專(zhuān)利名稱(chēng)：一種霧天汽車(chē)防追尾系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車(chē)安全技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種霧天汽車(chē)防追尾系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，汽車(chē)的擁有量增長(zhǎng)迅速，汽車(chē)安全方面的研究也在火 熱進(jìn)行。追尾事故是一種常見(jiàn)的車(chē)輛交通事故，有統(tǒng)計(jì)顯示，追尾事故大約占總的交通事 故的30%，其原因有多方面，主要有車(chē)速過(guò)快、疲勞駕駛、酒后駕駛、天氣狀況惡劣等，因 此能開(kāi)發(fā)一種能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)行車(chē)前后環(huán)境，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地向駕駛員發(fā)出預(yù)警信息的預(yù)警系 統(tǒng)，對(duì)于提高駕駛安全，減少交通事故的發(fā)生具有重要的意義。目前，根據(jù)預(yù)防追尾事故技術(shù)方向不同，主要分為兩種一種是針對(duì)自身車(chē)輛與前 面車(chē)輛之間的預(yù)防追尾技術(shù)；一種是針對(duì)自身車(chē)輛與后面車(chē)輛之間的防追尾技術(shù)。而這些 技術(shù)主要難點(diǎn)在汽車(chē)的測(cè)距中，在汽車(chē)測(cè)距技術(shù)方面，目前主要有四種測(cè)距技術(shù)1、超聲波雷達(dá)測(cè)距方式利用超聲波穿透力強(qiáng)來(lái)進(jìn)行測(cè)距，具有一定的方向性，傳輸過(guò)程中衰減小，反射力 強(qiáng)等特點(diǎn)。2、毫米波雷達(dá)測(cè)距利用目標(biāo)對(duì)電磁波的反射來(lái)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測(cè)定其位置。毫米波雷達(dá)能探測(cè)多目標(biāo)， 且分辨率好，探測(cè)精度高，受天氣影響較小，已經(jīng)達(dá)到實(shí)際應(yīng)用水平。目前主要的形式有脈 沖多普勒雷達(dá)，雙頻CW雷達(dá)，F(xiàn)M雷達(dá)三種。3、攝像系統(tǒng)測(cè)距利用攝像頭，面陣CCD，可獲得視野的二維圖像，但無(wú)法確定與被測(cè)物體間的距離。 目前主要運(yùn)用雙攝像頭，模擬人眼視覺(jué)原理，通過(guò)對(duì)兩幅圖像的計(jì)算機(jī)處理，即可確定視野 中每個(gè)物體的三維坐標(biāo)。4、激光雷達(dá)測(cè)距激光雷達(dá)測(cè)距是光子雷達(dá)系統(tǒng)，具有測(cè)量時(shí)間短、量程大、清度高等特點(diǎn)。在汽車(chē) 測(cè)距領(lǐng)域主要可分為非成像式激光雷達(dá)和成像式激光雷達(dá)。非成像式雷達(dá)根據(jù)光束傳播時(shí)間確定距離，激光束在傳播途中遇到前車(chē)發(fā)生反 射。成像式激光雷達(dá)又可以分為掃描式成像激光雷達(dá)和非掃描式成像激光雷達(dá)，掃描成像 激光雷達(dá)把激光雷達(dá)同二維光學(xué)掃描鏡相結(jié)合，利用掃描器控制出射激光方向，能過(guò)對(duì)整 個(gè)視場(chǎng)進(jìn)行逐點(diǎn)掃描測(cè)量，即可獲得視場(chǎng)內(nèi)目標(biāo)的三維信息。上述各種測(cè)距技術(shù)都有自己的不足之處①、在利用超聲波測(cè)距中，超聲波的速度 受環(huán)境影響較大，在不同的溫度下，聲速不同，在_30°C 30°C變化為313m/s 349m/s，且 還會(huì)隨著雨、霧、雪等天氣變化而變化，不能精確測(cè)距；還有超聲波能量與距離平方成反比， 在超出一定距離后，其靈敏度迅速下降。②、在毫秒波雷達(dá)測(cè)距中，但是也存在著電磁干擾 問(wèn)題，特別是現(xiàn)代汽車(chē)裝有各式各樣的電磁元件，還有司機(jī)攜帶的手機(jī)、麥克風(fēng)、Mp3等，也會(huì)對(duì)其造成一定的影響。③、在攝像系統(tǒng)測(cè)距中，其缺點(diǎn)是價(jià)格較高，同時(shí)由于受到軟件和 硬件的制約，成像速度較慢。