CN102785660A - 车辆防碰撞预警装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆防碰撞预警装置，其主要技术特征在于：包括图像采集模块、图像处理模块、毫米微波雷达测速测距装置、超声波传感器、速度传感器、制动传感器、油门传感器、转向传感器、单片机和预警装置；其中，图像采集模块采集车辆前方的信息发送给图像处理模块，图像处理模块处理后发送给单片机，同时毫米微波雷达测速测距装置将测得的前车与己车的相对距离和相对速度数据发送给单片机，超声波传感器将测得的自身车速发送给单片机，单片机处理图像信息和距离与速度数据后，判断车辆是否处于报警临界状态，并通过预警装置进行显示。本发明有效地减少预警装置的误报率，减少追尾碰撞等事故的发生，提高交通运输效率。
Description
技术领域
本发明属于汽车主动安全技术领域，特别是一种车辆防碰撞预警装置。
背景技术
汽车作为现代人类的交通工具，改变了人们的生活方式，推动了社会经济的发展和人类文化的进步，给人们的生活带来了极大的便利，但同时也带来了严重的交通安全问题。据红十字会的调查数据：全世界每年死于道路交通事故的人数达80万人，另有1500-2000万人受伤，每年因道路交通事故造成的经济损失约为5580亿美元。道路交通事故给家庭、集体和国家都带来了巨大的损失，成为世界严重的社会问题。
目前，我国的道路条件不断完善，车辆的平均行驶速度也日益提升。相应的，人们对汽车行驶的安全问题也越来越重视，尤其是在高速行驶的状态下，人们一般仅靠个人经验判断当前车速下的制动距离来保持与前车的车距，但却往往由于各种原因使得人们产生错误判断，特别是在新手驾驶、疲劳状态、超速驾驶等情况下，产生错误判断的几率较高。所以，确定与保持合理的车距，是避免交通事故的最佳主动防御系统，也是行车的重要保证。
随着汽车工业的发展，行车安全装置得到大力发展，如，安全带、安全气囊、ABS防抱装置、ARS加速滑转及EBS电子制动力分配装置等等。从本质上讲，其功能只能减轻事故的程度，并不能有效地防止事故的发生。汽车碰撞事故大多是因为行车速度过快、行车间距过小、刹车不及时等因素造成的。因此，汽车加装防碰撞预警及自动刹车装置能够大大减少驾驶员追尾等事故发生，起到保驾护航作用，对减少交通事故、促进交通安全、提高交通效率都有着极大的现实意义。人们越来越认识到，如何利用先进技术，辅助汽车驾驶者对影响公路交通安全的人、车、路等环境进行实时监测和报警，在危急情况下由系统主动干预驾驶操纵、辅助驾驶者进行应急处理、防止汽车碰撞事故的发生，显得尤为重要。
汽车防碰撞系统是一种智能化主动式汽车安全系统，它能够弥补人的感知、判断甚至操控方面的不足。汽车防碰撞系统需要解决的最大问题就是多目标的识别问题和虚警问题。由于汽车防撞系统的工作环境是一个动态的、多目标的、宽检测范围的复杂环境，如何对多目标进行分辨并精确地测量他们之间的距离、相对速度和方位角，将面临很大的挑战。
目前较为常用的一种分析和判断车辆前方视野的方法为：使用两个摄像头采集车辆前方的视频图像，根据两个摄像头的视差，确定车辆前方的多个障碍物目标，例如，交通标志、行人、车辆以及其他的障碍物，并确定障碍物目标的特征信息，例如，目标的尺寸以及目标距离车辆的距离等，并据此对驾驶者进行报警。这种方法存在的问题是，无法精确的实现对车辆前方视野的分析，而且视频图像的采集容易受到天气因素的影响，导致产生较大的误差，无法准确的对驾驶者进行预警。为了达到确定与保持车距的目的，近几年，各式车辆防撞、测距雷达等相继出现，他们的共同点是以探测前方物体与汽车之间的距离或汽车与物体间的相对速度来判断是否需要报警或制动，而忽视了驾驶者对突发事件的反应速度及当前行车状况与路面情况考虑。因此，虽然他们在一定程度上帮助了人们进行车距判断，却存在着较大的误报率，而较大的误报率将严重损害车辆驾驶员和乘客的舒适性及安全意识。