一種基于毫米波雷達(dá)的車載主動預(yù)警方法、系統(tǒng)及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及車輛主動安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于毫米波雷達(dá)的車載主動預(yù) 警方法、系統(tǒng)及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車逐漸成為一種大眾的生活方式，其極大的縮短了人們?nèi)粘３鲂泻臀镔Y運(yùn)輸?shù)?時間，推動了經(jīng)濟(jì)增長和社會進(jìn)步，但隨之而來的交通安全問題也嚴(yán)重威脅著人們的生命 和財(cái)產(chǎn)安全，交通安全問題是一個常見的社會問題，也是一項(xiàng)世界性的難題。
[0003] 交通事故的發(fā)生具有較大的隨機(jī)性，受到駕駛環(huán)境中眾多因素的制約，一項(xiàng)重要 因素是駕駛員特性，如駕駛經(jīng)驗(yàn)、駕駛狀態(tài)和駕駛風(fēng)格等；另一項(xiàng)因素是駕駛環(huán)境，如在雨 雪天氣或者泥巧的路面行駛是非常容易發(fā)生交通事故的；還有一項(xiàng)因素為車的因素，如配 備了ABS防抱死剎車系統(tǒng)，其安全性能相對高于沒有配備W上系統(tǒng)的車輛。由于造成交通 事故的因素眾多，目前汽車上常見的安全策略主要屬于被動型的，如安全帶、安全氣囊和吸 能車體等，運(yùn)些舉措能起到一定程度的安全防護(hù)作用，但其特點(diǎn)均是在交通事故發(fā)生之后 開始產(chǎn)生作用，只能減弱事故造成的傷害，并不能降低事故發(fā)生率，因此很有必要對汽車主 動預(yù)警技術(shù)進(jìn)行研究，當(dāng)汽車行駛狀態(tài)存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時，就主動對駕駛員進(jìn)行提醒或者警 示，進(jìn)而達(dá)到避免交通事故發(fā)生的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中被動安全技術(shù)不能降低事故發(fā)生 率的缺陷，提供一種信號處理時間為毫米級，并且能夠?qū)崟r高效的判斷車輛安全狀態(tài)的基 于毫米波雷達(dá)的車載主動預(yù)警方法、系統(tǒng)及裝置。 陽〇化]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0006] 本發(fā)明提供一種基于毫米波雷達(dá)的車載主動預(yù)警方法，包括W下步驟：
[0007]S1、獲取來自各傳感器的車輛行駛信息，包括車輛的行駛速度VI，車輛與左右車道 線的距離屯和cU，車輛與目標(biāo)車輛的相對速度、相對距離R和相對角度αW及路面附著系 數(shù)f;
[0008] S2、根據(jù)車輛與目標(biāo)車輛的相對角度和相對距離，判斷兩車是否處于同一車道；
[0009] S3、若車輛與目標(biāo)車輛處于同一車道，則進(jìn)行縱向制動安全距離的判斷；根據(jù)報(bào)警 安全距離S。、審喊安全距離Sbf和相對距離3，若R>S。，則說明車輛處于安全行駛狀態(tài)；若 R>Sbf，則說明車輛存在潛在碰撞風(fēng)險(xiǎn)；若R《Sbf，說明車輛處于極度危險(xiǎn)的狀態(tài)；
[0010] 其中，S濟(jì)Sbr的計(jì)算公式為： S,~cL~d-. +S, ~S； +
[0011] ^ 。 ， - ， -ο 1&,'今
[0012] 目標(biāo)車輛行駛速度為V2,如遇緊急情況需制動，駕駛員制動反應(yīng)時間ti，汽車制動 系統(tǒng)延遲時間t2,在運(yùn)兩個時間段內(nèi)，兩車均還處于原來的行駛狀態(tài)，車輛和目標(biāo)車輛行駛 的距離分別為di、d2,它們的計(jì)算公式為： 陽013] di=Vi(ti+t2) 陽014] dz=V2 (?ι+?2)
[0015] 車輛經(jīng)過Si的制動距離與目標(biāo)車輛處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，S1的計(jì)算公式為：
[0016]
[0017] g為重力加速度，運(yùn)段時間內(nèi)目標(biāo)車輛行駛的距離為S2,此時車輛車頭與目標(biāo)車輛 車尾的最小車間距為S。。
[0018] 步驟S2中判斷車輛與目標(biāo)車輛處于同一車道的判別條件為：
[0019]
[0020] 其中，車輛相對于基準(zhǔn)線的位移D=RXsinα，W為車體寬度，h為車道線寬度；當(dāng) 目標(biāo)車輛處于自車左前方時，相對角度α小于0,當(dāng)目標(biāo)車輛處于自車右前方時，相對角度 α大于0,當(dāng)目標(biāo)車輛處于自車正前方時，相對角度α等于0。
[0021] 步驟S1中車輛與目標(biāo)車輛的相對速度、相對距離和相對角度的獲取方法為：
[0022] DSP信號處理機(jī)對毫米波雷達(dá)中頻信號進(jìn)行實(shí)時AD采樣，通過自適應(yīng)濾波器濾 除其中的雜波干擾信號，應(yīng)用全相位快速傅里葉變換方法提取出車輛與目標(biāo)車輛的相對速 度、相對距離和相對角度。
