CN208498373U - 车辆侧向防撞系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种车辆侧向防撞系统，包括：传感模块、控制模块和警示模块；传感模块与控制模块连接，控制模块与警示模块连接；控制模块用于若根据传感模块检测的车辆参数判断获知目标危险区域内存在障碍物，则控制警示模块进行防撞预警措施。本实用新型实施例通过控制模块若根据传感模块检测的车辆参数判断获知目标危险区域内存在障碍物，则控制警示模块进行防撞预警措施。由于目标危险区域为转向时车辆可能经过的区域，因此，通过判断目标危险区域内是否存在障碍物，能够避免车辆转向过程中碰撞障碍物，实现车辆转向时的侧向防撞，有效提高车辆驾驶安全性。

Description

车辆侧向防撞系统

技术领域

本实用新型实施例涉及车辆技术领域，更具体地，涉及一种车辆侧向防撞系统。

背景技术

随着经济的高速发展和生活水平的不断提高，车辆的不断增多，道路交通事故的发生率也随之升高。目前，道路交通伤害已列入全球前十大死因，也是15～29岁人群死亡的主要原因，基于此，道路交通安全问题不容小觑。道路交通安全问题通常集中在以下几个方面：正面碰撞、侧面碰撞、追尾及翻滚。据相关资料显示，侧面碰撞所导致的交通安全问题占全部交通安全问题的比例较高，特别是在车辆转向的过程中，侧面碰撞尤为常见。但是，相关技术中，通常对防止车辆正面碰撞的研究较多，因此，目前亟需一种针对车辆转向时的侧面防撞系统。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种车辆侧向防撞系统。

根据本实用新型实施例的第一方面，提供一种车辆侧向防撞系统，该系统包括：传感模块、控制模块和警示模块；传感模块与控制模块连接，控制模块与警示模块连接；控制模块用于若根据传感模块检测的车辆参数判断获知目标危险区域内存在障碍物，则控制警示模块进行防撞预警措施。

其中，传感模块包括雷达、方向盘转角传感器、速度传感器、GPS导航系统和转向灯开关传感器。

其中，雷达为毫米波雷达。

其中，警示模块包括指示灯、蜂鸣器、显示屏和减速制动单元中的至少一种。

其中，指示灯为LED灯，指示灯设置于车辆的外部。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型实施例。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的车辆侧向防撞系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的车辆侧向防撞系统的雷达交叉定位示意图；

图3为本实用新型实施例的车辆侧向防撞系统的实时转向危险区域边界示意图；

图4为本实用新型实施例的车辆侧向防撞系统的预转向危险区域边界示意图；

图5为本实用新型另一实施例的车辆侧向防撞系统的执行方法的流程示意图；

图6为本实用新型实施例的车辆侧向防撞系统的判断障碍物是否在目标危险区域内的方法的流程示意图；

图7为本实用新型另一实施例提供的车辆侧向防撞系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

随着道路交通安全事故频发，在交通安全事故中，广泛应用的单体式车辆所引发的交通事故占比较高。在引发交通事故的原因中，单体式车辆转向时的内轮差和侧向盲区是导致交通安全事故的主要原因。基于此，本实用新型实施例提供一种车辆侧向防撞系统应用于车辆，能够在车辆的转向过程中，确定车辆侧部的危险区域，并采取相应的防撞预警措施，从而起到及时发现危险并避免碰撞的作用，从而提高车辆在行驶过程中的侧向安全性。参见图1，本实用新型实施例提供一种车辆侧向防撞系统，包括：传感模块101、控制模块102和警示模块103；传感模块102与控制模块101连接，控制模块102与警示模块103连接；控制模块102用于若根据传感模块102检测的车辆参数判断获知目标危险区域内存在障碍物，则控制警示模块103进行防撞预警措施。

具体地，传感模块101用于检测车辆的车辆参数，并将车辆参数发送至控制模块；控制模块102用于若判断获知车辆转向，则基于车辆的车辆参数计算车辆转向时位于车辆侧部的目标危险区域；以及，若判断获知目标危险区域内存在障碍物，则根据障碍物与车辆之间的距离生成防撞预警信号，并将防撞预警信号发送至警示模块；警示模块103用于根据防撞预警信号进行防撞预警措施。

