CN103192785A

CN103192785A - 车辆四周立体空间全监控系统

Info

Publication number: CN103192785A
Application number: CN2013101464846A
Authority: CN
Inventors: 夏春蕾; 夏春晓
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2013-07-10

Abstract

现有的行车及泊车辅助方法、系统或装置在监控范围上均有局限性，特别是对车辆四周上方空间的监控基本都有欠缺。本发明为了弥补现有的各类智能型驾驶辅助系统的不足，提出一种车辆四周立体空间全监控系统，该系统采用车辆顶部及车身四周的多个监测器、一个车辆行驶状态信息获取模块、一个控制单元和一个报警模块实现对车辆四周三维立体空间范围的实时监测和预警功能。该车辆四周立体空间全监控系统采用上下两层多个监测器同时监测车辆四周空间，不仅仅可以界定车辆四周路面空间中一定距离内是否存在障碍物，还能精确探测出障碍物的具体高度和具体方位。适用于不同类型的障碍物监测，如限高型障碍、侧面突出型障碍及较低矮的障碍。对车辆行驶中遇到的不同方位空间里的各类潜在危险能及时给出预警信息。

Description

车辆四周立体空间全监控系统

技术领域

本发明属于一种汽车电子技术领域。涉及一种智能型驾驶辅助系统，特别涉及一种车辆四周立体空间全监控系统。

背景技术

随着汽车的日渐普及，越来越多的车辆使得行车及泊车条件也越来越复杂化，各种各样的行车及泊车辅助方法、系统或装置的研究也成为热点。但目前多数的研究都有其局限性。如CN101549691B、CN102508246A、CN102431495A、CN2419116Y等对探测车辆前方路况或障碍物提供了解决方案，对车辆后方、侧面及上方空间的可能障碍未作考虑；又如CN101866003A、CN101830204A、CN101570167A、CN2248896Y及CN201089423Y等针对倒车提出了各种泊车辅助装置及方法，但它们对车辆前方、侧面及上方空间的监测存在缺失；再如CN101371282A、CN102862521A、CN102815269A、CN202615626U、CN202669631U、CN202518190U、CN202320180U等对探测车辆侧面障碍提出了各种辅助手段，但同样地，它们对车辆的后方或前方以及上方空间的检测是未涉及的。近年来，也出现了一些覆盖面较广的车辆驾驶辅助系统，例如CN101219659A、CN1651933A等同时考虑到车辆前后方的障碍监测，但对车辆侧面及上方空间未纳入监测范围；CN201804112U则提出了一种能实现对车辆四周360度范围内的障碍同时监测的方案，但是同样，车辆上方空间依然是不在其监测范围之内的。

考虑到车辆在实际行驶或泊车过程中会遇到各种不同的路段和环境，除了路面障碍可能会引发事故，各种限高型交通路段或障碍，如桥洞、隧道、限高杆、电线杆、路灯杆等引发的事故也屡见报道。因此，在智能型驾驶辅助系统中不仅仅需要对车辆的前后方及左右侧面空间加以监测，对车辆上方空间的监测也是必不可少的。本发明即是综合考虑了这些需求，提出了一种能实现车辆四周立体空间全监控的智能型驾驶辅助系统，对减少各类相关事故的发生有很好的实际应用价值。

发明内容

本发明为了弥补现有行车及泊车辅助系统的不足，提出一种车辆四周立体空间全监控系统，该系统采用多个监测器、一个车辆行驶状态信息获取模块、一个控制单元和一个报警模块实现对车辆四周立体空间的实时监测和预警功能。

本发明是通过如下技术方案来实现的：所述车辆四周立体空间全监控系统，其特征在于，包括安装在车辆顶部及车身四周的多个监测器、一个车辆行驶状态信息获取模块，一个控制单元和一个报警模块。所谓监测器为安装在车辆顶部及车身四周的多个监测器（可为雷达、超声波或红外传感器等）。监测器的具体安置方式和数量根据车型可进行调整。监测器数量一般为8~16个，对大型牵引式车辆可根据需要再添加监测器数目并调整监测器安置方位以保证车辆四周立体空间范围能得到全面监测。所谓车辆行驶状态信息获取模块是指对车辆的行驶方向、行驶速度及方向盘转角等信息的监测和获取。车辆行驶方向信息基本类型有正常向前行驶、直线倒车、右转弯及左转弯等四种，其中前两种与后两种可有组合，即转弯有前向左转弯、前向右转弯、后向左转弯及后向右转弯之分。方向信息通过对换车档和左右转弯灯信号进行实时监测来获得。车辆行驶速度则可直接来自车辆本身的车速测试单元。所谓控制单元分别与车辆行驶状态信息获取模块、各监测器及报警模块相连接；实时接收各监测器的监测数据，测算监测范围内障碍物的方位、高度等信息，并根据车辆行驶状态信息，判别车辆四周立体空间范围内的各个路障与车辆间的相对位置关系，当判别出有路障对车辆行驶形成潜在危险时，则将相关路障信息输出至报警模块。所谓报警模块主要功能为向驾驶者发出预警信息，预警信息可为声音或图像或两者组合。

