CN114655122A - 一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统，包括监测模块，现场画面获取模块，图像信息处理模块，车载控制芯片单元，紧急制动模块，GPS实时定位模块，报警信号发射模块，车载显示模块，监测模块包括激光雷达监测单元，毫米波雷达监测单元，现场画面获取模块包括车载摄像头单元，车载摄像头单元数量为四个。本车辆避障与紧急制动系统在驾驶者并线变道或者在倒车时，能够对驾驶员所驾驶车辆的车尾后方的车辆或者车尾的物体信息进行及时采集，当车尾后方的车辆或者车尾的物体与驾驶者所驾驶的车辆车尾之间的间距小于预定值时，车载控制芯片单元控制紧急制动模块开启，并对驾驶者所驾驶的车辆进行紧急制动处理，保障行车安全。

Description

一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统
技术领域
本发明涉及车辆避障技术领域，特别是涉及一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统。
背景技术
自动驾驶汽车又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车、或轮式移动机器人，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。在20世纪已有数十年的历史，21世纪初呈现出接近实用化的趋势。自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。当前，自动驾驶车辆对车头部位的自动监测以及感知能力较强，能够有效识别车头处的障碍物以及路面行驶车辆的信息，从而达到紧急制动以及车辆避障的功能，但是，现有技术中的自动驾驶车辆对车尾处的监测以及感知能力较差，致使车辆在并线变道以及倒车的过程中，难以对车辆后方行驶车辆信息以及物体信息进行及时有效的采集，导致车辆在并线变道或者倒车时以及发生安全事故，严重影响车辆行驶的安全性，为此，我们提出了一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统来克服上述问题。
发明内容
本发明提供了一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统，解决了现有技术中的技术问题。
本发明解决上述技术问题的方案如下：一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统，包括监测模块，现场画面获取模块，图像信息处理模块，车载控制芯片单元，紧急制动模块，GPS实时定位模块，报警信号发射模块，车载显示模块，所述监测模块包括激光雷达监测单元，毫米波雷达监测单元。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述现场画面获取模块包括车载摄像头单元，所述车载摄像头单元数量为四个。
进一步，四个所述车载摄像头的安装位置分别位于车位的下方，车尾的上方，车尾的左侧以及车尾的右侧。
进一步，所述车载摄像头用以拍摄车尾实时视频画面，并将拍摄的视屏画面信息实时传递至车载控制芯片单元处。
进一步，所述激光雷达监测单元的数量为四个，四个所述激光雷达监测单元分别设置在车位的下方，车尾的上方，车尾的左侧以及车尾的右侧。
进一步，所述毫米波雷达监测单元的数量也为四个，四个所述毫米波雷达监测单元分别设置在车位的下方，车尾的上方，车尾的左侧以及车尾的右侧。
进一步，四个所述激光雷达监测单元分别对车尾，车尾的左侧，车尾的右侧障碍物以及运动物体进行检测，四个所述激光雷达监测单元再将检测信号同时传递至车载控制芯片单元处。
进一步，四个所述毫米波雷达监测单元分别对车尾，车尾的左侧，车尾的右侧的障碍物以及运动物体进行检测，随后四个所述毫米波雷达监测单元再将检测信号同时传递至车载控制芯片单元处。
进一步，所述车载控制芯片单元将接收的视频画面信息数据，激光雷达检测信息数据以及毫米波雷达检测信息数据进行合成。
所述一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统的方法包括如下：
步骤一S1：在车辆倒车或者准备并线变道时，通过车尾的激光雷达监测单元、毫米波雷达监测单元以及车载摄像头单元将车尾正后方的车辆以及物体信息数据进行检测以及采集；
步骤二S2：通过车位左右侧的激光雷达监测单元、毫米波雷达监测单元以及车载摄像头单元将车尾侧方的车辆以及物体信息数据进行检测以及采集；
步骤三S3：激光雷达监测单元采集的物体方位、高度、速度、姿态、形状、距离等数据信息传递给车载控制芯片单元处，毫米波雷达监测单元将采集的物体的位置、速度方位角等数据信息传递至车载控制芯片处，车载摄像头单元也将所采集的车尾部实时视屏画面信息传递车载控制芯片单元处；
步骤四S4：在遇到雨雪风沙等能见度较低的天气时，激光雷达监测单元的采集数据信息的能力较差，能够通过毫米波雷达监测单元以及车载摄像头对车尾的数据信息进行及时采集，以避免检测盲区的出现影响行车安全；