其中，控制模块102判断车辆是否转向可采用多种方法，例如在车辆的方向盘上设置转角传感器，从而可以利用该转角传感器检测驾驶员是否转动方向盘，本实用新型实施例对判断车辆是否转向的方法不作限定。在车辆转向时，车辆的侧部包括转向内侧和转向外侧中的至少一侧。目标危险区域是基于车辆参数所预测得到的、车辆在转向过程中可能会经过的区域。因此，若目标危险区域内存在障碍物，则车辆在转向过程中可能会撞到该障碍物，导致撞击危险。应当说明的是，目标危险区域至少包括驾驶员的视觉盲区。

其中，基于得到的目标危险区域，控制模块102为了判断目标区域内是否存在障碍物，则应当获得障碍物的位置信息。本实用新型实施例对控制模块102获得障碍物的位置信息的方式不作限定，包括但不限于以下采用定位雷达的方式。采用定位雷达的方式具体参见图2，在车辆车身的四个顶部分别设置一个雷达，并可根据车辆车身长度在车身中部适当增加雷达数量。在4个雷达的情况下，每个雷达可以设置扫描角度为90度，从而4个雷达可以扫描到车辆两个侧部的所有区域。雷达可以设置一定的扫描距离，例如50米，本实用新型实施例对此不作限定。在通过雷达获得障碍物的位置信息前，可以先建立坐标系，坐标系的x轴可沿车辆转向内侧的车身，y轴与x轴垂直并穿过车辆后轮轴。在此坐标系下，以车辆右转弯为例，可通过雷达C和D测量得到距离障碍物的连线距离，然后将连线距离投影到x轴和y轴，即可以得到障碍物在此坐标系下的坐标(x，y)。该坐标的具体计算方式如下：

式中，m为车身长度，c和d分别为转向内侧两个雷达与障碍物的连线距离，p为车辆后悬距离。

障碍物的坐标即为障碍物的位置信息。在控制模块102获得障碍物的位置信息后，控制模块102可基于障碍物的位置信息判断障碍物是否在目标危险区域内。如果障碍物不在目标障碍区域内部，则表明车辆转向时没有碰撞该障碍物的危险。如果障碍物在目标障碍区域内部，则表明车辆转向时有碰撞该障碍物的危险，在此情况下，为了避免碰撞，可进行防撞预警措施，以避免车辆碰撞障碍物。具体地，防撞预警措施可具有不同的等级，可以根据障碍物与车辆之间的距离相应选择不同等级的防撞预警措施。例如，当距离较小时，可采用高等级的防撞预警措施，从而使车辆尽快的停下。而当距离较大时，可采用低等级的防撞预警措施，可以使车辆在一定时段内停下。

本实用新型实施例提供的系统，通过控制模块若根据传感模块检测的车辆参数判断获知目标危险区域内存在障碍物，则控制警示模块进行防撞预警措施。由于目标危险区域为转向时车辆可能经过的区域，因此，通过判断目标危险区域内是否存在障碍物，能够避免车辆转向过程中碰撞障碍物，实现车辆转向时的侧向防撞，有效提高车辆驾驶安全性。

车辆转向可包括两种情况：实时转向和预转向。其中，实时转向是车辆当前正在转向。确认车辆是否为实时转向具体可以通过转角传感器，例如，若设置于方向盘的转角传感器检测到转角，则确认为实时转向。其中，预转向是车辆当前还未转向，但预测车辆将要转向。确认预转向具体可以通过转向灯，例如，若转向灯正在开启，且上述转角传感器并未检测到方向盘转角，则可确认车辆预转向。针对上述实时转向的情形并基于上述实施例的内容，转向包括实时转向，车辆参数包括第一车体参数和车轮转角，相应地，控制模块101包括：实时转向单元；实时转向单元用于，根据第一车体参数及车轮转角，分别计算位于车辆侧部的第一危险区域边界及第二危险区域边界，第一危险区域边界与对应的车辆的第一侧部之间形成第一危险区域，第二危险区域边界与对应的车辆的第二侧部之间形成第二危险区域，目标危险区域包括第一危险区域和第二危险区域。

