CN108995584A - 一种基于红外激光辅助的车辆后向避撞系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于红外激光辅助的车辆后向避撞系统，包括前红外激光器模块、前摄像头、后红外激光器模块、后摄像头、处理器模块和车载控制器模块，所述车载控制器模块通过CAN通讯总线连接有告警模块、加速执行机构模块、左转向执行机构模块和右转向执行机构模块，所述处理器模块和车载控制器模块之间电性连接，特定形状的红外光束遇到障碍物反射的光束图像被摄像头采集，处理器模块用于对前摄像头和后摄像头采集到的光束图像进行处理，当收到的信号为紧急信号时，启动告警模块，根据实际情况控制加速执行机构模块、左转向执行机构模块或右转向执行机构模块中的一项工作，成功实现避撞功能。
Description
技术领域
本发明涉及车辆后向避撞系统技术领域，具体为一种基于红外激光辅助的车辆后向避撞系统。
背景技术
近年来，我国道路交通建设总体上实现了持续、快速和有序发展，但伴随而来的各类交通事故却成为日益严重的公共安全问题，其中，追尾碰撞占道路交通事故的40%左右，死亡人数占比将近50%，是各类交通事故中最频发、损失最惨重的，因此，车辆前向避撞系统的研究受到了我国乃至世界各国交通管理部门的高度重视。前向避撞系统是指通过传感系统时刻监测前方车辆，判断本车于前车之间的距离、方位及相对速度，当存在潜在碰撞危险时对驾驶者进行警告，并在紧急情况下控制车辆减速或停止，该系统可以从根源上有效抑制追尾碰撞事故发生。目前前车避撞系统所采用的较好方案主要是利用毫米波雷达传感器或机器视觉技术，毫米波雷达方案即利用目标对毫米波的反射来发现目标并测定其位置，如本田“HondaSensing”系统，机器视觉方案即通过智能摄像机拍摄的图像与视觉算法完成识别与检测功能，如Mobileye的单目摄像头技术。
上述方案虽然在一定程度上实现了前向避撞的功能，但是也存在明显的缺陷，如毫米波雷达几乎不具备前方物体识别的功能且成本高，机器视觉技术虽然可以识别出前方物体，但是测距精度不高。由于道路环境复杂，车辆种类多样，现有技术还无法完全满足实际使用过程中对系统实时性、鲁棒性与精确性的要求。
为此，申请号为CN201510726044.7公开了一种基于红外激光辅助的车辆前向避撞系统，包括红外激光器、摄像头、DSP数据处理器、控制器、预警器和减速执行机构；所述红外激光器和摄像头分别连接到DSP数据处理器，DSP数据处理器连接到控制器，所述预警器、减速执行机构分别连接到控制器。该发明提出的种基于红外激光辅助的车辆前向避撞系统，能够通过摄像头与激光器配合实现目标车辆检测与两车实时距离计算的功能，在危险状况下，通过执行机构控制车辆减速，达到前向避撞的目的，解决了目前采用较多的基于毫米波雷达或单纯摄像头技术存在的车辆检测识别功能缺失或两车距离检测精度不高等问题，提升了系统在实际道路环境下的实时性、鲁棒性与精确性。
但是上述方案仍然具有一定的局限性，无法对后方的车辆进行避撞，如何发明一种基于红外激光辅助的车辆后向避撞系统来解决这些问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于红外激光辅助的车辆后向避撞系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于红外激光辅助的车辆后向避撞系统，包括前红外激光器模块、前摄像头、后红外激光器模块、后摄像头、处理器模块和车载控制器模块，所述车载控制器模块通过CAN通讯总线连接有告警模块、加速执行机构模块、左转向执行机构模块和右转向执行机构模块，所述前红外激光器模块、前摄像头和后红外激光器模块均通过串口连接到处理器模块，所述处理器模块和车载控制器模块之间电性连接；
所述前红外激光器模块和前摄像头设置在汽车的前端，所述前红外激光器模块向汽车前方投射出特定形状的红外光束，利用红外线的物理性质，特定形状的红外光束遇到障碍物反射的光束图像被前摄像头采集；
所述后红外激光器模块和后摄像头设置在汽车的后端，所述后红外激光器模块向汽车后方投射出特定形状的红外光束，利用红外线的物理性质，特定形状的红外光束遇到障碍物反射的光束图像被后摄像头采集；
处理器模块用于对前摄像头和后摄像头采集到的光束图像进行处理，根据光束图像是否变形，判断出前方和后方是否有障碍物，并计算出车头时距和驾驶员反应时间时的大小，最后做出决策，将输出信号传递到车载控制器模块；
车载控制器模块接收处理器模块输出的信号，当收到的信号为紧急信号时，启动告警模块，根据实际情况控制加速执行机构模块、左转向执行机构模块或右转向执行机构模块中的一项工作，当收到的信号并非紧急信号时，不需要启动告警模块、加速执行机构模块、左转向执行机构模块和右转向执行机构模块；
加速执行机构模块通过加速执行机构驱动加速踏板加速，左转向执行机构模块通过左转向执行机构驱动汽车左转向，右转向执行机构模块通过右转向执行机构驱动汽车右转向；
