CN215474804U - 车辆盲区防撞预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了车辆盲区防撞预警装置，包括：盲区目标采集单元、目标融合计算单元、信息提取单元、分级告警控制单元及告警单元；所述盲区目标采集单元与所述目标融合计算单元连接；所述目标融合计算单元与所述分级告警控制单元连接；所述信息提取单元与所述分级告警控制单元连接；所述分级告警控制单元与所述告警单元连接。本实用新型能够降低驾驶员的操纵负担，从而更有效的实现盲区安全。

Description

车辆盲区防撞预警装置

技术领域

本实用新型涉及智能辅助驾驶技术领域，特别涉及一种车辆盲区防撞预警装置。

背景技术

汽车保有量的逐年激增所引发的频繁交通事故愈发受到关注，事故给人们的生命财产安全、社会通勤效率等造成了严重的损失，其中以商用车为代表的大车因其引发的事故往往结果较为惨痛、影响恶劣而尤为受到关注。此类事故中，视线盲区而引发的交通事故占据了很大的比例，因此解决车辆盲区碰撞问题一直是汽车安全技术的一个热点。

车辆的自身结构导致不可避免地存在视觉盲区，同时受到地形的影响、交叉路口建筑物的遮挡、其他交通工具的遮挡以及转弯时的内轮差效应也会形成视觉盲区。其中，车辆盲区主要分为：车头、车尾、车底、后视镜、A/B柱、转弯等盲区。尤其地，当汽车在转弯或者进入弯道时，驾驶者的视野都会被车辆A柱部分遮挡，产生视觉盲区。此外，当驾驶员集中注意力注视前方时，由于视觉特性，驾驶员本身的视野会不自主的收窄加剧盲区，而当驾驶员短暂的转移注意力到盲点区域去观察是否存在危险，又造成无法集中注意力于车辆前方的状况，这种“顾此失彼”导致一系列交通事故发生。其中，车侧和车头盲区引发的交通事故占比较大，因此车头和车侧盲区防碰是目前车辆盲区解决技术研究的重点。

车辆盲区防碰预警系统就是利用一定的技术手段来缩窄车辆盲区，从而使驾驶员获得超视野的感知，以此提前预知危险来临，从而采取规避措施。商用车等大车因其驾驶舱位置高、轮距宽、车体长等因素导致的视觉盲区较一般车辆要大的多。因此，对于行人和骑自行车人等道路弱势群体VRU(Vulnerable road users，简称VRU，下同)来说，大车是一个重要的危险来源。当大车在转弯时，VRU很容易落入大车的视野盲区，从而面临严重的危险；对于驾驶员而言，转弯也都是危险的操作，常使他们感到压力。因此车辆盲区防碰预警系统能带来社会、司机、行人三方面的收益。

目前，主流车辆盲区应对技术盲区应对技术大致分为三类：第一类，从车辆自身造型结构上入手，例如优化车辆A、B柱构型，尽可能减少盲区；第二类，依赖于道路基础设施的盲区缩小技术，例如弯道和路口的转角反光镜、地磁系统、车辆联网终端设备；第三类，车载盲区预警装置，例如依赖各类传感器的盲区障碍探索和反馈设备，以期利用传感器使驾驶员超视野感知。受限于车体结构、造型、安全法规等，第一类技术优化空间非常小，对商用车等大型车而言作用更加微弱；第二类技术，严重依赖于道路基础设施，转角镜、地磁系统在车侧有停车等情形下容易失效，此外转角镜还受到光线、雨水、雪雾等天气因素的严重影响，车联网设备依赖于卫星、网络等定位设备，迫于成本和现阶段车联网的低渗透率，难以大规模应用；第三种技术，由于自主性好、成本经济、效果好，从而受到各大技术提供商的青睐。

目前，市面的盲区预警系统的传感端无法实现盲区障碍物精确分类，不能有效区分VRU、车辆和其他低危险(建筑、栏杆、树木、垃圾桶等)目标，存在频繁虚警；简单的根据障碍物是否移动的过滤方案，又容易丧失对低速或静态VRU、车辆等重点目标的警觉造成漏报。同时，当前的盲区预警系统的预警信息往往只能单向传递给驾驶员，促使驾驶员采取规避行为，无法对盲区行人等障碍物产生预警和行为劝导。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种车辆盲区防撞预警装置，能够降低驾驶员的操纵负担，从更有效的实现盲区安全。