步骤五S5：车载控制芯片单元将接收的视频画面信息数据，激光雷达检测信息数据以及毫米波雷达检测信息数据通过图像信息处理模块进行成像处理，再通过车载显示装置将成像处理后的画面显示出，以方便驾驶者及时了解车位车辆运动信息以及车位的物体信息，再通过语音提醒功能播报出车尾情况；
步骤六S6：当驾驶者在并线变道或者在倒车时，当激光雷达监测单元或者毫米波雷达监测单元检测到车尾后方的车辆或者车尾的物体与驾驶者所驾驶的车辆车尾之间的间距小于车载控制芯片单元的预定值时，车载控制芯片单元控制紧急制动模块开启，并对驾驶者所驾驶的车辆进行紧急制动处理，保障行车安全。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统，具有以下优点：
1、本车辆避障与紧急制动系统在驾驶者并线变道或者在倒车时，能够对驾驶员所驾驶车辆的车尾后方的车辆或者车尾的物体信息进行及时采集，当车尾后方的车辆或者车尾的物体与驾驶者所驾驶的车辆车尾之间的间距小于预定值时，车载控制芯片单元控制紧急制动模块开启，并对驾驶者所驾驶的车辆进行紧急制动处理，保障行车安全；
2、当驾驶员在行车或者倒车的过程中发生安全事故，并且驾驶员身处人员较少或者驾驶员处于昏迷状态时，报警信号发射模块收集GPS实时定位模块所定位的车辆位置信息后，再向交警、警察以及急救部门发生报警信号，从而实现对驾驶员的紧急急救，保障驾驶员的生命健康安全。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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为本发明一实施例提供的一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统的流程图；
图2为图1提供的一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统的结构示意图；
图3为图1提供的一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统中监测模块的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1-3所示，本发明提供了一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统，包括监测模块，现场画面获取模块，图像信息处理模块，车载控制芯片单元，紧急制动模块，GPS实时定位模块，报警信号发射模块，车载显示模块，监测模块包括激光雷达监测单元，毫米波雷达监测单元，当驾驶员在行车或者倒车的过程中发生安全事故，并且驾驶员身处人员较少或者驾驶员处于昏迷状态时，报警信号发射模块收集GPS实时定位模块所定位的车辆位置信息后，再向交警、警察以及急救部门发生报警信号，从而实现对驾驶员的紧急急救，保障驾驶员的生命健康安全，本车辆避障与紧急制动系统在驾驶者并线变道或者在倒车时，能够对驾驶员所驾驶车辆的车尾后方的车辆或者车尾的物体信息进行及时采集，当车尾后方的车辆或者车尾的物体与驾驶者所驾驶的车辆车尾之间的间距小于预定值时，车载控制芯片单元控制紧急制动模块开启，并对驾驶者所驾驶的车辆进行紧急制动处理，保障行车安全。
优选的，现场画面获取模块包括车载摄像头单元，车载摄像头单元数量为四个。
优选的，四个车载摄像头的安装位置分别位于车位的下方，车尾的上方，车尾的左侧以及车尾的右侧。
优选的，车载摄像头用以拍摄车尾实时视频画面，并将拍摄的视屏画面信息实时传递至车载控制芯片单元处。
优选的，激光雷达监测单元的数量为四个，四个激光雷达监测单元分别设置在车位的下方，车尾的上方，车尾的左侧以及车尾的右侧。
优选的，毫米波雷达监测单元的数量也为四个，四个毫米波雷达监测单元分别设置在车位的下方，车尾的上方，车尾的左侧以及车尾的右侧。
优选的，四个激光雷达监测单元分别对车尾，车尾的左侧，车尾的右侧障碍物以及运动物体进行检测，四个激光雷达监测单元再将检测信号同时传递至车载控制芯片单元处。
优选的，四个毫米波雷达监测单元分别对车尾，车尾的左侧，车尾的右侧的障碍物以及运动物体进行检测，随后四个毫米波雷达监测单元再将检测信号同时传递至车载控制芯片单元处。
优选的，车载控制芯片单元将接收的视频画面信息数据，激光雷达检测信息数据以及毫米波雷达检测信息数据进行合成。
一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统的方法包括如下：
步骤一S1：在车辆倒车或者准备并线变道时，通过车尾的激光雷达监测单元、毫米波雷达监测单元以及车载摄像头单元将车尾正后方的车辆以及物体信息数据进行检测以及采集；
步骤二S2：通过车位左右侧的激光雷达监测单元、毫米波雷达监测单元以及车载摄像头单元将车尾侧方的车辆以及物体信息数据进行检测以及采集；
步骤三S3：激光雷达监测单元采集的物体方位、高度、速度、姿态、形状、距离等数据信息传递给车载控制芯片单元处，毫米波雷达监测单元将采集的物体的位置、速度方位角等数据信息传递至车载控制芯片处，车载摄像头单元也将所采集的车尾部实时视屏画面信息传递车载控制芯片单元处；
步骤四S4：在遇到雨雪风沙等能见度较低的天气时，激光雷达监测单元的采集数据信息的能力较差，能够通过毫米波雷达监测单元以及车载摄像头对车尾的数据信息进行及时采集，以避免检测盲区的出现影响行车安全；
