CN114750690A - 一种adas系统盲区变道集成的预警系统及预警方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统及预警方法，涉及车辆盲区监测技术领域，该系统包括：毫米波雷达检测单元、集成超声波信号单元、前多功能摄像头、环视摄像头信号单元、预警显示单元、语音警报单元和内置中央控制单元，本发明可以实现在车辆开启变道转向灯或者方向盘转向时，可以自主激活ADAS预警系统，通过ADAS预警系统自动采集监测车辆两侧以及盲区内的车辆状况，判断侧方盲区内是否有车，进而通过图形显示以及侧方车辆距离计算分析，来通过语音提醒驾驶员是否可以进行变道操作，解决了传统驾驶员变道转向时，不能主动提醒驾驶员侧方盲区内有车辆，存在变道转向有安全隐患的问题。

Description

一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统及预警方法
技术领域
本发明涉及车辆盲区监测技术领域，具体为一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统及预警方法。
背景技术
目前市场出现的整车安装ADAS系统，采用整车前保险杠(或前格栅)上装一个毫米波雷达，前挡风玻璃内侧后视镜旁边安装一个单目多功能摄像头，后保险杆两侧安装两个毫米波雷达；这样选型配置目的是节约成本，但这种配置会导致车辆两侧有明显的盲区，在行驶中自车要向邻车道变道，此时邻车道可能有车辆，邻车道的车辆行正处于自车的盲区内，这种情况下如自车向有车辆的邻车道变道，危险将会大大增加，构成危险隐患的原因是自车盲区范围内没有检测邻车道车辆的毫米波传感器，即便目前市场上车身两侧有安装盲区超声波雷达，但单靠超声波雷达也无法解决主动变道邻车道盲区内行驶中的车辆预警问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统及预警方法，解决了行驶中车辆盲区内的邻车道有车，行驶车辆要向邻车道变道时会有严重的安全隐患的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统，该系统包括：
毫米波雷达检测单元，用于探测车辆前、后侧的障碍物信息；
集成超声波信号单元，用于探测车辆左右盲区内的障碍物信息；
前多功能摄像头，安装于前挡风玻璃内侧，用于监测车辆前方的影像信息；
环视摄像头信号单元，用于采集监测车辆周围环境的影像信息，生成车辆周围全景影像；
预警显示单元，用于显示毫米波雷达检测单元、集成超声波信号单元、环视摄像头信号单元和前多功能摄像头所监测的数据信息；
语音警报单元，用于针对接收的监测数据信息发出警报信号；
内置中央控制单元，用于接收并分析毫米波雷达检测单元、集成超声波信号单元、环视摄像头信号单元和前多功能摄像头所监测的数据信息。
作为本发明进一步的技术方案，所述毫米波雷达检测单元包括：
安装于车辆前保险杠或前格栅上的前毫米波雷达，用于监测车辆正前方的障碍物信息；
安装于车辆后方两侧的后毫米波雷达1和后毫米波雷达2，用于监测车辆后方的障碍物信息。
作为本发明进一步的技术方案，所述集成超声波信号单元包括：
安装于车辆左侧方的左盲区超声波雷达组件，用于监测车辆左侧的障碍物信息；
安装于车辆右侧方的右盲区超声波雷达组件，用于监测车辆右侧的障碍物信息。
作为本发明进一步的技术方案，所述左盲区超声波雷达组件包括：
安装于车辆左前侧的左前毫米雷达1和左前毫米雷达2；
安装于车辆左侧中部的左中毫米雷达1和左中毫米雷达2；
安装于车辆左后侧的左后毫米雷达1和左后毫米雷达2；
所述右盲区超声波雷达组件包括：
安装于车辆右前侧的右前毫米雷达1和右前毫米雷达2；
安装于车辆右侧中部的右中毫米雷达1和右中毫米雷达2；
安装于车辆右后侧的右后毫米雷达1和右后毫米雷达2。
作为本发明进一步的技术方案，所述环视摄像头信号单元包括：
安装于车辆前格栅或前保险杠处的前环视摄像头，用于采集车辆正前方影像信息；
安装于车辆两侧后视镜处的左环视摄像头和右环视摄像头，用于采集车辆左右两侧的影像信息；
安装于车辆后侧中部的后环视摄像头，用于采集车辆后方的影像信息。
