CN107487257A - 一种全方位汽车防碰撞预警系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全方位汽车防碰撞预警系统，包括防碰撞预警系统处理平台；声光报警显示系统；摄像头；远程控制终端：远程控制终端通过无线通讯模块与防碰撞预警系统处理平台信号连接，通过无线远程控制监视汽车是否发生碰撞。本发明利用激光或超声波以及摄像头实时探测自身车辆与障碍物的距离，通过判断车间距离变化和相对速度，从而可判断出前车的运动状态，从而推断出前车与本车属于防撞报警的哪个理论模型，并选择相应的模型来计算出危险报警距离和提醒报警距离；当实际车距小于或等于报警距离时，系统会产生一些报警信号来警示驾驶员，提醒驾驶员应当小心驾驶或者应立即采取相关的制动措施，从而可以有效防止或降低交通事故的发生。

Description

一种全方位汽车防碰撞预警系统及其方法

技术领域

本发明属于汽车技术领域，更具体地说，尤其涉及一种全方位汽车防碰撞预警系统。同时，本发明还涉及一种全方位汽车防碰撞预警的方法。

背景技术

进入21世纪以来，中国的汽车工业有了突飞猛进的发展，千百万个家庭都拥有了自己的汽车，自行驾车上下班或休闲旅游成为时尚，汽车己经是国民生活的必须用品。同时汽车在数量上的增多，造成高峰期的道路拥挤，交通事故频发。碰撞是交通事故的主要表现形式，其中大部分是车-车碰撞和人-车碰撞。许多驾乘人员在交通事故中伤亡，车辆损毁，造成极大的经济损失。汽车的行驶安全己经成为当前社会所面临的不可回避的重要问题。据报道，全世界每年因交通事故死亡的人数己有几十万。因此，目前很多汽车厂商都在开发属于自己的汽车安全系统，以便满足人们对于行车安全的需求，提高自身在汽车领域里面的市场占有量。所以进行汽车的防碰撞安全系统的研究具有非常重要的现实意义。

设计一款性价比高的全方位、多角度的汽车防撞预警系统。该系统利用激光或超声波等实时探测自身车辆与障碍物的距离，通过判断车间距离变化和相对速度，从而可判断出前车的运动状态，从而推断出前车与本车属于防撞报警的哪个理论模型，并选择相应的模型来计算出危险报警距离和提醒报警距离。当实际车距小于或等于报警距离时，系统会产生一些报警信号来警示驾驶员，提醒驾驶员应当小心驾驶或者应立即采取相关的制动措施，从而可以有效防止或降低交通事故的发生。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种全方位汽车防碰撞预警系统及其方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种全方位汽车防碰撞预警系统，包括：

防碰撞预警系统处理平台：该防碰撞预警系统处理平台为全方位汽车防碰撞预警系统的核心硬件，对于包括数字信号、声光报警信号、超声波信号和视频信号在内的所有信号进行处理；

电源装置：该电源装置只为全方位汽车防碰撞预警系统供电，而且电源装置的电信号输出接口与防碰撞预警系统处理平台的电信号输入接口连接；

激光测距防碰撞装置：该激光测距防碰撞装置的信号输出端与防碰撞预警系统处理平台的信号输入端连接，通过激光测距来判断是否进行预警处理；

声光报警显示系统：所述声光报警显示系统的输入端与防碰撞预警系统处理平台的输出端电性连接，该声光报警显示系统分为故障诊断报警、声音报警和灯光报警以及语音播报，根据不同的安全情况，进行不同报警，并且对相应信息进行显示；

摄像头：所述摄像头的输出端与防碰撞预警系统处理平台的输入端电性连接，采用摄像头，安装在汽车的尾部，防止倒车碰撞障碍物以及过路的行人，避免汽车的损坏以及安全事故的发生；

超声波测距装置：所述超声波测距装置的信号输出端与防碰撞预警系统处理平台的信号输入端连接，超声波测距雷达产生所需的波频信号，通过接收端收回波信号，完成雷达信号的发送和接收，然后把信号传递给防碰撞预警系统处理平台做出相应的处理；

