CN118494333B

CN118494333B - 一种车辆制动灯控制方法、装置、系统及其可读存储介质

Info

Publication number: CN118494333B
Application number: CN202410964883.1A
Authority: CN
Inventors: 秦保勇; 陈浪; 甘茂煌
Original assignee: Shenzhen Blue Whale Zhilian Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Blue Whale Zhilian Technology Co ltd
Priority date: 2024-07-18
Filing date: 2024-07-18
Publication date: 2024-10-29
Anticipated expiration: 2044-07-18
Also published as: CN118494333A

Abstract

本发明涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种车辆制动灯控制方法、装置、系统及其可读存储介质，包括通过车载传感器获取降雨量数据并获取路面摩擦系数；基于路面摩擦系数，以及当前车辆和前方车辆的相对距离计算第一碰撞可能性，并根据第一碰撞可能性划分第一预警等级；基于路面摩擦系数，以及当前车辆和后方车辆的相对距离计算第二碰撞可能性，并根据第二碰撞可能性划分第二预警等级；基于第一预警等级和第二预警等级中更严重的等级对制动灯提前点亮的时间进行控制；通过车辆显示屏向驾驶员提供制动灯控制的实时信息。从而可以更好地对后车进行提醒，减小交通事故的发生。

Description

一种车辆制动灯控制方法、装置、系统及其可读存储介质

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种车辆制动灯控制方法、装置、系统及其可读存储介质。

背景技术

车辆制动安全是保障驾驶过程中安全的关键因素之一，它涉及到车辆在行驶过程中能够迅速、有效地减速甚至停车的能力，这对于避免或减少交通事故的发生至关重要。制动系统通常包括刹车盘、刹车鼓、刹车片、刹车蹄、刹车油管、刹车液和ABS（防抱死制动系统）等多个部分，驾驶员应定期检查这些部件确保它们处于良好状态，同时，在驾驶过程中应避免急刹车，以免因制动过猛导致车辆失控，通过合理使用和定期维护制动系统，可以有效提高车辆的安全性能，保障驾驶员及乘客的生命财产安全。

目前对后面来车主要的提醒方式是采用车辆制动灯进行提醒，目前制动灯主要和刹车板联动，车辆制动对后方来车的提醒不及时可能会导致追尾事故，尤其是在高速公路或繁忙的城市道路上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆制动灯控制方法、装置、系统及其可读存储介质，旨在可以对制动灯根据前后车的相对距离进行智能控制，从而可以更好的对后车进行提醒，减小交通事故的发生。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种车辆制动灯控制方法，包括通过车载传感器获取降雨量数据并获取路面摩擦系数；

