本發(fā)明涉及車輛技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種點陣測距防撞系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

汽車防撞系統(tǒng)，在現(xiàn)有技術(shù)中形式多樣，如下：

申請?zhí)枮?00510034745.0的發(fā)明專利公開了一種汽車防撞系統(tǒng)，包括汽車防撞車系統(tǒng)和汽車防撞人系統(tǒng)，所述汽車防撞車系統(tǒng)包括防撞條、彈力裝置、減壓箱和電子控制系統(tǒng)，電子控制系統(tǒng)控制彈射開關(guān)，所述防撞條為2條，分別為防撞條1和防撞條2，防撞條1的一端與彈力裝置相連接，防撞條1的另一端用套管套接，該套管固定在車體上，在防撞條1的水平位置設(shè)有防撞條2，防撞條1和防撞條2側(cè)面接觸，防撞條2與減壓箱相連；所述汽車防撞人系統(tǒng)包括保護床和彈力裝置，所述保護床有四個邊，兩側(cè)邊固定在車體底盤上，保護床的后端與彈力裝置相連，保護床的中部安裝有保護網(wǎng)。

申請?zhí)枮?01510522209.9的發(fā)明申請公開了一種側(cè)向防撞系統(tǒng)，其包括檢測系統(tǒng)，控制系統(tǒng)以及汽車側(cè)向防撞裝置，所述側(cè)向防撞裝置包括：固定梁，其固定設(shè)于汽車側(cè)向；轉(zhuǎn)動桿，其與所述固定梁活動連接；回轉(zhuǎn)連接塊，其與所述轉(zhuǎn)動桿活動連接；以及防撞踏板，其與所述回轉(zhuǎn)連接塊連接；其中，在所述檢測系統(tǒng)判斷汽車側(cè)面發(fā)生碰撞的狀態(tài)下，所述控制系統(tǒng)控制所述轉(zhuǎn)動桿轉(zhuǎn)動，所述防撞踏板翻轉(zhuǎn)至于與汽車側(cè)向平行。

申請?zhí)枮?01310464894.5的發(fā)明專利公開了一種車輛防撞控制系統(tǒng)，設(shè)置在車輛上，其特征在于：包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)經(jīng)傳輸系統(tǒng)連接有測距系統(tǒng)和測速系統(tǒng)，控制系統(tǒng)還連接有報警系統(tǒng)和指示系統(tǒng)；所述的報警系統(tǒng)包括車內(nèi)報警系統(tǒng)和車外報警系統(tǒng)，車內(nèi)報警系統(tǒng)和車外報警系統(tǒng)分別于控制系統(tǒng)相連；控制系統(tǒng)還經(jīng)延時模塊連接有緊急制動系統(tǒng)或緊急加速系統(tǒng)。

申請?zhí)枮?01410791838.7的發(fā)明申請公開了一種智能汽車防撞系統(tǒng)，涉及汽車防撞領(lǐng)域。為了保證撞擊瞬間防撞機械的可靠動作，本發(fā)明中：撞擊接觸傳感器接收到外界撞擊沖力后，外界沖力信號傳達至控制處理器和信號傳導(dǎo)系統(tǒng)，控制處理器判斷信號性質(zhì)后，向信號傳導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)出命令信號并傳至機械臂收縮連桿系統(tǒng)；若機械臂無響應(yīng)，則控制處理器向機械動作信號系統(tǒng)發(fā)送強制信號，驅(qū)動機械收縮連桿系統(tǒng)動作。

申請?zhí)枮?01610158821.7的發(fā)明申請公開了一種倒車防撞系統(tǒng)，包括超聲波感應(yīng)器、雷達主機、系統(tǒng)主機、顯示器、調(diào)節(jié)開關(guān)、剎車控制裝置以及伺服器；超聲波感應(yīng)器與雷達主機連接，雷達主機與系統(tǒng)主機連接，調(diào)節(jié)開關(guān)與系統(tǒng)主機控制連接、系統(tǒng)主機與伺服器控制連接，系統(tǒng)主機與顯示器連接，伺服器與剎車控制裝置控制連接。該系統(tǒng)能夠通過超聲波感應(yīng)器采集信號并傳至雷達主機及系統(tǒng)主機，雷達主機及系統(tǒng)主機對所采集數(shù)據(jù)進行對比，從而作出不予舉措、語言提示及輔助制動的三種不同措施，保證倒車過程中的倒車安全，從而使倒車防撞輔助控制裝置的功能更為完善。