具体地，参见图3，第一车体参数包括轴距、车辆后悬距离以及车辆宽度，前轮转角可以由方向盘转角与传动比计算得到。由于车辆在转向时是转向一侧的，即第一侧部及第二侧部中的一个为车辆的转向内侧，另一个为转向外侧。以下以第一侧部为车辆的左侧，第二侧部为车辆的右侧，且第一侧部为转向内侧，第二侧部为转向外侧为例，第一危险区域边界及第二危险区域边界具体可通过如下函数表示：

式中，l为车辆轴距，p为车辆后悬长度，n为车身宽度，α为前轮转角，y₁(x₁)为第一危险区域边界，y₂(x₂)为第二危险区域边界。

可以理解的是，y₁(x₁)和y₂(x₂)可以看作坐标系中的两条曲线，分别用于表示第一危险区域边界及第二危险区域边界。y₁(x₁)与x轴(即第一侧部或转向内侧)之间的区域为第一危险区域(如图3中的填充区域)，y₂(x₂)与第二侧部或转向外侧之间的区域为第二危险区域(如图3中的另一填充区域)。基于此，判断障碍物是否在目标危险区域内可参见图6，障碍物的y坐标与障碍物x坐标所对应的危险区域边界函数的y坐标作差。若差值大于0，则障碍物在目标危险区域，否则在目标危险区域内。

应当说明的是，以上仅为以第一侧部为车辆的左侧，第二侧部为车辆的右侧，且第一侧部为转向内侧，第二侧部为转向外侧的转向情况为例进行的说明，当为其他的转向情况时，同样可以基于上述函数获得危险区域边界，本实用新型实施例在此不再赘述。

本实用新型实施例提供的系统，通过根据第一车体参数及车轮转角，分别计算位于车辆侧部的第一危险区域边界及第二危险区域边界，并基于第一危险区域边界及第二危险区域边界获得目标危险区域。由于利用车轮转角及第一车体参数获得车辆实时转向时的目标危险区域，从而避免车辆实时转向时碰撞障碍物。

针对上述预转向的情形并基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，转向包括预转向，车辆参数包括第二车体参数和转向半径；相应地，控制模块包括：预转向单元；预转向单元用于，根据第二车体参数及转向半径，计算位于车辆侧部的第三危险区域边界，转向半径由车辆的定位信息确定，第三危险区域边界与车辆的转向内侧之间形成第三危险区域，目标危险区域包括第三危险区域。

具体地，第二车体参数包括车辆后悬距离和车辆宽度。转向半径为车辆后轴中点转向时的半径，转向半径与车辆所处道路的道路限速具有对应关系，对应管线具体可参考下表1得到，本实用新型实施例对此不作限定。

表1道路限速和转向半径的关系表

道路限速具体可通过设置于车辆中的GPS定位系统获得车辆的位置信息，基于车辆的位置信息获得对应的道路限速，从而根据道路限速及上表1，得到转向半径。参见图4，若车辆向右转弯，车辆右侧为转向内侧，那么，第三危险区域边界可通过以下函数表示：

式中，p为车辆后悬长度，n为车身宽度，r₀为转向半径，y_i(x_i)为第三危险区域边界。

可以理解的是，y_i(x_i)可以看作坐标系中的一条曲线，用于表示三危险区域边界。y_i(x_i)与x轴(即转向内侧)之间的区域为第三危险区域(如图4中的填充区域)。应当说明的是，以上仅以转向内侧为车辆右侧的转向情形为例进行说明，当为其他的转向情形时，同样可以基于上述函数对危险区域边界进行表示，本实用新型实施例在此不再赘述。与上述实施例相同，判断障碍物是否在目标危险区域内可参见图6，在此不再赘述。