远程控制终端：远程控制终端通过无线通讯模块与防碰撞预警系统处理平台信号连接，通过无线远程控制监视汽车是否发生碰撞。

优选的，所述激光测距防碰撞装置包括激光测距仪、速度传感器、微处理器和智能制动系统，所述激光测距仪和速度传感器的两个输出端均与微处理器的两个输入端电性连接，所述微处理器的输出端与智能制动系统的输入端电性连接。

优选的，所述声光报警显示系统包括LED显示屏、LED声光报警器、语音播报模块和故障诊断模块。

优选的，所述超声波测距装置包括超声波发射器、超声波接收器以及信号放大器。

优选的，所述远程控制终端为手机或者平板电脑中的一种。

优选的，所述防碰撞预警系统处理平台包括FPGA处理器和DSP处理器。

本发明还提供一种全方位汽车防碰撞预警的方法，包括如下步骤：

S1、把激光测距防碰撞装置安装在汽车前保险杠的中间，把摄像头安装在汽车的尾部中间；把超声波测距装置安装在汽车的左右车门的下端；防碰撞预警系统处理平台以及声光报警显示系统安装在汽车的显示屏安装位置；

S2、把电源装置、激光测距防碰撞装置、摄像头、超声波测距装置和防碰撞预警系统处理平台连接，以及声光报警显示系统与防碰撞预警系统处理平台连接；

S3、调试防碰撞预警系统处理平台，初始化完毕后，进行数据采集，包括采集汽车距离前方障碍物的实际距离、汽车两面障碍物的距离以及汽车尾部障碍物的视频信息，汽车当前的车速，转向角度以及加速度，并利用PID算法实时地判断出汽车当前状态；

S4、再根据采集回来的实际距离D与警告距离Dw，危险距离Dd，刹车距离Db一一进行比较后判断；

S5、首先，实际距离D与警告距离Dw进行比对，如果D<Dw不成立，则汽车行驶安全，不存在碰撞危险，此时绿灯亮；

S6、如果D<Dw成立，接着继续判断D<Dd是否成立，如果不成立，则汽车行驶比较危险，此时黄灯亮，提醒驾驶员应当保持车距行驶；

S7、如果成立，则再进行判断是否小于刹车距离Db，如果D<Db不成立，汽车存在碰撞危险，此时系统会进行声光报警，即红灯亮并发出报警声，提醒驾驶员立即制动减速；如果成立，则系统紧急刹车，避免发生安全事故。

本发明的技术效果和优点：本发明提供的一种全方位汽车防碰撞预警系统及其方法，与传统技术相比，本发明利用激光或超声波以及摄像头实时探测自身车辆与障碍物的距离，通过判断车间距离变化和相对速度，从而可判断出前车的运动状态，从而推断出前车与本车属于防撞报警的哪个理论模型，并选择相应的模型来计算出危险报警距离和提醒报警距离；当实际车距小于或等于报警距离时，系统会产生一些报警信号来警示驾驶员，提醒驾驶员应当小心驾驶或者应立即采取相关的制动措施，从而可以有效防止或降低交通事故的发生。

附图说明

图1为本发明的系统原理框图；

图2为本发明的激光测距防碰撞装置原理框图；

图3为本发明的超声波测距装置原理框图；

图4为本发明的声光报警显示系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明提供如图1-4所示的一种全方位汽车防碰撞预警系统，包括：

防碰撞预警系统处理平台：所述防碰撞预警系统处理平台包括FPGA处理器和DSP处理器；该防碰撞预警系统处理平台为全方位汽车防碰撞预警系统的核心硬件，对于包括数字信号、声光报警信号、超声波信号和视频信号在内的所有信号进行处理；

电源装置：该电源装置只为全方位汽车防碰撞预警系统供电，而且电源装置的电信号输出接口与防碰撞预警系统处理平台的电信号输入接口连接；

激光测距防碰撞装置：该激光测距防碰撞装置的信号输出端与防碰撞预警系统处理平台的信号输入端连接，通过激光测距来判断是否进行预警处理；

声光报警显示系统：所述声光报警显示系统包括LED显示屏、LED声光报警器、语音播报模块和故障诊断模块；所述声光报警显示系统的输入端与防碰撞预警系统处理平台的输出端电性连接，该声光报警显示系统分为故障诊断报警、声音报警和灯光报警以及语音播报，根据不同的安全情况，进行不同报警，并且对相应信息进行显示；

