CN105216727B - 一种车辆距离探测主动安全系统和控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种车辆距离探测主动安全系统和控制方法，属于汽车电子技术领域。它解决了现有技术中车辆距离探测不够完善无法对驾驶员进行有效提示问题。本系统包括控制模块、探测模块、显示模块、报警模块以及均与控制模块连接的点火开关和转速传感器，探测模块探测周围障碍物并发送结果到控制模块；控制模块接收并处理探测结果以确障碍物状态，通过显示模块显示，并在有碰撞危险时控制报警模块发出警报。本控制方法包括：步骤一：启动系统；步骤二：探测障碍物与本车距离；步骤三：判断障碍物是否影响本车安全；步骤四：报警模块发出报警。本系统和控制方法能够判别前后车辆安全距离进行提醒，并给出安全指示。
Description
技术领域
本发明属于汽车电子技术领域，涉及一种车辆距离探测主动安全系统和控制方法。
背景技术
车辆在道路上行驶，驾驶者就开始不停的判断周边车辆与自身车辆的安全距离，但往往因路况的复杂及驾驶经验的不足，在判断上存在一定的安全隐患，例如，与前方车辆太紧，紧急状态下，来不及刹车引起追尾；本车刹住车了，后车追尾了，类似状态下一是带来是时间与金钱上的浪费，二是生命存在安全隐患。现有技术中，已经可解决发现车辆前方有物体时，实现主动刹车功能，此功能的特点是解决在突发情况下，人为的制动时间晚于系统紧急制动时间，减少外部危险的发生，但也存在系统在紧急制动时强大的惯性力对车内人员造成的伤害，系统是主动制动了，车内人还是被动的接受突然的伤害。
随着科技的发展和人们对安全的重视，车辆变道检测和报警装置已经在国内外相继面世，如中国专利文献：车辆变道报警系统及报警方法(申请号：201210012289.X；公告号CN 103204122 A)，该包括灯控信号采集单元、中央处理单元、探测信号发射单元、探测信号接收单元以及报警单元，该灯控信号采集单元实时采集本车的车辆灯控信号并将相应的信号发送到中央处理单元；该中央处理单元根据车辆灯控信号检测左转弯灯或右转弯灯是否被开启，并控制探测信号发射单元在将要转弯变道方向的侧后方发射单元发射探测信号，并由探测信号接收单元接收相应探测信号，并将相应的探测数据发送回中央处理单元进行处理以确定将要转弯变道方向的侧后方是否有障碍物以及获得该障碍物的相对速度和相对距离，之后中央处理单元根据相应探测数据控制报警单元进行报警。
上述专利能够解决车辆变道时后方来车的判断以及预警问题，在一定程度上提高了车辆行驶过程的安全性，但是上述方案中无法对后方车辆的行驶趋势进行预判，报警效果不够好，安全性不够高。
发明内容
本发明针对现有的技术存在上述问题，提出了一种车辆距离探测主动安全系统，目的是提前判断本车周围车况以辅助驾驶员减少行车过程中的误操作。
本发明通过下列技术方案来实现：一种车辆距离探测主动安全系统，其特征在于，该主动安全系统包括控制模块、探测模块、显示模块、报警模块以及均与所述控制模块连接的点火开关和转速传感器，所述转速传感器设置于发动机上用于检测发动机转速信号，所述探测模块实时采集本车以及周围障碍物的移动状态并转换为相应的信号发送到控制模块；所述控制模块接收探测模块采集的信号进行处理以确定本车前方、后方、左侧或者右侧是否有障碍物以及该障碍物与本车的相对距离和移动趋势，同时通过显示模块显示探测结果，并在处理结果显示为有碰撞危险时输出报警信号控制报警模块发出警报。
本车辆距离探测主动安全系统通过探测模块实时探测车辆周围障碍物的移动情况，然后通过控制模块对探测结果进行处理，并根据探测结果进行智能判断，给出具有指导意义的报警和提示，辅助驾驶员安全驾驶。
在上述的车辆距离探测主动安全系统中，所述控制模块检测到点火开关处于ON档且接收转速传感器的转速信号时，该控制模块执行自动启动并输出控制信号控制探测模块进行探测。通过点火开关和转速传感器确定车辆是否处于行进状态，避免多余的报警。