[0023] 步驟S3的預(yù)警結(jié)果可W在液晶觸摸屏上顯示，同時顯示各項(xiàng)行車數(shù)據(jù)信息和行 車圖像信息。
[0024] 本發(fā)明還提供一種基于毫米波雷達(dá)的車載主動預(yù)警系統(tǒng)，包括W下部分：
[00巧]車輛行駛信息獲取單元，用于獲取來自各傳感器的車輛行駛信息，包括車輛的行 駛速度VI，車輛與左右車道線的距離屯和dΚ，車輛與目標(biāo)車輛的相對速度、相對距離R和相 對角度αW及路面附著系數(shù)f;
[00%] 車道辨識單元，用于根據(jù)車輛與目標(biāo)車輛的相對角度和相對距離，判斷兩車是否 處于同一車道；
[0027] 車輛安全制動距離判斷單元，用于若車輛與目標(biāo)車輛處于同一車道，進(jìn)行縱向制 動安全距離的判斷；根據(jù)報(bào)警安全距離S。、制動安全距離Sbf和相對距離3，若R>S。，則說 明車輛處于安全行駛狀態(tài)；若R>Sbf，則說明車輛存在潛在碰撞風(fēng)險(xiǎn)；若R《Sbf，說明 車輛處于極度危險(xiǎn)的狀態(tài)； W28] 其中，S濟(jì)Sbr的計(jì)算公式為：
[0029]
[0030] 目標(biāo)車輛行駛速度為V2,如遇緊急情況需制動，駕駛員制動反應(yīng)時間ti，汽車制動 系統(tǒng)延遲時間t2,在運(yùn)兩個時間段內(nèi)，兩車均還處于原來的行駛狀態(tài)，車輛和目標(biāo)車輛行駛 的距離分別為di、d2,它們的計(jì)算公式為： 陽031] di=Vi(ti+t2)
[0032] d2=V2 (?ι+?2)
[0033] 車輛經(jīng)過Si的制動距離與目標(biāo)車輛處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，S1的計(jì)算公式為：
[0034]
[0035] g為重力加速度，運(yùn)段時間內(nèi)目標(biāo)車輛行駛的距離為S2,此時車輛車頭與目標(biāo)車輛 車尾的最小車間距為S。。
[0036] 車道辨識單元中判斷車輛與目標(biāo)車輛處于同一車道的判別條件為：
[0037]
陽03引其中，車輛相對于基準(zhǔn)線的位移D=RXsinα，W為車體寬度，h為車道線寬度；當(dāng) 目標(biāo)車輛處于自車左前方時，相對角度α小于0,當(dāng)目標(biāo)車輛處于自車右前方時，相對角度 α大于0,當(dāng)目標(biāo)車輛處于自車正前方時，相對角度α等于0。
[0039] 該系統(tǒng)還包括DSP數(shù)據(jù)處理單元，用于對毫米波雷達(dá)中頻信號進(jìn)行實(shí)時AD采樣， 通過自適應(yīng)濾波器濾除其中的雜波干擾信號，應(yīng)用全相位快速傅里葉變換方法提取出車輛 與目標(biāo)車輛的相對速度、相對距離和相對角度。
[0040] 該系統(tǒng)還包括預(yù)警信息顯示單元，用于在液晶觸摸屏上顯示預(yù)警結(jié)果，同時顯示 各項(xiàng)行車數(shù)據(jù)信息和行車圖像信息。
[0041] 本發(fā)明還提供一種基于毫米波雷達(dá)的車載主動預(yù)警裝置，包括車載ARM管理平 臺，W及均與其相連的DSP信號處理機(jī)和傳感器組，所述DSP信號處理機(jī)還連接有毫米波雷 達(dá)，所述毫米波雷達(dá)和所述傳感器組設(shè)置在車輛頭部；
[0042] 所述DSP信號處理機(jī)接收并處理所述毫米波雷達(dá)采集到的車輛信號，從中提取車 輛與目標(biāo)車輛的相對速度、相對距離和相對角度信息，并將運(yùn)些信息發(fā)送給所述車載ARM 管理平臺；
[0043] 所述車載ARM管理平臺接收到所述毫米波雷達(dá)和所述傳感器組發(fā)送來的車輛信 息后，實(shí)時的計(jì)算車輛行駛狀態(tài)，并對車輛安全程度進(jìn)行評價；
[0044] 所述傳感器組包括路面狀況傳感器、車道線傳感器、速度傳感器。
[0045] 該裝置還包括均與所述車載ARM管理平臺相連的胎壓監(jiān)測傳感器、GPS傳感器、行 車攝像頭、駕駛風(fēng)格選擇模塊、液晶觸摸屏、報(bào)警蜂鳴器、報(bào)警指示燈和無線網(wǎng)卡。
[0046] 本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：本發(fā)明提供一種基于毫米波雷達(dá)的車載主動預(yù)警方 法、系統(tǒng)及裝置，通過對傳感器獲取到的車輛行駛信息進(jìn)行計(jì)算，判斷車輛的安全狀態(tài)，并 提前作出預(yù)警，能夠有效的降低事故發(fā)生率；通過使用毫米波雷達(dá)來采集信號，大幅提高了 危險(xiǎn)情況下的反應(yīng)速度，使信號處理時間降低為毫秒級；并通過使用嵌入式設(shè)備，有效的設(shè) 備的空間體積和制造成本，便于安裝和維護(hù)。
【附圖說明】
[0047] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：
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