專利名稱：車輛防碰撞預(yù)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車主動安全技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種車輛防碰撞預(yù)警裝置。
背景技術(shù)：
汽車作為現(xiàn)代人類的交通工具，改變了人們的生活方式，推動了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人類文化的進(jìn)步，給人們的生活帶來了極大的便利，但同時也帶來了嚴(yán)重的交通安全問題。據(jù)紅十字會的調(diào)查數(shù)據(jù)全世界每年死于道路交通事故的人數(shù)達(dá)80萬人，另有1500-2000萬人受傷，每年因道路交通事故造成的經(jīng)濟(jì)損失約為5580億美元。道路交通事故給家庭、集體和國家都帶來了巨大的損失，成為世界嚴(yán)重的社會問題。
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目前，我國的道路條件不斷完善，車輛的平均行駛速度也日益提升。相應(yīng)的，人們對汽車行駛的安全問題也越來越重視，尤其是在高速行駛的狀態(tài)下，人們一般僅靠個人經(jīng)驗判斷當(dāng)前車速下的制動距離來保持與前車的車距，但卻往往由于各種原因使得人們產(chǎn)生錯誤判斷，特別是在新手駕駛、疲勞狀態(tài)、超速駕駛等情況下，產(chǎn)生錯誤判斷的幾率較高。所以，確定與保持合理的車距，是避免交通事故的最佳主動防御系統(tǒng)，也是行車的重要保證。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，行車安全裝置得到大力發(fā)展，如，安全帶、安全氣囊、ABS防抱裝置、ARS加速滑轉(zhuǎn)及EBS電子制動力分配裝置等等。從本質(zhì)上講，其功能只能減輕事故的程度，并不能有效地防止事故的發(fā)生。汽車碰撞事故大多是因為行車速度過快、行車間距過小、剎車不及時等因素造成的。因此，汽車加裝防碰撞預(yù)警及自動剎車裝置能夠大大減少駕駛員追尾等事故發(fā)生，起到保駕護(hù)航作用，對減少交通事故、促進(jìn)交通安全、提高交通效率都有著極大的現(xiàn)實意義。人們越來越認(rèn)識到，如何利用先進(jìn)技術(shù)，輔助汽車駕駛者對影響公路交通安全的人、車、路等環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)測和報警，在危急情況下由系統(tǒng)主動干預(yù)駕駛操縱、輔助駕駛者進(jìn)行應(yīng)急處理、防止汽車碰撞事故的發(fā)生，顯得尤為重要。汽車防碰撞系統(tǒng)是一種智能化主動式汽車安全系統(tǒng)，它能夠彌補(bǔ)人的感知、判斷甚至操控方面的不足。汽車防碰撞系統(tǒng)需要解決的最大問題就是多目標(biāo)的識別問題和虛警問題。由于汽車防撞系統(tǒng)的工作環(huán)境是一個動態(tài)的、多目標(biāo)的、寬檢測范圍的復(fù)雜環(huán)境，如何對多目標(biāo)進(jìn)行分辨并精確地測量他們之間的距離、相對速度和方位角，將面臨很大的挑戰(zhàn)。目前較為常用的一種分析和判斷車輛前方視野的方法為使用兩個攝像頭采集車輛前方的視頻圖像，根據(jù)兩個攝像頭的視差，確定車輛前方的多個障礙物目標(biāo)，例如，交通標(biāo)志、行人、車輛以及其他的障礙物，并確定障礙物目標(biāo)的特征信息，例如，目標(biāo)的尺寸以及目標(biāo)距離車輛的距離等，并據(jù)此對駕駛者進(jìn)行報警。這種方法存在的問題是，無法精確的實現(xiàn)對車輛前方視野的分析，而且視頻圖像的采集容易受到天氣因素的影響，導(dǎo)致產(chǎn)生較大的誤差，無法準(zhǔn)確的對駕駛者進(jìn)行預(yù)警。為了達(dá)到確定與保持車距的目的，近幾年，各式車輛防撞、測距雷達(dá)等相繼出現(xiàn)，他們的共同點是以探測前方物體與汽車之間的距離或汽車與物體間的相對速度來判斷是否需要報警或制動，而忽視了駕駛者對突發(fā)事件的反應(yīng)速度及當(dāng)前行車狀況與路面情況考慮。因此，雖然他們在一定程度上幫助了人們進(jìn)行車距判斷，卻存在著較大的誤報率，而較大的誤報率將嚴(yán)重?fù)p害車輛駕駛員和乘客的舒適性及安全意識。

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，提供了一種根據(jù)CCD攝像頭確定己車前方障礙物類型，由測距裝置測量自車與障礙物的相對距離和相對速度以及通過速度傳感器測量己車車速，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送至單片機(jī)，由單片機(jī)處理后判決是否對駕駛員進(jìn)行聲光報警的車輛防碰撞預(yù)警裝置，其有效地減少了誤報率，提高了交通運輸效率。