在上述的车辆距离探测主动安全系统中，所述探测模块包括前雷达、后雷达、左雷达、右雷达、可视摄像头和车速传感器，所述前雷达设置在车辆前保险杠上用于检测正前方障碍物与本车的相对距离；所述后雷达设置在车辆后保险杠上用于检测正后障碍物与本车的相对距离；所述左雷达设置在左外后视镜上用于检测左侧障碍物与本车的相对距离；所述右雷达设置在右外后视镜上用于检测右侧障碍物与本车的相对距离；所述可视摄像头与显示模块连接，其设置在车辆尾部用于拍摄后方障碍物的移动趋势和移动方向；所述车速传感器用于检测本车速度。在车里四周设置雷达，使得各个雷达的探测范围更明确，探测覆盖范围更完整，通过可视摄像头可以看到后方障碍物的移动趋势，而车速传感器可以检测本车速度，为驾驶员估算障碍物的移动速度提供一个参考信息。
在上述的车辆距离探测主动安全系统中，所述前雷达和后雷达的探测距离的范围值均为3-10米，所述左雷达和右雷达的探测距离的范围值均为3-5米。
在上述的车辆距离探测主动安全系统中，所述障碍物包括移动的人或动物或者车辆。
在上述的车辆距离探测主动安全系统中，所述控制模块为车身控制器BCM，所述显示模块为DVD，所述报警模块为声光报警器或者喇叭。其中，控制模块还可以为MCU、TCU等；显示模块可以为LCD显示屏等；通过声光报警器可以发出语音提示以及闪光信号，提示效果更直接明了，便于驾驶员理解。
一种车辆距离探测主动安全控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：点火开关转到ON档，且发动机转速传感器检测发动机转速信号并发送给控制模块；
步骤二：控制模块接收探测模块探测的信号确定车辆周围是否存在障碍物，以及确定障碍物与本车的相对距离；
步骤三：控制模块将障碍物与本车的相对距离与预设在控制模块中的相应的临界阈值进行对比，并在相对距离达到或者即将超出临界阈值时输出控制信号给报警模块；
步骤四：报警模块发出声光报警。
在上述的车辆距离探测主动安全控制方法中，步骤二中所述车辆周围是指车辆的正前方、正后方、左侧和右侧。通过明确车辆周围的各个探测范围，减少盲区，可以有效提高探测准确性。
在上述的车辆距离探测主动安全控制方法中，步骤三中所述预设在控制模块中的相应的临界阈值包括：第一阈值，正后方障碍物与本车距离为10米；第二阈值，正后方障碍物与本车距离为5米；第三阈值，正前方障碍物与本车距离为3米；第四阈值，正前方障碍物与本车距离为5米；第五阈值，正前方障碍物与本车距离为10米。通过对前后方的临界阈值进行限定，明确车辆与障碍物的安全距离，为控制模块判断车辆行驶安全性提供判断依据。
在上述的车辆距离探测主动安全控制方法中，所述报警模块发出报警包括以下内容：
a、探测模块探测到正后方障碍物与本车距离介于第一阈值和第二阈值之间，控制模块控制报警模块发出报警提醒，报警声的频率和后方障碍物与本车距离的远近成正比关系；
b、探测模块探测到正后方障碍物与本车距离小于第二阈值，且正前方障碍物与本车距离大于第五阈值，控制模块控制启动可视摄像头拍摄后方障碍物的移动状态，并通过显示模块给出向前指示图标以提醒驾驶员加速避让；
c、探测模块探测到正前方障碍物与本车距离小于第三阈值，控制模块控制探测模块探测左侧和右侧障碍物情况，当其中一侧出现障碍物时通过显示模块显示相对应的指示图标以及该障碍物与本车的相对距离；
d、探测模块探测到正前方障碍物与本车距离介于第四阈值和第五阈值之间，且未探测到左侧障碍物、右侧障碍物和正后方障碍物，控制模块通过报警模块提示减速，并在5秒通过显示模块后给出向左转指示或者向右转指示；
e、探测模块探测到左侧或右侧有障碍物，控制模块通过显示模块显示对应一侧的障碍物指示图标。通过判断车辆行驶过程中出现的不同情况给出针对性操作提示和报警提示，能够有效缓解驾驶员紧张情绪，减少行车安全隐患。
在上述的车辆距离探测主动安全控制方法中，所述障碍物包括移动的人或动物或者车辆。
与现有技术相比，本车辆距离探测主动安全系统具有以下优点：1)主动判别前、后、左、右障碍物与本车的安全距离，并发出报警提醒；2)主动给出安全指示，根据不同情况发出不同指令，提示驾驶员注意或者进行操作，特别是减轻驾驶员的紧张情绪，提高行车安全。