根据本实用新型实施例的车辆盲区防撞预警装置，包括：盲区目标采集单元、目标融合计算单元、信息提取单元、分级告警控制单元及告警单元；所述盲区目标采集单元与所述目标融合计算单元连接；所述目标融合计算单元与所述分级告警控制单元连接；所述信息提取单元与所述分级告警控制单元连接；所述分级告警控制单元与所述告警单元连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述盲区目标采集单元包括至少一个广角摄像头、至少一个宽角毫米波雷达和数据缓存器。

根据本实用新型的一些实施例，所述盲区目标采集单元包括：第一广角摄像头，设置在车辆的左后视镜上；第二广角摄像头，设置在车辆的前挡风玻璃中央；第三广角摄像头，设置在车辆的右后视镜上；第一宽角毫米波雷达，设置在车辆的左后视镜上；第二宽角毫米波雷达，设置在车辆的前脸中央处；第三宽角毫米波雷达，设置在车辆的右后视镜上。

根据本实用新型的一些实施例，所述目标融合计算单元包括GPU图像处理器和MCU。

根据本实用新型的一些实施例，所述信息提取单元包括方向盘转角传感器和微型车载IMU；其中所述方向盘转角传感器同轴安装在转向柱上；所述微型车载IMU安装在车辆驾驶舱中部座椅下方。

根据本实用新型的一些实施例，所述分级告警控制单元包括车载MCU和存储器。

根据本实用新型的一些实施例，所述告警单元至少包括以下设备中的一项：编程LED投影矩阵灯、语音蜂鸣播报器、车内语音播报器、频闪灯以及中央显示器。

根据本实用新型的一些实施例，所述编程LED投影矩阵灯设置在车辆驾驶舱外后方顶部两侧。

根据本实用新型的一些实施例，所述频闪灯设置在车辆两侧后视镜上。

根据本实用新型的一些实施例，所述语音蜂鸣播报器设置在车辆驾驶舱前方两侧靠近后视镜的位置。

本实用新型实施例具有如下有益效果：本实用新型实施例通过盲区目标采集单元采集盲区内障碍物信息，通过目标融合计算单元将不同类型设备采集到的障碍物信息进行融合计算，使得目标识别更加精确。通过信息提取单元获取车辆状态信息，分级告警控制单元根据车辆状态信息调整盲区并确定识别到的障碍物的危险等级，生成对应的分级告警指令，告警单元通过执行告警指令实现驾驶舱内和行人告警。本实用新型实施例相较单纯的基于超声波雷达的盲区预警系统，能显著提高盲区障碍物检测准确度，通过目标融合计算可以显著降低虚警和漏检概率。此外，组合式传感器系统不受天气光照等因素影响，可实现全天候、全工况下盲区鲁棒监测，提升盲区预警系统的场景适用性；本实用新型实施例能动态全面的反应盲区状况，对未来盲区类的VUR行为产生影响积极引导，能大大降低行人车辆等障碍物闯入盲区的造成的突发性，能进一步降低驾驶员的操纵负担，大幅度提升了预警和避碰行为的反应时间，从更有效的实现盲区安全。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的装置结构示意图。

图2为本实用新型实施例的装置在车辆上的位置分布示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型主要针对当前智能辅助驾驶中车辆盲区碰撞预警技术。车辆的自身结构导致不可避免地存在视觉盲区，同时受到地形的影响、交叉路口建筑物的遮挡、其他交通工具的遮挡以及转弯时的内轮差效应也会形成视觉盲区。此外，由于视觉特性，当驾驶员集中注意力注视前方时，驾驶员本身的视野会不自主的收窄加剧盲区范围。以商用车为代表的大车因自身结构特点，盲区较一般小型车辆大得多，这对驾驶员产生较大的心里负担，“顾此失彼”会进一步加剧风险，从而引发一系列盲区碰撞交通事故。本实用新型提供了一种能实现对盲区内障碍物有效监测、针对性分级分类碰撞预警的系统装置，能有效大幅度的提早碰撞预警时间，并实现对行人等障碍物和驾驶员及障碍物行为的有效双向引导。

