射实时检测障碍物的大小、状态、速度和角度方位；所述激光雷达用于检测车辆距离障碍物的精准距离；所述视频传感器、毫米波雷达、超声波雷达、激光雷达均设置有多个，且安装在车辆不同的位置用于采集不同位置的数据信息。
作为优选的，所述传输模块为CAN总线模块，所述网络传输模块为5G蜂窝网络模块。
作为优选的，所述主动安全系统具有视频检测和雷达检测功能。
作为优选的，所述业务云平台具有统计报表图标、车辆管理、数据管理、GIS管理、可视化管理和配置管理功能。
作为优选的，所述内置天线支持CAN总线数据传输，以及USB、RJ45、RS485、RS232接口数据传输。
作为优选的，所述设备管理云负责整个ADAS设备的设备注册接入和设备上下线以及设备参数设置的管理工作。
作为优选的，所述业务云平台包括安全中心、监控中心、运营中心、数据分析中心、报警中心和用户中心；所述安全中心包括安全看板和安全监控，以及报警查询功能，所述监控中心进行实时监控以及对GIS轨迹进行实时追踪和轨迹及录像回放，以及设置电子围栏；所述运营中心用于监控记录、设备异常记录和流量统计；所述数据分析中心用于生成公司报告、车辆报告、驾驶员报告和运维报告；所述报警中心对报警设备和平台进行管理；所述用户中心用于对企业和用户进行管理。
本发明的有益效果是：本发明提供一种基于车联网的车路协同防碰撞综合控制系统，判断障碍物靠近车辆时提醒驾驶人员注意，在气候条件不好的情况下，如大雾天气，需要结合毫米波雷达进行检测，以达到准确无误的预警效果，在较大的雨水天气时，雷达会有一些误报的情况产生，通过结合视频的方式提高检测的精准度。通过超声波雷达实现车辆慢速行驶时的障碍物的精准检测。
通过激光雷达实现车辆高速行驶时的障碍物距离的精准检测。
通过疲劳检测摄像头，检测驾驶员是否疲劳驾驶，提醒驾驶人员并通过网络上传至平台。
通过定位模块检测车辆的实时位置信息，通过平台可进行实时监控。
通过5G网络将视频数据实时上传至平台，在平台端进行分析处理以及历史视频数据的存储及分析等。
通过控制存储的数据可以及时还原事件真相，通过平台可以对园区或飞行区等场景内的数据进行大数据分析，还可以远程对车辆进行监控及轨迹回放。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
图2为本发明的服务平台的原理框图。
图3为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1、图2和图3所示，本实施例公开了一种基于车联网的车路协同防碰撞综合控制系统，其包括：
视频传感器，进行障碍物检测及智能感知车道检测处理，实时视频开窗对车辆本身进行监控；
盲区检测系统，包括毫米波雷达、超声波雷达和激光雷达，用于检测盲区状态；
雷达传感器，所述雷达传感器与盲区检测系统通信连接；
定位模块，定位车辆的实时位置信息，并生成车辆运行轨迹；
疲劳检测模块，包括疲劳检测摄像头，分析人脸特征判断驾驶员当前状态，并实时监控车内实时场景，实现疲劳状态实时预警；
显示处理模块，用于车道检测和障碍物位置和形状实时显示；
预警处理模块，用于预警报警提示，包括语音提醒和及时上传；
控制处理模块，用于实现数据处理和功能调度；
服务平台，包括车辆管理子系统、数据管理子系统、监控管理子系统、GIS管理子系统、可视化分析子系统；
所述视频传感器、雷达传感器、定位模块、疲劳检测模块、显示处理模块、预警处理模块分别连接有传输模块，所述传输模块分别连接控制处理模块，所述控制处理模块连接有网络传输模块，所述网络传输模块连接有服务平台；
所述服务平台包括控制器、业务云平台和设备管理云，所述设备管理云和所述业务云平台分别与所述控制器的信号输出端通信连接；所述控制器的信号输入端分别连接有内置天线、4G/5G通信模块和参数采集系统；所述控制器通过参数采集系统对目标对象进行分析，并进行数据预分析处理，然后进行失序判断，内部预测轨迹与测量预测的偏差，然后进行测量数据、轨迹数据更新，再通过内部测量质量管理判断轨迹当前的属性，然后进行修正，再通过轨迹管理判断是否丢失轨迹，然后输出目标状态的估计情况，最后补偿时间偏差后输出预警信息。
作为优选的，所述参数采集系统通过设置参数采集设备或基于车载系统采集数据；所述参数采集系统至少包括车载DVR、车载人脸测温仪、智能导航屏、DMS疲劳检测、GPS定位、主动安全系统、盲区检测系统。