本发明的有益效果是：该车辆四周立体空间全监控系统，能够实现对车辆四周立体空间的完整的实时监控，采用上下两层多个监测器同时监测车辆四周空间，不仅仅可以界定车辆四周路面空间中一定距离内是否存在障碍物，还能精确探测出障碍物的具体高度和具体方位。适用于不同类型的障碍物监测，如限高型障碍（如桥洞、隧道、路灯等），侧面突出型障碍（如其它车辆侧面伸出的负载等）及较低的障碍（如矮小的孩子、动物等）。对车辆行驶中遇到的不同方位空间里的各类潜在危险能及时给出预警信息。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图1为本发明的系统功能模块示意图。

附图2为本发明中监测器安置示例图。图a为车辆上方监测器的位置示意图，图b为车辆侧面的监测器位置示意图。车体左右侧的监测器安放呈对称分布。图中1~8为车辆上方监测器，1’~8’为车辆下方监测器。上下方监测器位置安放沿车体垂直方向一一对应。其中1’和2’位于左右前车灯上沿；5’和6’位于左右后车灯上沿；3’和7’及4’和8’分别安置在车体两侧的前轮与后轮上方。

附图3为本发明的控制单元信息处理流程示意图。

具体实施方式

随后的详细描述本身仅是示例的并且不旨在限制本发明或本发明的应用和使用。此外，没有想要通过在之前技术领域、背景技术、发明内容或随后的详细描述中存在的任何明显的或暗示的理论来界定本发明的应用和使用。

附图1提供了所述车辆四周立体空间全监控系统功能模块示意图。该系统包括安装在车辆顶部及车身四周的多个监测器、一个车辆行驶状态信息获取模块、一个控制单元和一个报警模块。其中监测器为安装在车辆顶部及车身四周的、用以实现对车辆四周立体空间（如车体前方、车体后方、车体两侧等方位的路面以及它们的上方空间等）的实时监测的多个监测器（可为雷达、超声波或红外传感器等），监测器数量及具体安置方式根据车型可加以调整，监测器的数量一般为8~16个，对大中型牵引式车辆，可根据需要添加监测器数目并调整监测器安置位置及安置方式以确保车辆四周立体空间范围能得到完整全面的监控。附图2给出了监测器安置的一个示例。图a为普通大客车的车顶，1~8为分布在车顶四边的上方监测器，分别用来监测车辆的四周顶部空间。图b为普通大客车车体的一个侧面。1’~ 8’为下方监测器，分别用来监测车辆四周的路面空间。图b中仅显示了下方监测器中的2’、3’、4’和5’，未显示的1’、8’、7’及6’位于车体另一对称侧面，安放位置与图b中显示侧面中的下方监测器呈对称分布。

附图1中的控制单元与各监测器间采用双向连接。在车辆行驶过程中，控制单元可实时读取各监测器的输出信息，并结合车辆行驶状态信息，判别车辆四周立体空间范围内是否有障碍存在。当确定有障碍出现，则控制单元按照图3所示流程判别该障碍对车辆的行驶是否产生影响。通常，发明者建议在车辆运行过程中保持所有监测器开启。但驾驶者也可根据实际需求，选择打开或关闭部分监测器。例如在行驶环境良好的情况下，驾驶者能够确定只需要监测车辆的某个或某些方位空间，则驾驶者可通过控制单元实现对不同方位监测器的开启和关闭操作。例如在路况良好的情况下直线倒车，驾驶者确信仅仅需要监测车辆后方路面及其上方空间的障碍情况，此时可选择仅仅开启监测器5、5’和6、6’。

图3给出了控制单元的信息处理流程。控制单元结合车辆行驶状态信息（方向、速度、转角等）读取各个监测器的测试结果并进行分析处理，对车辆四周立体空间（如车体前方、车体后方、车体两侧等方位的路面及其上方空间等）里的障碍分布情况加以识别，并结合车辆的具体行驶状态信息判别这些障碍是否对车辆形成潜在危险。若是，则将相关障碍的方位信息输出至报警模块并触发报警模块发出预警信息。若不是，则循环重复前面信息处理步骤。

控制单元在分析处理不同方位监测器的监测数据时，会依据不同的车辆行驶状态，实施不同的空间监测优先顺序。例如，在正常向前行驶状态下，优先监测车辆前方路面和上方空间，即控制单元会优先处理监测器1,1’,2和2’的数据；在直线倒车的情况下，优先监测车辆后方路面和上方空间，则控制单元优先处理监测器5,5’,6和6’的数据；在前向右转或后向左转时，优先监测车辆右前方和左后方的路面及上方空间，此时控制单元优先处理监测器2,2’,3,3’,6,6’,7及7’的数据；类似地，在前向左转或后向右转时，优先监测车辆左前方和右后方的路面及上方空间，此时控制单元优先处理监测器1,1’, 8, 8’,4,4’,5及5’的数据。