参照图1，本实用新型涉及的车辆盲区防撞预警装置分为5个单元：盲区目标采集单元、目标融合计算单元、信息提取单元、分级告警控制单元、告警单元，系统具体单元组成及其作用如图1所示。盲区目标检测单元实现对盲区目标信息采集，目标融合计算单元用于实现盲区目标物检测和目标交叉确认和静态障碍物过滤以提高障碍目标检测的准确性，分级告警控制单元根据车辆自身状态动态调整盲区，并根据目标种类状态动态调整分级预警策略生成分级告警指令，告警单元则根据告警控制的指令控制蜂鸣器、LED投影矩阵灯、左右报警灯、显示器对驾驶员和VRU进行盲区信息告警。

参照图2，具体地，盲区目标采集单元包含三个广角摄像头、三个宽角短距毫米波雷达以及数据缓存器，主要用于完成车辆两侧及车前盲区信息采集与缓存，信息包含目标视频流和毫米波雷达目标数据。其中，三个广角摄像头从左到右依次安装在左后视镜、前挡风玻璃中央(或者车辆前脸中央高处)、右后视镜上，以此保证良好的广角采集视野，其安装位置如图2所示。三个宽角短距毫米波雷达从左到右也安装两个后视镜处及前脸处。毫米波雷达不受光线雨水等天气因素影响，获取目标的距离、速度、方位等信息准确，但是其存在点云稀疏等缺陷，导致信息维度和信息量不足；摄像头信息丰富却对天气光线敏感，目标速度、距离等信息提取困难，因此利用二者的互补优势可以实现盲区信息互补式全天候、全工况获取，并将采集的盲区信息传递给目标融合计算单元。

目标融合计算单元主要包括GPU(Graphics Processing Unit，简称GPU，下同)图像处理器、融合计算MCU，其作用完成视觉与雷达检测融合，并对盲区低威胁的障碍物进进行过滤，分拣出盲区内VRU、车辆、可疑移动障碍物等候选障碍物目标。

参照图2，信息提取单元主要用于车辆状态信息提取与更新，为分级告警控制单元决策提供必要参考信息。该单元包括方向盘转角传感器、微型车载IMU(InertialMeasurement Unit，简称IMU，下同)，其中方向盘转角用于获取驾驶的转向操作，同轴安装在转向柱上(图2，安装位置未体现出来)，利用转向器与前轮转角之间的比例关系，既可以计算当前驾驶员期望的转向角度，以便告警控制单元通过车辆动力学模型获取未来时刻车辆的转向姿态角，综合当前车辆速度等信息对未来车辆状态进行预判；车载IMU安装驾驶舱中后部位于座椅下方，用于获取当前时刻车辆的状态(速度、航向角、车身侧倾角等姿态角)，为接下里的控制单元计算当前车辆盲区提供必要信息。

分级告警控制单元由执行计算程序的车载MCU和存储计算程序的存储器构成，主要用于综合目标融合计算单元和信息提取单元的信息，进行车辆当前盲区动态调整，针对动态障碍物种类、危险程度决策不同的预警方式(蜂鸣等级、语音播报方式、报警灯闪烁方式、LED投影形式)，并生成报警指令传递给告警单元。

告警单元主要由声光设备构成，包括两侧编程LED投影矩阵灯、两侧语音蜂鸣播报器、车内语音播报器、两侧频闪灯、中央显示器设备，用于响应告警控制单元的告警指令，使用声光信号对驾驶员和盲区人员进行双向预警和行为引导，从而避免碰撞。安装在车辆驾驶舱后方两侧附近的编程LED投影矩阵灯和语音蜂鸣器主要用于对盲区类的VRU、车辆产生警告和行为引导，其中，特定颜色、语音、频率对盲区内VRU、车辆产生的视听双重告警，相比单纯音频信号具有更强的震慑和驱离告警作用；安装在两侧后视镜上的频闪灯、中央语音播报器以及安装在车内的中央显示器主要用于对驾驶员进行告警和行为引导，在接收到控制单元下发的盲区指令后结束休眠，进行声光报警、视频显示。告警单元通过声光设备对驾驶员和盲区人员产生的双向告警和行为引导，相较传统的纯粹驾驶员预警型盲区预警设备和盲区行人语音驱离设备，光电信号具备更显著特征性、更强的刺激性，对盲区内的车辆内人员和带耳机以及听障人士也具备良好的告警驱离作用，因此能更有效降低盲区碰撞概率。