作为本发明进一步的技术方案，所述障碍物信息包括：车辆、物体、行人以及距离。
作为本发明进一步的技术方案，所述毫米波雷达检测单元、集成超声波信号单元、前多功能摄像头和环视摄像头信号单元的输出端均与内置中央控制单元的输入端相连，且内置中央控制单元的输出端分别与语音警报单元和预警显示单元的输入端相连，所述预警显示单元为车辆中控显示设备。
一种ADAS系统盲区变道集成的预警方法，该预警方法的具体步骤如下：
S1、通过车辆方向盘转向信号以及变道转向信号灯信息来判断驾驶员是否有变道转向操作，若无，则保持直行状态，车辆预警系统未开启，若有，则根据变道转向信息开启车辆预警系统；
S2、确定车辆变道转向后，根据变道转向信息，通过毫米波雷达检测单元获取车辆前、后侧的障碍物信息，同时，利用集成超声波信号单元获取车辆左、右侧盲区信息；
S3、再通过环视摄像头信号单元获取车辆周围影响信息，生成全景影像；
S4、将所获取的车辆前、后侧监测的信息以及左右盲区监测的信息传输给内置中央控制单元，由内置中央控制单元根据所获取的数据信息进行分析，并对环视摄像头信号单元获取的图像信息进行处理分析，计算侧方车辆与本车辆的距离数据，再通过预警显示单元显示车辆周围信息，经过对接收的数据信息进行分析判断以及侧方车辆与本车辆的距离分析，来判断是否可以进行变道转向；
S5、若可以变道转向，则通过语音警报单元发出“邻车道盲区内无车，可以变道”的信号；
若车辆左右盲区内存在车辆或者有车辆进入到盲区内，则会触发左、右盲区超声波雷达组件，进而传输信息给内置中央控制单元，并通过预警显示单元显示盲区内车辆位置，并通过语音警报单元发出“邻车道盲区内有车，请不要变道”的警报信号。
作为本发明进一步的技术方案，上述侧方车辆与本车辆的距离数据分析计算为：
设右环视摄像头的高度为H，右环视摄像头光轴与道路面的倾斜角度为θ，侧方车辆与本车辆的图像视觉距离为L，驾驶员与侧方车辆在道路上的纵向车距为L1，由公式可知：
Figure BDA0003672661180000041
Figure BDA0003672661180000042
进一步的，当车辆位于环视摄像头信号单元获取影像的中心下方，并且在图像平面中到图像中心的垂直距离为a时，此时侧方车辆与本车辆的纵向车距为L2，其公式计算为：
Figure BDA0003672661180000043
在帧存坐标下与图像中心的距离y1则为：
Figure BDA0003672661180000044
其中，dy为帧存坐标中获取图像像素对应于图像平面在x轴与y轴方向上端物理尺寸，即为dx和dy，f为环视摄像头的焦距。
有益效果
本发明提供了一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统及预警方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统及预警方法，通过毫米波雷达检测单元、集成超声波信号单元、前多功能摄像头和环视摄像头信号单元配合内置中央控制单元以及预警显示单元和语音警报单元，可以实现在车辆开启变道转向灯或者方向盘转向时，可以自主激活ADAS预警系统，通过ADAS预警系统自动采集监测车辆两侧以及盲区内的车辆状况，判断侧方盲区内是否有车，进而通过图形显示以及侧方车辆距离计算分析，来通过语音提醒驾驶员是否可以进行变道操作，解决了传统驾驶员变道转向时，不能主动提醒驾驶员侧方盲区内有车辆，存在变道转向有安全隐患的问题。
附图说明
图1为一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统及预警方法中的预警系统图；
图2为一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统及预警方法中的原理图；
图3为一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统及预警方法中各监测单元于车辆上的位置分布图；
图4为一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统及预警方法中侧方车辆与视野盲区展示图；
