CN113525401A - 辅助汽车驾驶的预警方法及毫米波雷达系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种辅助汽车驾驶的预警方法及毫米波雷达系统，所述预警方法包括以下步骤：获取道路上的多个外界车辆反射的回波信号；对多个所述回波信号进行处理，根据所述回波信号确定所述本车车辆的行驶信息参数；当所述行驶信息参数满足报警功能启动条件同时有目标车辆在报警区域内满足预设预警条件时，生成报警指令。本发明中获取道路上的多个外界车辆和地物反射的回波信号，通过信号处理算法对该回波信号解析，确定本车车辆的行驶信息参数，对回波信号解析对多个外界的原始点属性识别，过滤处理获得运动的目标车辆，当本车车辆行驶速度满足报警功能启动条件时同时有运动的目标车辆在报警区域内，生成报警指令。为驾驶者提供更加安全的保障。

Description

辅助汽车驾驶的预警方法及毫米波雷达系统

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，特别涉及辅助汽车驾驶的预警方法及毫米波雷达系统。

背景技术

先进汽车辅助驾驶系统(Advanced Driving Assistance System，ADAS)是指利用安装在汽车上的多种传感器，在汽车行驶过程中，即时感知周围人、车、路及交通环境，对静态和动态车辆进行辨别，如车辆、行人以及交通标志标线等，并收集相关数据，再进行系统地运算与分析，辅助驾驶员进行操作决策的一种系统。毫米波雷达可以保证系统在大雨、强光与浓雾等恶劣天气下，依然保持对周围存在的危险进行预警。因此车载毫米波雷达是ADAS系统的重要传感器之一。

现有的雷达系统中，一般通过在车身上设置两个雷达配合使用完成覆盖面积的需求，但是车身布线复杂，安装难度大，成本高，并且在开发过程中由于厂家不同产品的普适性差。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种辅助汽车驾驶的预警方法及毫米波雷达系统，旨在解决目前产品适用性差，安装难度高、成本高的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种辅助汽车驾驶的预警方法，包括以下步骤：