④、較理想的測(cè)距技術(shù)為激光測(cè)距，但當(dāng)前激光測(cè)距技術(shù)只注 意到利用激光測(cè)距，成像激光雷達(dá)也要與光學(xué)儀器結(jié)合，然而在有霧天氣，這樣的設(shè)備卻不 能很好的達(dá)到成像目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于霧天的汽車(chē)防追尾系 統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明霧天汽車(chē)防追尾系統(tǒng)，包括自車(chē)測(cè)速單元，測(cè)量得到自身 車(chē)輛速度Vtl，其特征在于還包括一紅外測(cè)距單元，用于以一定頻率&發(fā)射脈沖形式的紅外線，對(duì)前方車(chē)輛進(jìn)行熱 探測(cè)，紅外線波長(zhǎng)為8 14μπι ；當(dāng)紅外線遇到前方車(chē)輛時(shí)會(huì)發(fā)生漫反射，紅外測(cè)距單元接 收到反射的紅外線，然后輸出一組一組的代表發(fā)射紅外線與接收反射紅外線的時(shí)間差A(yù)t 的計(jì)數(shù)脈沖數(shù)量給CPU處理單元；一 CPU處理單元，用于首先根據(jù)以下公式計(jì)算出自身車(chē)輛與前車(chē)的距離d d = cX At/2,其中，At = nT,n為計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)，T為計(jì)數(shù)脈沖的周期，c為光速；然后，根據(jù)自身車(chē)輛與前車(chē)的距離d的變化Δ d以及自身車(chē)輛速度Vtl計(jì)算出前車(chē) 的速度V1 V1 = Δ df0+v0 ；然后，根據(jù)自身車(chē)輛速度Vtl、前車(chē)的速度V1，算出自身車(chē)輛的完全剎車(chē)距離Ltl，前
車(chē)的完全剎車(chē)距離L1、駕駛員反應(yīng)時(shí)間的行駛距離L2
2Ln=^-
0 2a
2L1=-^-
2a
h其中a為汽車(chē)完全抱死剎車(chē)時(shí)的加速度，t2為駕駛員反應(yīng)時(shí)間；最后，計(jì)算出自身車(chē)輛、前車(chē)都完全停下來(lái)時(shí)的距離L'L' = L^d-L0-L2并根據(jù)距離L'將自身車(chē)輛與前車(chē)的距離分為L(zhǎng)' > Le時(shí)為正常車(chē)距，Le為設(shè)定的正常距離；Lc > L' > Ln時(shí)為注意車(chē)距，Ln為設(shè)定的注意距離；Ln > L' > Lw時(shí)為警告車(chē)距，Lw為設(shè)定的警告距離；Lw > L' > Ltw時(shí)為嚴(yán)重警告車(chē)距，Ltw為設(shè)定的嚴(yán)重警告距離；Ltw > L'時(shí)為制動(dòng)車(chē)距；一報(bào)警單元；當(dāng)CPU處理單元判斷出目前的車(chē)距為注意車(chē)距、警告車(chē)距以及嚴(yán)重警告車(chē)距時(shí)，給駕駛者拉響不同緊急的報(bào)警信號(hào)，以便采取不同操控措施，避免追尾事故的發(fā)生，也同時(shí) 給后面的車(chē)輛進(jìn)行語(yǔ)音或警示燈警告措施，避免二次追尾發(fā)生。本發(fā)明的發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明一種霧天汽車(chē)防追尾系統(tǒng)采用紅外線，對(duì)前方車(chē)輛進(jìn)行熱探測(cè)，紅外線波 長(zhǎng)為8 14 μ m，穿透雨、霧的能力較高，從而看清人眼看不見(jiàn)或看不清的前方車(chē)輛，因此， 特別適合于霧天對(duì)前方車(chē)輛的測(cè)距。另外，本發(fā)明對(duì)于車(chē)距的判斷以自身車(chē)輛、前車(chē)都完全 停下來(lái)時(shí)的距離L'來(lái)進(jìn)行，即在實(shí)際計(jì)算出自身車(chē)輛與前車(chē)的距離的基礎(chǔ)上，考慮了自身 車(chē)輛速度、前車(chē)的速度，算出自身車(chē)輛的完全剎車(chē)距離、前車(chē)的完全剎車(chē)距離、駕駛員反應(yīng) 時(shí)間的行駛距離對(duì)自身車(chē)輛與前車(chē)的距離進(jìn)行判斷，得到更為準(zhǔn)確的正常距離或不同緊急 程度的警告報(bào)警，避免霧天汽車(chē)防追尾事故的發(fā)生。


圖1是本發(fā)明霧天汽車(chē)防追尾系統(tǒng)一種具體實(shí)施方式
原理框圖；圖2是圖1所示的紅外熱成像部分的電原理框圖；圖3是圖2所示的成像顯示單元的顯示界面圖；圖4是圖1所示的報(bào)警單元的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行描述，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地 理解本發(fā)明。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當(dāng)已知功能和設(shè)計(jì)的詳細(xì)描述也許 會(huì)淡化本發(fā)明的主要內(nèi)容時(shí)，這些描述在這里將被忽略。實(shí)施例1圖1是本發(fā)明霧天汽車(chē)防追尾系統(tǒng)一種具體實(shí)施方式
