CN205498864U - 一种基于信息融合的车辆防碰撞系统 - Google Patents

Abstract

一种基于信息融合的车辆防碰撞系统，包括：激光测距传感器和毫米波雷达测距传感器，用来获取与前车行驶信息；信息融合器，其与将两个传感器采集到的前车的速度信息、位置信息进行信息融合处理；控制器，其与所述信息融合器相连，接收信息融合器处理后的信息；总线收发器，其与总线和控制器连接，用于接收总线传递的信号，并传递给所述控制器；存储器，其与所述控制器连接，用于信息的存储；声光报警装置以及制动装置，其与所述控制器相连接，通过接收控制器发出的指令，执行报警和制动措施。本实用新型根据测量出前车与本车的距离，保障了驾驶员的生命财产安全，降低了道路交通事故发生率。

Description

一种基于信息融合的车辆防碰撞系统

技术领域

本实用新型涉及交通主动安全技术领域，特别涉及一种基于信息融合的车辆防碰撞系统。

背景技术

随着汽车保有量的不断上升以及车辆行驶速度的提高，行车安全问题为人们所关注，主动安全系统因其可以减少道路事故发生频率、提高交通运输效率、保证人们的生命以及财产安全等原因，成为一种必然的发展趋势。防碰撞控制系统是其关键技术，通过对信息融合、通信、控制等相关技术的有机结合，对车辆潜在的危险进行评估预测，并依据安全策略执行相应的措施，提升了车辆安全行驶的保障。使汽车厂商获得了良好的用户口碑及增强企业的可信度的同时，也将促进道路规划趋于更加和谐，进而达到安全、智能、环保的目标。因此，在智能车辆技术中，防碰撞控制系统有着广阔发展前景。

现有技术中，使用单一传感器设计的车辆防碰撞控制方法主要有基于激光测距、基于超声波测距、基于视觉测距和基于毫米波雷达测距。其中激光测距具有测量距离较远、测量精度高、抗干扰性强的特点。超声波测距的最佳测量距离为4～5米，测距范围短，一般常用在汽车倒车防撞系统中。视觉测距具有较小的尺寸、携带轻便、耗能相对偏低、测量准确等优点。但是该方法对外界的环境信息较为敏感，恶劣情况下，分辨度不高。毫米波雷达测距相对于其余种类测距传感器在测量过程中的不足，呈现出许多优势，例如不受被测物体的本身性能等方面的影响，不受大气环境的影响，探测距离较远，系统测量稳定，运行可靠等。但是使用单一传感器在一定程度上存在漏报误报的可能。因此，多传感器检测也逐渐受到人们的重视。

实用新型内容

本实用新型设计开发了一种基于信息融合的车辆防碰撞系统，通过使用不同类多传感器进行距离测量，增强测量数据的稳定性和可靠性，克服了单一传感器在一定程度上存在漏报误报的缺陷。

本实用新型的另一个目的是克服信息传输过程信号不稳定的缺陷，通过设置总线收发器，采用CAN总线进行数据传输，提高数据传输的可靠性和恶劣环境的适应性。

本实用新型提供的技术方案为：

一种基于信息融合的车辆防碰撞控制系统，包括：

激光测距传感器和毫米波雷达测距传感器，用于获取前方道路信息；

信息融合器，其与所述激光测距传感器和毫米波雷达测距传感器相连接；

控制器，其与所述信息融合器相连，接收信息融合器融合处理后的信息；

总线收发器，其一端与控制器连接，另一端通过总线与车速传感器相连接，总线收发器用于接收总线传递的信号，并传递给所述控制器；

声光报警装置和制动装置，其与所述控制器相连接，执行报警和制动措施。

优选的是，还包括电源。

优选的是，所述信息融合器的处理芯片采用DSP处理器。

优选的是，所述控制器的处理芯片采用ARM处理器。

优选的是，所述总线收发器采用CAN总线收发器。

优选的是，还包括存储器，其与控制器连接；所述存储器中存储前方车辆的车速信息、车辆之间距离信息以及安全距离信息。

优选的是，所述的声光报警装置能够同时发出声、光二种警报信号。

优选的是，所述的制动装置固定在汽车减速制动机构上。

优选的是，所述电源为12V直流电源。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了一种车辆防碰撞控制系统，通过异类传感器对前方目标车辆的检测，将采集到的信息采用联合卡尔曼技术进行融合处理，克服了单一传感器使用过程中的缺陷，即使在相对较差的环境中，也能得到较好的检测效果。目标车辆动态行驶时，能精确的测量出本车与前车的距离，改善了使用单一传感器对环境适应性差的缺点，具有较好的稳定性和准确性。该方法提高了系统的时效性，同时也提高了系统的鲁棒性和并行处理能力。

附图说明

图1为本实用新型所述的基于信息融合的车辆防碰撞控制系统的结构示意图。

图2为本实用新型所述的基于信息融合的车辆防碰撞控制系统的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本实用新型提供了一种基于信息融合的车辆防碰撞控制系统，包括电源110、激光测距传感器120、毫米波雷达测距传感器130、信息融合模块140、控制器150、存储器160、总线收发器170、声光报警装置180以及制动装置190。