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种根据CCD摄像头确定己车前方障碍物类型，由测距装置测量自车与障碍物的相对距离和相对速度以及通过速度传感器测量己车车速，然后将数据发送至单片机，由单片机处理后判决是否对驾驶员进行声光报警的车辆防碰撞预警装置，其有效地减少了误报率，提高了交通运输效率。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种车辆防碰撞预警装置，其主要技术特征在于：包括图像采集模块、图像处理模块、毫米微波雷达测速测距装置、超声波传感器、速度传感器、制动传感器、油门传感器、转向传感器、单片机和预警装置；其中，图像采集模块采集车辆前方的信息发送给图像处理模块，图像处理模块处理后发送给单片机，同时毫米微波雷达测速测距装置将测得的前车与己车的相对距离和相对速度数据发送给单片机，超声波传感器将测得的自身车速发送给单片机，单片机处理图像信息和距离与速度数据后，判断车辆是否处于报警临界状态，并通过预警装置进行显示。
而且，所述的图像采集模块采用CCD摄像头。
而且，所述的图像处理模块采用DSP图像处理模块。
而且，所述的速度传感器采用霍尔车速传感器。
而且，所述的单片机采用AT89C52单片机。
而且，所述的预警装置包括LCD显示模块、指示灯和语音输出模块。
而且，所述的指示灯包括红色指示灯、绿色指示灯和黄色指示灯。
而且，所述的语音输出模块包括语音合成器、功放和喇叭，其中，语音合成器连接功放，功放连接喇叭。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明利用CCD摄像头和DSP图像处理模块确定车辆前方的多个障碍物目标，然后通过毫米微波雷达测速测距装置测得己车与障碍物的相对距离和速度，可以有效的减少预警装置的误报率，减少追尾碰撞等事故的发生，提高交通运输效率，准确地实现车辆防撞预警。
2、本发明汽车防碰撞预警装置能够在事故发生前提醒驾驶员注意，以及在紧急情况下帮助驾驶员采取安全措施控制汽车，使汽车能主动避开危险，保证车辆安全行驶。装置利用现代信息技术、传感技术来扩展驾驶员的感知能力，将感知技术获取的外界信息：如车道标志线、与其他障碍物、车辆的相对距离、相对速度等参数传递给驾驶员，同时在路况与车况的综合信息中辨识是否构成安全隐患，发现隐患及时提醒驾驶员。研究证明，危险情况时，如果能多给驾驶员半秒钟的预处理时间，则可分别减少追尾事故30%、路面相关事故50%、迎面撞车事故60%。如果能够在事故发生前及时提醒驾驶员注意紧急情况，对减少交通事故发生无疑是非常有用的，而车辆碰撞预警系统是实现这一功能的重要手段。
附图说明
图1是本发明实施例的系统结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：
一种车辆防碰撞预警装置，其主要技术特征在于：包括图像采集模块、图像处理模块、毫米微波雷达测速测距装置、超声波传感器、速度传感器、制动传感器、油门传感器、转向传感器、单片机和预警装置；其中，图像采集模块采集车辆前方的信息发送给图像处理模块，图像处理模块处理后发送给单片机，同时毫米微波雷达测速测距装置将测得的前车与己车的相对距离和相对速度数据发送给单片机，超声波传感器将测得的自身车速发送给单片机，单片机处理图像信息和距离与速度数据后，判断车辆是否处于报警临界状态，并通过预警装置进行显示。
结合图1，阐述本发明的工作原理：
整个系统由信息采集单元、单片机、预警装置构成。信息采集单元用来采集整车行驶过程中各种系统所需要的数据及开关量，单片机用来接收信息采集单元发过来的数据，对数据进行判断处理，然后再发送到预警装置。