基于路面摩擦系数，以及当前车辆和前方车辆的相对距离计算第一碰撞可能性，并根据第一碰撞可能性划分第一预警等级；

基于路面摩擦系数，以及当前车辆和后方车辆的相对距离计算第二碰撞可能性，并根据第二碰撞可能性划分第二预警等级；

基于第一预警等级和第二预警等级中更严重的等级对制动灯提前点亮的时间进行控制；

通过车辆显示屏向驾驶员提供制动灯控制的实时信息。

其中，所述通过车载传感器获取降雨量数据，并获取路面摩擦系数的具体步骤包括：

在车顶安装雨量传感器持续监测落在感应区域的雨量参数；

将雨量参数转换为降雨强度；

车载式摩擦系数测定设备安装于车辆底部，施加一定载荷并以设定速度行驶，测量轮胎与路面间的摩擦力；

将实时降雨量数据与摩擦系数测量结果相结合进行校正，得到路面摩擦系数。

其中，所述基于路面摩擦系数，以及当前车辆和前方车辆的相对距离计算第一碰撞可能性，并根据第一碰撞可能性划分第一预警等级的具体步骤包括：

收集当前车辆的行驶制动参数；

基于行驶制动参数和路面摩擦系数计算本车的制动距离；

计算制动距离与当前车辆和前方车辆的相对距离相比是否在安全范围内，并划分第一预警等级。

其中，所述计算制动距离与当前车辆和前方车辆的相对距离相比是否在安全范围内，并划分第一预警等级的具体步骤包括：

基于停车距离进行碰撞风险评估，得到风险指标；

基于风险指标划分预警等级。

其中，所述基于第一预警等级和第二预警等级中更严重的等级对制动灯提前点亮的时间进行控制的具体步骤包括：

持续监测并更新第一预警等级和第二预警等级；

若同时存在第一预警等级和第二预警等级，对两者的严重程度进行判断，优先执行更严重的等级的控制指令；

基于控制指令对制动灯的示警模式进行控制。

其中，所述基于控制指令对制动灯的示警模式进行控制的具体步骤包括：

设置制动灯不同的闪灯模式；

建立预警等级与闪灯模式的对应关系；

灯光控制器接收到指令后，通过调节电源信号的频率改变制动灯的点亮模式，实现不同模式的切换。

其中，所述通过车辆显示屏向驾驶员提供制动灯控制的实时信息的具体步骤包括：

在车辆的中控显示屏上设计一个显示界面；

将控制指令数据与显示界面进行实时同步。

第二方面，本发明还提供一种车辆制动灯控制装置，包括摩擦系数计算模块、前车碰撞评估模块、后车碰撞评估模块和控制模块：

所述摩擦系数计算模块，用于通过车载传感器获取降雨量数据并获取路面摩擦系数；

所述前车碰撞评估模块，用于基于路面摩擦系数，以及当前车辆和前方车辆的相对距离计算第一碰撞可能性，并根据第一碰撞可能性划分第一预警等级；

所述后车碰撞评估模块，用于基于路面摩擦系数，以及当前车辆和后方车辆的相对距离计算第二碰撞可能性，并根据第二碰撞可能性划分第二预警等级；

所述控制模块，用于基于第一预警等级和第二预警等级中更严重的等级对制动灯提前点亮的时间进行控制。

第三方面，本发明还提供一种车辆制动灯控制系统，包括所述的一种车辆制动灯控制装置。

第四方面，本发明还提供一种可读存储介质，用于存储所述的一种车辆制动灯控制方法的运行代码。

本发明的一种车辆制动灯控制方法、装置、系统及其可读存储介质，首先，系统通过安装在车辆上的高精度车载传感器网络实时监测环境条件，特别是降雨量数据。这些传感器利用先进的检测技术，如激光雷达或红外感应，准确无误地捕捉到雨滴的密度和大小，从而估算出实际降雨量。同时，传感器还会评估路面状况，结合降雨量信息及其他环境因素（如温度、湿度）来计算出当前路面的摩擦系数。这一系列操作为后续的碰撞风险评估提供了至关重要的基础数据。系统依据计算出的路面摩擦系数，结合当前车辆与前方车辆之间的相对距离（通过雷达或摄像头实现精准测距），采用先进的预测模型分析两车之间在当前行驶状态下的动态交互，进而计算出第一碰撞可能性。根据这一可能性的高低，划分出不同的第一预警等级，如轻微预警、中度预警及紧急预警。同样地，利用后置传感器监测后方来车情况，结合后方车辆的接近速度及距离，以及当前路面摩擦系数，系统评估第二碰撞可能性，并根据评估结果划分第二预警等级。这样的设计确保了车辆在面临前后夹击的潜在危险时，能够全方位地做出响应。基于上述两个预警等级，系统会自动判断哪个等级代表的风险更为紧迫。例如，如果前方碰撞预警等级更高，则优先考虑前方安全，通过电子控制系统提前调整制动灯的点亮时间，以更早地向后方车辆发出警示。这种动态调整策略确保了在最短的时间内，以最有效的方式降低碰撞风险。在整个过程中，系统还会通过车辆的高清显示屏或HUD（平视显示器）等直观界面，实时向驾驶员展示制动灯控制的状态、预警等级以及相应的安全建议，帮助驾驶员更好地理解当前行驶环境的复杂性，并及时采取适当的驾驶措施。这不仅增强了驾驶过程中的信息透明度，还促进了人机交互的和谐性，共同致力于提升行车安全。综上所述，这种车辆制动灯控制方法通过集成高级传感技术、数据分析与智能决策，实现了对复杂道路环境的高效适应，为预防交通事故提供了一种创新而有效的解决方案。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的第一实施例的一种车辆制动灯控制方法的流程图。

