CN115424471A - 一种公路车辆安全行驶雷达监控预警系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于车辆安全监控预警单元技术领域，尤其为一种公路车辆安全行驶雷达监控预警系统，包括雷达传感组件、目标车辆运动状态检测系统、控制模块、预警单元和动态模拟分屏投屏单元，所述雷达传感组件用于对车辆周围环境区域进行防碰撞监测，所述预警单元包括警示灯组和语音报警器。本发明基于雷达传感组件对车辆周围环境区域进行防碰撞监测，辅以目标车辆运动状态检测系统监测目标车辆的运动状态，双监控方式保证目标车辆高精度、高可靠性跟踪与姿态检测；预警单元中灯光警示为防追尾和防侧身擦碰警示、相邻车道车辆之间安全距离和驾驶员与乘客下车警示以及前后车辆车距警示三种灯光警示应用，最大程度上保证车辆行驶安全与乘客下车安全。

Description

一种公路车辆安全行驶雷达监控预警系统
技术领域
本发明涉及车辆安全监控预警单元技术领域，具体为一种公路车辆安全行驶雷达监控预警系统。
背景技术
随着社会经济的不断发展和人民生活水平的持续提高，城市机动车保有量迅猛增长，机动车车辆检测以及行人检测工作量也随之迅速增大，这对于交通监管领域造成了很大的压力。
随着智能交通的发展，汽车主动防碰撞系统的研究引起了广泛关注，可靠、准确、实时的防碰撞系统是公路车辆安全行驶研究的核心。公路车辆安全行驶雷达监控预警系统是通过在车辆车身上布置雷达传感器，通过前方雷达信号采集模块和计算在行驶过程中车辆与前方车辆的碰撞信息来判断潜在的碰撞风险，并立即发出警示。
但现有的公路车辆安全行驶雷达监控预警系统的目标车辆跟踪检测的准确性较低，易出现目标丢失或误判的现象，给车辆安全行驶带来一定隐患，另外，系统不能及时对目标车辆进行警示，不能对驾驶员及乘客进行下车风险警示，预警方式单一且不够直观。
因此我们提出了一种公路车辆安全行驶雷达监控预警系统来解决上述问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种公路车辆安全行驶雷达监控预警系统，解决了现有的公路车辆安全行驶雷达监控预警系统的目标车辆跟踪检测的准确性较低，易出现目标丢失或误判的现象，给车辆安全行驶带来一定隐患，另外，系统不能及时对目标车辆进行警示，不能对驾驶员及乘客进行下车风险警示，预警方式单一且不够直观的问题。
(二)技术方案
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种公路车辆安全行驶雷达监控预警系统，所述公路车辆安全行驶雷达监控预警系统包括：
雷达传感组件，用于对车辆周围环境区域进行防碰撞监测；
目标车辆运动状态检测系统，用于对监测区域内的目标车辆视频图像进行采集与处理，对目标车辆进行跟踪与姿态检测；
控制模块，分别与雷达传感组件和目标车辆运动状态检测系统连接；
预警单元，包括分别与控制模块电性连接的警示灯组和语音报警器，所述警示灯组用于当目标车辆进入预警区域时，灯光警示目标车辆，同时对本车辆驾驶员进行灯光警示，所述语音报警器用于当目标车辆进入预警区域时进行语音报警；
动态模拟分屏投屏单元，与控制模块电性连接，所述动态模拟分屏投屏单元基于采集到的目标车辆视频图像数据，动态模拟目标车辆与本车辆行驶轨迹并通过汽车显示屏进行分屏投屏。
进一步地，所述雷达传感组件是由分别布置在车辆车头、车尾、车辆侧身中支柱上的多个雷达传感器组成。
进一步地，所述目标车辆运动状态检测系统包括视频图像采集模块、目标车辆分割模块、目标车辆跟踪模块和车辆姿态检测模块组成，所述视频图像采集模块、目标车辆分割模块、目标车辆跟踪模块和车辆姿态检测模块依次连接，所述车辆姿态检测模块与控制模块交互通讯。
进一步地，所述视频图像采集模块是由布置在车辆车头、车尾、车辆侧身中支柱上的多个摄像头组成。