利用安装在汽车上的毫米微波雷达测速测距装置实时测量自车与前方目标的距离和相对速度等信息，并迅速反馈给单片机；利用安装在车上的霍尔车速传感器测得车速信号，送入单片机进行处理计算，计算出实时速度值；制动和转向以开关量的形式输入到单片机，信息采集单元把所有传感器的信息发送给单片机，单片机根据采集的数据对当前的行车安全状态进行判断处理，并给出处理结果，然后把处理好的结果发送给预警装置；预警装置根据发过来的信息，实时显示速度和距离，如果车辆处于不安全状态会进行相应的报警。
单片机处理器AT89C52根据检测距离和速度判断是否报警及报警类型。本系统采用美国ISD公司的优质集成语音芯片ISD1420来实现语音提示和报警功能，ISD1420芯片为单片语音记录、回忆一体化芯片，片内含EEPROM存储器，可进行连续录音，也可进行分段录音。通过分段录音和放音，可发出不同的报警提示。报警系统分为三个等级，采用两次报警，其中，如果实际测量距离大于提醒报警距离时，系统不报警，只是绿灯闪烁，提醒驾驶人员注意，可以不采取任何措施，即为安全行车状态；如果实际测量间距小于提醒报警距离而大于危险报警距离时，指示灯显示黄灯闪烁的同时，出现喇叭的鸣叫，即为提醒报警状态，提醒驾驶员需要松开油门踏板；如果实际测量间距小于危险报警距离时，指示灯显示红灯闪烁且喇叭会发出长鸣报警，即为危险状态，要求驾驶员必须紧急制动，否则就有可能有危险发生。
单片机采集车辆与障碍物距离和本车车速，并与相应车速下安全距离和危险距离进行比较，判断汽车与障碍物的距离是否安全，当达到设置的安全报警距离时，单片机向报警端口输出信号发生报警，如果司机没有采取相应减速刹车措施，此时油门传感器发送给单片机的数据没有减小，单片机控制器向自动减速装置发出驱动信号，自动改变发动机节气门开度以实现减速慢行；如车速过快，导致本车与障碍物的距离过小，进入设定危险距离临界状态时，单片机控制器发出紧急自动制动驱动信号，打开自动制动装置以实现紧急刹车。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种车辆防碰撞预警装置，其主要技术特征在于：包括图像采集模块、图像处理模块、毫米微波雷达测速测距装置、超声波传感器、速度传感器、制动传感器、油门传感器、转向传感器、单片机和预警装置；其中，图像采集模块采集车辆前方的信息发送给图像处理模块，图像处理模块处理后发送给单片机，同时毫米微波雷达测速测距装置将测得的前车与己车的相对距离和相对速度数据发送给单片机，超声波传感器将测得的自身车速发送给单片机，单片机处理图像信息和距离与速度数据后，判断车辆是否处于报警临界状态，并通过预警装置进行显示。
2.根据权利要求1所述的车辆防碰撞预警装置，其特征在于：所述的图像采集模块采用CCD摄像头。
3.根据权利要求1所述的车辆防碰撞预警装置，其特征在于：所述的图像处理模块采用DSP图像处理模块。
4.根据权利要求1所述的车辆防碰撞预警装置，其特征在于：所述的速度传感器采用霍尔车速传感器。
5.根据权利要求1所述的车辆防碰撞预警装置，其特征在于：所述的单片机采用AT89C52单片机。
6.根据权利要求1所述的车辆防碰撞预警装置，其特征在于：所述的预警装置包括LCD显示模块、指示灯和语音输出模块。
7.根据权利要求1或6所述的车辆防碰撞预警装置，其特征在于：所述的指示灯包括红色指示灯、绿色指示灯和黄色指示灯。
8.根据权利要求1或6所述的车辆防碰撞预警装置，其特征在于：所述的语音输出模块包括语音合成器、功放和喇叭，其中，语音合成器连接功放，功放连接喇叭。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C05 | Deemed withdrawal (patent law before 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20121121 |