作为优选的，所述毫米波雷达通过宽面漫反射实时检测障碍物的大小、状态、速度和角度方位；所述激光雷达用于检测车辆距离障碍物的精准距离；所述视频传感器、毫米波雷达、超声波雷达、激光雷达均设置有多个，且安装在车辆不同的位置用于采集不同位置的数据信息。
作为优选的，所述传输模块为CAN总线模块，所述网络传输模块为5G蜂窝网络模块。
作为优选的，所述主动安全系统具有视频检测和雷达检测功能。
作为优选的，所述业务云平台具有统计报表图标、车辆管理、数据管理、GIS管理、可视化管理和配置管理功能。
作为优选的，所述内置天线支持CAN总线数据传输，以及USB、RJ45、RS485、RS232接口数据传输。
作为优选的，所述设备管理云负责整个ADAS设备的设备注册接入和设备上下线以及设备参数设置的管理工作。
作为优选的，所述业务云平台包括安全中心、监控中心、运营中心、数据分析中心、报警中心和用户中心；所述安全中心包括安全看板和安全监控，以及报警查询功能，所述监控中心进行实时监控以及对GIS轨迹进行实时追踪和轨迹及录像回放，以及设置电子围栏；所述运营中心用于监控记录、设备异常记录和流量统计；所述数据分析中心用于生成公司报告、车辆报告、驾驶员报告和运维报告；所述报警中心对报警设备和平台进行管理；所述用户中心用于对企业和用户进行管理。
在本实施例是一种基于V-R-2C-V2X 车路协同防碰撞系统，V-视频图像识别，R-毫米波雷达，2C-CAN总线及5G蜂窝进行数据传办理，V2X车辆与潜在的任何碰撞对象进行连通。通过视频图像对道路的识别，判断目标障碍物的状态及大小，通过毫米波雷达判断目标障碍物的距离、方位、大小以及速度等进行精准探测，通过CAN总线将数据高速传输到处理模块处理，通过5G网络将数据回传至云服务中心进行实时定位、分析及监控。
优势是通过视频图像识别分析、毫米波雷达检测，通过CAN总线及5G网络实时传输数据至处理模块及云服务中心，可以实时分析及监控，并能对视频、雷达及5G数据资源进行历史数据分析，达到精准探测及时预警以及事件真相回轨分析的较为满意的效果。
具体的，视频传感器对车辆外部环境中一定范围内的障碍物进行检测，并将障碍物的数据信息通过传输模块发送给控制处理模块，并实时视频开窗对车辆本身进行监控，然后通过网络传输模块传输至服务平台，本实施例采用的毫米波雷达为长距离毫米波雷达，多个毫米波雷达组成了雷达检测系统，能够实现宽面漫反射检测障碍物，其中，所检测到的障碍物信息包括障碍我的大小、状态、速度及角度方位，实现前视障碍物的实时检测。实施例中的盲区检测系统包括由多个设备共同组成的毫米波雷达系统，超声波雷达系统和激光雷达系统，通过多个设备同时采集实时数据完成数据校验核对以及修正，实现精准判断。同时结合定位模块、疲劳检测模块、显示处理模块和预警处理模块协同作用，将车内和车外情况结合来综合判断突发状况以及后期进行追溯。
其中，数据预分析处理的数据信息来源于惯性测量运算中的陀螺仪传感器和加速计等设备，视频信息来源于DMS和ADAS，雷达信息来源与超声波雷达、激光雷达和毫米波雷达，定位信息来源于全球定位系统，在失序判断时，若测量未失序，则将本车运行状态进行存储，且控制轨迹预测，并进行测量与预测轨迹偏差预算，通过测量控制输出对测量和轨迹数据进行更新，然后通过内部测量质量管理控制轨迹生成和属性计算，然后返回到失序判断，并对更新的数据信息进行卡尔曼滤波，然后通过轨迹管理输出目标状态估计以及进行数据存储，对时间差进行补偿，若测量失序，则在控制轨迹预测前进行测量预测内部轨迹。
除此之外，在本实施例中，控制器是整个系统平台的核心，是整个系统最核心的处理模块，具有4G/5G通信模块、主动安全系统、DMS疲劳检测、数据采集等模块，其中主动安全系统包括视频检测模块和雷达检测模块，视频检测模块包括车道偏离检测、前车碰撞预警、倒车防撞检测等。雷达检测包括车速检测、障碍物检测、盲区检测、防碰撞预警等。控制器支持CAN总线传输，支持USB、RJ45、RS485、RS232等接口。业务云平台，是整系统对外的窗口，包括车辆管理、数据管理、可视化管理、配置管理、GIS管理、统计报表图表等内容。
实施例中，通过对视频分析、雷达数据分析，定位数据分析以及毫米波检测车辆的信息及视频检测信息，进行分析运算处理，通过测量与预测轨迹偏差计算不断的纠偏修正，使检测的数据准确度达到较高水平。
通过采集视频、雷达及定位数据先进行预分析处理，再进行失序判断，通过内部预测轨迹与测量预测的偏差，然后进行测量数据，轨迹数据更新，再通过内部测量质量管理，判断轨迹当前的属性，然后进行修正，再通过轨迹管理判断是否丢失轨迹，然后输出目标状态的估计情况，最后补偿时间偏差后输出预警信息。
