CN113421436A - 一种基于三感融合的无线车辆障碍物预警系统 - Google Patents

一种基于三感融合的无线车辆障碍物预警系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于三感融合的无线车辆障碍物预警系统，包括障碍感知模块、预警分级模块和三感交互模块；障碍感知模块包括依次连接的红外传感器、数据采集卡和第一无线收发单元，预警分级模块包括第一MCU和第二无线收发单元，三感交互模块包括第二MCU、振动器、语音播报器和显示器；红外传感器采集车辆与障碍物之间的距离信息，数据采集卡接收距离信息，并无线发送至车载MCU，车载MCU根据多级预警步骤，向第二MCU无线发送预警指令，第二MCU根据预警指令启动振动器、语音播报器和显示器。与现有技术相比，本发明具有检测范围广、布设简单、安全性好和可靠性高等优点。

Description

一种基于三感融合的无线车辆障碍物预警系统
技术领域
本发明涉及汽车安全领域，尤其是涉及一种基于三感融合的无线车辆障碍物预警系统。
背景技术
随着技术的发展，车辆走进千家万户，国内的汽车总量持续增长。道路上的汽车越多，发生的碰撞事故也越多，当前大部分汽车的前照明大灯系统仍采用白炽灯、卤素灯或疝气灯作为远光灯光源，当驾驶员需要对前方行人、自行车或者车辆进行提醒时，只能通过手动开关来控制远光灯闪烁，完成提醒功能。无法自动帮助驾驶员识别出夜间障碍物信息，在夜间视野受限的情况下容易增加碰撞事故风险。
究其原因是缺乏对障碍物的有效监测以及发现障碍物后对驾驶员进行有效的预警。现有的障碍物检测方法绝大部分用的采用倒车雷达，它们存在以下一些问题：
(1)存在视角盲区，无法感应到视角盲区的障碍物；
(2)人机交互强度不够，存在驾驶人员忽视预警或者对于预警错误理解进行错误判断导致碰撞的风险；
(3)进行有线数据传输以及有线控制，需要复杂的布线，并且占用空间大，存在因为传输线损坏而失效的隐患。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于三感融合的无线车辆障碍物预警系统，检测范围广，布设简单，安全性好，可靠性高。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于三感融合的无线车辆障碍物预警系统，包括障碍感知模块、预警分级模块和三感交互模块；
所述的障碍感知模块包括依次连接的红外传感器、数据采集卡和第一无线收发单元，所述的预警分级模块包括第一MCU以及与第一MCU连接的第二无线收发单元，所述的三感交互模块包括第二MCU以及与第二MCU连接的振动器、语音播报器和显示器；所述的红外传感器采集车辆与障碍物之间的距离信息，所述的数据采集卡接收距离信息，并通过第一无线收发单元和第二无线收发单元无线发送至车载MCU，所述的车载MCU根据多级预警步骤，通过第二无线收发单元和第三无线收发单元向第二MCU无线发送预警指令，所述的第二MCU根据预警指令启动振动器、语音播报器和显示器；
相比于传统的毫米波雷达，使用红外传感器可提高障碍物检测距离，且成本低，布设简单；
所述的振动器、语音播报器和显示器分别通过触觉、听觉和视觉向驾驶人员发送预警信息，避免驾驶人员忽视预警信息，减缓驾驶人员驾驶时的压力；
所述的系统通过无线收发单元进行信息传递，不需要复杂的布线，占用空间小且布设简单，避免了因传输线路损坏而失效的风险，可靠性高。
进一步地，所述的多级预警步骤包括：
1)判断障碍物距离是否大于第一距离，若是则结束，否则执行步骤2)；
2)判断障碍物距离是否大于第二距离，若是则生成一级预警指令，否则执行步骤3)；
3)判断障碍物距离是否大于第三距离，若是则生成二级预警指令，否则生成三级预警指令；
其中，所述的第一距离、第二距离和第三距离依次递减。
进一步地，所述的第二MCU根据预警指令启动振动器、语音播报器和显示器的过程包括：
所述的第二MCU接收到一级预警指令后，控制显示器启动并显示一级预警信号；
所述的第二MCU接收到二级预警指令后，控制显示器启动并显示二级预警信号，控制语音播报器播报二级预警信号；
所述的第二MCU接收到三级预警指令后，控制显示器启动并显示三级预警信号，控制语音播报器播报三级预警信号，控制振动器启动；
