一種縱向避撞提醒和自動跟隨集成系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及車輛避撞領(lǐng)域，具體涉及一種縱向避撞提醒和自動跟隨集成系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 交通安全問題已成為世界性的大問題。據(jù)報載，全世界每年因交通事故死亡的人 數(shù)約50萬，因此汽車的安全性對人類生命財產(chǎn)的影響是不言而喻的。隨著高速公路的發(fā)展 和汽車性能的提高，汽車行駛速度也相應加快，加之汽車數(shù)量增加以及交通運輸日益繁忙， 汽車事故增多所引起的人員傷亡和財產(chǎn)損失，已成為一個不容忽視的社會問題，汽車的行 車安全更顯得非常重要。
[0003] 基于上述情況，汽車防撞成為熱門研究點，就目前的汽車防撞技術(shù)可分為被動防 撞和主動防撞兩大類。被動防撞是指采用安全帶，安全氣囊、保險杠等，只能在汽車發(fā)生事 故時對人體減少一定程度的傷害，并不能有效解決交通事故的發(fā)生，無法做到防患于未然。 主動防撞是指利用雷達等傳感器和智能控制技術(shù)自動探測汽車周圍影響行車安全的障礙 物，經(jīng)過計算確認危險后及時報警以提醒司機、如司機沒有反應或來不及反應時防撞系統(tǒng) 可自動減速或剎車，以避免即將發(fā)生的事故，具有事前預防、避免事故、人與車同時得到保 護的的獨特優(yōu)勢。
[0004] 而目前主動防撞常用的雷達智能防撞系統(tǒng)在復雜交通環(huán)境下誤報警率過高，虛警 的產(chǎn)生可能源于多種因素，臨近車道上的車輛、車道間的護欄、路旁的樹木和標志牌等，都 會對雷達系統(tǒng)造成干擾，因此如何獲得可以接受的低虛警率，是汽車防撞中的重點和難 點。
[0005] D-S證據(jù)理論是Dempster于1967年首先提出，由他的學生Shafer于1976年進一 步發(fā)展起來的一種不精確推理理論，屬于人工智能范疇，最早應用于專家系統(tǒng)中，具有處理 不確定信息的能力。在汽車領(lǐng)域里，存在多傳感器系統(tǒng)，由于傳感器的精度、系統(tǒng)組成的許 多環(huán)節(jié)、外部環(huán)境影響以及數(shù)據(jù)的后處理等因素的影響，會導致系統(tǒng)具有不確定性。因此， 需要采用推理方法來解決數(shù)據(jù)融合問題。在各種非精確推理技術(shù)中D-S證據(jù)理論是最適合 目標識別領(lǐng)域應用的一種非精確推理方法。它的最大特點是對不確定信息的描述采用"區(qū) 間估計"，而不是"點估計"的方法，在區(qū)分不知道與不確定方面以及精確反映證據(jù)收集方 面顯示出很大的靈活性。當不同的傳感器所提供的關(guān)于目標的報告發(fā)生沖突時，它可以通 過"懸掛"在所有目標集上共有的概念（可信度）使得發(fā)生的沖突獲得解決，并保障原來 高可信度的結(jié)果比低可信度的結(jié)果加權(quán)要大。通過D-S證據(jù)理論對主動防撞系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進 行綜合分析，有利于進一步的降低虛警率。
[0006] 同時目前主動防撞技術(shù)的安全距離判斷復雜，系統(tǒng)響應速度較慢等問題給用戶 造成了不必要的麻煩，且還沒有針對不同的路況設計的集成的避撞系統(tǒng)和方法，比如在市 區(qū)這些路況比較復雜的道路行駛和在高速路行駛時就需要不同避撞模式，使得避撞效果更 好，駕駛員更舒適，為此需要實用新型一種縱向避撞提醒和自動跟隨集成系統(tǒng)及方法，減少 誤警率的同時，提高響應速度，提高駕駛員的舒適度。 【實用新型內(nèi)容】
[0007] 本實用新型的目的是提供一種縱向避撞提醒和自動跟隨集成系統(tǒng)，減少誤警率的 同時，提高響應速度，同時滿足不同路況時的避撞需求，提高駕駛員的舒適度。
[0008] 本實用新型的技術(shù)方案是：一種縱向避撞提醒和自動跟隨集成系統(tǒng)，包括避撞模 式選擇單元、感知單元、中控ECU單元、提醒單元和執(zhí)行單元；
