CN113997864A - 汽车下车防撞预警与干预系统及方法 - Google Patents

汽车下车防撞预警与干预系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了汽车下车防撞预警与干预系统及方法，通过采集车辆后侧方图像、各个目标对象的距离和位置，从所述车辆后侧方图像中识别各个目标对象的类别，并将识别的各个目标对象的类别与采集的各个目标对象的距离和位置进行匹配，确定各个类别的目标对象的距离和位置；接收乘员的开门信号，并根据所述开门信号以及各个类别的目标对象的距离和位置确定是否存在碰撞风险；若存在碰撞风险，控制预警模块对驾驶员或乘客做出相应的预警提示/控制干预模块对驾驶员的开门行为做出干预。相比现有技术，可以最大化地对下车过程可能存在的风险进行预警，并在风险存在时通过主动干预，可有效避免发生下车碰撞事故问题。

Description

汽车下车防撞预警与干预系统及方法
技术领域
本发明涉及汽车下车防撞预警与干预领域，尤其涉及汽车下车防撞预警与干预系统及方法。
背景技术
随着人民生活水平的不断提高，越来越多的人选择汽车作为交通出行的日常工具。城市汽车数量的迅速增加极大方便了人们的日常生活，但同时也增加了交通安全的风险。在机动车辆与非机动车辆以及行人混行的交通环境中，车辆靠边停车时，由于视野盲区问题或未注意观察前后的道路交通情况而推开车门下车时，突然推开的车门一方面容易推倒正在行走的行人或者非机动车，另一方面极易造成其他车辆或者行人与下车人或者车门面板相撞。然而，现有的车辆很少有下车防撞预警装置，能否减少下车碰撞交通事故的发生往往依靠驾驶员或者乘车人在下车前自觉观察前后方交通状况，但现实生活中受到下车习惯或者气候条件的影响，此类交通事故还是很难避免。
现有的下车防撞装置主要集中于在乘客下车时给予的提示和预警。申请号为201920199001.8的中国实用新型专利通过安装在车头和车尾的红外线测距传感器来检测车体前后一定范围内的交通状况，在确保安全时由控制器通过喇叭提醒乘员下车和其他车辆行人注意避让；申请号为201610150232.4的中国发明专利则通过在车门和B柱上安装报警器部件，当驾驶员停车开门时，车门和B柱上的传感器和报警器相互分离，控制器控制声音发射器发出报警声音，以达到提示行人避让的目的。以上做法仅仅是对乘客和周边车辆或行人进行提示和预警，在实际场景中，由于乘客迫切希望打开车门下车，这种提示预警往往来不及被对象接收，车门就已经打开，难以化解可能的碰撞风险。而且在向车外对象(其他车辆或行人)进行声音提示的做法会进一步加剧城市噪音，不利于构建文明的城市出行环境。
因此，为了解决以上技术问题，亟待提出一种能在下车实时监控交通状况和实行主动下车干预的解决方案。
发明内容
本发明提供了汽车下车防撞预警与干预系统及方法，用于解决当前下车防撞装置仅仅是对乘客和其他车辆或行人进行提示，无法实现对下车行为的主动预警和干预的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种汽车下车防撞预警与干预系统，包括：
监控模块，用于采集车辆后侧方图像、各个目标对象的距离和位置，并将采集的车辆后侧方图像、各个目标对象的距离和位置发送给中央处理模块；
中央处理模块，内置基于图像的目标识别算法，用于接收所述车辆后侧方图像、各个目标对象的距离和位置，并从所述车辆后侧方图像中识别各个目标对象的类别，并将识别的各个目标对象的类别与采集的各个目标对象的距离和位置进行匹配，确定各个类别的目标对象的距离和位置；当乘员触发车门内侧把手准备开门时，中央处理器接收车门把手触发传感器触发信号，并根据此时各个类别的目标对象的距离和位置确定是否存在碰撞风险，若存在碰撞风险，发送报警信号给预警模块/干预模块；
所述预警模块用于接收并根据所述报警信号对驾驶员或乘员做出相应的预警提示；
所述干预模块用于接收并根据所述报警信号对驾驶员的开门行为做出干预。