获取道路上的多个外界车辆反射的回波信号；

根据所述回波信号确定确定所述本车车辆的行驶信息参数；

对多个所述回波信号进行处理，确定所述多个外界车辆中的为目标车辆及所述目标车辆的行驶信息参数；

当所述目标车辆与本车行驶信息参数满足预设预警条件时，生成报警指令。

可选地，所述行驶信息参数还包括速度参数；

当所述多个外界车辆中的距离参数满足预设距离条件时，选取对应的外界车辆为目标车辆的步骤包括：

当所述多个外界车辆中的距离参数满足预设距离条件时，选取对应的外界车辆为一次目标筛选车辆；

获得所述一次目标筛选车辆的相对速度参数和相对本车距离参数；

将各所述一次目标筛选车辆的相对速度参数、相对距离参数进行处理，根据本车的行驶速度启动不同的报警功能，当一次目标筛选车辆相对本车的碰撞时间满足要求，生成报警指令。

可选地，所述预警条件包括一级预警条件和二级预警条件；

相邻车道有报警，生成一级报警指令，相应方向的警示灯长亮提醒驾驶者。

相邻车道有报警同时本车打开同向转向灯，相应方向的警示灯闪烁同时同侧蜂鸣器响，以提醒驾驶者此时变道有。

可选地，所述目标车辆的行驶信息参数包括本车与目标车辆之间的相对距离参数、本车与目标车辆行驶路径的角度参数、本车与目标车辆的相对速度参数、目标车辆的加速度参数。

本发明还提出一种毫米波雷达系统，包括：

车身，所述车身的后端中部可做安装位；

雷达组件，所述雷达组件包括固定安装至所述安装位的安装座、以及位于所述安装座的雷达收发模块，所述雷达收发模块用于向外界发出雷达波束并接收回波信号；

报警模块，位于所述车身上，用于报警提示；以及，

电路板组件，位于所述车身上内，与所述雷达收发模块、所述报警模块均电连接。

可选地，所述雷达收发模块包括相互配合的发射器和接收器，所述发射器和所述接收器与所述电路板组件电连接。

可选地，所述报警模块包括两个报警灯，两个所述报警灯分别安装至所述车身的A柱附近；和/或，

所述报警装置还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述电路板组件电连接。

可选地，所述车身的底部设有车轮；

所述安装座与所述车轮下端面之间的距离为h，其中，400mm≤h≤1100mm。

可选地，所述雷达组件还包括位于所述安装座上的雷达天线，所述雷达天线形成一天线面，所述天线面与所述安装位所在的平面之间的夹角为a，其中，8°≤a≤12。

可选地，所述毫米波雷达系统还包括设于所述车身内的显示器，所述显示器与所述电路板组件电信连接。

本发明的技术方案中，获取道路上的多个外界车辆和地物反射的回波信号，通过信号处理算法通过该回波信号解析对多个外界车辆的原始点属性识别，对相关的原始点进行关联，从而依据此确定所述多个外界车辆中的至少一个为运动的目标车辆以及确定所述本车车辆的行驶信息参数；当所述行驶信息参数满足预设预警条件时，生成报警指令，从而为驾驶者提供盲区监测BSD、并线辅助LCA、开门预警DOW、后碰撞预警RCW等功能，为驾驶者提供更加安全的保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的辅助汽车驾驶的预警方法一实施例的流程示意图；

图2为图1中步骤S20一实施例中的流程示意图；

图3为本发明中毫米波雷达系统的流程示意图；

图4为图3中毫米波雷达系统覆盖车道的示意图；

图5为图3中毫米波雷达系统安装位置的示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

先进汽车辅助驾驶系统(Advanced Driving Assistance System，ADAS)是指利用安装在汽车上的多种传感器，在汽车行驶过程中，即时感知周围人、车、路及交通环境，对静态和动态物体进行辨别，如车辆、行人以及交通标志标线等，并收集相关数据，再进行系统地运算与分析，辅助驾驶员进行操作决策的一种系统。这一系统可以有效增强汽车假设的安全性和平稳性，有效降低汽车安全事故的发生。毫米波雷达可以保证系统在大雨、强光与浓雾等恶劣天气下，依然保持对周围存在的危险进行预警。因此车载毫米波雷达是ADAS系统的重要传感器之一。目前市场上的ADAS汽车角雷达，具有以下几个功能特点：盲区监测BSD、并线辅助LCA、开门预警DOW、后碰撞预警RCW。而为了实现以上功能，主要通过安装两颗雷达，一颗从雷达，一颗著雷达，两颗雷达成本高。主雷达通过CAN线与车身CAN连接，获取车身的信息。不同车厂的车身信息协议不同，为了解析不同车厂的车身协议，开发复杂度增大，很难做到一款产品具有普适性。在安装方面两颗雷达车身布线复杂，要求很高，安装难度非常大。

鉴于此，本发明提供一种辅助汽车驾驶的预警方法及毫米波雷达系统，图1至图2为本发明的提供的辅助汽车驾驶的预警方法的流程示意图，图3至图5为本发明提供的毫米波雷达系统的实施例示意图。