原理框圖。在本實(shí)施例中，如圖1所示，霧天汽車(chē)防追尾系統(tǒng)包括自車(chē)測(cè)速單元1，紅外測(cè)距 單元2、CPU處理單元3、報(bào)警單元4、操作控制單元5、熱紅外光學(xué)轉(zhuǎn)換電路6、熱紅外傳感器 7以及成像現(xiàn)實(shí)單元8。自車(chē)測(cè)速單元1測(cè)量得到自身車(chē)輛速度Vtl給CPU處理單元3。紅外測(cè)距單元2以一定頻率&，在本實(shí)施例中，& = 50KHz，脈沖寬度為Ins發(fā)射 脈沖形式的紅外線，對(duì)前方車(chē)輛進(jìn)行熱探測(cè)，紅外線波長(zhǎng)為8 14 μ m ；當(dāng)紅外線遇到前方 車(chē)輛時(shí)會(huì)發(fā)生漫反射，紅外測(cè)距單元2接收到反射的紅外線，然后輸出一組一組的代表發(fā) 射紅外線與接收反射紅外線的時(shí)間差Δ t的計(jì)數(shù)脈沖數(shù)量給CPU處理單元3。在本實(shí)施中，紅外測(cè)距單元2發(fā)射紅外線時(shí)，啟動(dòng)其計(jì)數(shù)電路，計(jì)數(shù)電路進(jìn)入計(jì)數(shù) 狀態(tài)；當(dāng)紅外測(cè)距單元2的接收器接收到反射的紅外線時(shí)，給出一個(gè)信號(hào)脈沖，使計(jì)數(shù)器停 止計(jì)數(shù)，這樣就得到了反應(yīng)時(shí)間差A(yù)t的計(jì)數(shù)脈沖數(shù)量。在CPU處理單元部分3采用ARM系統(tǒng)的32位的處理器?，F(xiàn)在的32位處理器中， ARM有著強(qiáng)大的處理能力，外圍擴(kuò)展功能全面，能滿足汽車(chē)實(shí)時(shí)性處理數(shù)據(jù)的要求。此部分 最重要的是處理算法，該部分主要是完成對(duì)安全距離的實(shí)時(shí)設(shè)定。CPU處理單元3首先根據(jù)以下公式計(jì)算出自身車(chē)輛與前車(chē)的距離d d = cX At/2,
其中，At = nT,n為計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)，T為計(jì)數(shù)脈沖的周期，c為光速；在本實(shí)施例中，T為1ns，如果與前車(chē)的距離為60米，則的時(shí)間差A(yù)t At= (2 X 30)/(3 X IO8) s = 0. 2us 計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)為100個(gè)。
然后，根據(jù)自身車(chē)輛與前車(chē)的距離d的變化△ d以及自身車(chē)輛速度Vtl計(jì)算出前車(chē)
的速度V1 V1 = Δ df0+v0 ；然后，根據(jù)自身車(chē)輛速度Vtl、前車(chē)的速度V1，算出自身車(chē)輛的完全剎車(chē)距離Ltl，前 車(chē)的完全剎車(chē)距離L1、駕駛員反應(yīng)時(shí)間的行駛距離L權(quán)利要求
1.一種霧天汽車(chē)防追尾系統(tǒng)，包括自車(chē)測(cè)速單元，測(cè)量得到自身車(chē)輛速度Vtl,其特征在 于還包括一紅外測(cè)距單元，用于以一定頻率&發(fā)射脈沖形式的紅外線，對(duì)前方車(chē)輛進(jìn)行熱探測(cè)， 紅外線波長(zhǎng)為8 14 μ m ；當(dāng)紅外線遇到前方車(chē)輛時(shí)會(huì)發(fā)生漫反射，紅外測(cè)距單元接收到反 射的紅外線，然后輸出一組一組的代表發(fā)射紅外線與接收反射紅外線的時(shí)間差A(yù)t的計(jì)數(shù) 脈沖數(shù)量給CPU處理單元；一 CPU處理單元，用于首先根據(jù)以下公式計(jì)算出自身車(chē)輛與前車(chē)的距離d d = cX At/2,其中，At = nT，n為計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)，T為計(jì)數(shù)脈沖的周期，c為光速； 然后，根據(jù)自身車(chē)輛與前車(chē)的距離d的變化△ d以及自身車(chē)輛速度Vtl計(jì)算出前車(chē)的速 度V1 V1 = Δ df0+v0 ；然后，根據(jù)自身車(chē)輛速度Vtl、前車(chē)的速度V1，算出自身車(chē)輛的完全剎車(chē)距離Ltl，前車(chē)的 完全剎車(chē)距離L1、駕駛員反應(yīng)時(shí)間的行駛距離L2L0^ 0 2aL1^ 