优选的，所述监控模块包括摄像头以及激光雷达探测器；所述摄像头以及所述激光雷达探测器均与所述中央处理模块建立通信；
所述摄像头包括多个，多个摄像头分别安装在左右后视镜外边缘内侧，用于采集车辆侧后方图像，并将采集的车辆侧后方图像发送给所述中央处理模块；
所述激光雷达探测器包括多个，多个激光雷达探测器分别安装在左右后视镜外边缘内侧，用于探测车辆后侧方的目标对象的距离和速度，并将探测车辆后侧方的目标对象的距离和速度发送给所述中央处理器。
优选的，所述摄像头和所述激光雷达探测器通过调节固定装置安装在所述左右后视镜上，所述调节固定装置的控制端与所述中央处理模块建立通信，所述中央处理模块还用于发送视角调节指令给所述调节固定装置的控制端，所述调节固定装置的控制端用于接收所述视角调节指令，并根据所述视角调节指令将述摄像头和所述激光雷达探测器的监测视角调节至最佳监测视角。
优选的，所述预警模块包括指示灯预警模块以及语音预警装置；所述指示灯预警模块以及语音预警装置均与所述中央处理模块建立通信；所述中央处理模块用于将所述报警信号分发给所述指示灯预警模块和所述语音预警装置；
所述指示灯预警模块安装在所述车门面板内侧，用于根据所述报警信号更改指示灯的颜色，以提示乘员下车碰撞风险；
所述语音预警装置安装在车门内，用于根据所述报警信号播放下车碰撞风险语音，以提示乘员下车碰撞风险。
优选的，所述干预模块包括：控制开关和磁吸线圈组；所述磁吸线圈组与所述控制开关通过线缆连接，所述控制开关的通信端与所述中央处理器建立通信；所述磁吸线圈组包括第一磁吸线圈以及第二磁吸线圈，所述第一磁吸线圈设置在车门边缘与车体吻合处，所述第二磁吸线圈设置在关门时与所述第一磁吸线圈重叠的车体处；所述中央处理器用于发送报警信号给所述控制开关，所述控制开关用于根据所述报警信号导通第一磁吸线圈和第二磁吸线圈，以使所述第一磁吸线圈和第二磁吸线圈吸合，使所述乘员推开车门受阻。
优选的，还包括显示模块，所述中央处理器与所述显示模块建立通信，用于将所述车辆后侧方图像、各个目标对象的距离和位置发送至显示模块显示。
一种汽车下车防撞预警与干预方法，包括以下步骤：
采集车辆后侧方图像、各个目标对象的距离和位置，
从所述车辆后侧方图像中识别各个目标对象的类别，并将识别的各个目标对象的类别与采集的各个目标对象的距离和位置进行匹配，确定各个类别的目标对象的距离和位置；当乘员触发车门内侧把手准备开门时，中央处理器接收车门把手触发传感器触发信号，并根据此时各个类别的目标对象的距离和位置确定是否存在碰撞风险；
若存在碰撞风险，控制预警模块对驾驶员或乘客做出相应的预警提示/控制干预模块对驾驶员的开门行为做出干预。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明中的汽车下车防撞预警与干预系统及方法，通过采集车辆后侧方图像、各个目标对象的距离和位置，从所述车辆后侧方图像中识别各个目标对象的类别，并将识别的各个目标对象的类别与采集的各个目标对象的距离和位置进行匹配，确定各个类别的目标对象的距离和位置；接收乘员的开门信号，并根据所述开门信号以及各个类别的目标对象的距离和位置确定是否存在碰撞风险；若存在碰撞风险，控制预警模块对驾驶员或乘客做出相应的预警提示/控制干预模块对驾驶员的开门行为做出干预。相比现有技术，可以最大化地对下车过程可能存在的风险进行预警，并在风险存在时通过主动干预，可有效避免发生下车碰撞事故问题。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明优选实施例中的汽车下车防撞预警与干预系统电气连接示意图；
图2为本发明优选实施例中的汽车下车防撞预警与干预系统工作流程图；
图3为本发明优选实施例中的监控模块在后视镜的安装示意图；
图4为本发明优选实施例中的磁吸线圈在车门和车体上的布置示意图；