所述的多级预警步骤根据碰撞紧急程度进行分级预警，提高驾驶人员对碰撞紧急程度的判断能力，避免驾驶人员忽视预警，或者对于预警错误理解进行错误判断而导致碰撞，安全性好。
进一步地，所述的红外传感器的数量为多个。
进一步地，多个红外传感器分别设于车辆车身的前后左右侧。
进一步地，所述的振动器设于车辆方向盘上。
进一步地，所述的振动器的数量为4个。
进一步地，4个振动器分别设于车辆方向盘上前后左右侧。
进一步地，所述的第二MCU接收到三级预警指令后，控制与触发三级预警指令的红外传感器同侧的振动器启动；
将振动器的振动位置与触发预警的红外传感器所在方位相匹配，便于驾驶人员快速判断障碍物所在方位，并迅速作出避险反应，提高了驾驶人员的反应速度和视觉压力，安全性好。
进一步地，所述的第一无线收发单元、第二无线收发单元和第三无线收发单元为蓝牙。
与现有技术相比，本发明具有以如下有益效果：
(1)本发明红外传感器采集车辆与障碍物之间的距离信息，数据采集卡接收距离信息，并通过第一无线收发单元和第二无线收发单元无线发送至车载MCU，车载MCU根据多级预警步骤，通过第二无线收发单元和第三无线收发单元向第二MCU无线发送预警指令，第二MCU根据预警指令启动振动器、语音播报器和显示器，相比于传统的毫米波雷达，使用红外传感器可提高障碍物检测距离，且成本低，布设简单；振动器、语音播报器和显示器分别通过触觉、听觉和视觉向驾驶人员发送预警信息，避免驾驶人员忽视预警信息，减缓驾驶人员驾驶时的压力，系统通过无线收发单元进行信息传递，不需要复杂的布线，占用空间小且布设简单，避免了因传输线路损坏而失效的风险，可靠性高；
(2)本发明根据障碍物距离大小进行多层次地分级预警，预警信号根据不同级别的预警信号控制振动器、语音播报器和显示器执行相应的操作，提高驾驶人员对碰撞紧急程度的判断能力和反应能力，避免驾驶人员忽视预警，或者对于预警错误理解进行错误判断而导致碰撞，安全性好；
(3)本发明多个红外传感器分别设于车辆车身的前后左右侧，4个振动器分别设于车辆方向盘上前后左右侧，第二MCU接收到三级预警指令后，控制与触发三级预警指令的红外传感器同侧的振动器启动，将振动器的振动位置与触发预警的红外传感器所在方位相匹配，便于驾驶人员快速判断障碍物所在方位，并迅速作出避险反应，提高了驾驶人员的反应速度和视觉压力，安全性好。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为振动器的安装位置示意图；
图3为红外传感器的安装位置示意图；
图中标号说明：
1.方向盘，2.振动器，3.红外传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种基于三感融合的无线车辆障碍物预警系统，如图1，包括障碍感知模块、预警分级模块和三感交互模块；
障碍感知模块包括依次连接的红外传感器3、数据采集卡和第一无线收发单元，预警分级模块包括第一MCU以及与第一MCU连接的第二无线收发单元，三感交互模块包括第二MCU以及与第二MCU连接的振动器2、语音播报器和显示器；红外传感器3采集车辆与障碍物之间的距离信息，数据采集卡接收距离信息，并通过第一无线收发单元和第二无线收发单元无线发送至车载MCU，车载MCU根据多级预警步骤，通过第二无线收发单元和第三无线收发单元向第二MCU无线发送预警指令，第二MCU根据预警指令启动振动器2、语音播报器和显示器；
第一无线收发单元、第二无线收发单元和第三无线收发单元为蓝牙；
相比于传统的毫米波雷达，使用红外传感器3可提高障碍物检测距离，且成本低，布设简单；
振动器2、语音播报器和显示器分别通过触觉、听觉和视觉向驾驶人员发送预警信息，避免驾驶人员忽视预警信息，减缓驾驶人员驾驶时的压力；
系统通过无线收发单元进行信息传递，不需要复杂的布线，占用空间小且布设简单，避免了因传输线路损坏而失效的风险，可靠性高。
多级预警步骤包括：
1)判断障碍物距离是否大于5m，若是则结束，否则执行步骤2)；
2)判断障碍物距离是否大于3m，若是则生成一级预警指令，否则执行步骤3)；
3)判断障碍物距离是否大于2m，若是则生成二级预警指令，否则生成三级预警指令。
第二MCU根据预警指令启动振动器2、语音播报器和显示器的过程包括：
第二MCU接收到一级预警指令后，控制显示器启动并显示一级预警信号；