摄像头：所述摄像头的输出端与防碰撞预警系统处理平台的输入端电性连接，采用摄像头，安装在汽车的尾部，防止倒车碰撞障碍物以及过路的行人，避免汽车的损坏以及安全事故的发生；

超声波测距装置：所述超声波测距装置包括超声波发射器、超声波接收器以及信号放大器；所述超声波测距装置的信号输出端与防碰撞预警系统处理平台的信号输入端连接，超声波测距雷达产生所需的波频信号，通过接收端收回波信号，完成雷达信号的发送和接收，然后把信号传递给防碰撞预警系统处理平台做出相应的处理；

远程控制终端：所述远程控制终端为手机或者平板电脑中的一种；远程控制终端通过无线通讯模块与防碰撞预警系统处理平台信号连接，通过无线远程控制监视汽车是否发生碰撞。

所述激光测距防碰撞装置包括激光测距仪、速度传感器、微处理器和智能制动系统，所述激光测距仪和速度传感器的两个输出端均与微处理器的两个输入端电性连接，所述微处理器的输出端与智能制动系统的输入端电性连接。其中激光测距仪：主要是对汽车前方道路一定范围内的区域进行反复实时测距，将激光所测距离传输给数据处理控制系统进行处理；速度传感器：通过车轮的转速测得自车的速度。微处理器：该微处理器由T89C52芯片、MAX接口电路、复位电路、时钟电路、蜂鸣器电路及电源电路做成，对激光雷达的数据进行相关处理，根据自身车辆的速度判定是否有危险，在一定的范围内发出警告，甚至控制制动系统做出反应；智能制动系统：当数据处理控制系统计算出的路障或者前车距离处于危险范围内时，就自动启动危机干预措施：包括关闭发动机、紧急刹车等。

由激光测距仪发出的激光束探测前方的路面情况，当前方有汽车或障碍物时激光就反射回接收器，激光测距仪便测得即时与前方路障或者前车的距离。激光测距仪所得的数据将被传微处理器，由微处理器分析得到的距离计算出与前方车辆或障碍物的相对速度，判断是否在危险范围内，是则发出警报或采用紧急措施。

本发明还提供一种全方位汽车防碰撞预警的方法，包括如下步骤：

S1、把激光测距防碰撞装置安装在汽车前保险杠的中间，把摄像头安装在汽车的尾部中间；把超声波测距装置安装在汽车的左右车门的下端；防碰撞预警系统处理平台以及声光报警显示系统安装在汽车的显示屏安装位置；

S2、把电源装置、激光测距防碰撞装置、摄像头、超声波测距装置和防碰撞预警系统处理平台连接，以及声光报警显示系统与防碰撞预警系统处理平台连接；

S3、调试防碰撞预警系统处理平台，初始化完毕后，进行数据采集，包括采集汽车距离前方障碍物的实际距离、汽车两面障碍物的距离以及汽车尾部障碍物的视频信息，汽车当前的车速，转向角度以及加速度，并利用PID算法实时地判断出汽车当前状态；

S4、再根据采集回来的实际距离D与警告距离Dw，危险距离Dd，刹车距离Db一一进行比较后判断；

S5、首先，实际距离D与警告距离Dw进行比对，如果D<Dw不成立，则汽车行驶安全，不存在碰撞危险，此时绿灯亮；

S6、如果D<Dw成立，接着继续判断D<Dd是否成立，如果不成立，则汽车行驶比较危险，此时黄灯亮，提醒驾驶员应当保持车距行驶；

S7、如果成立，则再进行判断是否小于刹车距离Db，如果D<Db不成立，汽车存在碰撞危险，此时系统会进行声光报警，即红灯亮并发出报警声，提醒驾驶员立即制动减速；如果成立，则系统紧急刹车，避免发生安全事故。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种全方位汽车防碰撞预警系统，其特征在于，包括：