进一步地，所述警示灯组包括第一警示灯、第二警示灯和第三警示灯，所述第一警示灯布置在车辆车尾和车辆侧身中支柱上，所述第一警示灯用于对后方及相邻车道车辆进行防追尾和防侧身擦碰警示，所述第二警示灯布置在车辆左右后视镜镜壳上，所述第二警示灯用于警示驾驶员注意与相邻车道车辆之间的车距，还用于警示驾驶员相邻车道后方有运动目标进入预警区域并存在碰撞风险，提醒驾驶员与乘客注意相邻车道后方车辆，所述第三警示灯布置在驾驶室中控台饰板上，所述第三警示灯包括上警示灯和下警示灯，所述上警示灯用于对跟车距离进行警示，所述下警示灯用于警示驾驶员注意同车道后方车辆。
进一步地，所述动态模拟分屏投屏单元包括与控制模块电性连接的分屏投屏模块和动态模拟模块，所述分屏投屏模块分别与汽车显示屏和动态模拟模块链接，所述动态模拟模块用于采集经目标车辆运动状态检测系统采集的车辆运行状态信息，分析前后车辆运动参数状态，计算安全预警距离，模拟生成前后车辆二维动画，通过分屏投屏模块在汽车显示屏上进行显示，对驾驶员进行防碰撞预警。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种公路车辆安全行驶雷达监控预警系统，具备以下有益效果：
1、本发明，基于雷达传感组件对车辆周围环境区域进行防碰撞监测，辅以目标车辆运动状态检测系统监测目标车辆的运动状态，双监控方式保证目标车辆高精度、高可靠性跟踪与姿态检测，计算在行驶过程中车辆与前、后、侧方车辆的碰撞信息来判断潜在的碰撞风险，避免单一雷达预警监控方式导致出现误报情况。
2、本发明，预警单元采用灯光警示与语音报警两种方式，灯光警示分为防追尾和防侧身擦碰警示、相邻车道车辆之间安全距离和驾驶员与乘客下车警示以及前后车辆车距警示三种灯光警示应用，最大程度上保证车辆行驶安全与乘客下车安全。
3、本发明，通过增设动态模拟分屏投屏单元，基于系统采集到的目标车辆运行状态信息，特别是目标车辆的姿态信息，能够分析前后车辆运动参数状态，计算安全预警距离，模拟生成前后车辆二维动画，通过分屏投屏模块在汽车显示屏上进行显示，直观显示本车辆与目标车辆之间的相对距离，特别是对后方车辆出现刹车故障时，通过灯光警示以及语音报警的方式及时对驾驶员进行预警，驾驶员可根据具体情况进行紧急避让，避免车辆发生碰撞。
附图说明
图1为本发明的整体系统原理框图；
图2为本发明中目标车辆运动状态检测系统的原理框图；
图3为本发明中警示灯组的安装位置示意图。
图中：1、雷达传感组件；2、目标车辆运动状态检测系统；201、视频图像采集模块；202、目标车辆分割模块；203、目标车辆跟踪模块；204、车辆姿态检测模块；3、控制模块；4、预警单元；401、警示灯组；4011、第一警示灯；4012、第二警示灯；4013、第三警示灯；402、语音报警器；5、动态模拟分屏投屏单元；501、分屏投屏模块；502、动态模拟模块；6、汽车显示屏。
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。
实施例
如图1、2和3所示，本发明一个实施例提出的一种公路车辆安全行驶雷达监控预警系统，公路车辆安全行驶雷达监控预警系统包括：
雷达传感组件1，用于对车辆周围环境区域进行防碰撞监测；
目标车辆运动状态检测系统2，用于对监测区域内的目标车辆视频图像进行采集与处理，对目标车辆进行跟踪与姿态检测；
控制模块3，分别与雷达传感组件1和目标车辆运动状态检测系统2连接；
预警单元4，包括分别与控制模块3电性连接的警示灯组401和语音报警器402，警示灯组401用于当目标车辆进入预警区域时，灯光警示目标车辆，同时对本车辆驾驶员进行灯光警示，语音报警器402用于当目标车辆进入预警区域时进行语音报警；
动态模拟分屏投屏单元5，与控制模块3电性连接，动态模拟分屏投屏单元5基于采集到的目标车辆视频图像数据，动态模拟目标车辆与本车辆行驶轨迹并通过汽车显示屏6进行分屏投屏。