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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种基于车联网的车路协同防碰撞综合控制系统，其特征在于，其包括：
视频传感器，进行障碍物检测及智能感知车道检测处理，实时视频开窗对车辆本身进行监控；
盲区检测系统，包括毫米波雷达、超声波雷达和激光雷达，用于检测盲区状态；
雷达传感器，所述雷达传感器与盲区检测系统通信连接；
定位模块，定位车辆的实时位置信息，并生成车辆运行轨迹；
疲劳检测模块，包括疲劳检测摄像头，分析人脸特征判断驾驶员当前状态，并实时监控车内实时场景，实现疲劳状态实时预警；
显示处理模块，用于车道检测和障碍物位置和形状实时显示；
预警处理模块，用于预警报警提示，包括语音提醒和及时上传；
控制处理模块，用于实现数据处理和功能调度；
服务平台，包括车辆管理子系统、数据管理子系统、监控管理子系统、GIS管理子系统、可视化分析子系统；
所述视频传感器、雷达传感器、定位模块、疲劳检测模块、显示处理模块、预警处理模块分别连接有传输模块，所述传输模块分别连接控制处理模块，所述控制处理模块连接有网络传输模块，所述网络传输模块连接有服务平台；
所述服务平台包括控制器、业务云平台和设备管理云，所述设备管理云和所述业务云平台分别与所述控制器的信号输出端通信连接；所述控制器的信号输入端分别连接有内置天线、4G/5G通信模块和参数采集系统；所述控制器通过参数采集系统对目标对象进行分析，并进行数据预分析处理，然后进行失序判断，内部预测轨迹与测量预测的偏差，然后进行测量数据、轨迹数据更新，再通过内部测量质量管理判断轨迹当前的属性，然后进行修正，再通过轨迹管理判断是否丢失轨迹，然后输出目标状态的估计情况，最后补偿时间偏差后输出预警信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于车联网的车路协同防碰撞综合控制系统，其特征在于，所述参数采集系统通过设置参数采集设备或基于车载系统采集数据；所述参数采集系统至少包括车载DVR、车载人脸测温仪、智能导航屏、DMS疲劳检测、GPS定位、主动安全系统、盲区检测系统。
3.根据权利要求1所述的一种基于车联网的车路协同防碰撞综合控制系统，其特征在于，所述毫米波雷达通过宽面漫反射实时检测障碍物的大小、状态、速度和角度方位；所述激光雷达用于检测车辆距离障碍物的精准距离；所述视频传感器、毫米波雷达、超声波雷达、激光雷达均设置有多个，且安装在车辆不同的位置用于采集不同位置的数据信息。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种基于车联网的车路协同防碰撞综合控制系统，其特征在于，所述传输模块为CAN总线模块，所述网络传输模块为5G蜂窝网络模块。
5.根据权利要求2所述的一种基于车联网的车路协同防碰撞综合控制系统，其特征在于，所述主动安全系统具有视频检测和雷达检测功能。
6.根据权利要求1所述的一种基于车联网的车路协同防碰撞综合控制系统，其特征在于，所述业务云平台具有统计报表图标、车辆管理、数据管理、GIS管理、可视化管理和配置管理功能。
7.根据权利要求1所述的一种基于车联网的车路协同防碰撞综合控制系统，其特征在于，所述内置天线支持CAN总线数据传输，以及USB、RJ45、RS485、RS232接口数据传输。
8.根据权利要求1所述的一种基于车联网的车路协同防碰撞综合控制系统，其特征在于，所述设备管理云负责整个ADAS设备的设备注册接入和设备上下线以及设备参数设置的管理工作。
9.根据权利要求1所述的一种基于车联网的车路协同防碰撞综合控制系统，其特征在于，所述业务云平台包括安全中心、监控中心、运营中心、数据分析中心、报警中心和用户中心；所述安全中心包括安全看板和安全监控，以及报警查询功能，所述监控中心进行实时监控以及对GIS轨迹进行实时追踪和轨迹及录像回放，以及设置电子围栏；所述运营中心用于监控记录、设备异常记录和流量统计；所述数据分析中心用于生成公司报告、车辆报告、驾驶员报告和运维报告；所述报警中心对报警设备和平台进行管理；所述用户中心用于对企业和用户进行管理。
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