图2是本发明的第一实施例的通过车载传感器获取降雨量数据并获取路面摩擦系数的流程图。

图3是本发明的第一实施例的基于路面摩擦系数，以及当前车辆和前方车辆的相对距离计算第一碰撞可能性，并根据第一碰撞可能性划分第一预警等级的流程图。

图4是本发明的第一实施例的基于停车距离进行碰撞风险评估，得到风险指标的流程图。

图5是本发明的第一实施例的基于第一预警等级和第二预警等级中更严重的等级对制动灯提前点亮的时间进行控制的流程图。

图6是本发明的第一实施例的基于控制指令对制动灯的示警模式进行控制的流程图。

图7是本发明的第一实施例的通过车辆显示屏向驾驶员提供制动灯控制的实时信息的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

第一实施例

请参阅图1~图7，本发明提供了一种车辆制动灯控制方法，包括：

S101通过车载传感器获取降雨量数据并获取路面摩擦系数；

具体步骤包括：

S201在车顶安装雨量传感器持续监测落在感应区域的雨量参数；

选用高精度的光学或电容式雨量传感器，安装于车辆顶部一个不易受气流干扰的位置。这些传感器通常包含一个开放式的集雨器和精密的测量元件，能捕捉并量化每一滴雨的冲击力或累积水量。传感器不间断地监测落在感应区域的雨滴数量、大小及频率，将这些参数实时传输至车辆的数据处理单元。

S202将雨量参数转换为降雨强度；

对原始雨量数据进行滤波和校正，排除非雨滴因素（如灰尘、小虫撞击）的干扰。运用数学模型或算法，将雨量参数（如单位时间内的累积水量）转换为标准化的降雨强度指标，如毫米/小时（mm/h）。

S203车载式摩擦系数测定设备安装于车辆底部，施加一定载荷并以设定速度行驶，测量轮胎与路面间的摩擦力；

在车辆底部集成一套先进的摩擦系数测定设备，它由传感器、加载机构和数据记录模块组成。该设备能在车辆行进中自动施加恒定的载荷，并保持设定的速度，以模拟典型行驶条件下的轮胎与路面接触情况。随着车辆在湿滑路面上行驶，测定设备的传感器会持续监测轮胎滑动趋势，通过分析轮胎转速变化、加速度变化等因素，间接计算出轮胎与路面间的摩擦力。

S204将实时降雨量数据与摩擦系数测量结果相结合进行校正，得到路面摩擦系数。

实时数据分析：车辆的中央处理器将实时降雨量数据与摩擦系数测量结果进行同步处理，利用历史数据库和环境模型进行对比分析。

摩擦系数校正：考虑到降雨量对路面摩擦系数的直接影响，系统通过复杂的算法调整测量结果，考虑降雨量、路面材质、温度等多种因素，最终得出一个更为准确的路面摩擦系数值。

决策支持：根据校正后的摩擦系数，车辆的主动安全系统（如ABS、ESP）可以及时调整工作策略，提高雨天行车的安全性。

S102基于路面摩擦系数，以及当前车辆和前方车辆的相对距离计算第一碰撞可能性，并根据第一碰撞可能性划分第一预警等级；

具体步骤包括：

S301收集当前车辆的行驶制动参数；

路面摩擦系数（μ）：通过车载摩擦系数传感器或已知数据获取当前行驶路面的摩擦系数。如果传感器不可用，可根据天气条件、道路类型（如沥青、混凝土）和过往数据估算。

车辆速度（v）：利用车载速度传感器实时监测车辆当前速度。

相对距离（d）：通过雷达、激光雷达或摄像头等传感器监测与前方车辆的距离。

反应时间（t_reaction）：预设或根据驾驶员习惯估计的从发现危险到开始制动的反应时间，通常为0.2至0.5秒。

制动减速度（a_brake）：根据车辆性能和路面条件计算最大可能制动减速度，通常使用 a_brake = mu g，其中 g是重力加速度，约为9.8 m/s²，m是车辆质量。

