CN114312820A - 辅助摩托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摩托车驾驶的预警方法及毫米波雷达系统，所述辅助摩托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；对多个所述回波信号进行处理，从噪声和杂波中提取到多个外界车辆的一次点迹信息；对满足滤波条件的多个外界车辆的一次点迹信息进行数据处理，得到各目标车辆相应的航迹信息即目标行驶信息参数；当所述目标行驶信息参数满足预警条件时，生成报警指令。

Description

辅助摩托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，特别涉及辅助摩托车驾驶的预警方法及毫米波雷达系统。

背景技术

机动车辆中，汽车中一般通过在车体上设置两个雷达配合使用完成覆盖面积的需求，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，以有效的降低事故的发生，而摩托车机动灵活但稳定性较差，在发生事故时致残率、致死率极高，但是摩托车中却并未普及雷达的装配，市面上现有雷达体积相对较大，对摩托车而言并不适配。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种辅助摩托车驾驶的预警方法及毫米波雷达系统，对摩托车的驾驶提供雷达安全保护。

为实现上述目的，本发明提出一种辅助摩托车驾驶的预警方法，包括：

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，从杂波和噪声中得到多个外界车辆的一次点迹信息；

对满足滤波条件的多个外界车辆的一次点迹信息进行数据处理，得到各目标车辆相应的航迹信息即所述目标车辆的目标行驶信息参数；

当所述目标行驶信息参数满足预警条件时，生成报警指令。

可选地，所述“对满足滤波条件的多个外界车辆的一次点迹信息进行数据处理，得到各目标车辆相应的航迹信息即所述目标车辆的行驶信息参数”的步骤包括：

获取驾驶信息参数；

选取部分一次点迹信息根据算法算出摩托车的车速信息；

根据摩托车的车速信息对一次点迹信息进行滤波，再对滤波后的多个外界车辆的一次点迹信息进行数据处理，得到所述目标车辆的行驶信息参数。

可选地，所述“根据摩托车的车速信息对一次点迹信息进行滤波，再对滤波后的多个外界车辆的一次点迹信息进行数据处理，得到所述目标车辆的行驶信息参数”的步骤中：

根据一次点迹信息中的速度信息选取靠近本车的一次点迹信息为有效点迹信息；

对有效点迹信息进行数据处理，得到所述目标车辆的行驶信息参数。

可选地，所述摩托车包括车体以及设于车体两侧的两个报警灯；

所述预警条件包括盲点检测预警条件、变道辅助预警条件和后碰撞预警条件；

所述报警指令包括盲点报警指令、变道辅助报警指令和后碰撞报警指令；

所述“当所述目标行驶信息参数满足预警条件时，生成报警指令”的步骤包括：

当所述目标行驶信息参数满足所述盲点检测预警条件时，生成盲点检测报警指令，以控制对应方向的警示灯长亮；

当所述目标行驶信息参数满足所述变道辅助预警条件时，生成变道辅助报警指令，以控制对应方向的警示灯长亮；

当所述目标行驶信息参数满足所述后碰撞预警条件时，生成后碰撞报警指令，以控制车体两侧的警示灯灯闪。

可选地，所述目标车辆的行驶信息参数包括目标车辆与驾驶车辆之间的相对距离参数、目标车辆与驾驶车辆的角度参数、目标车辆与驾驶车辆的相对速度参数。

本发明还提出一种毫米波雷达系统，包括：

车体，所述车体具有一安装位，所述安装位设于所述车体的前端或者后端；

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设于所述安装座的封装天线组件，所述雷达组件的出线口朝上设置，所述封装天线组件包括天线模块和芯片，所述封装天线组件用于向外界发出雷达波束并接收回波信号，并处理得到目标车辆的航迹；以及，