附图说明
图1是本发明实施例中车辆距离探测主动安全系统的电路原理图。
图2是本发明实施例中车辆距离探测主动安全控制方法的流程图。
图3是本发明实施例中DVD的显示界面布局示意图。
图中，1、点火开关；2、转速传感器；3、控制模块；4、探测模块；41、前雷达；42、后雷达；43、左雷达；44、右雷达；45、可视摄像头；46、车速传感器；5、显示模块；6、报警模块；7、前进指示图标；8、左转指示图标；9、右转指示图标；10、距离值图标；11、左侧障碍物指示图标；12、右侧障碍物指示图标。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本车辆距离探测主动安全系统包括控制模块3、探测模块4、显示模块5、报警模块6以及均与控制模块3连接的点火开关1和发动机转速传感器2，探测模块4实时采集本车以及周围障碍物的移动状态并转换为相应的信号发送到控制模块3；控制模块3接收探测模块4采集的信号进行处理以确定本车前方、后方、左侧或者右侧是否有障碍物以及该障碍物与本车的相对距离和移动趋势，同时通过显示模块5显示探测结果，并在处理结果显示为有碰撞危险时输出报警信号控制报警模块6发出警报。需要说明的是，本仅在控制模块3检测到点火开关1处于ON档且接收设置于发动机的转速传感器2的转速信号时，控制模块3才能够执行自动启动并输出控制信号控制探测模块4进行探测。
结合附图具体来说，控制模块3为车身控制器BCM，能够实现车灯控制，喇叭控制等功能，通过将其与探测模块4、显示模块5和报警模块6进行连接，以实现车辆距离探测主动安全系统的功能，除此之外，还可以采用其他具有类似功能的控制器模块进行替代,例如MCU、TCU等。如图3所示，显示模块5为DVD或者其他显示器，例如LCD显示屏，主要用于视频显示，其显示内容包括向指示标识、转向指示提醒、周围障碍物状态等各种探测模块4探测到的信息。报警模块6为声光报警器或者喇叭，特别是采用声光报警器，通过语音实现人性化指示，通过通俗易懂的简单语言指引驾驶员操作，减轻驾驶员的紧张情绪，减少失误操作，其中语音信息可以为“请向左转”、“请向右转”、“请注意，前方有障碍物！”、“请注意，后方有障碍物接近！”、“请注意，左侧有障碍物！”、“请注意，右侧有障碍物！”等，包括但不限于上述几种语音提示，在实际中可以根据需要进行设置。探测模块4包括前雷达41、后雷达42、左雷达43、右雷达44、可视摄像头45和车速传感器46，前雷达41设置在车辆前保险杠上用于检测正前方障碍物与本车的相对距离；后雷达42设置在车辆后保险杠上用于检测正后障碍物与本车的相对距离；左雷达43设置在左外后视镜上用于检测左侧障碍物与本车的相对距离；右雷达44设置在右外后视镜上用于检测右侧障碍物与本车的相对距离；可视摄像头45与DVD连接，其设置在车辆尾部用于拍摄后方障碍物的移动趋势和移动方向；车速传感器46用于检测本车速度，以便判断本车和障碍物之间的位置关系，例如是相接近还是相远离。在车里四周设置雷达，使得各个雷达的探测范围更明确，探测覆盖范围更完整。其中，前雷达41和后雷达42的最小距离的探测值是3米，最大距离的探测值是10米；左雷达43和右雷达44的最小距离的探测值是3米，最大距离的探测值是5米。
在本实施例中，障碍物包括人、动物或者车辆等各种移动的物体。
通过本车辆距离探测主动安全系统能够提前发现车辆周围的安全隐患，作出相应判断，并提醒驾驶员做出正确的操作，减少危险的发生。
如图2所示，本车辆距离探测主动安全控制方法包括以下步骤：
S201步骤一：启动系统：点火开关转到ON档，且发动机转速传感器检测发动机转速信号并发送给控制模块3；
S202步骤二：判断车辆周围障碍物状态：控制模块3接收探测模块4探测的信号确定车辆周围是否存在障碍物，以及确定障碍物与本车的相对距离，同时将探测结果输送给显示模块5进行显示；其中，车辆周围是指车辆的正前方、正后方、左侧和右侧，通过明确车辆周围的各个探测范围，减少盲区，可以有效提高探测准确性；