图中标注：1、显示模块，2、语音预警装置，3、提示灯，4、控制开关，5、磁吸线圈，6、中央处理模块，7、车门把手触发传感器，8、雷达探测器，9、摄像头，10、线缆连接端口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例一：
本实施中公开了一种汽车下车防撞预警与干预系统，包括：
监控模块，用于采集车辆后侧方图像、各个目标对象的距离和位置，并将采集的车辆后侧方图像、各个目标对象的距离和位置发送给中央处理模块6；
中央处理模块6，置基于图像的目标识别算法，用于接收所述车辆后侧方图像、各个目标对象的距离和位置，并从所述车辆后侧方图像中识别各个目标对象的类别，并将识别的各个目标对象的类别与采集的各个目标对象的距离和位置进行匹配，确定各个类别的目标对象的距离和位置；接收乘员的开门信号，并根据所述开门信号以及各个类别的目标对象的距离和位置确定是否存在碰撞风险，若存在碰撞风险，发送报警信号给预警模块/干预模块；
所述预警模块用于接收并根据所述报警信号对驾驶员或乘客做出相应的预警提示；
所述干预模块用于接收并根据所述报警信号对驾驶员的开门行为做出干预。
此外，在本实施例中，还公开了一种汽车下车防撞预警与干预方法，包括以下步骤：
采集车辆后侧方图像、各个目标对象的距离和位置，
从所述车辆后侧方图像中识别各个目标对象的类别，并将识别的各个目标对象的类别与采集的各个目标对象的距离和位置进行匹配，确定各个类别的目标对象的距离和位置；接收乘员的开门信号，并根据所述开门信号以及各个类别的目标对象的距离和位置确定是否存在碰撞风险；
若存在碰撞风险，控制预警模块对驾驶员或乘客做出相应的预警提示/控制干预模块对驾驶员的开门行为做出干预。
本发明中的汽车下车防撞预警与干预系统及方法，通过采集车辆后侧方图像、各个目标对象的距离和位置，从所述车辆后侧方图像中识别各个目标对象的类别，并将识别的各个目标对象的类别与采集的各个目标对象的距离和位置进行匹配，确定各个类别的目标对象的距离和位置；接收乘员的开门信号，并根据所述开门信号以及各个类别的目标对象的距离和位置确定是否存在碰撞风险；若存在碰撞风险，控制预警模块对驾驶员或乘客做出相应的预警提示/控制干预模块对驾驶员的开门行为做出干预。相比现有技术，可以最大化地对下车过程可能存在的风险进行预警，并在风险存在时通过主动干预，可有效避免发生下车碰撞事故问题。
实施例二：
实施例二是实施例一的优选实施例，其与实施例一的不同之处在于，对汽车下车防撞预警与干预系统的具体结构进行了优化：
在本实施例中，如图1所示公开了一种汽车下车防撞预警与干预系统，主要由监控模块、车内智能下车防撞预警模块、下车防撞干预模块和中央处理模块6组成。
监控模块为基于图像识别的驻车后侧方对象识别装置，该装置包括车外监控组件和显示模块1。车外监控组件包括摄像头9、激光雷达探测器8以及相关固定装置。摄像头9和雷达探测器8通过固定装置安装于后视镜外侧边缘，可以调整角度以达到最佳监测视角，如图3所示。摄像头9用于在车辆驻车后采集车辆侧后方的图像，雷达探测器8用于探测车辆侧后方目标对象的距离和速度。
前述摄像头9和雷达探测器8采集数据通过线缆直接传输给中央处理模块6。中央处理模块6可内置于车载电脑，可通过车载电脑确认是否驻车。通过图像处理算法可以准确识别目标对象是汽车、两轮车，还是行人，亦或是其他对象。中央处理模块6对监控模块采集的数据进行处理后，直接通过线缆传输给车内显示模块1。显示模块1可内置于车载显示器或各座位端娱乐显示屏，在显示器上实时显示车辆侧后方图像并标明目标对象类别、距离、速度以及下车碰撞风险等级。具体的，在本实施例中，线线缆连接端口10具体如图1中所示。
智能下车防撞预警模块主要包括指示灯和语音预警装置2，通过线缆与中央处理模块6相连，由中央处理模块6对其进行控制。该模块预置于车门内部，可以进行灯光和语音提示。指示灯嵌于车门面板内侧的门把上，车内乘员准备下车时测试可以直接观察到，可以显示绿色和红色两种颜色，绿色为安全信号，红色为危险信号。语音模块内置于车门内，可以车门临近乘客进行语音提示，提示内容由中央处理模块6传入语音电信号控制。