报警模块，设于所述车体上，用于报警提示，所述报警模块与所述芯片电性连接。

可选地，所述封装天线组件包括片上天线、射频收发模块和数字处理模块，所述天线模块包括所述片上天线，所述芯片上的控制单元包括所述射频收发模块和所述数字处理模块。

可选地，所述车体的底部设有车轮；

所述安装座与所述车轮下端面之间的距离为h，其中，650mm≤h≤950mm。

可选地，所述安装座的底面沿背离所述车体的方向朝下倾斜设置，所述安装座的底面与水平面之间的夹角为a，其中，8°≤a≤12°；和/或，

沿所述车体的高度方向上，所述安装座的中轴面与所述车体的中轴面之间的夹角为β，其中，0°≤β≤3°。

可选地，所述报警模块包括设于车体两侧的两个报警灯，所述芯片与两个所述报警灯电性连接；和/或，

所述报警模块还包括设于所述车体上的显示屏，所述芯片与所述显示屏电性连接。

本发明的技术方案中，通过应用在摩托车上的辅助驾驶的预警方法，为摩托车在驾驶过程提供盲区监测、并线辅助以及后碰撞检测等功能，首先获取一定范围内的车辆信息，选取其中可能对驾驶车辆行驶造成威胁的外界车辆为目标车辆，然后根据目标车辆的位置和状态生成对应的报警指令，提高了摩托车驾驶的安全性，为驾驶者提供安全保障。

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为本发明提供的毫米波雷达系统一实施例的示意图；

图2为图1中雷达组件的正视示意图；

图3为图1中雷达组件沿A方向的示意图；

图4为辅助摩托车驾驶的预警方法的流程示意图；

图5为图4中辅助摩托车驾驶的预警方法的流程框图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	毫米波雷达系统	2	雷达组件
1	车体

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。

摩托车机动灵活但稳定性较差，在发生事故时致残率、致死率极高。为了提高摩托车驾驶的安全性，本发明开发了一种基于封装天线的封装天线毫米波雷达系统，不仅可以有效降低摩托车安全事故的发生，还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。市面上现有雷达体积相对较大，对摩托车而言找到合适的安装位置难度较大。封装天线是基于封装材料与工艺，将天线与芯片集成在封装内，实现系统级无线功能的技术，其特点是很好地兼顾了天线性能和体积，进而充分减小了毫米波雷达的体积。图1至图3为本发明提供的毫米波雷达系统的实施例，图4至图5为辅助摩托车驾驶的预警方法的流程示意图。

请参照图1，所述毫米波雷达系统100包括车体1、雷达组件2、报警模块以及芯片上的控制单元，所述车体1具有一安装位，所述安装位设于所述车体1的前端或者后端，所述雷达组件2包括固定安装至所述安装位的安装座、以及设于所述安装座的封装天线组件，所述雷达组件2的出线口朝上设置，所述封装天线组件包括天线模块和芯片，所述封装天线组件用于向外界发出雷达波束并接收回波信号，并处理得到目标车辆的航迹，所述报警模块设于所述车体1上，用于报警提示，所述芯片与所述报警模块电性连接。

本发明的技术方案中，设置一个雷达组件2安装在所述车体1后端中部，将所述封装天线组件处理得到的目标航迹信息传递给所述芯片上的控制单元，所述芯片上的控制单元中的处理器会对航迹数据进行解析，从而向所述报警模块传递指令，对驾驶人员进行报警提示。该系统中的所述雷达组件2安装在所述车体1的后端中间位置，不需要额外标定，同时通过采用特殊算法提取车体1信息，不需要接线知道摩托车的车体1协议，使得走线更加方便，安装更快捷，并且，该雷达组件2中设置所述封装天线组件，采用将天线和芯片封装在一起的技术制作，这种结构的体积小，并且在安装、适配性上具有非常大的优势。市面上现有雷达体积相对较大，对摩托车而言找到合适的安装位置难度较大。而设置封装天线很好地兼顾了天线性能和体积，进而充分减小了所述雷达组件2的体积。

需要说明的是，本发明中所述雷达组件2为毫米波雷，该所述雷达组件2还包括内置电源和驱动装置，本发明不限制所述安装位处在所述车体1的前端或者后端的具体的位置，包括但不限于车体1的后端的货架(含货箱)、牌照灯(含牌照灯的壳体)、牌照(含牌照的安装框架)或者车体1的前端车头前脸、前车轮挡泥板，本实施例中，所述安装位处在车体1的后端，且处在牌照灯的周侧。

进一步的，所述封装天线组件包括片上天线、射频收发模块和数字处理模块，所述天线模块包括所述片上天线，所述芯片上的控制单元包括所述射频收发模块和所述数字处理模块，从而分别用于发射和接收电磁波信号，并进行信号处理和数据处理得到目标航迹信息。