请参照图1，所述辅助汽车驾驶的预警方法包括以下步骤：

S10、获取道路上的多个外界车辆反射的回波信号；

需要说明的是，当毫米波雷达工作时，雷达通过内部的发波天线向外界发出雷达波束，经物体反射原始点，称为回波信号，并通过接收天线接收回波信号。

S20、根据所述回波信号确定确定所述本车车辆的行驶信息参数；

需要说明的是，通过回波信号处理得到的相关参数信息，确定所述本车行驶参数，确定多个所述目标车辆的行驶信息参数。

S30、对多个所述回波信号进行处理，确定所述多个外界车辆中的为目标车辆

需要说明的是，筛选出在本驾驶车辆一定距离范围内的车辆，以便于后续预警的监测。

S40、当所述行驶信息参数满足预设预警条件时，生成报警指令。

本发明的技术方案中，获取道路上的多个外界车辆反射的回波信号，通过信号处理算法对该回波信号解析，对多个外界车辆的原始点属性识别，对相关的原始点进行关联跟踪，从而依据此确定所述多个外界车辆中的至少一个为运动的目标车辆以及确定所述目标车辆的行驶信息参数，即依据本车车辆的行驶信息参数对原始点进行过滤处理，获得运动的目标车辆，当本车车辆行驶速度满足报警功能启动条件时同时有运动的目标车辆在报警区域内；根据所述本车行驶信息参数启动不同的报警功能，当运动的目标车辆满足报警功能的预设报警条件时，生成报警指令。当本车行驶为停止状态时，启动DOW报警功能，当本车车速大于某一速度时启动BSD，LCA，RCW报警功能，从而为驾驶者提供盲区监测BSD、并线辅助LCA、开门预警DOW、后碰撞预警RCW等辅助驾驶功能，为驾驶者提供更加安全的保障。

在本实施例中，所述目标车辆的行驶信息参数包括本车与目标车辆之间的相对距离参数、本车与目标车辆行驶路径的角度参数、本车与目标车辆的相对速度参数、目标车辆的加速度参数。

具体，在一实施例中，步骤S30还包括：

S31、对多个所述回波信号进行处理，获取与多个外界车辆对应的多个距离参数；

S32、当所述多个外界车辆中的距离参数满足预设距离条件时，选取对应的外界车辆为目标车辆。

以对多个外界车辆通过距离的识别进行依次筛选，具体的，所述预设距离条件为各路段要求下的车辆之间的安全距离。例如，在当前路段车速的影响下，预设距离条件为与驾驶车辆间隔50m，探测到与驾驶车辆间距50m以上的车辆就会被筛除，只要在该区间内的车辆才作为目标车辆，当出现变道或者刹车时，此距离条件下的外界车辆可能会与驾驶车辆存在安全隐患，因此作为目标车辆进行状态监控。

基于上述实施例，考虑到车辆的驾驶速度对驾驶过程中车距的影响，进一步，请参照图2，步骤S32还包括：

S321、当所述多个外界车辆中的距离参数满足预设距离条件时，选取对应的外界车辆为一次目标筛选车辆；

S322、获得所述一次目标筛选车辆的相对速度参数和相对本车距离参数；

S323、将各所述一次目标筛选车辆的相对速度参数、相对距离参数进行处理，根据本车的行驶速度启动不同的报警功能，当一次目标筛选车辆相对本车的碰撞时间满足要求，选取对应的一次目标筛选车辆为目标车辆，生成报警指令。

需要说明的是，在驾驶过程中先通过预设距离条件进行一次筛选，然后根据依次目标筛选车辆的相关参数进行二次筛选，根据回波信号结算驾驶车辆的行驶速度参数，然后通过向处理器的数据处理单元内输入依次目标筛选车辆的速度参数和驾驶速度参数进行融合处理，可以通过多帧检测进行数据处理，排出虚假目标，本实施例中所说的虚假目标为，虽然在此刻，目标车辆与驾驶车辆之间的间距超过安全距离，但是根据车速判断，该目标车辆的车速小于驾驶车辆，在一定时间后会与驾驶车辆之间的距离回到安全距离，此车辆的安全隐患可消除。筛选此类型车辆后，将剩余的车辆作为真实的目标车辆进行监控和预警。