防碰撞预警系统处理平台：该防碰撞预警系统处理平台为全方位汽车防碰撞预警系统的核心硬件，对于包括数字信号、声光报警信号、超声波信号和视频信号在内的所有信号进行处理；

电源装置：该电源装置只为全方位汽车防碰撞预警系统供电，而且电源装置的电信号输出接口与防碰撞预警系统处理平台的电信号输入接口连接；

激光测距防碰撞装置：该激光测距防碰撞装置的信号输出端与防碰撞预警系统处理平台的信号输入端连接，通过激光测距来判断是否进行预警处理；

声光报警显示系统：所述声光报警显示系统的输入端与防碰撞预警系统处理平台的输出端电性连接，该声光报警显示系统分为故障诊断报警、声音报警和灯光报警以及语音播报，根据不同的安全情况，进行不同报警，并且对相应信息进行显示；

摄像头：所述摄像头的输出端与防碰撞预警系统处理平台的输入端电性连接，采用摄像头，安装在汽车的尾部，防止倒车碰撞障碍物以及过路的行人，避免汽车的损坏以及安全事故的发生；

超声波测距装置：所述超声波测距装置的信号输出端与防碰撞预警系统处理平台的信号输入端连接，超声波测距雷达产生所需的波频信号，通过接收端收回波信号，完成雷达信号的发送和接收，然后把信号传递给防碰撞预警系统处理平台做出相应的处理；

远程控制终端：远程控制终端通过无线通讯模块与防碰撞预警系统处理平台信号连接，通过无线远程控制监视汽车是否发生碰撞。

2.根据权利要求1所述的一种全方位汽车防碰撞预警系统，其特征在于：所述激光测距防碰撞装置包括激光测距仪、速度传感器、微处理器和智能制动系统，所述激光测距仪和速度传感器的两个输出端均与微处理器的两个输入端电性连接，所述微处理器的输出端与智能制动系统的输入端电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种全方位汽车防碰撞预警系统，其特征在于：所述声光报警显示系统包括LED显示屏、LED声光报警器、语音播报模块和故障诊断模块。

4.根据权利要求1所述的一种全方位汽车防碰撞预警系统，其特征在于：所述超声波测距装置包括超声波发射器、超声波接收器以及信号放大器。

5.根据权利要求1所述的一种全方位汽车防碰撞预警系统，其特征在于：所述远程控制终端为手机或者平板电脑中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种全方位汽车防碰撞预警系统，其特征在于：所述防碰撞预警系统处理平台包括FPGA处理器和DSP处理器。

7.一种权利要求1所述的全方位汽车防碰撞预警的方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、把激光测距防碰撞装置安装在汽车前保险杠的中间，把摄像头安装在汽车的尾部中间；把超声波测距装置安装在汽车的左右车门的下端；防碰撞预警系统处理平台以及声光报警显示系统安装在汽车的显示屏安装位置；

S2、把电源装置、激光测距防碰撞装置、摄像头、超声波测距装置和防碰撞预警系统处理平台连接，以及声光报警显示系统与防碰撞预警系统处理平台连接；

S3、调试防碰撞预警系统处理平台，初始化完毕后，进行数据采集，包括采集汽车距离前方障碍物的实际距离、汽车两面障碍物的距离以及汽车尾部障碍物的视频信息，汽车当前的车速，转向角度以及加速度，并利用PID算法实时地判断出汽车当前状态；

S4、再根据采集回来的实际距离D与警告距离Dw，危险距离Dd，刹车距离Db一一进行比较后判断；

S5、首先，实际距离D与警告距离Dw进行比对，如果D<Dw不成立，则汽车行驶安全，不存在碰撞危险，此时绿灯亮；

S6、如果D<Dw成立，接着继续判断D<Dd是否成立，如果不成立，则汽车行驶比较危险，此时黄灯亮，提醒驾驶员应当保持车距行驶；

S7、如果成立，则再进行判断是否小于刹车距离Db，如果D<Db不成立，汽车存在碰撞危险，此时系统会进行声光报警，即红灯亮并发出报警声，提醒驾驶员立即制动减速；如果成立，则系统紧急刹车，避免发生安全事故。