图5为一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统及预警方法中侧方车辆与本车辆的车距测量示意图。
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做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。
请参阅图1，本发明提供一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统及预警方法技术方案：一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统，该系统包括：
毫米波雷达检测单元，用于探测车辆前、后侧的障碍物信息；
进一步的，毫米波雷达检测单元包括：
安装于车辆前保险杠或前格栅上的前毫米波雷达，用于监测车辆正前方的障碍物信息；
安装于车辆后方两侧的后毫米波雷达1和后毫米波雷达2，用于监测车辆后方的障碍物信息；
集成超声波信号单元，用于探测车辆左右盲区内的障碍物信息；
进一步的，集成超声波信号单元包括：
安装于车辆左侧方的左盲区超声波雷达组件，用于监测车辆左侧的障碍物信息；
其中，左盲区超声波雷达组件包括：
安装于车辆左前侧的左前毫米雷达1和左前毫米雷达2；
安装于车辆左侧中部的左中毫米雷达1和左中毫米雷达2；
安装于车辆左后侧的左后毫米雷达1和左后毫米雷达2；
安装于车辆右侧方的右盲区超声波雷达组件，用于监测车辆右侧的障碍物信息；
其中，右盲区超声波雷达组件包括：
安装于车辆右前侧的右前毫米雷达1和右前毫米雷达2；
安装于车辆右侧中部的右中毫米雷达1和右中毫米雷达2；
安装于车辆右后侧的右后毫米雷达1和右后毫米雷达2；
前多功能摄像头，安装于前挡风玻璃内侧，用于监测车辆前方的影像信息；
环视摄像头信号单元，用于采集监测车辆周围环境的影像信息，生成车辆周围全景影像；
进一步的，环视摄像头信号单元包括：
安装于车辆前格栅或前保险杠处的前环视摄像头，用于采集车辆正前方影像信息；
安装于车辆两侧后视镜处的左环视摄像头和右环视摄像头，用于采集车辆左右两侧的影像信息；
安装于车辆后侧中部的后环视摄像头，用于采集车辆后方的影像信息；
如图3所示，图中标号即为各监测单元于车辆上的安装位置，图中1为前多功能摄像头，2为前环视摄像头，21为左环视摄像头，22为右环视摄像头，23为后环视摄像头，3为左前毫米雷达1，31为左前毫米雷达2，4为左中毫米雷达1，41为左中毫米雷达2，6为左后毫米雷达1，61为左后毫米雷达2，7为右前毫米雷达1，71为右前毫米雷达2，8为右中毫米雷达1，81为右中毫米雷达2，9为右后毫米雷达1，91为右后毫米雷达2，5为前毫米波雷达，51为后毫米波雷达1，52为后毫米波雷达2；
预警显示单元，用于显示毫米波雷达检测单元、集成超声波信号单元、环视摄像头信号单元和前多功能摄像头所监测的数据信息；
语音警报单元，用于针对接收的监测数据信息发出警报信号，其播报方式有两种，一种为“邻车道盲区内无车，可以变道”，一种为“邻车道盲区内有车，请不要变道”；
内置中央控制单元，用于接收并分析毫米波雷达检测单元、集成超声波信号单元、环视摄像头信号单元和前多功能摄像头所监测的数据信息；
上述的障碍物信息包括：车辆、物体、行人以及距离；
进一步的，毫米波雷达检测单元、集成超声波信号单元、前多功能摄像头和环视摄像头信号单元的输出端均与内置中央控制单元的输入端相连，且内置中央控制单元的输出端分别与语音警报单元和预警显示单元的输入端相连，预警显示单元为车辆中控显示设备。
参阅图2所示，一种ADAS系统盲区变道集成的预警方法，该预警方法的具体步骤如下：
S1、通过车辆方向盘转向信号以及变道转向信号灯信息来判断驾驶员是否有变道转向操作，若无，则保持直行状态，车辆预警系统未开启，若有，则根据变道转向信息开启车辆预警系统；
S2、确定车辆变道转向后，根据变道转向信息，通过毫米波雷达检测单元获取车辆前、后侧的障碍物信息，同时，利用集成超声波信号单元获取车辆左、右侧盲区信息；
S3、再通过环视摄像头信号单元获取车辆周围影响信息，生成全景影像；