本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種車輛防碰撞預(yù)警裝置，其主要技術(shù)特征在于包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、毫米微波雷達(dá)測速測距裝置、超聲波傳感器、速度傳感器、制動傳感器、油門傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器、單片機(jī)和預(yù)警裝置；其中，圖像采集模塊采集車輛前方的信息發(fā)送給圖像處理模塊，·圖像處理模塊處理后發(fā)送給單片機(jī)，同時毫米微波雷達(dá)測速測距裝置將測得的前車與己車的相對距離和相對速度數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，超聲波傳感器將測得的自身車速發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)處理圖像信息和距離與速度數(shù)據(jù)后，判斷車輛是否處于報警臨界狀態(tài)，并通過預(yù)警裝置進(jìn)行顯示。而且，所述的圖像采集模塊采用CXD攝像頭。而且，所述的圖像處理模塊采用DSP圖像處理模塊。而且，所述的速度傳感器采用霍爾車速傳感器。而且，所述的單片機(jī)采用AT89C52單片機(jī)。而且，所述的預(yù)警裝置包括IXD顯示模塊、指示燈和語音輸出模塊。而且，所述的指示燈包括紅色指示燈、綠色指示燈和黃色指示燈。而且，所述的語音輸出模塊包括語音合成器、功放和喇叭，其中，語音合成器連接功放，功放連接喇叭。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是
I、本發(fā)明利用CCD攝像頭和DSP圖像處理模塊確定車輛前方的多個障礙物目標(biāo)，然后通過毫米微波雷達(dá)測速測距裝置測得己車與障礙物的相對距離和速度，可以有效的減少預(yù)
警裝置的誤報率，減少追尾碰撞等事故的發(fā)生，提高交通運輸效率，準(zhǔn)確地實現(xiàn)車輛防撞預(yù)
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目O2、本發(fā)明汽車防碰撞預(yù)警裝置能夠在事故發(fā)生前提醒駕駛員注意，以及在緊急情況下幫助駕駛員采取安全措施控制汽車，使汽車能主動避開危險，保證車輛安全行駛。裝置利用現(xiàn)代信息技術(shù)、傳感技術(shù)來擴(kuò)展駕駛員的感知能力，將感知技術(shù)獲取的外界信息如車道標(biāo)志線、與其他障礙物、車輛的相對距離、相對速度等參數(shù)傳遞給駕駛員，同時在路況與車況的綜合信息中辨識是否構(gòu)成安全隱患，發(fā)現(xiàn)隱患及時提醒駕駛員。研究證明，危險情況時，如果能多給駕駛員半秒鐘的預(yù)處理時間，則可分別減少追尾事故30%、路面相關(guān)事故50%、迎面撞車事故60%。如果能夠在事故發(fā)生前及時提醒駕駛員注意緊急情況，對減少交通事故發(fā)生無疑是非常有用的，而車輛碰撞預(yù)警系統(tǒng)是實現(xiàn)這一功能的重要手段。


圖I是本發(fā)明實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進(jìn)一步詳述
一種車輛防碰撞預(yù)警裝置，其主要技術(shù)特征在于包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、毫米微波雷達(dá)測速測距裝置、超聲波傳感器、速度傳感器、制動傳感器、油門傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器、單片機(jī)和預(yù)警裝置；其中，圖像采集模塊采集車輛前方的信息發(fā)送給圖像處理模塊，圖像處理模塊處理后發(fā)送給單片機(jī)，同時毫米微波雷達(dá)測速測距裝置將測得的前車與己車的相對距離和相對速度數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，超聲波傳感器將測得的自身車速發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)處理圖像信息和距離與速度數(shù)據(jù)后，判斷車輛是否處于報警臨界狀態(tài)，并通過預(yù)警裝置進(jìn)行顯示。結(jié)合圖1，闡述本發(fā)明的工作原理·
整個系統(tǒng)由信息采集單元、單片機(jī)、預(yù)警裝置構(gòu)成。信息采集單元用來采集整車行駛過程中各種系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)及開關(guān)量，單片機(jī)用來接收信息采集單元發(fā)過來的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷處理，然后再發(fā)送到預(yù)警裝置。利用安裝在汽車上的毫米微波雷達(dá)測速測距裝置實時測量自車與前方目標(biāo)的距離和相對速度等信息，并迅速反饋給單片機(jī)；利用安裝在車上的霍爾車速傳感器測得車速信號，送入單片機(jī)進(jìn)行處理計算，計算出實時速度值；制動和轉(zhuǎn)向以開關(guān)量的形式輸入到單片機(jī)，信息采集單元把所有傳感器的信息發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)采集的數(shù)據(jù)對當(dāng)前的行車安全狀態(tài)進(jìn)行判斷處理，并給出處理結(jié)果，然后把處理好的結(jié)果發(fā)送給預(yù)警裝置；預(yù)警