S203步骤三：分析探测结果并输出控制指令：控制模块3将障碍物与本车的相对距离与预设在控制模块3中的相应的临界阈值进行对比，并在相对距离达到或者即将超出临界阈值时输出控制信号给报警模块6；
S204步骤四：报警模块6发出声光报警。
在本实施例中，障碍物包括移动的人或动物或者车辆。
具体来说，在步骤三中，设在控制模块3中的相应的临界阈值包括：第一阈值，正后方障碍物与本车距离为10米；第二阈值，正后方障碍物与本车距离为5米；第三阈值，正前方障碍物与本车距离为3米；第四阈值，正前方障碍物与本车距离为5米；第五阈值，正前方障碍物与本车距离为10米。通过对前后方的临界阈值进行限定，明确车辆与障碍物的安全距离，为控制模块3判断车辆行驶安全性提供判断依据。该步骤中，各个临界阈值的具体值并不仅限于上述公开的内容，可以根据实际路况和车况进行合理的调整，在上述数值的基础上做略微上下浮动。
根据上述依据，报警模块6发出的具体报警以及提示内容如下：
a、探测模块3探测到正后方障碍物与本车距离介于第一阈值和第二阈值之间，控制模块3控制报警模块6发出类似于“滴-滴-滴”的报警提醒，报警声的频率和后方障碍物与本车距离的远近成正比关系，例如：距离越短，报警声越急促，距离越长，报警声越缓；
b、探测模块4探测到正后方障碍物与本车距离小于第二阈值，且正前方障碍物与本车距离大于第五阈值，控制模块3控制启动可视摄像头45拍摄后方障碍物的移动状态，并通过显示模块5(如图3所示)给出前进指示图标7以提醒驾驶员加速避让，驾驶员可以从显示模块5中直接观看后方障碍物的转弯动向：人或者动物，直接观看其走向；若障碍物为车，则观察后车转向灯的使用情况(例如左转灯闪亮/右转灯闪亮)以及后车车头转向趋势；
c、探测模块4探测到正前方障碍物与本车距离小于第三阈值，控制模块3控制探测模块4探测左侧和右侧障碍物情况，当其中一侧出现障碍物时通过显示模块5(参考图3，如左侧障碍物指示图标11或者右侧障碍物指示图标12闪亮。)显示相对应的指示图标以及该障碍物与本车的相对距离；
d、探测模块4探测到正前方障碍物与本车距离介于第四阈值和第五阈值之间，且未探测到左侧障碍物、右侧障碍物和正后方障碍物，控制模块3通过报警模块6提示减速，并在持续5秒后通过显示模块5(参考图3，如左转指示图标8或者右转指示图标9闪亮)给出向左转指示或者向右转指示；
e、探测模块4探测到左侧或右侧有障碍物，控制模块3通过显示模块5(参考图3，如左侧障碍物指示图标11或者右侧障碍物指示图标12闪亮。)显示对应一侧的障碍物指示图标。通过判断车辆行驶过程中出现的不同情况给出针对性操作提示和报警提示，能够有效缓解驾驶员紧张情绪，减少行车安全隐患。
上述视频提示提示还可以设定相应的语音通过报警模块6发声来实现，通过语音结合视频显示更好的为驾驶员提供辅助。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (9)
1.一种车辆距离探测主动安全系统，其特征在于，该主动安全系统包括控制模块(3)、探测模块(4)、显示模块(5)、报警模块(6)以及均与所述控制模块(3)连接的点火开关(1)和转速传感器(2)，所述转速传感器(2)设置于发动机上用于检测发动机转速信号，所述探测模块(4)实时采集本车以及周围障碍物的移动状态并转换为相应的信号发送到控制模块(3)，探测模块(4)包括可视摄像头(45)，可视摄像头(45)与显示模块(5)连接，其设置在车辆尾部用于拍摄后方障碍物的移动趋势和移动方向；所述控制模块(3)中预设有相应的临界阈值：第二阈值，正后方障碍物与本车距离为5米；第五阈值，正前方障碍物与本车距离为10米，所述控制模块(3)接收探测模块(4)采集的信号进行处理以确定本车前方、后方、左侧或者右侧是否有障碍物以及该障碍物与本车的相对距离和移动趋势，同时通过显示模块(5)显示探测结果，并在处理结果显示为有碰撞危险时输出报警信号控制报警模块(6)发出警报，所述警报包括：探测模块(4)探测到正后方障碍物与本车距离小于第二阈值，且正前方障碍物与本车距离大于第五阈值，控制模块(3)控制启动可视摄像头(45)拍摄后方障碍物的移动状态，并通过显示模块(5)给出向前指示图标以提醒驾驶员加速避让。