S4、将所获取的车辆前、后侧监测的信息以及左右盲区监测的信息传输给内置中央控制单元，由内置中央控制单元根据所获取的数据信息进行分析，并对环视摄像头信号单元获取的图像信息进行处理分析，计算侧方车辆与本车辆的距离数据，再通过预警显示单元显示车辆周围信息，经过对接收的数据信息进行分析判断以及侧方车辆与本车辆的距离分析，来判断是否可以进行变道转向；
如图4所示，当侧方车辆进入视野盲区时，通过集成超声波信号单元可以获取盲区内车辆数据信息以及影像信息，从而传输数据给内置中央控制单元，以便于内置中央控制单元分析计算视野盲区内侧方车辆数据；
S5、若可以变道转向，则通过语音警报单元发出“邻车道盲区内无车，可以变道”的信号；
若车辆左右盲区内存在车辆或者有车辆进入到盲区内，则会触发左、右盲区超声波雷达组件，进而传输信息给内置中央控制单元，并通过预警显示单元显示盲区内车辆位置，并通过语音警报单元发出“邻车道盲区内有车，请不要变道”的警报信号。
上述中，对环视摄像头信号单元获取的图像信息进行处理分析，计算侧方车辆与本车辆的距离数据，具体操作如下：
如图5所示，设右环视摄像头的高度为H，右环视摄像头光轴与道路面的倾斜角度为θ，L为侧方车辆与本车辆的图像视觉距离，即为右环视摄像头光轴与道路面的交点(x0，y0)与右环视摄像头在道路面上的垂直投影点之间的间距，L1为驾驶员与侧方车辆在道路上的纵向车距，由公式可知：
Figure BDA0003672661180000091
Figure BDA0003672661180000092
同理，可以得出侧方车辆在图像中心上方或者下方时，距离本车辆的距离，并且，当车辆位于环视摄像头信号单元获取影像的中心下方，并且在图像平面中到图像中心的垂直距离为a时，此时侧方车辆与本车辆的纵向车距为L2；
在帧存坐标下与图像中心的距离y1则为：
Figure BDA0003672661180000093
其中，dy为帧存坐标中获取图像像素对应于图像平面在x轴与y轴方向上端物理尺寸，即为dx和dy；
进一步的，由上述可以得出此时的纵向车距L2，其公式计算为：
Figure BDA0003672661180000094
其中，f为环视摄像头的焦距；同理可以得出，当车辆位于环视摄像头信号单元获取影像的中心上方时，侧方车辆与本车辆的纵向车距。
经过环视摄像头信号单元对侧方车辆与本车辆图像采集，并分析计算出侧方车辆与本车辆的纵向距离信息，配合集成超声波信号单元获取车辆左、右侧盲区信息，可以更精确的获取判断车辆变道转向的可行性，确保车辆变道转向的安全性，达到提前预警的效果。

Claims (9)

1.一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统，其特征在于，该系统包括：
毫米波雷达检测单元，用于探测车辆前、后侧的障碍物信息；
集成超声波信号单元，用于探测车辆左右盲区内的障碍物信息；
前多功能摄像头，安装于前挡风玻璃内侧，用于监测车辆前方的影像信息；
环视摄像头信号单元，用于采集监测车辆周围环境的影像信息，生成车辆周围全景影像；
预警显示单元，用于显示毫米波雷达检测单元、集成超声波信号单元、环视摄像头信号单元和前多功能摄像头所监测的数据信息；
语音警报单元，用于针对接收的监测数据信息发出警报信号；
内置中央控制单元，用于接收并分析毫米波雷达检测单元、集成超声波信号单元、环视摄像头信号单元和前多功能摄像头所监测的数据信息。
2.根据权利要求1所述的一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统，其特征在于，所述毫米波雷达检测单元包括：
安装于车辆前保险杠或前格栅上的前毫米波雷达，用于监测车辆正前方的障碍物信息；
安装于车辆后方两侧的后毫米波雷达1和后毫米波雷达2，用于监测车辆后方的障碍物信息。
3.根据权利要求1所述的一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统，其特征在于，所述集成超声波信号单元包括：
安装于车辆左侧方的左盲区超声波雷达组件，用于监测车辆左侧的障碍物信息；