路面摩擦系数（μ）获取：优先利用车载摩擦系数传感器直接测量，确保数据的实时性和准确性。若传感器故障或缺失，利用算法根据当前天气（如雨天、雪天、晴天）、道路材质（沥青、混凝土等）及历史数据库中的类似条件下的摩擦系数进行估算。

车辆速度（v）监测：通过精准的车载速度传感器实时更新，每秒多次采样，确保数据的连续性和实时性。

相对距离（d）测量：结合雷达、激光雷达（LiDAR）和/或摄像头图像处理技术，持续追踪与前车的精确距离，考虑车辆动态变化，如加速、减速或变道。

反应时间（t_reaction）设定：依据普遍标准或个性化配置，设定合理的驾驶员反应时间范围，可通过车辆设置中驾驶员信息个性化调整。

制动减速度（a_brake）计算：结合车辆性能参数（如轮胎规格、制动系统效率）和当前路面摩擦系数，利用公式 a_{brake} = \mu gabrake=μg 计算理论上的最大制动减速度，确保计算结果贴近实际操作条件。

S302基于行驶制动参数和路面摩擦系数计算本车的制动距离；

其中停车距离SD的计算方式为：

反应距离d_reaction=v·t_reaction；

制动距离d_brake=v²/2a_brake

总停车距离SD=d_reaction+d_brake

应用运动学公式d_brake=v²/（2*a_brake），其中d_brake表示从当前速度完全停止所需的理论制动距离，考虑大反应时间内车辆仍以原速度前进，总停车距离SD=d_brake+v*t_reaction。

S303计算制动距离与当前车辆和前方车辆的相对距离相比是否在安全范围内，并划分第一预警等级。

具体步骤包括：

S401基于停车距离进行碰撞风险评估，得到风险指标；

安全距离评估：直接比较计算出的总停车距离 SD 与实际相对距离 d，以判断是否存在碰撞风险。如果 SD<d，表示在现有条件下，即使紧急制动也能安全停下，判定为无碰撞风险；反之，存在碰撞风险。

剩余距离作为风险指标：对于存在风险的情况，计算剩余距离 RD = d - SD，RD越小，意味着碰撞风险越高。

S402基于风险指标划分预警等级。

无风险或低风险：如果SD

第一预警等级：当 SD 接近但未超过 d，启动第一级预警，可能是视觉提示（如仪表盘上显示黄色警示灯）和/或轻微的听觉警告，提醒驾驶员注意减速。

紧急预警等级：若 SD 显著超过 d，立即触发紧急预警，包括强烈视觉警告（红色闪光灯）、紧急声音报警，甚至自动预充压制动系统，为紧急制动做准备，同时通过车辆显示屏明确指示紧急情况，要求立即采取行动避免碰撞。

S103基于路面摩擦系数，以及当前车辆和后方车辆的相对距离计算第二碰撞可能性，并根据第二碰撞可能性划分第二预警等级；

通过上述相同方式计算第二预警等级。

S104基于第一预警等级和第二预警等级中更严重的等级对制动灯提前点亮的时间进行控制；

具体步骤包括：

S501持续监测并更新第一预警等级和第二预警等级；

S502若同时存在第一预警等级和第二预警等级，对两者的严重程度进行判断，优先执行更严重的等级的控制指令；

系统内置逻辑判断，一旦检测到同时存在第一预警等级和第二预警等级，立即进行紧急状态识别，确认哪个等级的危险性更高。根据判断结果，系统优先执行更高级别的预警指令，确保在紧急情况下能够采取最有效的预防措施，如更早地激活制动灯预警系统。