本实用新型实施例提供的系统，通过根据第二车体参数及转向半径，计算位于车辆侧部的第三危险区域边界，并基于第三危险区域边界获得目标危险区域。由于利用车轮转角及第二车体参数获得车辆预转向时的目标危险区域，从而在车辆转向前就实现碰撞危险的预测，使驾驶员有更多的反应时间，有利于避免侧向碰撞。

通过判断障碍物是否在目标危险区域内，能够保证当障碍物在目标危险区域内时，进行防撞预警措施，避免车辆的侧向碰撞。但是，当障碍物位于目标危险区域的危险区域边界或者距离危险区域边界非常近时，由于障碍物不在目标危险区域内，因此无法检测到该障碍物，但是若车辆转向从目标危险区域的危险区域边界经过，车辆还是可能碰撞到该障碍物。因此，为了指示车辆在转向时通过目标危险区域内转向，基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，控制模块还包括：指示单元，用于根据目标危险区域的危险区域边界，计算得到最大方向盘转角，最大方向盘转角用于指示允许方向盘旋转的最大角度。

具体地，可以假设障碍物刚好处于危险区域边界，其中，危险区域边界至少包括上述第一危险区域边界、第二危险区域边界和第一危险区域边界中的至少一个。利用反函数推出此时的最大车轮转角(即当前允许的最大车轮转角)，再根据传动比推出最大方向盘转角，具体可通过以下函数：

式中，为最大方向盘转角，(x,y)为危险区域边界。

本实用新型实施例提供的系统，通过根据目标危险区域的危险区域边界，计算得到最大方向盘转角。由于最大方向盘转角能够指示驾驶员进行转向时的最大方向盘转角，避免车辆驶出经过检测的目标危险区域，保证车辆转向时的侧向安全性。

基于上述实施的内容，作为一种可选实施例，控制模块具体用于：根据障碍物与车辆之间的距离及车辆的行车速度预测车辆接触障碍物所需的预测时长，并将预测时长与设定的反应制动时长进行比较；若判断获知预测时长小于反应制动时长，则发送第一防撞预警信息，第一防撞预警信号用于指示警示模块进行高频报警和/或对车辆进行减速制动；若预测时长不小于反应制动时长，则根据预测时长与反应制动时长之间的时长差值发送第二防撞预警信息，第二防撞预警信号用于指示警示模块进行分程度报警。

具体地，若判断目标危险区域内存在障碍物，则预估车辆侧部接触障碍物所需要的时长t，并与预先设定的驾驶员的反应制动时长t₀相比较。若t<t₀，可以直接制动车辆以避免由于驾驶员来不及反应而造成的车辆直接碰撞该障碍物，或者采用高频报警以迅速引起驾驶员的注意，使驾驶员基于对高频报警产生的本能反应而主动制动车辆。应当说明的是，可以同时采用紧急制动及高频报警。若t>t₀，则表明驾驶员有足够的时长对障碍物进行反应，因此可采用分程度报警的方式提醒驾驶员侧部存在障碍物。分程度报警为根据t与t₀之间的时长差值，进行紧急程度不同的报警措施，例如，当时长差值较大，驾驶员有足够的时间反应，可进行低频报警。

本实用新型实施例提供的系统，通过根据车辆的行车速度预测车辆接触障碍物所需的预测时长，并将预测时长与设定的反应制动时长进行比较；若判断获知预测时长小于反应制动时长，则进行高频报警和/或对车辆进行减速制动；若预测时长不小于反应制动时长，则根据时长差值进行分程度报警。由于通过将预测时长与设定的反应制动时长进行比较，根据比较结果采取不同紧急程度的防撞预警措施，以实现在各种情况下对车辆侧部的防撞。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，控制模块还用于若判断获知车辆已停止，则发送第三防撞预警信号，第三防撞预警信号用于指示进行警示模块进行中频报警和/或在车辆外部进行避让提醒，直至车辆重新启动。具体地，若已采取高频报警和/或减速制动措施，此时检测车辆是否停止，若未停止，则返回到下一次的检测。若车辆已经停止，则进行中频报警，提醒车外车辆注意避让。若车辆再次启动，将进行下一次的检测。本实用新型实施例提供的系统，通过若判断获知车辆已停止，则进行中频报警和/或在车辆外部进行避让提醒，直至车辆重新启动。由于车辆由于高频报警或减速制动后已紧急停止，驾驶员需要重新规划行车线路并重新启动，因此，通过在车辆外部进行避让提醒以避免车辆影响其他车辆。