下车防撞干预模块由控制开关4和磁吸线圈5组成，每个车门处设置两个磁吸线圈5，分别内置于车门边缘和车体与车门吻合处，如图4所示。磁吸线圈5通过线缆与控制开关4相连，控制开关4受中央处理器控制，用于控制磁吸线圈5的通电与断电状态。
对于前述模块在车体的安装位置，车外监控组件中摄像头9、激光雷达探测器8通过可调节固定装置紧凑置于后视镜外边缘内侧，可灵活调整监控角度。车内显示模块1可直接内置于车载显示器，也可以与座位的娱乐显示屏相连。中央处理模块6可内置于车载电脑。提示灯3、语音预警装置2以及磁吸线圈5根据车门结构进行合理化布置，数量可根据实际需求进行组合，以达到最佳经济效益和最佳预警和干预效果为准。
前述安装于后视镜的摄像头9激光和雷达探测器8也可以用于行车过程中的安全监测，显示模块1和中央处理模块6分别可以车载显示器和车载电脑一体化，语音预警装置2可以集成于车载音箱，因此，通过相关模块和装置的合理化布置可以减少车辆设备的冗余。
整个系统工作原理如下：系统检测车辆实际驻车时，启动监控程序，摄像头9和雷达探测器8分别将驻车车辆后侧方图像和目标对象距离和位置实时传输给中央处理模块6，中央处理模块6通过算法识别目标对象后，将目标对象图像及其距离和速度实时传输至显示模块1进行显示。当乘员触发车门内把手，中央处理模块6根据目标对象距离和速度进行风险评估，低风险时断开磁吸线圈5电源，乘员可以推开车门下车；高风险时中央处理模块6控制提示灯3进行灯光提示，控制语音预警装置2发出预警提示，同时通过控制开关4接通磁吸线圈5电源，车门与车体之间具有一定吸力，推开车门受到一定阻力。
具体的，系统运行的具体步骤如下(图2所示)：
车辆驻车时，中央处理模块6通过车载电脑确认车辆处于驻车状态，此时启动监控模块采集驻车车辆侧后方图像和目标对象的距离和速度。中央处理器接收摄像头9采集图像数据后，对图像进行处理并识别出目标对象，同时根据雷达探测器8采集的目标对象与驻车车辆之间的距离和运动速度计算是否具备下车条件，确定下车碰撞的风险等级。相关处理数据由中央处理模块6传输至显示模块1，显示模块1可在显示屏上实时显示驻车车辆侧后方目标对象图像，并标记该目标对象的类别(机动车、两轮车、行人或其他)、距离、速度和下车碰撞风险。
当乘员触发车门内侧把手准备开门时，中央处理器接收车门把手触发传感器7触发信号，并快速判别是否存在下车碰撞风险。
当不存在下车碰撞风险时，对应车门上的提示灯3绿灯常亮，语音预警装置2播放提示语音，如“安全，可正常下车”，此时车门和对应车身位置的磁吸线圈5处于不通电状态，不存在吸附力，乘客可正常推开车门下车。
当存在下车碰撞风险时，对应车门上的提示灯3红灯闪烁，语音预警装置2发出“滴滴滴”预警信号，并播放提示语音，如“后方有机动车/两轮车/行人经过，请稍候再下车”，同时车门与对应车身位置的磁吸线圈5处于通电状态，具有较强的吸附力，乘客需要用一定力量才能推开车门。
综上所述，本发明中的汽车下车防撞预警与干预系统主要用于乘员下车时防撞安全保护，主要从乘员出发，在预警提示过程中告知乘员驻车车辆侧后方的实际目标对象及可能的风险，让乘员下车前对后方交通环境有一定预判；当存在下车碰撞风险时，下车防撞干预模块实行车门打开干预，乘员不可轻易推开车门，但是出现紧急情况时仍然可不受干预模块限制，用力可推开车门。与现有技术相比，本发明突破了以往只预警提示而不干预的技术模式，将乘员下车碰撞风险控制在一定的范围内，保证了乘员和周围车辆与行人的安全。并且本发明仅通过车内提示即可达到预警目的，可以避免对外部交通参与方的干扰，减少不必要的城市噪音。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种汽车下车防撞预警与干预系统，其特征在于，包括：