S503基于控制指令对制动灯的示警模式进行控制。

具体步骤包括：

S601设置制动灯不同的闪灯模式；

定义多种制动灯闪灯模式，如“常亮模式”适用于轻微预警，“快速闪烁模式”用于中度风险预警，“紧急双闪模式”则针对极度紧急情况，以不同频率和模式吸引后方车辆注意。

S602建立预警等级与闪灯模式的对应关系；

建立预警等级与制动灯闪灯模式的一一对应关系，确保系统能够根据当前的预警等级自动选择合适的闪灯模式，无需人工干预。

S603灯光控制器接收到指令后，通过调节电源信号的频率改变制动灯的点亮模式，实现不同模式的切换。

指令接收与解析：灯光控制系统持续监听来自车辆中央处理器的预警等级指令，一旦接收到更新指令，立即进行解析。

信号调制：根据解析出的指令，灯光控制器通过精密的电路调节机制，改变供给制动灯的电源信号频率或脉宽，从而实现制动灯不同模式的无缝切换。

模式验证与反馈：切换模式后，系统会进行短暂的自我验证，确保制动灯按预期模式工作，并通过车辆内部网络向中央处理器反馈执行状态，形成闭环控制。

S105通过车辆显示屏向驾驶员提供制动灯控制的实时信息。

具体步骤包括：

S701在车辆的中控显示屏上设计一个显示界面；

在车辆中控显示屏上设计一个直观且易读的界面区域，该区域专门用于显示制动灯系统的状态和预警信息。界面需符合人体工程学原则，确保驾驶员在不分散注意力的情况下快速获取信息。

界面应至少包含以下几个关键要素：

制动灯当前模式：以图形或图标形式清晰展示制动灯当前的点亮模式（常亮、快速闪烁、双闪等），并附有简短文字说明。

预警等级指示：使用颜色编码（如绿色代表安全、黄色代表第一预警、红色代表第二预警）直观展示当前的预警等级。

提前点亮倒计时：在制动灯提前点亮时，显示距离正常点亮还剩多少时间的倒计时，帮助驾驶员预判。

紧急操作提示：在紧急预警等级下，提供明确的操作指南，如“立即减速”、“准备紧急制动”等。

交互设计：界面应支持触摸或语音控制，允许驾驶员在安全前提下快速查询更详细的预警原因或调整预警设置。

S702将控制指令数据与显示界面进行实时同步。

在车辆的电子架构中，建立灯光控制模块与中控显示屏之间的高效数据通信接口，确保数据传输的实时性和准确性。设计数据处理算法，将来自灯光控制系统的控制指令数据实时解码并转换为适合在显示屏上展示的格式。实现数据的动态刷新机制，每当制动灯的工作模式、预警等级或任何相关参数发生变化时，立即在界面上更新显示，减少延迟。

第二实施例

本发明还提供一种车辆制动灯控制装置，包括摩擦系数计算模块、前车碰撞评估模块、后车碰撞评估模块和控制模块：所述摩擦系数计算模块，用于通过车载传感器获取降雨量数据并获取路面摩擦系数；所述前车碰撞评估模块，用于基于路面摩擦系数，以及当前车辆和前方车辆的相对距离计算第一碰撞可能性，并根据第一碰撞可能性划分第一预警等级；所述后车碰撞评估模块，用于基于路面摩擦系数，以及当前车辆和后方车辆的相对距离计算第二碰撞可能性，并根据第二碰撞可能性划分第二预警等级；所述控制模块，用于基于第一预警等级和第二预警等级中更严重的等级对制动灯提前点亮的时间进行控制。