本实施方案中，采用雷达传感组件1与目标车辆运动状态检测系统2双道路安全行驶监控方式，避免单一雷达预警监控方式导致出现误报情况，对目标车辆实施高精度、高可靠性跟踪与姿态检测，能够辅助雷达系统计算在行驶过程中车辆与前、后、侧方车辆的碰撞信息来判断潜在的碰撞风险，并立即发出警示；通过增设具有警示灯组401和语音报警器402的预警单元4，区别于传统的单一灯光警示方式，在当目标车辆进入预警区域时，采用对目标车辆预警与驾驶员灯光预警的双重预警方式，能够最大程度上为双方车辆提供安全形势保障；通过增设动态模拟分屏投屏单元5，基于系统采集到的目标车辆运行状态信息，特别是目标车辆的姿态信息，能够分析前后车辆运动参数状态，计算安全预警距离，模拟生成前后车辆二维动画，通过分屏投屏模块501在汽车显示屏6上进行显示，直观显示本车辆与目标车辆之间的相对距离，特别是对后方车辆出现刹车故障时，通过灯光警示以及语音报警的方式及时对驾驶员进行预警，驾驶员可根据具体情况进行紧急避让，避免车辆发生碰撞。
在一些实施例中，雷达传感组件1是由分别布置在车辆车头、车尾、车辆侧身中支柱上的多个雷达传感器组成；处于车头处的雷达传感器能够检测本车辆与前方车辆之间的相对距离，通过车尾处的雷达传感器能够检测本车辆与后方车辆之间的相对距离，通过车辆侧身处的雷达传感器能够检测本车辆与相邻车道车辆之间的相对距离，通过各的雷达传感器实现对车辆周围环境区域的全方位防碰撞监测。
如图2所示，在一些实施例中，目标车辆运动状态检测系统2包括视频图像采集模块201、目标车辆分割模块202、目标车辆跟踪模块203和车辆姿态检测模块204组成，视频图像采集模块201、目标车辆分割模块202、目标车辆跟踪模块203和车辆姿态检测模块204依次连接，车辆姿态检测模块204与控制模块3交互通讯；工作时，通过视频图像采集模块201采集车辆外围环境区域视频图像信息，目标车辆分割模块202是基于深度学习的实例分割网络模型，对目标车辆的图像区域进行实例分割，再通过目标车辆跟踪模块203实施对目标车辆的实时跟踪，最后通过车辆姿态检测模块204基于车辆姿态模型，检测目标车辆的姿态，将检测到的信息发送给控制模块3，控制模块3还接收雷达传感组件1采集到的车辆周围环境区域内的目标运动动态信息，基于雷达传感组件1采集到的数据，与目标车辆运动状态检测系统2采集到的数据进行比对，实施目标车辆的实时精确跟踪，对车辆周围环境进行实时监控，防止目标丢失。
在上述实施例中，视频图像采集模块201是由布置在车辆车头、车尾、车辆侧身中支柱上的多个摄像头组成；通过布置在车辆车头、车尾、车辆侧身中支柱上的多个摄像头采集车辆各方位的视频图像信息，能够对车辆进行全方位无死角监控，使监控更为全面。
如图3所示，在一些实施例中，警示灯组401包括第一警示灯4011、第二警示灯4012和第三警示灯4013，第一警示灯4011布置在车辆车尾和车辆侧身中支柱上，第一警示灯4011用于对后方及相邻车道车辆进行防追尾和防侧身擦碰警示，当后方车辆进入预警区域时，第一警示灯4011灯光闪烁警示后方车辆保持车距，当相邻车道目标车辆进入预警区域时，通过布置在车辆侧身中支柱上的第一警示灯4011警示侧向目标车辆；第二警示灯4012布置在车辆左右后视镜镜壳上，第二警示灯4012用于警示驾驶员注意与相邻车道车辆之间的车距，当相邻车道车辆与本车辆之间的距离小于预设安全车距时，第二警示灯4012闪烁对目标车辆进行警示；第二警示灯4012还用于警示驾驶员相邻车道后方有运动目标进入预警区域并存在碰撞风险，提醒驾驶员与乘客注意相邻车道后方车辆，当副驾驶乘客下车时，而右后方检测到运动目标，且系统计算此时打开车门会与后方运动目标发生碰撞风险时，第二警示灯4012闪烁提醒驾驶员与乘客不能在此时打开车门下车；第三警示灯4013布置在驾驶室中控台饰板上，第三警示灯4013包括上警示灯和下警示灯，上警示灯用于对跟车距离进行警示，下警示灯用于警示驾驶员注意同车道后方车辆，当车辆跟车距离过近，进入跟车距离预警区域时，上警示灯闪烁进行警示，当后方车辆进入本车辆预警区域时，特别是后方车辆车速过快，且检测到目标车辆与本车辆之间的距离小于车辆安全刹车距离时，下警示灯闪烁进行警示。