告警模块用于告警，及时提醒驾驶员安全驾驶。
作为本技术方案的进一步优化，本发明一种基于红外激光辅助的车辆后向避撞系统，所述告警模块包括报警灯和蜂鸣器，蜂鸣器SP型号选为LZQ-2715B220V，报警灯型号选为LTE5071J。
作为本技术方案的进一步优化，本发明一种基于红外激光辅助的车辆后向避撞系统，前红外激光器模块和后红外激光器模块优选圆形的红外激光器，前红外激光器模块和后红外激光器模块产生的圆形光束分别投射到汽车的前方和后方。
作为本技术方案的进一步优化，本发明一种基于红外激光辅助的车辆后向避撞系统，处理器模块优选ARM公司开发的一种32位嵌入式RISC处理器，ARM处理器的优点有体积小、低功耗、低成本、高性能；支持Thumb/ARM双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；大量使用寄存器，指令执行速度更快；大多数数据操作都在寄存器中完成；寻址方式灵活简单，执行效率高；指令长度固定。
作为本技术方案的进一步优化，本发明一种基于红外激光辅助的车辆后向避撞系统，所述前摄像头和后摄像头型号为08MZD，所述车载控制器模块优选AT89C2051-24PU控制器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一种基于红外激光辅助的车辆后向避撞系统，前红外激光器模块和前摄像头设置在汽车的前端，前红外激光器模块向汽车前方投射出特定形状的红外光束，特定形状的红外光束遇到障碍物反射的光束图像被前摄像头采集，后红外激光器模块和后摄像头设置在汽车的后端，后红外激光器模块向汽车后方投射出特定形状的红外光束，利用红外线的物理性质，特定形状的红外光束遇到障碍物反射的光束图像被后摄像头采集，处理器模块用于对前摄像头和后摄像头采集到的光束图像进行处理，根据光束图像是否变形，判断出前方和后方是否有障碍物，并计算出车头时距和驾驶员反应时间时的大小，最后做出决策，将输出信号传递到车载控制器模块，车载控制器模块接收处理器模块输出的信号，当收到的信号为紧急信号时，启动告警模块，根据实际情况控制加速执行机构模块、左转向执行机构模块或右转向执行机构模块中的一项工作，当收到的信号并非紧急信号时，不需要启动告警模块、加速执行机构模块、左转向执行机构模块和右转向执行机构模块，加速执行机构模块通过加速执行机构驱动加速踏板加速，左转向执行机构模块通过左转向执行机构驱动汽车左转向，右转向执行机构模块通过右转向执行机构驱动汽车右转向，告警模块用于告警，及时提醒驾驶员安全驾驶，成功实现避撞功能，具有很高的实用性，大大提升了该一种基于红外激光辅助的车辆后向避撞系统的使用功能性，保证其使用效果和使用效益，适合广泛推广。
附图说明
图1为本发明一种基于红外激光辅助的车辆后向避撞系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于红外激光辅助的车辆后向避撞系统，包括前红外激光器模块、前摄像头、后红外激光器模块、后摄像头、处理器模块和车载控制器模块，所述车载控制器模块通过CAN通讯总线连接有告警模块、加速执行机构模块、左转向执行机构模块和右转向执行机构模块，所述前红外激光器模块、前摄像头和后红外激光器模块均通过串口连接到处理器模块，所述处理器模块和车载控制器模块之间电性连接；
所述前红外激光器模块和前摄像头设置在汽车的前端，所述前红外激光器模块向汽车前方投射出特定形状的红外光束，利用红外线的物理性质，特定形状的红外光束遇到障碍物反射的光束图像被前摄像头采集；
所述后红外激光器模块和后摄像头设置在汽车的后端，所述后红外激光器模块向汽车后方投射出特定形状的红外光束，利用红外线的物理性质，特定形状的红外光束遇到障碍物反射的光束图像被后摄像头采集；
处理器模块用于对前摄像头和后摄像头采集到的光束图像进行处理，根据光束图像是否变形，判断出前方和后方是否有障碍物，并计算出车头时距和驾驶员反应时间时的大小，最后做出决策，将输出信号传递到车载控制器模块；
车载控制器模块接收处理器模块输出的信号，当收到的信号为紧急信号时，启动告警模块，根据实际情况控制加速执行机构模块、左转向执行机构模块或右转向执行机构模块中的一项工作，当收到的信号并非紧急信号时，不需要启动告警模块、加速执行机构模块、左转向执行机构模块和右转向执行机构模块；
加速执行机构模块通过加速执行机构驱动加速踏板加速，左转向执行机构模块通过左转向执行机构驱动汽车左转向，右转向执行机构模块通过右转向执行机构驱动汽车右转向；
告警模块用于告警，及时提醒驾驶员安全驾驶。
具体的，所述告警模块包括报警灯和蜂鸣器，蜂鸣器SP型号选为LZQ-2715B220V，报警灯型号选为LTE5071J。
具体的，前红外激光器模块和后红外激光器模块优选圆形的红外激光器，前红外激光器模块和后红外激光器模块产生的圆形光束分别投射到汽车的前方和后方。