在本实施方式中，摩擦系数计算模块作为整个系统的感知前端，内置高灵敏度的车载环境传感器，如雨量传感器、温度传感器以及专用的路面状态检测器。这些传感器协同工作，能够实时监测外部环境变化，尤其是降雨情况，并结合先进的算法模型，准确计算出当前行驶路面上的摩擦系数。这一数据对于评估车辆制动性能和行驶安全性至关重要。前车碰撞评估模块接收来自车载雷达、摄像头等传感器提供的实时数据，结合摩擦系数计算模块输出的路面摩擦系数，通过复杂的算法模型分析当前车辆与前方车辆的相对速度、距离以及行驶轨迹，从而精确计算出第一碰撞可能性。依据此可能性的高低，系统自动生成第一预警等级。后车碰撞评估模块：与前车碰撞评估模块相辅相成，此模块专注于监控后方交通状况，同样利用雷达和摄像头等传感器收集数据，结合路面摩擦系数，评估后方车辆接近速度和距离带来的碰撞风险，确定第二碰撞可能性及相应的第二预警等级。控制模块接收前车和后车碰撞评估模块的预警信息，通过预设的逻辑算法，快速判断当前最紧迫的预警等级，并据此智能调整制动灯的点亮时机和持续时间。例如，在紧急情况下，控制模块可指令制动灯提前更长时间亮起，以增强对周边车辆的警示效果，有效减少反应时间和提高避险成功率。同时，控制模块还能与车辆的其他安全系统（如ABS、ESP）协同工作，优化整体安全性能。

第三实施例

本发明还提供一种车辆制动灯控制系统，包括所述的一种车辆制动灯控制装置。

第四实施例

本发明还提供一种可读存储介质，用于存储所述的一种车辆制动灯控制方法的运行代码。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims

1.一种车辆制动灯控制方法，其特征在于，

包括：通过车载传感器获取降雨量数据并获取路面摩擦系数；

通过车辆显示屏向驾驶员提供制动灯控制的实时信息；所述通过车载传感器获取降雨量数据，并获取路面摩擦系数的具体步骤包括：

在车顶安装雨量传感器持续监测落在感应区域的雨量参数；

将雨量参数转换为降雨强度；

将实时降雨量数据与摩擦系数测量结果相结合进行校正，得到路面摩擦系数；所述基于路面摩擦系数，以及当前车辆和前方车辆的相对距离计算第一碰撞可能性，并根据第一碰撞可能性划分第一预警等级的具体步骤包括：

收集当前车辆的行驶制动参数；

基于行驶制动参数和路面摩擦系数计算本车的制动距离；

2.如权利要求1所述的一种车辆制动灯控制方法，其特征在于，

所述计算制动距离与当前车辆和前方车辆的相对距离相比是否在安全范围内，并划分第一预警等级的具体步骤包括：

基于停车距离进行碰撞风险评估，得到风险指标；

基于风险指标划分预警等级。

3.如权利要求2所述的一种车辆制动灯控制方法，其特征在于，

所述基于第一预警等级和第二预警等级中更严重的等级对制动灯提前点亮的时间进行控制的具体步骤包括：

持续监测并更新第一预警等级和第二预警等级；

基于控制指令对制动灯的示警模式进行控制。

4.如权利要求3所述的一种车辆制动灯控制方法，其特征在于，

所述基于控制指令对制动灯的示警模式进行控制的具体步骤包括：

设置制动灯不同的闪灯模式；

建立预警等级与闪灯模式的对应关系；

5.如权利要求4所述的一种车辆制动灯控制方法，其特征在于，

所述通过车辆显示屏向驾驶员提供制动灯控制的实时信息的具体步骤包括：

在车辆的中控显示屏上设计一个显示界面；

将控制指令数据与显示界面进行实时同步。

6.一种车辆制动灯控制装置，应用于权利要求1所述的一种车辆制动灯控制方法，其特征在于，

包括摩擦系数计算模块、前车碰撞评估模块、后车碰撞评估模块和控制模块：

7.一种车辆制动灯控制系统，其特征在于，包括权利要求6所述的一种车辆制动灯控制装置。

8.一种可读存储介质，其特征在于，用于存储如权利要求1所述的一种车辆制动灯控制方法的运行代码。