监控模块，用于采集车辆后侧方图像、各个目标对象的距离和位置，并将采集的车辆后侧方图像、各个目标对象的距离和位置发送给中央处理模块；
中央处理模块，内置基于图像的目标识别算法，用于接收所述车辆后侧方图像、各个目标对象的距离和位置，并从所述车辆后侧方图像中识别各个目标对象的类别，并将识别的各个目标对象的类别与采集的各个目标对象的距离和位置进行匹配，确定各个类别的目标对象的距离和位置；当乘员触发车门内侧把手准备开门时，中央处理器接收车门把手触发传感器触发信号，并根据此时各个类别的目标对象的距离和位置确定是否存在碰撞风险，若存在碰撞风险，发送报警信号给预警模块/干预模块；
所述预警模块用于接收并根据所述报警信号对驾驶员或乘员做出相应的预警提示；
所述干预模块用于接收并根据所述报警信号对驾驶员的开门行为做出干预。
2.根据权利要求1所述的汽车下车防撞预警与干预系统，其特征在于，所述监控模块包括摄像头以及激光雷达探测器；所述摄像头以及所述激光雷达探测器均与所述中央处理模块建立通信；
所述摄像头包括多个，多个摄像头分别安装在左右后视镜外边缘内侧，用于采集车辆侧后方图像，并将采集的车辆侧后方图像发送给所述中央处理模块；
所述激光雷达探测器包括多个，多个激光雷达探测器分别安装在左右后视镜外边缘内侧，用于探测车辆后侧方的目标对象的距离和速度，并将探测车辆后侧方的目标对象的距离和速度发送给所述中央处理器。
3.根据权利要求2所述的汽车下车防撞预警与干预系统，其特征在于，所述摄像头和所述激光雷达探测器通过调节固定装置安装在所述左右后视镜上，所述调节固定装置的控制端与所述中央处理模块建立通信，所述中央处理模块还用于发送视角调节指令给所述调节固定装置的控制端，所述调节固定装置的控制端用于接收所述视角调节指令，并根据所述视角调节指令将述摄像头和所述激光雷达探测器的监测视角调节至最佳监测视角。
4.根据权利要求2所述的汽车下车防撞预警与干预系统，其特征在于，所述预警模块包括指示灯预警模块以及语音预警装置；所述指示灯预警模块以及语音预警装置均与所述中央处理模块建立通信；所述中央处理模块用于将所述报警信号分发给所述指示灯预警模块和所述语音预警装置；
所述指示灯预警模块安装在所述车门面板内侧，用于根据所述报警信号更改指示灯的颜色，以提示乘员下车碰撞风险；
所述语音预警装置安装在车门内，用于根据所述报警信号播放下车碰撞风险语音，以提示乘员下车碰撞风险。
5.根据权利要求2所述的汽车下车防撞预警与干预系统，其特征在于，所述干预模块包括：控制开关和磁吸线圈组；所述磁吸线圈组与所述控制开关通过线缆连接，所述控制开关的通信端与所述中央处理器建立通信；所述磁吸线圈组包括第一磁吸线圈以及第二磁吸线圈，所述第一磁吸线圈设置在车门边缘与车体吻合处，所述第二磁吸线圈设置在关门时与所述第一磁吸线圈重叠的车体处；所述中央处理器用于发送报警信号给所述控制开关，所述控制开关用于根据所述报警信号导通第一磁吸线圈和第二磁吸线圈，以使所述第一磁吸线圈和第二磁吸线圈吸合，使所述乘员推开车门受阻。
6.根据权利要求5所述的汽车下车防撞预警与干预系统，其特征在于，还包括显示模块，所述中央处理器与所述显示模块建立通信，用于将所述车辆后侧方图像、各个目标对象的距离和位置发送至显示模块显示。
7.一种汽车下车防撞预警与干预方法，其特征在于，包括以下步骤：
采集车辆后侧方图像、各个目标对象的距离和位置，
从所述车辆后侧方图像中识别各个目标对象的类别，并将识别的各个目标对象的类别与采集的各个目标对象的距离和位置进行匹配，确定各个类别的目标对象的距离和位置；当乘员触发车门内侧把手准备开门时，中央处理器接收车门把手触发传感器触发信号，并根据此时各个类别的目标对象的距离和位置确定是否存在碰撞风险；
若存在碰撞风险，控制预警模块对驾驶员或乘客做出相应的预警提示/控制干预模块对驾驶员的开门行为做出干预。
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