[0009] 所述避撞模式選擇單元與所述中控ECU單元連接，所述避撞模式選擇單元用于選 擇不同的避撞模式，所述避撞模式包括縱向避撞提醒模式和自動跟隨模式，所述中控ECU 單元根據(jù)所述避撞模式選擇單元的選擇進入不同的避撞模式；所述縱向避撞提醒模式用于 監(jiān)測縱向行駛的路況和安全距離，并在碰撞危險發(fā)生之前提醒駕駛員注意車速；所述自動 跟隨模式用于監(jiān)測行駛的路況和安全距離，并在自車速度低于目標車輛時自動進行加速， 在自車速度高于目標車輛時自動減速，在碰撞危險發(fā)生之前自動采取制動措施；
[0010] 所述感知單元與所述中控ECU單元連接；所述感知單元包括車載雷達和車載相 機；所述車載雷達用于監(jiān)測前方障礙物的類型、自車與前車的相對速度和相對距離 sral;所述車載相機用于獲得前方障礙物的數(shù)量、目標車輛在車道線中的位置；
[0011] 所述中控ECU單元與所述提醒單元和所述執(zhí)行單元連接；所述中控ECU單元用于 接收所述感知單元所獲得的信息，根據(jù)所獲得的信息結(jié)合自車ESP傳感器接收的行駛信息 進行安全狀態(tài)的綜合判斷，生成縱向避撞提醒指令和自動跟隨指令；
[0012] 所述提醒單元用于根據(jù)所述中控ECU單元發(fā)出的縱向避撞提醒指令，執(zhí)行提醒功 能；
[0013] 所述執(zhí)行單元包括電子油門控制系統(tǒng)和制動力控制系統(tǒng)，所述電子油門控制系統(tǒng) 用于對電子節(jié)氣門開度的自動控制；所述制動力控制系統(tǒng)用于對制動壓力的大小進行自動 控制。
[0014] 上述方案中，所述提醒單元包括燈光提醒系統(tǒng)，所述燈光提醒系統(tǒng)與發(fā)光二極管 連接，通過所述發(fā)光二極管的閃爍實現(xiàn)燈光提醒功能。
[0015] 上述方案中，所述提醒單元還包括振動系統(tǒng)，所述振動系統(tǒng)與座椅安全帶連接，通 過座椅安全帶的振動來實現(xiàn)振動提醒功能。
[0016] 上述方案中，所述車載雷達為毫米波雷達。
[0017] 上述方案中，所述車載相機為工業(yè)相機。
[0018] 上述方案中，所述電子油門控制系統(tǒng)包括油門驅(qū)動切換模塊，所述電子油門控制 系統(tǒng)通過所述油門驅(qū)動切換模塊實現(xiàn)自動控制油門和人工控制油門之間的快速切換。
[0019] 本實用新型的有益效果是：本實用新型技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過車載雷達 和車載相機獲得前方障礙物的類型數(shù)量、目標車輛在車道線中的位置、自車與前方障礙物 的相對速度和相對距離等信息，并通過CAN總線發(fā)送到中控ECU單元，所述中控ECU單元 對所述CAN總線的數(shù)據(jù)分析，通過D-S證據(jù)理論將所述CAN的信息結(jié)合自車ESP傳感器接 收的行駛信息進行安全狀態(tài)的綜合判斷，使用反饋控制以響應從所述自車ESP傳感器及所 述感知單元所傳遞的數(shù)據(jù)，最后確定前方障礙物的個數(shù)，自車與前方目標車輛的相對距離 vTOl、相對速度sral和加速度a，最大限度的減少所述車載雷達和所述車載相機產(chǎn)生虛警的情 況，所述中控ECU單元生成指令，提醒單元和執(zhí)行單元執(zhí)行相關(guān)的動作，實現(xiàn)避撞，本實用 新型減少誤警率的同時，提高響應速度，同時滿足不同路況時的避撞需求，提高駕駛員的舒 適度。
【附圖說明】
[0020] 圖1是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2是縱向避撞模式流程圖。
[0022] 圖3是自動跟隨模式流程圖。
[0023] 圖4是障礙物的檢測和識別流程圖。
[0024] 圖中，1、避撞模式選擇單元；101、縱向避撞提醒模式；102、自動跟隨模式；2、感知 單元；201、車載雷達；202、車載相機；3、中控E⑶單元；4、提醒單元；401、燈光提醒系統(tǒng)； 402、振動系統(tǒng)；5、執(zhí)行單元；501、電子油門控制系統(tǒng)；502、制動力控制系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明，但本實用新型的保 護范圍并不限于此。