步骤五S5：车载控制芯片单元将接收的视频画面信息数据，激光雷达检测信息数据以及毫米波雷达检测信息数据通过图像信息处理模块进行成像处理，再通过车载显示装置将成像处理后的画面显示出，以方便驾驶者及时了解车位车辆运动信息以及车位的物体信息，再通过语音提醒功能播报出车尾情况；
步骤六S6：当驾驶者在并线变道或者在倒车时，当激光雷达监测单元或者毫米波雷达监测单元检测到车尾后方的车辆或者车尾的物体与驾驶者所驾驶的车辆车尾之间的间距小于车载控制芯片单元的预定值时，车载控制芯片单元控制紧急制动模块开启，并对驾驶者所驾驶的车辆进行紧急制动处理，保障行车安全。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统，其特征在于，包括监测模块，现场画面获取模块，图像信息处理模块，车载控制芯片单元，紧急制动模块，GPS实时定位模块，报警信号发射模块，车载显示模块，语音提醒模块，所述监测模块包括激光雷达监测单元，毫米波雷达监测单元。
2.根据权利要求1所述一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统，其特征在于，所述现场画面获取模块包括车载摄像头单元，所述车载摄像头单元数量为四个。
3.根据权利要求2所述一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统，其特征在于，四个所述车载摄像头的安装位置分别位于车位的下方，车尾的上方，车尾的左侧以及车尾的右侧。
4.根据权利要求1所述一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统，其特征在于，所述车载摄像头用以拍摄车尾实时视频画面，并将拍摄的视屏画面信息实时传递至车载控制芯片单元处。
5.根据权利要求1所述一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统，其特征在于，所述激光雷达监测单元的数量为四个，四个所述激光雷达监测单元分别设置在车位的下方，车尾的上方，车尾的左侧以及车尾的右侧。
6.根据权利要求5所述一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统，其特征在于，所述毫米波雷达监测单元的数量也为四个，四个所述毫米波雷达监测单元分别设置在车位的下方，车尾的上方，车尾的左侧以及车尾的右侧。
7.根据权利要求5所述一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统，其特征在于，四个所述激光雷达监测单元分别对车尾，车尾的左侧，车尾的右侧障碍物以及运动物体进行检测，四个所述激光雷达监测单元再将检测信号同时传递至车载控制芯片单元处。
8.根据权利要求6所述一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统，其特征在于，四个所述毫米波雷达监测单元分别对车尾，车尾的左侧，车尾的右侧的障碍物以及运动物体进行检测，随后四个所述毫米波雷达监测单元再将检测信号同时传递至车载控制芯片单元处。
9.根据权利要求8所述一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统，其特征在于，所述车载控制芯片单元将接收的视频画面信息数据，激光雷达检测信息数据以及毫米波雷达检测信息数据进行合成。
10.根据权利要求1-9中任一项的所述一种基于激光雷达的智能车辆避障与紧急制动系统的方法包括如下：
步骤一S1：在车辆倒车或者准备并线变道时，通过车尾的激光雷达监测单元、毫米波雷达监测单元以及车载摄像头单元将车尾正后方的车辆以及物体信息数据进行检测以及采集；
步骤二S2：通过车位左右侧的激光雷达监测单元、毫米波雷达监测单元以及车载摄像头单元将车尾侧方的车辆以及物体信息数据进行检测以及采集；
步骤三S3：激光雷达监测单元采集的物体方位、高度、速度、姿态、形状、距离等数据信息传递给车载控制芯片单元处，毫米波雷达监测单元将采集的物体的位置、速度方位角等数据信息传递至车载控制芯片处，车载摄像头单元也将所采集的车尾部实时视屏画面信息传递车载控制芯片单元处；
步骤四S4：在遇到雨雪风沙等能见度较低的天气时，激光雷达监测单元的采集数据信息的能力较差，能够通过毫米波雷达监测单元以及车载摄像头对车尾的数据信息进行及时采集，以避免检测盲区的出现影响行车安全；
步骤五S5：车载控制芯片单元将接收的视频画面信息数据，激光雷达检测信息数据以及毫米波雷达检测信息数据通过图像信息处理模块进行成像处理，再通过车载显示装置将成像处理后的画面显示出，以方便驾驶者及时了解车位车辆运动信息以及车位的物体信息，再通过语音提醒功能播报出车尾情况；
步骤六S6：当驾驶者在并线变道或者在倒车时，当激光雷达监测单元或者毫米波雷达监测单元检测到车尾后方的车辆或者车尾的物体与驾驶者所驾驶的车辆车尾之间的间距小于车载控制芯片单元的预定值时，车载控制芯片单元控制紧急制动模块开启，并对驾驶者所驾驶的车辆进行紧急制动处理，保障行车安全。
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