本实施例中的预警方法根据实际驾驶路况进行多级预警的划分，具体的，所述预警条件包括一级预警条件和二级预警条件，在步骤S40中，还包括以下步骤：

S401、相邻车道有报警，生成一级报警指令，相应方向的警示灯长亮提醒驾驶者；

S402、相邻车道有报警同时本车打开同向转向灯，生成二级报警指令，相应方向的警示灯闪烁同时同侧蜂鸣器响，以提醒驾驶者此时变道。

需要说明的是，当所述行驶信息参数满足一级预警条件，生成一级报警指令，并传送至所述报警灯，当所述行驶信息参数满足二级预警条件，生成二级报警指令，并分别传送至蜂鸣器和所述报警灯。具体的，驾驶车辆在正常行驶状态，目标车辆处于邻道，相邻车道有报警，生成一级报警指令，相应方向的警示灯长亮提醒驾驶者，此时启动并线辅助报警LCA，同侧报警灯亮；若此时本车车辆打转向灯想要变道，启动蜂鸣器发出报警，同时处于同侧的报警灯闪烁，为二级报警，相应方向的警示灯闪烁同时同侧蜂鸣器响，以提醒驾驶者此时变道。驾驶车辆在正常行驶状态，目标处于驾驶车辆的邻道盲区，启动盲点检测报警；若此时目标车辆打转向灯灯变道，启动蜂鸣器发出报警，同时处于同侧的报警灯闪烁为二级报警。驾驶车辆停止状态下，启动邻道行人、车辆路过报警。

以下结合具体的毫米波雷达系统进行说明。

请参照图3至图5，所述毫米波雷达系统包括车身、雷达组件、报警模块以及电路板组件，所述车身的后端中部可做安装位，所述雷达组件包括固定安装至所述安装位的安装座、以及位于所述安装座的雷达收发模块，所述雷达收发模块用于向外界发出雷达波束并接收回波信号；所述报警模块位于所述车身上，用于报警提示；所述电路板组件位于所述车身上内，与所述雷达收发模块、所述报警模块均电连接。

本发明的技术方案中，设置一个雷达组件安装在所述车身后端，该雷达组件通过对应的雷达算法提取驾驶速度，将该数据与目标车辆的驾驶参数进行信息融合计算后，传递给所述控制组件，所述控制组件发出指令至所述报警模块，从而实现报警，可以根据报警类型选择不同的声光组合，该系统不通过外界传感器输入或者接收车身的协议盒输入，走线方便简洁，所述雷达组件设于所述车身后端的中部位置，不需要额外标定，安装更快捷。

需要说明的是，本发明中，所述雷达组件安装完成后在车道上的信号覆盖情况如图4所示，监测区域覆盖驾驶车辆正后方和驾驶车辆左右两侧的车道目标。所述雷达组件为毫米波雷达。

进一步的，所述雷达收发模块包括相互配合的发射器和接收器，所述发射器和所述接收器与所述电路板组件电连接。通过所述发射器和所述接收器进行雷达波束的发射和回波信号的接收。

本发明的实施例中，所述报警模块包括两个报警灯，两个所述报警灯分别安装至所述车身的两个后视镜上或A柱附近。根据检测的目标车辆的车道根据报警指令进行控制对应的所述报警灯工作。

不仅如此，所述报警装置还包括两个蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述电路板组件电连接。报警信息显示为后视镜显示方式，一级报警时根据左右报警点亮左右两侧的报警灯，二级报警根据左右发出蜂鸣声。

进一步的，所述报警模块也可通过镜片显示方式、流媒体后视镜显示、号码牌显示，甚至手机APP提示报警信息，在此不做详细说明。

具体的，所述电路板组件包括处理器，所述处理器内包括信号处理单元、数据处理单元、车身速度提速单元，具体的，所述雷达收发模块将回波信号发送至处理器后，所述信号处理单元识别目标的距离、角度、速度、幅度等信息，车身提取算法为根据回波信号解算驾驶车辆行驶速度，数据处理单元对信号处理单元输入的一次目标数据和车身提取单元提取驾驶车辆速度信息进行融合处理，排除虚假目标，输出真实的二次目标数据，进行系统的运算与分析判断，将可能对驾驶车辆行驶状态有影响的目标输出至报警模块，报警单元对数据处理单元输入的目标数据进行二次分析，根据目标的状态信息和汽车的行驶状态选择一级报警还是二级报警，一级报警点亮左侧或者右侧的所述报警灯，当正后方及左右两个车道存在碰撞风险时则相应二级报警。关于所述雷达组件的安装，所述车身的底部设有车轮；所述安装座与所述车轮下端面之间的距离为h，其中，400mm≤h≤1100mm。所述雷达组件还包括位于所述安装座上的雷达天线，所述雷达天线形成一天线面，所述天线面与所述安装位所在的平面之间的夹角为a，其中，8°≤a≤12。需要说明的是，所述安装位所在的平面为车身的铅垂面，这是为了保证所述雷达组件安装后的覆盖率。同时，所述安装座为一般的摄像头蝴蝶扣安装支架，成本低，便于安装和拆卸。该安装方式和位置限定能够保证一颗毫米波雷达能够同时覆盖驾驶车辆车道和相邻车道和驾驶车辆盲区范围。