[0026] 圖1所示為所述縱向避撞提醒和自動跟隨集成系統(tǒng)的一種實施方式，該系統(tǒng)包括 避撞模式選擇單元1、感知單元2、中控ECU單元3、提醒單元4和執(zhí)行單元5。
[0027] 所述避撞模式選擇單元1與所述中控ECU單元3連接，所述避撞模式選擇單元1 用于選擇不同的避撞模式，所述避撞模式包括縱向避撞提醒模式101和自動跟隨模式102， 所述中控ECU單元3根據(jù)所述避撞模式選擇單元1的選擇進入不同的避撞模式。
[0028] 所述縱向避撞提醒模式101用于監(jiān)測縱向行駛的路況和安全距離，并在碰撞危險 發(fā)生之前提醒駕駛員注意車速；所述自動跟隨模式102用于監(jiān)測行駛的路況和安全距離， 并在自車速度低于目標車輛時自動進行加速，在自車速度高于目標車輛時自動減速，在碰 撞危險發(fā)生之前自動采取制動措施。
[0029] 所述感知單元2與所述中控E⑶單元3連接；所述感知單元2包括車載雷達201 和車載相機202。
[0030] 所述車載雷達201安裝于自車前保險杠中央位置，所述車載雷達201發(fā)射面朝外， 同時保證雷達天線輻射面平行于自車前保險杠平面，所述車載雷達201用于監(jiān)測前方障礙 物的類型、自車與前車的相對速度和相對距離sral。
[0031] 所述車載雷達201優(yōu)選為毫米波雷達，所述毫米波雷達體積小、質(zhì)量輕和空間分 辨率高的特點；穿透霧、煙、灰塵的能力強，具有全天候全天時的特點；另外，抗干擾、反隱 身能力強。
[0032] 所述車載相機202用于獲得前方障礙物的數(shù)量、目標車輛在車道線中的位置。
[0033] 所述車載相機202優(yōu)選為工業(yè)相機，所述工業(yè)相機可安裝鏡頭。所述工業(yè)相機通 過圖像處理的方式來實現(xiàn)前方障礙物的檢測和車道線的識別，優(yōu)選的，可實現(xiàn)前方l〇〇m障 礙物的檢測和車道線的識別，輸出前方障礙物的個數(shù)、及目標車輛在車道線中的位置。所述 工業(yè)相機的性能穩(wěn)定可靠易于安裝，相機結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)實不易損壞，連續(xù)工作時間長，可以抓 拍高速運動的物體，工業(yè)相機的圖像傳感器可逐行掃描的，幀率高等優(yōu)點。
[0034] 所述中控E⑶單元3與所述提醒單元4和所述執(zhí)行單元5連接；所述中控E⑶單 元3用于接收所述感知單元2所獲得的信息，根據(jù)所獲得的信息結(jié)合自車ESP傳感器接收 的行駛信息進行安全狀態(tài)的綜合判斷，生成縱向避撞提醒指令和自動跟隨指令。
[0035] 所述自車ESP傳感器包括車輪轉(zhuǎn)動傳感器、加速度傳感器和車輪轉(zhuǎn)速傳感器等自 車傳感器，所述車輪轉(zhuǎn)動傳感器用于采集自車轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)動的角度，所述加速度傳感器用 于采集自車的加速度，所述車輪轉(zhuǎn)速傳感器用于采集自車車輪的速度，所述ESP傳感器與 所述中控ECU單元3連接，所述ESP傳感器將采集的自車狀態(tài)變化數(shù)據(jù)傳送到所述中控ECU 單元3。
[0036] 所述提醒單元4用于根據(jù)所述中控ECU單元3發(fā)出的縱向避撞提醒指令，執(zhí)行提 醒功能。所述提醒單元4包括燈光提醒系統(tǒng)401和振動系統(tǒng)402。
[0037] 所述燈光提醒系統(tǒng)401與發(fā)光二極管連接，通過所述發(fā)光二極管的閃爍實現(xiàn)燈光 提醒功能。
[0038] 所述振動系統(tǒng)402與座椅安全帶連接，通過座椅安全帶的振動來實現(xiàn)振動提醒功 能。
[0039] 所述執(zhí)行單元5包括電子油門控制系統(tǒng)501和制動力控制系統(tǒng)502,所述電子油門 控制系統(tǒng)501用于對電子節(jié)氣門開度的自動控制；所述制動力控制系統(tǒng)502用于對制動壓 力的大小進行自動控制。
[0040] 所述電子油門控制系統(tǒng)501包括油門驅(qū)動切換模塊，所述油門驅(qū)動切換模塊連接 油門踏板輸出接口和電子油門EC