第二MCU接收到二级预警指令后，控制显示器启动并显示二级预警信号，控制语音播报器播报二级预警信号；
第二MCU接收到三级预警指令后，控制显示器启动并显示三级预警信号，控制语音播报器播报三级预警信号，控制振动器2启动；
多级预警步骤根据碰撞紧急程度进行分级预警，提高驾驶人员对碰撞紧急程度的判断能力，避免驾驶人员忽视预警，或者对于预警错误理解进行错误判断而导致碰撞，安全性好。
如图3，红外传感器3的数量为多个，多个红外传感器3分别设于车辆车身的前后左右侧，振动器2设于车辆方向盘1上，如图2，振动器2的数量为4个，4个振动器2分别设于车辆方向盘1上前后左右侧，第二MCU接收到三级预警指令后，控制与触发三级预警指令的红外传感器3同侧的振动器2启动；
将振动器2的振动位置与触发预警的红外传感器3所在方位相匹配，便于驾驶人员快速判断障碍物所在方位，并迅速作出避险反应，提高了驾驶人员的反应速度和视觉压力，安全性好。
本实施例提出了一种基于三感融合的无线车辆障碍物预警系统，通过三感交互模块，从触觉、听觉和视觉上向驾驶人员发送预警信息，避免驾驶人员忽视预警信息，减缓驾驶人员驾驶时的压力，通过红外传感器3全范围监测车身周围的障碍物，监测范围广，全面避撞；通过多层次地分级预警，提高了驾驶人员对碰撞紧急程度的判断能力和应急反应能力，安全性好。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于三感融合的无线车辆障碍物预警系统，其特征在于，包括障碍感知模块、预警分级模块和三感交互模块；
所述的障碍感知模块包括依次连接的红外传感器、数据采集卡和第一无线收发单元，所述的预警分级模块包括第一MCU以及与第一MCU连接的第二无线收发单元，所述的三感交互模块包括第二MCU以及与第二MCU连接的振动器、语音播报器和显示器；所述的红外传感器采集车辆与障碍物之间的距离信息，所述的数据采集卡接收距离信息，并通过第一无线收发单元和第二无线收发单元无线发送至车载MCU，所述的车载MCU根据多级预警步骤，通过第二无线收发单元和第三无线收发单元向第二MCU无线发送预警指令，所述的第二MCU根据预警指令启动振动器、语音播报器和显示器。
2.根据权利要求1所述的一种基于三感融合的无线车辆障碍物预警系统，其特征在于，所述的多级预警步骤包括：
1)判断障碍物距离是否大于第一距离，若是则结束，否则执行步骤2)；
2)判断障碍物距离是否大于第二距离，若是则生成一级预警指令，否则执行步骤3)；
3)判断障碍物距离是否大于第三距离，若是则生成二级预警指令，否则生成三级预警指令；
其中，所述的第一距离、第二距离和第三距离依次递减。
3.根据权利要求1所述的一种基于三感融合的无线车辆障碍物预警系统，其特征在于，所述的第二MCU根据预警指令启动振动器、语音播报器和显示器的过程包括：
所述的第二MCU接收到一级预警指令后，控制显示器启动并显示一级预警信号；
所述的第二MCU接收到二级预警指令后，控制显示器启动并显示二级预警信号，控制语音播报器播报二级预警信号；
所述的第二MCU接收到三级预警指令后，控制显示器启动并显示三级预警信号，控制语音播报器播报三级预警信号，控制振动器启动。
4.根据权利要求3所述的一种基于三感融合的无线车辆障碍物预警系统，其特征在于，所述的红外传感器的数量为多个。
5.根据权利要求4所述的一种基于三感融合的无线车辆障碍物预警系统，其特征在于，多个红外传感器分别设于车辆车身的前后左右侧。
6.根据权利要求5所述的一种基于三感融合的无线车辆障碍物预警系统，其特征在于，所述的振动器设于车辆方向盘上。
7.根据权利要求6所述的一种基于三感融合的无线车辆障碍物预警系统，其特征在于，所述的振动器的数量为4个。
8.根据权利要求7所述的一种基于三感融合的无线车辆障碍物预警系统，其特征在于，4个振动器分别设于车辆方向盘上前后左右侧。
9.根据权利要求8所述的一种基于三感融合的无线车辆障碍物预警系统，其特征在于，所述的第二MCU接收到三级预警指令后，控制与触发三级预警指令的红外传感器同侧的振动器启动。
10.根据权利要求1所述的一种基于三感融合的无线车辆障碍物预警系统，其特征在于，所述的第一无线收发单元、第二无线收发单元和第三无线收发单元为蓝牙。
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