安装于车辆右侧方的右盲区超声波雷达组件，用于监测车辆右侧的障碍物信息。
4.根据权利要求3所述的一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统，其特征在于，所述左盲区超声波雷达组件包括：
安装于车辆左前侧的左前毫米雷达1和左前毫米雷达2；
安装于车辆左侧中部的左中毫米雷达1和左中毫米雷达2；
安装于车辆左后侧的左后毫米雷达1和左后毫米雷达2；
所述右盲区超声波雷达组件包括：
安装于车辆右前侧的右前毫米雷达1和右前毫米雷达2；
安装于车辆右侧中部的右中毫米雷达1和右中毫米雷达2；
安装于车辆右后侧的右后毫米雷达1和右后毫米雷达2。
5.根据权利要求1所述的一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统，其特征在于，所述环视摄像头信号单元包括：
安装于车辆前格栅或前保险杠处的前环视摄像头，用于采集车辆正前方影像信息；
安装于车辆两侧后视镜处的左环视摄像头和右环视摄像头，用于采集车辆左右两侧的影像信息；
安装于车辆后侧中部的后环视摄像头，用于采集车辆后方的影像信息。
6.根据权利要求1所述的一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统，其特征在于，所述障碍物信息包括：车辆、物体、行人以及距离。
7.根据权利要求1所述的一种ADAS系统盲区变道集成的预警系统，其特征在于，所述毫米波雷达检测单元、集成超声波信号单元、前多功能摄像头和环视摄像头信号单元的输出端均与内置中央控制单元的输入端相连，且内置中央控制单元的输出端分别与语音警报单元和预警显示单元的输入端相连，所述预警显示单元为车辆中控显示设备。
8.根据权利要求1所述的一种ADAS系统盲区变道集成的预警方法，其特征在于，该预警方法的具体步骤如下：
S1、通过车辆方向盘转向信号以及变道转向信号灯信息来判断驾驶员是否有变道转向操作，若无，则保持直行状态，车辆预警系统未开启，若有，则根据变道转向信息开启车辆预警系统；
S2、确定车辆变道转向后，根据变道转向信息，通过毫米波雷达检测单元获取车辆前、后侧的障碍物信息，同时，利用集成超声波信号单元获取车辆左、右侧盲区信息；
S3、再通过环视摄像头信号单元获取车辆周围影响信息，生成全景影像；
S4、将所获取的车辆前、后侧监测的信息以及左右盲区监测的信息传输给内置中央控制单元，由内置中央控制单元根据所获取的数据信息进行分析，并对环视摄像头信号单元获取的图像信息进行处理分析，计算侧方车辆与本车辆的距离数据，再通过预警显示单元显示车辆周围信息，经过对接收的数据信息进行分析判断以及侧方车辆与本车辆的距离分析，来判断是否可以进行变道转向；
S5、若可以变道转向，则通过语音警报单元发出“邻车道盲区内无车，可以变道”的信号；
若车辆左右盲区内存在车辆或者有车辆进入到盲区内，则会触发左、右盲区超声波雷达组件，进而传输信息给内置中央控制单元，并通过预警显示单元显示盲区内车辆位置，并通过语音警报单元发出“邻车道盲区内有车，请不要变道”的警报信号。
9.根据权利要求8所述的一种ADAS系统盲区变道集成的预警方法，其特征在于，上述侧方车辆与本车辆的距离数据分析计算为：
设右环视摄像头的高度为H，右环视摄像头光轴与道路面的倾斜角度为θ，侧方车辆与本车辆的图像视觉距离为L，驾驶员与侧方车辆在道路上的纵向车距为L1，由公式可知：
Figure FDA0003672661170000031
Figure FDA0003672661170000041
进一步的，当车辆位于环视摄像头信号单元获取影像的中心下方，并且在图像平面中到图像中心的垂直距离为a时，此时侧方车辆与本车辆的纵向车距为L2，其公式计算为：
Figure FDA0003672661170000042
在帧存坐标下与图像中心的距离y1则为：
Figure FDA0003672661170000043
其中，dy为帧存坐标中获取图像像素对应于图像平面在x轴与y轴方向上端物理尺寸，即为dx和dy，f为环视摄像头的焦距。
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