参见图7，基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，传感模块包括雷达、方向盘转角传感器、速度传感器、GPS导航系统和转向灯开关传感器。具体地，雷达用于测量出雷达安装位置到障碍物的距离；方向盘转角传感器用于测量出车辆在转向时方向盘的角度；速度传感器用于测量车辆速度；GPS导航系统用于定位车辆的位置，并在读取相应道路限速；转向灯开关传感器用于检测转向灯是否开启。基于此，控制模块的主要作用是，将雷达测得的雷达安装位置到障碍物的距离、速度传感器测得的速度、导航系统读取到的道路限速、方向盘转角传感器测得的角度进行计算，将与计算结果对应的防撞预警信息以电信号输出给警示模块。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，雷达为毫米波雷达。它通过发射和接受毫米波实时测量障碍物的具体坐标。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，警示模块包括指示灯、蜂鸣器、显示屏和减速制动单元中的至少一种。具体地，通过不同电信号控制蜂鸣器和指示灯，以及通过显示器显示最大方向盘转角，实现不同情况下的分程度报警。紧急制动单元用于对车辆采取相应的制动措施。具体地，蜂鸣器是一款能用单片机信号控制的发出不同频率声音的装置，用于在出现危险情况时向驾驶员和车外人员示警；显示屏是在车辆液晶显示屏上显示车辆行驶状况下允许的最大方向盘转角值，用于给驾驶员转向操作提供决策支持。紧急制动单元用于给车辆的制动系统输出一个紧急制动信号，以实现车辆在较高危险情况下紧急制动避免危险。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，指示灯为LED灯，指示灯设置于车辆的外部。具体地，指示灯可以是一款能用单片机信号控制的亮度较高的LED灯，装在车辆外部，用于在出现危险情况使点亮以向车外人员示警。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种车辆侧向防撞系统，其特征在于，包括：传感模块、控制模块和警示模块；所述传感模块与所述控制模块连接，所述控制模块与所述警示模块连接；所述控制模块用于若根据所述传感模块检测的车辆参数判断获知目标危险区域内存在障碍物，则控制所述警示模块进行防撞预警措施；

其中，传感模块用于检测车辆的车辆参数，并将车辆参数发送至控制模块；控制模块用于若判断获知车辆转向，则基于车辆的车辆参数计算车辆转向时位于车辆侧部的目标危险区域；以及，若判断获知目标危险区域内存在障碍物，则根据障碍物与车辆之间的距离生成防撞预警信号，并将防撞预警信号发送至警示模块；警示模块用于根据防撞预警信号进行防撞预警措施；

其中，转向包括实时转向，车辆参数包括第一车体参数和车轮转角，相应地，控制模块包括：实时转向单元；实时转向单元用于，根据第一车体参数及车轮转角，分别计算位于车辆侧部的第一危险区域边界及第二危险区域边界，第一危险区域边界与对应的车辆的第一侧部之间形成第一危险区域，第二危险区域边界与对应的车辆的第二侧部之间形成第二危险区域，目标危险区域包括第一危险区域和第二危险区域；

其中，转向包括预转向，车辆参数包括第二车体参数和转向半径；相应地，控制模块包括：预转向单元；预转向单元用于，根据第二车体参数及转向半径，计算位于车辆侧部的第三危险区域边界，第三危险区域边界与车辆的转向内侧之间形成第三危险区域，目标危险区域包括第三危险区域。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感模块包括雷达、方向盘转角传感器、速度传感器、GPS导航系统和转向灯开关传感器。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述雷达为毫米波雷达。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述警示模块包括指示灯、蜂鸣器、显示屏和减速制动单元中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述指示灯为LED灯，所述指示灯设置于所述车辆的外部。