除此之外，還有其他防撞結(jié)構(gòu)，但主要分為以下兩種：第一種，改進車輛的結(jié)構(gòu)或增加附屬結(jié)構(gòu)，起到防撞作用，此種的缺陷是：針對每一輛車需做結(jié)構(gòu)的改造，施工繁瑣，且實用性不強；第二種，增設(shè)防撞控制系統(tǒng)，通過監(jiān)測間距(一般采用視覺識別和雷達測距的結(jié)合)、報警、執(zhí)行等部分協(xié)同實現(xiàn)防撞，系統(tǒng)復(fù)雜，實用性不強。

因此，設(shè)計一種能適用于遠距離(50米以上)、適用于所有車輛且能實現(xiàn)簡易測距防撞的防撞系統(tǒng)具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的在于提供一種能適用于遠距離(50米以上)、適用于所有車輛且能實現(xiàn)簡易測距防撞的點陣測距防撞系統(tǒng)，具體技術(shù)方案如下：

一種點陣測距防撞系統(tǒng)，包括可拆卸式安裝在被識別車輛的尾部的標識部分以及安裝在識別車輛上且通過識別所述標識部分而獲得識別車輛和被識別車輛之間的間距的識別部分；

所述標識部分包括嵌入安裝在被識別車輛尾部的至少3個以上的光源點，多個光源點成點陣排布；

所述識別部分包括攝像頭以及控制處理部件，所述攝像頭用于獲取所述標識部位中各光源點的位置信息，所述控制處理部件用于對所述攝像頭獲取的光源點的位置信息進行處理從而獲得識別車輛和被識別車輛之間的間距。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述光源點的數(shù)量為6-12個。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述光源點為圓柱狀的led光源，led光源發(fā)射不可見紅外光，其透過安裝在車輛尾部的毛玻璃發(fā)生散光。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述攝像頭為增設(shè)有濾光片的攝像頭。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述控制處理部件包含用于對波長808nm的光波進行帶通濾波的元件。

為了達到更好的技術(shù)效果，還包括報警部分，所述報警部分與所述控制處理部件連接，所述報警部分用于在符合攝像頭獲取所述標識部位中光源點的數(shù)量大于0且小于3個、攝像頭獲取所述標識部位中光源點有缺失以及獲得識別車輛和被識別車輛之間的間距小于設(shè)定閾值中任意一項時產(chǎn)生報警。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述報警部分為聲音報警或者是聲音報警和燈光報警的組合。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，效果是：(1)本發(fā)明點陣測距防撞系統(tǒng)包括標識部分以及識別部分，標識部分包括至少2個以上的光源點，多個光源點成點陣排布；識別部分包括攝像頭以及控制處理部件，整體結(jié)構(gòu)精簡，便于安裝；(2)識別部分包括至少2個以上光源點，且光源點成點陣排布，便于識別部分的攝像頭采集光源點的信息，能適用于各種車型尾部的造型，識別精準度高；(3)光源點為圓柱狀的led光源，led光源發(fā)射不可見紅外光，其透過安裝在車輛尾部的毛玻璃發(fā)生散光，識別車輛可從不同角度對被識別車輛進行識別；(4)led光源發(fā)射不可見紅外光，或攝像頭為增設(shè)有濾光片的攝像頭，或控制處理部件包含用于對波長808nm的光波進行帶通濾波的元件，可實現(xiàn)遠距離(50米以上)識別；(5)報警采用聲音報警或者是聲音報警和燈光報警的組合，便于相關(guān)工作人員能及時獲取報警信息。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種采用上述點陣測距防撞系統(tǒng)的防撞控制方法，具體技術(shù)方案是：包括以下步驟：

第一步、在被識別車輛的尾部安裝標識部分；在識別車輛上安裝識別部分和報警部分；

第二步、通過識別部分中的攝像頭獲取標識部分中各光源點的位置信息，并將位置信息傳送給控制處理部件；

第三步、控制處理部件進行第一次判斷，具體是：若攝像頭獲取標識部分中光源點的數(shù)量為0，則認為前方無車輛；若攝像頭獲取標識部分的光源點的數(shù)量小于3個，則控制處理部件控制報警部分進行報警并控制識別車輛停車；若攝像頭獲取標識部分中光源點的數(shù)量大于等于3個，則進入下一步；