不仅如此，所述毫米波雷达系统还包括设于所述车身内的显示器，所述显示器与所述电路板组件电信连接。可以在所述显示器上显示，以便于驾驶员的直观观测。

具体安装在车辆上时，车辆的车牌避让所述雷达组件设置。即所述雷达组件安装在车身牌照框位置附近或者在车辆后牌照灯或者牌照框上位置，安装位置为车身正后方中间左右20cm，不需要接线和了解车辆的车身协议，采用报警灯方式报警，使得走线更加方便。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种辅助汽车驾驶的预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取道路上的多个外界车辆反射的回波信号；

根据所述回波信号确定确定所述本车车辆的行驶信息参数；

对多个所述回波信号进行处理，确定所述多个外界车辆中的为目标车辆；

当所述目标车辆与本车行驶信息参数满足预设预警条件时，生成报警指令。

2.如权利要求1所述的辅助汽车驾驶的预警方法，其特征在于，所述行驶信息参数还包括速度参数；

当所述多个外界车辆中的距离参数满足预设距离条件时，选取对应的外界车辆为目标车辆的步骤包括：

当所述多个外界车辆中的距离参数满足预设距离条件时，选取对应的外界车辆为一次目标筛选车辆；

获得所述一次目标筛选车辆的相对速度参数和相对本车距离参数；

将各所述一次目标筛选车辆的相对速度参数、相对距离参数进行处理，根据本车的行驶速度启动不同的报警功能，当一次目标筛选车辆相对本车的碰撞时间满足要求，选取对应的一次目标筛选车辆为目标车辆，生成报警指令。

3.如权利要求1所述的辅助汽车驾驶的预警方法，所述汽车包括位于车身侧部的2个报警灯和2个蜂鸣器，其特征在于，所述预警条件包括一级预警条件和二级预警条件；

相邻车道有报警，生成一级报警指令，相应方向的警示灯长亮提醒驾驶者；

相邻车道有报警同时本车打开同向转向灯，生成二级报警指令，相应方向的警示灯闪烁同时同侧蜂鸣器响，以提醒驾驶者此时变道。

4.如权利要求1所述的辅助汽车驾驶的预警方法，其特征在于，所述目标车辆的行驶信息参数包括本车与目标车辆之间的相对距离参数、本车与目标车辆行驶路径的角度参数、本车与目标车辆的相对速度参数、目标车辆的加速度参数。

5.一种毫米波雷达系统，其特征在于，包括：

车身，所述车身的后端中部可做安装位；

雷达组件，所述雷达组件包括固定安装至所述安装位的安装座、以及位于所述安装座的雷达收发模块，所述雷达收发模块用于向外界发出雷达波束并接收回波信号；

报警模块，位于所述车身上，用于报警提示；以及，

电路板组件，位于所述车身上内，与所述雷达收发模块、所述报警模块均电连接。

6.如权利要求5所述的毫米波雷达系统，其特征在于，所述雷达收发模块包括相互配合的发射器和接收器，所述发射器和所述接收器与所述电路板组件电连接。

7.如权利要求5所述的毫米波雷达系统，其特征在于，所述报警模块包括两个报警灯，两个所述报警灯分别安装至所述车身的A柱附近；和/或，

所述报警装置还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述电路板组件电连接。

8.如权利要求5所述的毫米波雷达系统，其特征在于，所述车身的底部设有车轮；

所述安装座与所述车轮下端面之间的距离为h，其中，400mm≤h≤1100mm。

9.如权利要求5所述的毫米波雷达系统，其特征在于，所述雷达组件还包括位于所述安装座上的雷达天线，所述雷达天线形成一天线面，所述天线面与所述安装位所在的平面之间的夹角为a，其中，8°≤a≤12°。

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