具体的，处理器模块优选ARM公司开发的一种32位嵌入式RISC处理器，ARM处理器的优点有体积小、低功耗、低成本、高性能；支持Thumb/ARM双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；大量使用寄存器，指令执行速度更快；大多数数据操作都在寄存器中完成；寻址方式灵活简单，执行效率高；指令长度固定。
具体的，所述前摄像头和后摄像头型号为08MZD，所述车载控制器模块优选AT89C2051-24PU控制器。
工作原理：本发明一种基于红外激光辅助的车辆后向避撞系统，在现有技术的基础上进行改进，使用时，前红外激光器模块和前摄像头设置在汽车的前端，前红外激光器模块向汽车前方投射出特定形状的红外光束，特定形状的红外光束遇到障碍物反射的光束图像被前摄像头采集，后红外激光器模块和后摄像头设置在汽车的后端，后红外激光器模块向汽车后方投射出特定形状的红外光束，利用红外线的物理性质，特定形状的红外光束遇到障碍物反射的光束图像被后摄像头采集，处理器模块用于对前摄像头和后摄像头采集到的光束图像进行处理，根据光束图像是否变形，判断出前方和后方是否有障碍物，并计算出车头时距和驾驶员反应时间时的大小，最后做出决策，将输出信号传递到车载控制器模块，车载控制器模块接收处理器模块输出的信号，当收到的信号为紧急信号时，启动告警模块，根据实际情况控制加速执行机构模块、左转向执行机构模块或右转向执行机构模块中的一项工作，当收到的信号并非紧急信号时，不需要启动告警模块、加速执行机构模块、左转向执行机构模块和右转向执行机构模块，加速执行机构模块通过加速执行机构驱动加速踏板加速，左转向执行机构模块通过左转向执行机构驱动汽车左转向，右转向执行机构模块通过右转向执行机构驱动汽车右转向，告警模块用于告警，及时提醒驾驶员安全驾驶，成功实现避撞功能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种基于红外激光辅助的车辆后向避撞系统，包括前红外激光器模块、前摄像头、后红外激光器模块、后摄像头、处理器模块和车载控制器模块，其特征在于：所述车载控制器模块通过CAN通讯总线连接有告警模块、加速执行机构模块、左转向执行机构模块和右转向执行机构模块，所述前红外激光器模块、前摄像头和后红外激光器模块均通过串口连接到处理器模块，所述处理器模块和车载控制器模块之间电性连接；
所述前红外激光器模块和前摄像头设置在汽车的前端，所述前红外激光器模块向汽车前方投射出特定形状的红外光束，利用红外线的物理性质，特定形状的红外光束遇到障碍物反射的光束图像被前摄像头采集；
所述后红外激光器模块和后摄像头设置在汽车的后端，所述后红外激光器模块向汽车后方投射出特定形状的红外光束，利用红外线的物理性质，特定形状的红外光束遇到障碍物反射的光束图像被后摄像头采集；
处理器模块用于对前摄像头和后摄像头采集到的光束图像进行处理，根据光束图像是否变形，判断出前方和后方是否有障碍物，并计算出车头时距和驾驶员反应时间时的大小，最后做出决策，将输出信号传递到车载控制器模块；
车载控制器模块接收处理器模块输出的信号，当收到的信号为紧急信号时，启动告警模块，根据实际情况控制加速执行机构模块、左转向执行机构模块或右转向执行机构模块中的一项工作，当收到的信号并非紧急信号时，不需要启动告警模块、加速执行机构模块、左转向执行机构模块和右转向执行机构模块；
加速执行机构模块通过加速执行机构驱动加速踏板加速，左转向执行机构模块通过左转向执行机构驱动汽车左转向，右转向执行机构模块通过右转向执行机构驱动汽车右转向；
告警模块用于告警，及时提醒驾驶员安全驾驶。
2.根据权利要求1所述的一种基于红外激光辅助的车辆后向避撞系统，其特征在于：所述告警模块包括报警灯和蜂鸣器，蜂鸣器SP型号选为LZQ-2715B220V，报警灯型号选为LTE5071J。
3.根据权利要求1所述的一种基于红外激光辅助的车辆后向避撞系统，其特征在于：前红外激光器模块和后红外激光器模块优选圆形的红外激光器，前红外激光器模块和后红外激光器模块产生的圆形光束分别投射到汽车的前方和后方。
4.根据权利要求1所述的一种基于红外激光辅助的车辆后向避撞系统，其特征在于：处理器模块优选ARM公司开发的一种32位嵌入式RISC处理器，ARM处理器的优点有体积小、低功耗、低成本、高性能；支持Thumb/ARM双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；大量使用寄存器，指令执行速度更快；大多数数据操作都在寄存器中完成；寻址方式灵活简单，执行效率高；指令长度固定。
5.根据权利要求1所述的一种基于红外激光辅助的车辆后向避撞系统，其特征在于：所述前摄像头和后摄像头型号为08MZD，所述车载控制器模块优选AT89C2051-24PU控制器。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20181214 |