第四步、控制處理部件對各光源點的位置信息進行處理，獲得識別車輛和被識別車輛之間的間距，同時比較攝像頭獲取標識部分的光源點的數(shù)量與預(yù)先設(shè)定的光源點陣是否有缺失，若有缺失，則控制處理部件控制報警部分進行報警；進行下一步；

第五步、控制處理部件進行第二次判斷，具體是：若獲得識別車輛和被識別車輛之間的間距小于等于設(shè)定閾值，則控制處理部件控制報警部分進行報警并控制識別車輛停車；若獲得識別車輛和被識別車輛之間的間距大于設(shè)定閾值，則返回第二步。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述第四步中獲得識別車輛和被識別車輛之間的間距具體是：

根據(jù)透鏡的計算公式表達式1)、表達式2)和表達式3)可得表達式4)：

其中：l1為標識部分與攝像機的距離，h2為得到的照片中的像素高度，h1為標識部分的高度，f為相機的焦距，l2是透鏡與底片之間的距離，α為標識部分最高處和得到的照片中相應(yīng)點之間連線與水平線所成夾角。

應(yīng)用本發(fā)明的防撞控制方法，操作方便，且能實現(xiàn)遠距離檢測，實用性強。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1是實施例1中點陣測距防撞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實施例1中光源的點陣排布示意圖；

圖3是實施例1中獲得識別車輛和被識別車輛之間的間距的原理圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

實施例1：

一種點陣測距防撞系統(tǒng)，詳見圖1，包括可拆卸式安裝在被識別車輛的尾部的標識部分1、安裝在識別車輛上且通過識別所述標識部分1而獲得識別車輛和被識別車輛之間的間距的識別部分2以及與識別部分2連接的報警部分3。

所述標識部分1包括嵌入安裝在被識別車輛尾部的至少3個以上的光源點(優(yōu)選6-12個)，多個光源點成點陣排布。最好是：光源點為圓柱狀的led光源(優(yōu)選直徑為12、高為40cm的金屬圓柱形狀)，led光源發(fā)射不可見紅外光，其透過安裝在車輛尾部的毛玻璃發(fā)生散光。

實際過程中排布光源點的方法是：對需識別的車尾部在平面上按固定的網(wǎng)格排列多個光源點陣(此處示意如圖2，排布成i列和j行)，每個光源點的上下左右的位置關(guān)系固定，對每個點進行編號，不可能安裝光源點的區(qū)域去除掉，每一個橫和縱向的交叉點就是一個光源點。需匹配新的車型時，只需在這個光源點陣中挑選適合安裝在新的車型的合適位置的合適數(shù)量的光源點，嵌入安裝在車上，并將選取的光源點編號記錄下來，同時因為車的造型一般為弧面，在前后的位置關(guān)系上不一樣，需同時記錄每個光源點在前后位置數(shù)值。將選取的光源點的編號記錄下來即可。

所述識別部分2包括攝像頭2.1以及控制處理部件2.2(此處的控制處理部件可采用plc控制器)，所述攝像頭2.1用于獲取所述標識部位1中各光源點的位置信息，所述控制處理部件2.2用于對所述攝像頭2.1獲取的光源點的位置信息進行處理從而獲得識別車輛和被識別車輛之間間距。所述控制處理部件2.2可與識別車輛的制動系統(tǒng)連接。

本實施例中所述攝像頭2.1可采用增設(shè)有濾光片的攝像頭，或者是所述控制處理部件2.2包含用于對波長808nm的光波進行帶通濾波的元件(保留808nm的光，其余盡可能削弱)。

所述報警部分3與所述控制處理部件2.2連接，所述報警部分3用于在符合攝像頭2.1獲取所述標識部位1中光源點的數(shù)量大于0且小于3個、攝像頭2.1獲取所述標識部位1中光源點有缺失以及獲得識別車輛和被識別車輛之間的間距小于設(shè)定閾值中任意一項時產(chǎn)生報警。所述報警部分3為聲音報警或者是聲音報警和燈光報警的組合。