2aL-Z^2— ι2其中a為汽車(chē)完全抱死剎車(chē)時(shí)的加速度，t2為駕駛員反應(yīng)時(shí)間； 最后，計(jì)算出自身車(chē)輛、前車(chē)都完全停下來(lái)時(shí)的距離L' L' = L^d-L0-L2并根據(jù)距離L'將自身車(chē)輛與前車(chē)的距離分為L(zhǎng)' > Le時(shí)為正常車(chē)距，Le為設(shè)定的正常距離；Lc > L' > Ln時(shí)為注意車(chē)距，Ln為設(shè)定的注意距離；Ln > L' > Lw時(shí)為警告車(chē)距，Lw為設(shè)定的警告距離；Lw > L' > Ltw時(shí)為嚴(yán)重警告車(chē)距，Ltw為設(shè)定的嚴(yán)重警告距離；Ltw > L'時(shí)為制動(dòng)車(chē)距；一報(bào)警單元；當(dāng)CPU處理單元判斷出目前的車(chē)距為注意車(chē)距、警告車(chē)距以及嚴(yán)重警告車(chē)距時(shí)，給駕 駛者拉響不同緊急的報(bào)警信號(hào)，以便采取不同操控措施，避免追尾事故的發(fā)生，也同時(shí)給后 面的車(chē)輛進(jìn)行語(yǔ)音或警示燈警告措施，避免二次追尾發(fā)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧天汽車(chē)防追尾系統(tǒng)，其特征在于，還包括有操作控制單元， 用于駕駛員開(kāi)啟或關(guān)閉霧天汽車(chē)防追尾系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧天汽車(chē)防追尾系統(tǒng)，其特征在于，所述的還包括熱紅外光 學(xué)轉(zhuǎn)換電路、熱紅外傳感器以及成像顯示單元；熱紅外傳感器接收到前方車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的紅外輻射，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸入到后面 熱紅外光學(xué)轉(zhuǎn)換電路，以便能對(duì)信號(hào)進(jìn)行積分、傳輸、處理和掃描，并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換輸出，最后送入CPU模塊作視頻圖像處理，送入到視頻信號(hào)形成部分進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換并形成標(biāo)準(zhǔn)的視 頻信號(hào)，最后通過(guò)成像顯示單元的顯示器顯示被測(cè)前方車(chē)輛的紅外熱像圖；根據(jù)不同的距離L'，在成像顯示單元的顯示器左右分別設(shè)距離警示線，前方車(chē)輛的熱 成像實(shí)時(shí)的顯示在顯示器前方，最下面是自身車(chē)輛的位置；距離警示線根據(jù)公式d = L' -!^+LfL2,將距離L'代入正常距離L。、注意距離Ln、警告 距離Lw、嚴(yán)重警告距離Ltw將實(shí)時(shí)換算成自身車(chē)輛與前車(chē)的距離d，然后依據(jù)換算出的自身 車(chē)輛與前車(chē)的距離d來(lái)顯示距離警戒線。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種霧天汽車(chē)防追尾系統(tǒng)采用紅外線，對(duì)前方車(chē)輛進(jìn)行熱探測(cè)，紅外線波長(zhǎng)為8～14μm，穿透雨、霧的能力較高，從而看清人眼看不見(jiàn)或看不清的前方車(chē)輛，因此，特別適合于霧天對(duì)前方車(chē)輛的測(cè)距。另外，本發(fā)明對(duì)于車(chē)距的判斷以自身車(chē)輛、前車(chē)都完全停下來(lái)時(shí)的距離L′來(lái)進(jìn)行，即在實(shí)際計(jì)算出自身車(chē)輛與前車(chē)的距離的基礎(chǔ)上，考慮了自身車(chē)輛速度、前車(chē)的速度，算出自身車(chē)輛的完全剎車(chē)距離、前車(chē)的完全剎車(chē)距離、駕駛員反應(yīng)時(shí)間的行駛距離對(duì)自身車(chē)輛與前車(chē)的距離進(jìn)行判斷，得到更為準(zhǔn)確的正常距離或不同緊急程度的警告報(bào)警，避免霧天汽車(chē)防追尾事故的發(fā)生。
文檔編號(hào)B60R21/0134GK102139674SQ201110043700
公開(kāi)日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者馮彥清, 劉春東, 劉珊, 孫章麗, 李小璐, 王丹, 鄭文鋒 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)