2.根据权利要求1所述的车辆距离探测主动安全系统，其特征在于，所述控制模块(3)检测到点火开关(1)处于ON档且接收转速传感器(2)的转速信号时，该控制模块(3)执行自动启动并输出控制信号控制探测模块(4)进行探测。
3.根据权利要求2所述的车辆距离探测主动安全系统，其特征在于，所述探测模块(4)包括前雷达(41)、后雷达(42)、左雷达(43)、右雷达(44)和车速传感器(46)，所述前雷达(41)设置在车辆前保险杠上用于检测正前方障碍物与本车的相对距离；所述后雷达(42)设置在车辆后保险杠上用于检测正后障碍物与本车的相对距离；所述左雷达(43)设置在左外后视镜上用于检测左侧障碍物与本车的相对距离；所述右雷达(44)设置在右外后视镜上用于检测右侧障碍物与本车的相对距离；所述车速传感器(46)用于检测本车速度。
4.根据权利要求3所述的车辆距离探测主动安全系统，其特征在于，所述前雷达(41)和后雷达(42)的探测距离的范围值均为3-10米，所述左雷达(43)和右雷达(44)的探测距离的范围值均为3-5米。
5.根据权利要求4所述的车辆距离探测主动安全系统，其特征在于，所述控制模块(3)为车身控制器BCM，所述显示模块(5)为DVD，所述报警模块(6)为声光报警器。
6.一种车辆距离探测主动安全控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：点火开关(1)转到ON档，且发动机转速传感器(2)检测发动机转速信号并发送给控制模块(3)；
步骤二：控制模块(3)接收探测模块(4)探测的信号确定车辆周围是否存在障碍物，以及确定障碍物与本车的相对距离；
步骤三：控制模块(3)将障碍物与本车的相对距离与预设在控制模块(3)中的相应的临界阈值进行对比，并在相对距离达到或者即将超出临界阈值时输出控制信号给报警模块(6)，控制模块(3)中相应的临界阈值包括：第二阈值，正后方障碍物与本车距离为5米；第五阈值，正前方障碍物与本车距离为10米；
步骤四：报警模块(6)发出声光报警，所述报警包括：
探测模块探测到正后方障碍物与本车距离小于第二阈值，且正前方障碍物与本车距离大于第五阈值，控制模块控制启动可视摄像头拍摄后方障碍物的移动状态，并通过显示模块给出向前指示图标以提醒驾驶员加速避让。
7.根据权利要求6所述的一种车辆距离探测主动安全控制方法，其特征在于，步骤二中所述车辆周围是指车辆的正前方、正后方、左侧和右侧。
8.根据权利要求7所述的一种车辆距离探测主动安全控制方法，其特征在于，步骤三中所述预设在控制模块(3)中的相应的临界阈值包括：第一阈值，正后方障碍物与本车距离为10米；第三阈值，正前方障碍物与本车距离为3米；第四阈值，正前方障碍物与本车距离为5米。
9.根据权利要求6-8任意一项所述的一种车辆距离探测主动安全控制方法，其特征在于，所述报警模块(6)发出报警包括以下内容：
探测模块(4)探测到正后方障碍物与本车距离介于第一阈值和第二阈值之间，控制模块(3)控制报警模块(6)发出报警提醒，报警声的频率和后方障碍物与本车距离的远近成正比关系；
探测模块(4)探测到正前方障碍物与本车距离小于第三阈值，控制模块(3)控制探测模块(4)探测左侧和右侧障碍物情况，当其中一侧出现障碍物时通过显示模块(5)显示相对应的指示图标以及该障碍物与本车的相对距离；
探测模块(4)探测到正前方障碍物与本车距离介于第四阈值和第五阈值之间，且未探测到左侧障碍物、右侧障碍物和正后方障碍物，控制模块(3)通过报警模块(6)提示减速，并在5秒通过显示模块(5)后给出向左转指示或者向右转指示；
探测模块(4)探测到左侧或右侧有障碍物，控制模块(3)通过显示模块(5)显示对应一侧的障碍物指示图标。
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