为了实现所述报警模块的警示功能，一实施例中，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体1的两侧。根据对应的报警指令控制对应的报警灯闪烁或者长亮，以起到警示驾驶人员的目的。

在另一实施例中，所述报警模块还包括设于所述车体1上的显示屏，所述芯片与所述显示屏电性连接，所述显示屏应当设置在驾驶人员容易观察到的位置，可在屏幕上进行对应的显示，从而提到警示驾驶人员的目的。

在本实施例中，上述两个特征同时设置，所述报警灯和所述显示屏均与所述芯片电性连接，所述显示屏通过无线传输方式接收报警信息，可根据需要放置到驾驶者的视线范围，并且没有复杂的线束安装，所述显示屏根据危险程度和报警类型选择不同报警方式。

具体的，所述数字处理模块包括信号处理单元、车体速度提速单元和数据处理单元，具体的，射频收发模块将获得的回波信号发送至处理器，所述信号处理单元识别外界车辆点迹的距离、角度、速度等信息，并将其凝聚成同一时刻内单一车辆为一个点迹数据，车体速度提速单元是为了获得驾驶车辆的信息参数，例如驾驶车辆行驶速度，数据处理单元结合车体速度提速单元提取的驾驶车辆速度信息进行对信号处理单元输入的数据进行处理，排除虚假目标，输出真实目标车辆的行驶信息参数，根据该数据结果判断是否需要发起报警，从而控制所述报警模块进行报警灯的闪烁或者长亮等反应。

关于所述雷达组件2的安装，所述车体1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，650mm≤h≤950mm。并且所述雷达组件2整体呈向下俯视安装，具体的，所述安装座的底面沿背离所述车体1的方向朝下倾斜设置，所述安装座的底面与水平面之间的夹角为a，其中，8°≤a≤12°；可参照图2，即所述安装座在水平面上的下俯误差范围为4°，需要说明的是，附图2的视角为附图1的正视示意图，相对该雷达组件2本身而言，相当于该雷达组件2的侧视图。

请参照图3，沿所述车体1的高度方向上，所述安装座的中轴面与所述车体1的中轴面之间的夹角为β，其中，0°≤β≤3°。即在竖直平面上，所述安装座应当保证与所述车体1的矫正状态。

上述关于安装座的位置限定都是为了保证所述雷达组件2安装后的覆盖率，使其具有足够的探测范围，夹角a和夹角β的限定要求可以择一设置也可以同时设置，本实施例中同时设置，保证所述安装座在水平方向和竖直方向的位置。

具体的，所述安装位并非为一个固定的点，而是一个空间范围，所述雷达组件2在所述安装位安装后，相对所述车体1后端中心点的偏差为1cm，即在上、下、左、右方向上均允许有1cm的偏差。

以下为通过该毫米波雷达系统100进行的辅助摩托车驾驶的预警方法，图4至图5，具体包括以下步骤：

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，当毫米波雷达系统100工作时，所述封装天线组件中的天线组件用于发射和接收电磁波信号。

S20、对多个所述回波信号进行处理，从杂波和噪声中得到多个外界车辆的一次点迹信息；

需要说明的是，同一个车辆可能会反射会多个回波信号，通过信号处理单元对收到的回波信号进行距离维FFT(Fast Fourier Transformation快速傅里叶变换)、速度维FFT、角度维FFT的计算，再通过恒虚警检测算法对输出进行检测，通过门限的数据称为即为对应的一次点迹信息，该一次点迹信息包括距离、速度、角度等信息。

S30、对满足滤波条件的多个外界车辆的一次点迹信息进行数据处理，得到各目标车辆相应的航迹信息即所述目标车辆的目标行驶信息参数；

需要说明的是，数据处理单元对信号处理单元输入一次点迹信息进行处理，在此过程中可能需要结合车体速度提速单元提取的车速度信息进行处理，排除虚假目标，输出真实的目标车辆及其目标行驶信息参数。

S40、当所述目标行驶信息参数满足预警条件时，生成报警指令。

本发明的技术方案中，通过应用在摩托车上的辅助驾驶的预警方法，为摩托车在驾驶过程提供盲区监测、并线辅助以及后碰撞检测等功能，首先获取一定范围内的车辆信息，提取其中可能对驾驶车辆行驶造成威胁的外界车辆为目标车辆，然后根据目标车辆的位置和状态生成对应的报警指令，提高了摩托车驾驶的安全性，为驾驶者提供安全保障。