每一次监测流程完成后，控制单元都需要再次读取车辆行驶状态信息，以判别当前行驶状态是否更改，若未更改，将重复当前监控流程；若行驶状态已修改，则将调整当前的空间监测优先顺序并按照新的优先顺序进行新一轮监测。

报警模块可为声音报警或可视报警或两类报警的组合。声音报警以语音方式告知驾驶者需警戒的障碍方位及它与车辆间的距离等信息，提请驾驶者注意；可视报警则将上述信息以示意图的方式显示出来，并对提请注意的障碍以闪烁或其它醒目方式加以标志。

Claims

1.一种车辆四周立体空间全监控系统，其特征在于，包括安装在车辆顶部及车身四周的多个监测器、一个车辆行驶状态信息获取模块、一个控制单元和一个报警模块。

2.如权利1所述的车辆四周立体空间全监控系统，其特征在于，监测器是指安装在车辆顶部及车身四周的、用以实现对车辆四周立体空间（如车体前方、车体后方、车体两侧等方位的路面以及它们的上方空间等）的实时监测的多个监测器（可为雷达、超声波或红外传感器等）；监测器的具体安置方式和数量根据车型可进行调整；监测器数量一般为8~16个，对大型牵引式车辆可根据需要再添加监测器数目并调整监测器安置方位。

3.如权利1所述的车辆四周立体空间全监控系统，其特征在于，所谓车辆行驶状态信息获取模块是指对车辆的行驶方向、行驶速度及方向盘转角等信息的监测和获取；车辆行驶方向信息基本类型有正常向前行驶、直线倒车、右转弯及左转弯等四种，其中前两种与后两种可有组合，即转弯有前向左转弯、前向右转弯和后向左转弯及后向右转弯；方向信息通过对换车档和左右转弯灯信号进行实时监测来获得；车辆行驶速度则可直接来自车辆本身的车速测试单元。

4.如权利1所述的车辆四周立体空间全监控系统，其特征在于，所谓控制单元分别与车辆行驶状态信息获取模块、各监测器及报警模块相连接；实时接收各监测器的监测数据，并根据车辆行驶状态信息，判别车辆四周立体空间范围内的各个路障与车辆间的相对位置关系，当判别出有路障对车辆行驶形成潜在危险时，则将相关路障信息输出至报警模块。

5.如权利4所述的控制单元，还可依据车辆驾驶者指示，对如权利2所述的监测器进行选择性的开启和关闭操作；即，虽然发明者建议在车辆驾驶过程中保持所有监测器开启，但驾驶者也可根据实际路况情况及个体需求，选择打开或关闭部分监测器。

6.如权利1所述的车辆四周立体空间全监控系统，其特征在于，所谓报警模块可为声音报警或可视报警或两类报警的组合；声音报警以语音方式告知驾驶者需警戒的障碍方位及它与车辆间的距离等信息，提请驾驶者注意；可视报警则将上述信息以示意图的方式显示出来，并对提请注意的障碍以闪烁或其它醒目方式加以标志。

7.一种车辆四周立体空间全监控方法，其特征在于，通过在车辆顶部及车身四周安装多个监测器分别实现对车辆四周立体空间（如车体前方、车体后方、车体左右两侧等方位的路面以及它们的上方空间等）的全方位的实时监测；控制单元根据车辆行驶状态信息，实施不同的空间监测优先顺序；按照空间监测优先顺序依次读入不同方位监测器的监测结果，分析车辆四周立体空间里的障碍分布情况，并结合车辆行驶状态信息（如行驶方向、车速、方向盘转角等）判别各个障碍是否对车辆形成潜在危险；若判别出有潜在危险的障碍存在，则将相关障碍的方位信息输出至报警模块并触发报警模块发出预警信息；每一次监测流程完成后，控制单元都要再次读取车辆行驶信息，以判别当前行驶状态是否更改，若未更改，将重复当前监控流程；若行驶状态已修改，则将调整当前空间监测优先顺序并按照新的优先顺序进行新一轮监测。

8.如权利1所述的车辆四周立体空间全监控系统及如权利7所述的车辆四周立体空间全监控方法，其特征在于，采用上下两层多个监测器同时监测车辆四周空间，不仅仅可以界定车辆四周路面空间中一定距离内的障碍物是否存在，还能精确探测出障碍物的具体高度和具体方位，适用于不同类型的障碍物监测，如限高型障碍（如桥洞、隧道、路灯等），侧面突出型障碍（如其它车辆侧面伸出的负载等）及较低的障碍（如矮小的孩子、动物等）。