如图1所示，在一些实施例中，动态模拟分屏投屏单元5包括与控制模块3电性连接的分屏投屏模块501和动态模拟模块502，分屏投屏模块501分别与汽车显示屏6和动态模拟模块502链接，动态模拟模块502用于采集经目标车辆运动状态检测系统2采集的车辆运行状态信息，分析前后车辆运动参数状态，计算安全预警距离，模拟生成前后车辆二维动画，通过分屏投屏模块501在汽车显示屏6上进行显示，对驾驶员进行防碰撞预警。
最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (6)

1.一种公路车辆安全行驶雷达监控预警系统，其特征在于：所述公路车辆安全行驶雷达监控预警系统包括：
雷达传感组件(1)，用于对车辆周围环境区域进行防碰撞监测；
目标车辆运动状态检测系统(2)，用于对监测区域内的目标车辆视频图像进行采集与处理，对目标车辆进行跟踪与姿态检测；
控制模块(3)，分别与雷达传感组件(1)和目标车辆运动状态检测系统(2)连接；
预警单元(4)，包括分别与控制模块(3)电性连接的警示灯组(401)和语音报警器(402)，所述警示灯组(401)用于当目标车辆进入预警区域时，灯光警示目标车辆，同时对本车辆驾驶员进行灯光警示，所述语音报警器(402)用于当目标车辆进入预警区域时进行语音报警；
动态模拟分屏投屏单元(5)，与控制模块(3)电性连接，所述动态模拟分屏投屏单元(5)基于采集到的目标车辆视频图像数据，动态模拟目标车辆与本车辆行驶轨迹并通过汽车显示屏(6)进行分屏投屏。
2.根据权利要求1所述的一种公路车辆安全行驶雷达监控预警系统，其特征在于：所述雷达传感组件(1)是由分别布置在车辆车头、车尾、车辆侧身中支柱上的多个雷达传感器组成。
3.根据权利要求1所述的一种公路车辆安全行驶雷达监控预警系统，其特征在于：所述目标车辆运动状态检测系统(2)是由视频图像采集模块(201)、目标车辆分割模块(202)、目标车辆跟踪模块(203)和车辆姿态检测模块(204)组成，所述视频图像采集模块(201)、目标车辆分割模块(202)、目标车辆跟踪模块(203)和车辆姿态检测模块(204)依次连接，所述车辆姿态检测模块(204)与控制模块(3)交互通讯。
4.根据权利要求3所述的一种公路车辆安全行驶雷达监控预警系统，其特征在于：所述视频图像采集模块(201)是由布置在车辆车头、车尾、车辆侧身中支柱上的多个摄像头组成。
5.根据权利要求1所述的一种公路车辆安全行驶雷达监控预警系统，其特征在于：所述警示灯组(401)包括第一警示灯(4011)、第二警示灯(4012)和第三警示灯(4013)，所述第一警示灯(4011)布置在车辆车尾和车辆侧身中支柱上，所述第一警示灯(4011)用于对后方及相邻车道车辆进行防追尾和防侧身擦碰警示，所述第二警示灯(4012)布置在车辆左右后视镜镜壳上，所述第二警示灯(4012)用于警示驾驶员注意与相邻车道车辆之间的车距，还用于警示驾驶员相邻车道后方有运动目标进入预警区域并存在碰撞风险，提醒驾驶员与乘客注意相邻车道后方车辆，所述第三警示灯(4013)布置在驾驶室中控台饰板上，所述第三警示灯(4013)包括上警示灯和下警示灯，所述上警示灯用于对跟车距离进行警示，所述下警示灯用于警示驾驶员注意同车道后方车辆。
6.根据权利要求1所述的一种公路车辆安全行驶雷达监控预警系统，其特征在于：所述动态模拟分屏投屏单元(5)包括与控制模块(3)电性连接的分屏投屏模块(501)和动态模拟模块(502)，所述分屏投屏模块(501)分别与汽车显示屏(6)和动态模拟模块(502)链接，所述动态模拟模块(502)用于采集经目标车辆运动状态检测系统(2)采集的车辆运行状态信息，分析前后车辆运动参数状态，计算安全预警距离，模拟生成前后车辆二维动画，通过分屏投屏模块(501)在汽车显示屏(6)上进行显示，对驾驶员进行防碰撞预警。
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