进一步的，步骤S30包括：

S31、获取驾驶信息参数；

S32、选取部分一次点迹信息根据算法算出摩托车的车速信息；

S33、根据摩托车的车速信息对一次点迹信息进行滤波，再对滤波后的多个外界车辆的一次点迹信息进行数据处理，得到所述目标车辆的行驶信息参数；

需要说明的是，在数据处理的过程中，需要通过凝聚聚类算法、航迹起始算法、航迹关联算法得到航迹，所述目标车辆的行驶信息参数均可在计算的过程中得到，所述驾驶信息参数为驾驶车辆的驾驶速度，根据驾驶车辆的驾驶速度可以将相对地面静止的车辆进行排除、一定范围内与驾驶车辆行进方向相反的车辆进行排除，从而排除虚假目标，得到可能存在交通事故威胁的目标车辆。

进一步的，步骤S33中，根据一次点迹信息中的速度信息选取靠近本车的一次点迹信息为有效点迹信息，对有效点迹信息进行数据处理，得到所述目标车辆的行驶信息参数。

具体的，关于预警范围，在所述毫米波雷达的安装位置上，在车体1宽度方向上，以其本身为坐标基础，向任意侧展开的测量宽度为X，在车体1的长度方向上，以其本身为坐标基础，向背离所述车体1方向上展开的测量宽度为Y。

进一步的，所述预警条件包括盲点检测预警条件、变道辅助预警条件和后碰撞预警条件；

所述报警指令包括盲点报警指令、变道辅助报警指令和后碰撞报警指令；

步骤S40包括：

S41、当所述目标行驶信息参数满足所述盲点检测预警条件时，生成盲点检测报警指令，以控制对应方向的警示灯长亮；

需要说明的是，所述目标行驶信息参数包括目标车辆相对本车的速度、距离驾驶车辆距离、目标车辆角度等信息，其中，当本车车速V≥10Km/h，满足预警范围0.6m≤X≤4.4m，0m≤Y≤6.5m，并且在该预警范围内移动，包含被动超车，同速跟车等情况，生成盲点检测报警指令，相应方向的警示灯长亮提醒驾驶者。

S42、当所述目标行驶信息参数满足所述变道辅助预警条件时，生成变道辅助报警指令，以控制对应方向的警示灯长亮；

需要说明的是，所述目标行驶信息参数包括目标车辆相对本车的速度、距离驾驶车辆距离、目标车辆角度等信息，其中，本车动车速V≥0Km/h，满足预警范围：0.6m≤|X|≤4.4m、6.5m＜Y≤15m，通过测算得到TTC≤3s(Time to Collision距事故发生的时间)，生成变道辅助报警指令，相应方向的警示灯长亮提醒驾驶者。

S43、当所述目标行驶信息参数满足所述后碰撞预警条件时，生成后碰撞报警指令，以控制车体1两侧的警示灯灯闪。

需要说明的是，所述目标行驶信息参数包括目标车辆相对本车的速度、距离驾驶车辆距离、目标车辆角度等信息，其中，当本车车速V≥0Km/h。满足预警范围0m≤|X|≤1m，1m＜Y≤15m，通过测算得到TTC≤3s，生成后碰撞报警指令，双侧警示灯灯闪提醒驾驶者。

基于上述实施例，步骤S41、S42、S43为针对三种预警模式下的三种报警方式，优先RCW，再BSD，再LCA，而没有预警的先后顺序，在预警检测的过程中，当出现多个满足预警条件的车辆时，以与驾驶车辆距离最近或者碰撞危险度最高的车辆为优先目标车辆，优先传达该目标车辆的目标行驶信息参数对应的报警指令。

进一步的，所述目标车辆的行驶信息参数包括目标车辆与驾驶车辆之间的相对距离参数、目标车辆与驾驶车辆的角度参数、目标车辆与驾驶车辆的相对速度参数。

需要说明的是，该辅助摩托车驾驶的预警方法和毫米波雷达系统100也可以应用在电动车和自行车中，以为绿色出行提供保护。

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 (10)