采用實施例1的防撞系統(tǒng)采用的防撞控制方法，包括以下步驟：

第一步、在被識別車輛的尾部安裝標識部分1；在識別車輛上安裝識別部分2和報警部分3。

第二步、通過識別部分2中的攝像頭獲取標識部分1中各光源點的位置信息(此處，優(yōu)選攝像頭選取編號為11、12、21、22、31、32的六個光源點，記為a，其在攝像頭中的成像記為b)，并將位置信息傳送給控制處理部件2.2。(最好是：每個車型的光源均采用至少6個以上，當有一至兩個光源出現(xiàn)故障不發(fā)光時，識別系統(tǒng)的識別精度降低，但仍可以識別，同時可識別出減少了光源點，此時識別系統(tǒng)認為有光源點故障了，由識別系統(tǒng)發(fā)出故障報警)

第三步、控制處理部件2.2進行第一次判斷，具體是：若攝像頭獲取標識部分1中光源點的數(shù)量為0，則認為前方無車輛；若攝像頭獲取標識部分的光源點的數(shù)量小于3個，則控制處理部件2.2控制報警部分3進行報警并控制識別車輛停車；若攝像頭獲取標識部分1中光源點的數(shù)量大于等于3個，則進入下一步。

第四步、控制處理部件2.2對各光源點的位置信息進行處理，獲得識別車輛和被識別車輛之間的間距，詳情是：

如圖3，根據(jù)透鏡的計算公式表達式1)、表達式2)和表達式3)可得表達式4)：

其中：l1為標識部分與攝像機的距離，h2為得到的照片中的像素高度，h1為標識部分的高度，f為相機的焦距，l2是透鏡與底片(感光芯片)之間的距離(變化很小，可忽略)，α為標識部分最高處和得到的照片中相應(yīng)點之間連線與水平線所成夾角。

同時比較攝像頭獲取標識部分的光源點的數(shù)量與預(yù)先設(shè)定的光源點陣是否有缺失，若有缺失，則控制處理部件2.2控制報警部分3進行報警；進行下一步。

第五步、控制處理部件2.2進行第二次判斷，具體是：若獲得識別車輛和被識別車輛之間的間距小于等于設(shè)定閾值，則控制處理部件2.2控制報警部分3進行報警并控制識別車輛停車；若獲得識別車輛和被識別車輛之間的間距大于設(shè)定閾值，則返回第二步。

采用上述陣測距防撞系統(tǒng)和防撞控制方法進行試驗，具體試驗過程如下：

步驟a、模擬工裝按照表1的各試驗準備好，同時線路上并設(shè)置并標記處20m減速、10m停車的位置，同時在控制處理部件上進行相應(yīng)的設(shè)置。

步驟b、將視覺防撞系統(tǒng)安裝在皮卡上，模擬工裝正對皮卡車，但需避開皮卡車的行進路線。皮卡車從50m處以5km/h速度緩慢朝模擬工裝行駛，每前進1m，記錄系統(tǒng)測試距離。

步驟c、按照其它工況1和其它工況2的設(shè)定重復(fù)步驟b，同時觀察是否有警告和提醒。

步驟d、如果數(shù)據(jù)均無異常，則將速度提高至10km/h，從50m處行駛朝模擬工裝行駛，記錄系統(tǒng)發(fā)出減速指令和停車指令的位置，并測量該位置與工裝的距離。按照按照其它工況1和其它工況2的設(shè)定重復(fù)進行。

步驟e、將速度提高至15km/h、20km/h、25km/h、30km/h以及40km/h，重復(fù)步驟d。

注意：速度提高時同時，可根據(jù)實際需要將減速點和停車點位置調(diào)遠、間距調(diào)大，皮卡啟動距離調(diào)遠；步驟e為極限數(shù)據(jù)測試，僅記錄數(shù)據(jù)。

表1試驗1-12的試驗條件統(tǒng)計表

通過上述試驗，可得本發(fā)明點陣間距防撞系統(tǒng)和防撞控制方法的參數(shù)如下：

工作范圍：1-50米。

識別頻率：10hz。

視角：30°。

測量精度：±1m。

線路最小轉(zhuǎn)彎半徑：正常線路時為20m；站臺時為12m。

工作環(huán)境：室外，車輛運行中有振動，能見度≥50m。

極限識別：距離25m，能見度50m，識別標志50％被遮擋，并且水平偏轉(zhuǎn)15°，在這種情況下需要有60％識別可靠性，即正常識別頻率1s內(nèi)10次識別需至少有6次以上的正常識別。

適應(yīng)性能：能適應(yīng)目前已有的各種車型尾部造型。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。