本实用新型实施例利用毫米波雷达和视觉融合的手段实现对盲区检测，相较单纯的基于雷达的盲区预警系统，能显著提高盲区障碍物检测准确度，降低虚警和漏检概率。此外，组合式传感器系统不受天气光照等因素影响，可实现全天候、全工况下盲区鲁棒监测，提升盲区预警系统的场景适用性；通过车外语音蜂鸣器、编程LED投影矩阵灯、频闪灯、车内语音播放器、视频显示器等多种组合式音视频仪器，能同时对驾驶员和盲区内人员产生双向预警，促使双向碰撞规避行为，较单向的针对驾驶员的盲区预警系统而言，能更加有效避免碰撞事故发生。

尽管本文描述了具体实施方案，但是本领域中的普通技术人员将认识到，许多其它修改或另选的实施方案同样处于本公开的范围内。例如，结合特定设备或组件描述的功能和/或处理能力中的任一项可以由任何其它设备或部件来执行。另外，虽然已根据本公开的实施方案描述了各种例示性具体实施和架构，但是本领域中的普通技术人员将认识到，对本文所述的例示性具体实施和架构的许多其它修改也处于本公开的范围内。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种车辆盲区防撞预警装置，其特征在于，包括：

盲区目标采集单元、目标融合计算单元、信息提取单元、分级告警控制单元及告警单元；

所述盲区目标采集单元与所述目标融合计算单元连接；

所述目标融合计算单元与所述分级告警控制单元连接；

所述信息提取单元与所述分级告警控制单元连接；

所述分级告警控制单元与所述告警单元连接。

2.根据权利要求1所述的车辆盲区防撞预警装置，其特征在于，所述盲区目标采集单元包括至少一个广角摄像头、至少一个宽角毫米波雷达和数据缓存器。

3.根据权利要求2所述的车辆盲区防撞预警装置，其特征在于，所述盲区目标采集单元包括：

第一广角摄像头，设置在车辆的左后视镜上；

第二广角摄像头，设置在车辆的前挡风玻璃中央；

第三广角摄像头，设置在车辆的右后视镜上；

第一宽角毫米波雷达，设置在车辆的左后视镜上；

第二宽角毫米波雷达，设置在车辆的前脸中央处；

第三宽角毫米波雷达，设置在车辆的右后视镜上。

4.根据权利要求1所述的车辆盲区防撞预警装置，其特征在于，所述目标融合计算单元包括GPU图像处理器和MCU。

5.根据权利要求1所述的车辆盲区防撞预警装置，其特征在于，所述信息提取单元包括方向盘转角传感器和微型车载IMU；其中所述方向盘转角传感器同轴安装在转向柱上；所述微型车载IMU安装在车辆驾驶舱中部座椅下方。

6.根据权利要求1所述的车辆盲区防撞预警装置，其特征在于，所述分级告警控制单元包括车载MCU和存储器。

7.根据权利要求1所述的车辆盲区防撞预警装置，其特征在于，所述告警单元至少包括以下设备中的一项：

编程LED投影矩阵灯、语音蜂鸣播报器、车内语音播报器、频闪灯以及中央显示器。

8.根据权利要求7所述的车辆盲区防撞预警装置，其特征在于，所述编程LED投影矩阵灯设置在车辆驾驶舱外后方顶部两侧。

9.根据权利要求7所述的车辆盲区防撞预警装置，其特征在于，所述频闪灯设置在车辆两侧后视镜上。

10.根据权利要求7所述的车辆盲区防撞预警装置，其特征在于，所述语音蜂鸣播报器设置在车辆驾驶舱前方两侧靠近后视镜位置。

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