1.一种辅助摩托车驾驶的预警方法，其特征在于，包括：

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，从杂波和噪声中得到多个外界车辆的一次点迹信息；

对满足滤波条件的多个外界车辆的一次点迹信息进行数据处理，得到各目标车辆相应的航迹信息即所述目标车辆的目标行驶信息参数；

当所述目标行驶信息参数满足预警条件时，生成报警指令。

2.如权利要求1所述的辅助摩托车驾驶的预警方法，其特征在于，所述“对满足滤波条件的多个外界车辆的一次点迹信息进行数据处理，得到各目标车辆相应的航迹信息即所述目标车辆的行驶信息参数”的步骤包括：

获取驾驶信息参数；

选取部分一次点迹信息根据算法算出摩托车的车速信息；

根据摩托车的车速信息对一次点迹信息进行滤波，再对滤波后的多个外界车辆的一次点迹信息进行数据处理，得到所述目标车辆的行驶信息参数。

3.如权利要求2所述的辅助摩托车驾驶的预警方法，其特征在于，所述“根据摩托车的车速信息对一次点迹信息进行滤波，再对滤波后的多个外界车辆的一次点迹信息进行数据处理，得到所述目标车辆的行驶信息参数”的步骤中：

根据一次点迹信息中的速度信息选取靠近本车的一次点迹信息为有效点迹信息；

对有效点迹信息进行数据处理，得到所述目标车辆的行驶信息参数。

4.如权利要求1所述的辅助摩托车驾驶的预警方法，其特征在于，所述摩托车包括车体以及设于车体两侧的两个报警灯；

所述预警条件包括盲点检测预警条件、变道辅助预警条件和后碰撞预警条件；

所述报警指令包括盲点报警指令、变道辅助报警指令和后碰撞报警指令；

所述“当所述目标行驶信息参数满足预警条件时，生成报警指令”的步骤包括：

当所述目标行驶信息参数满足所述盲点检测预警条件时，生成盲点检测报警指令，以控制对应方向的警示灯长亮；

当所述目标行驶信息参数满足所述变道辅助预警条件时，生成变道辅助报警指令，以控制对应方向的警示灯长亮；

当所述目标行驶信息参数满足所述后碰撞预警条件时，生成后碰撞报警指令，以控制车体两侧的警示灯灯闪。

5.如权利要求1所述的辅助摩托车驾驶的预警方法，其特征在于，所述目标车辆的行驶信息参数包括目标车辆与驾驶车辆之间的相对距离参数、目标车辆与驾驶车辆的角度参数、目标车辆与驾驶车辆的相对速度参数。

6.一种毫米波雷达系统，其特征在于，包括：

车体，所述车体具有一安装位，所述安装位设于所述车体的前端或者后端；

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、以及设于所述安装座的封装天线组件，所述雷达组件的出线口朝上设置，所述封装天线组件包括天线模块和芯片，所述封装天线组件用于向外界发出雷达波束并接收回波信号，并处理得到目标车辆的航迹；以及，

报警模块，设于所述车体上，用于报警提示，所述报警模块与所述芯片电性连接。

7.如权利要求6所述的毫米波雷达系统，其特征在于，所述封装天线组件包括片上天线、、射频收发模块和数字处理模块，所述天线模块包括所述片上天线，所述芯片上的控制单元包括所述射频收发模块和所述数字处理模块。

8.如权利要求6所述的毫米波雷达系统，其特征在于，所述车体的底部设有车轮；

所述安装座与所述车轮下端面之间的距离为h，其中，650mm≤h≤950mm。

9.如权利要求6所述的毫米波雷达系统，其特征在于，所述安装座的底面沿背离所述车体的方向朝下倾斜设置，所述安装座的底面与水平面之间的夹角为a，其中，8°≤a≤12°；和/或，

沿所述车体的高度方向上，所述安装座的中轴面与所述车体的中轴面之间的夹角为β，其中，0°≤β≤3°。

10.如权利要求5所述的毫米波雷达系统，其特征在于，所述报警模块包括设于车体两侧的两个报警灯，所述芯片与两个所述报警灯电性连接；和/或，

所述报警模块还包括设于所述车体上的显示屏，所述芯片与所述显示屏电性连接。

Images