所述电源110分别与激光测距传感器120、毫米波雷达测距传感器130、信息融合器140、控制器150、存储器160以及总线收发器170相连接，为它们供电。电源110由一路电源线220供电，所述电源线220的电源电压为12V。

激光测距传感器120、毫米波雷达测距传感器130、信息融合器140、控制器150、存储器160、总线收发器170之间相互连接，以实现相互之间的数据交换。

其中，激光测距传感器120、毫米波雷达测距传感器130分别与信息融合器140相连接，信息融合器140将激光测距传感器120和毫米波雷达测距传感器130采集到的信息进行融合。信息融合器140与控制器150连接，再将融合后的信息传递给控制器150。控制器150与总线收发器170连接，总线收发器170又与总线210相连接，总线210与车辆自身的车速传感器相连接，用来检测本车的速度。控制器150通过信息融合器140和总线收发器170的信息判断当前车辆状态，并将信息存入存储器160。在存储器160中存储有前方车辆的车速信息、车辆之间距离信息以及安全策略中的安全距离信息。声光报警装置180、制动装置190与控制器150相连接，声光报警装置180可同时发出声、光二种警报信号，制动装置190的执行机构安装在汽车减速制动设备上，如车辆的制动踏板。所述声光报警装置180和制动装置190依据控制器150发出的指令，执行声光报警以及减速制动等措施。

作为一种优选的，所述信息融合器140的处理芯片采用DSP处理器，控制器150的核心处理芯片采用ARM处理器，总线收发器170采用TJA1041CAN总线收发器。

当需要调安全距离等参数时，可通过总线210将配置信息传递给总线收发器170，通过总线收发器170传递给控制器150。控制器150通过总线收发器170读取到配置信息，会修改安全策略中的参数，并存入存储器160中，以满足不同驾驶人员的偏好需求。

通过总线210设置前方目标车辆与本车的安全距离为S，信息融合模块140输出的前车距离为W。当W＞S时，控制器150判断当前车辆为安全状态；当W＜S时，控制器150判断当前车辆为提示性预警，并向声光报警装置180发出指令，发出声光报警；当W＜S且驾驶人员没有采取相应措施时，控制策略上升为自动控制，不仅通过声光报警装置180发出报警，同时向制动装置190发出指令，启动自动控制进行减速制动等综合避撞措施。本实用新型的工作流程如图2所示。

当制动装置采用传统PID控制策略时，前方车辆驶入本车道，如果两车之间的距离小于安全距离且驾驶人员没有采取相应措施，系统可以采取自动减速，但是减速额度过大，使得车辆速度发生剧烈改变。首先，对于车内乘车人员的安全问题，产生重大的隐患。其次，对于车体本身，很大程度上增加了车辆的损耗，并且容易使得后方车辆刹车不及时，发生连环追尾事故。通过采用模糊控制策略，系统采用的并不是立即减速，而是自动的小程度上改变速度，使得车辆可以平稳地与前车拉开间距，保持车辆行驶过程中良好的稳定性，不仅可以保障车内人员的安全性与舒适性，而且也可以使得后方车辆平稳地行驶，不至于发生追尾事故，造成不必要的损失。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种基于信息融合的车辆防碰撞控制系统，其特征在于，包括：

激光测距传感器和毫米波雷达测距传感器，用于获取前方道路信息；

信息融合器，其与所述激光测距传感器和毫米波雷达测距传感器相连接；

控制器，其与所述信息融合器相连，接收信息融合器融合处理后的信息；

总线收发器，其一端与控制器连接，另一端通过总线与车速传感器相连接，总线收发器用于接收总线传递的信号，并传递给所述控制器；

声光报警装置和制动装置，其与所述控制器相连接，执行报警和制动措施。

2.根据权利要求1所述的基于信息融合的车辆防碰撞控制系统，其特征在于，还包括电源。

3.根据权利要求1或2所述的基于信息融合的车辆防碰撞控制系统，其特征在于，所述信息融合器的处理芯片采用DSP处理器。

4.根据权利要求3所述的基于信息融合的车辆防碰撞控制系统，其特征在于，所述控制器的处理芯片采用ARM处理器。

5.根据权利要求3所述的基于信息融合的车辆防碰撞控制系统，其特征在于，所述总线收发器采用CAN总线收发器。

6.根据权利要求4或5所述的基于信息融合的车辆防碰撞控制系统，其特征在于，还包括存储器，其与控制器连接；所述存储器中存储前方车辆的车速信息、车辆之间距离信息以及安全距离信息。

7.根据权利要求6所述的基于信息融合的车辆防碰撞控制系统，其特征在于，所述的声光报警装置能够同时发出声、光二种警报信号。

8.根据权利要求1、2、4、5和7中任一项所述的基于信息融合的车辆防碰撞控制系统，其特征在于，所述的制动装置固定在汽车减速制动机构上。

9.根据权利要求2所述的基于信息融合的车辆防碰撞控制系统，其特征在于，所述电源为12V直流电源。