裝置根據(jù)發(fā)過來的信息，實時顯示速度和距離，如果車輛處于不安全狀態(tài)會進(jìn)行相應(yīng)的報
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目O單片機(jī)處理器AT89C52根據(jù)檢測距離和速度判斷是否報警及報警類型。本系統(tǒng)采用美國ISD公司的優(yōu)質(zhì)集成語音芯片ISD1420來實現(xiàn)語音提示和報警功能，ISD1420芯片為單片語音記錄、回憶一體化芯片，片內(nèi)含EEPROM存儲器，可進(jìn)行連續(xù)錄音，也可進(jìn)行分段錄音。通過分段錄音和放音，可發(fā)出不同的報警提示。報警系統(tǒng)分為三個等級，采用兩次報警，其中，如果實際測量距離大于提醒報警距離時，系統(tǒng)不報警，只是綠燈閃爍，提醒駕駛?cè)藛T注意，可以不采取任何措施，即為安全行車狀態(tài)；如果實際測量間距小于提醒報警距離而大于危險報警距離時，指示燈顯示黃燈閃爍的同時，出現(xiàn)喇叭的鳴叫，即為提醒報警狀態(tài)，提醒駕駛員需要松開油門踏板；如果實際測量間距小于危險報警距離時，指示燈顯示紅燈閃爍且喇叭會發(fā)出長鳴報警，即為危險狀態(tài)，要求駕駛員必須緊急制動，否則就有可能有危險發(fā)生。單片機(jī)采集車輛與障礙物距離和本車車速，并與相應(yīng)車速下安全距離和危險距離進(jìn)行比較，判斷汽車與障礙物的距離是否安全，當(dāng)達(dá)到設(shè)置的安全報警距離時，單片機(jī)向報警端口輸出信號發(fā)生報警，如果司機(jī)沒有采取相應(yīng)減速剎車措施，此時油門傳感器發(fā)送給單片機(jī)的數(shù)據(jù)沒有減小，單片機(jī)控制器向自動減速裝置發(fā)出驅(qū)動信號，自動改變發(fā)動機(jī)節(jié)氣門開度以實現(xiàn)減速慢行；如車速過快，導(dǎo)致本車與障礙物的距離過小，進(jìn)入設(shè)定危險距離臨界狀態(tài)時，單片機(jī)控制器發(fā)出緊急自動制動驅(qū)動信號，打開自動制動裝置以實現(xiàn)緊急剎車。
需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍?！?br> 權(quán)利要求
1.一種車輛防碰撞預(yù)警裝置，其主要技術(shù)特征在于包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、毫米微波雷達(dá)測速測距裝置、超聲波傳感器、速度傳感器、制動傳感器、油門傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器、單片機(jī)和預(yù)警裝置；其中，圖像采集模塊采集車輛前方的信息發(fā)送給圖像處理模塊，圖像處理模塊處理后發(fā)送給單片機(jī)，同時毫米微波雷達(dá)測速測距裝置將測得的前車與己車的相對距離和相對速度數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，超聲波傳感器將測得的自身車速發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)處理圖像信息和距離與速度數(shù)據(jù)后，判斷車輛是否處于報警臨界狀態(tài)，并通過預(yù)警裝置進(jìn)行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車輛防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于所述的圖像采集模塊采用CCD攝像頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車輛防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于所述的圖像處理模塊采用DSP圖像處理模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車輛防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于所述的速度傳感器采用霍爾車速傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車輛防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于所述的單片機(jī)采用AT89C52單片機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車輛防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于所述的預(yù)警裝置包括LCD顯示模塊、指示燈和語音輸出模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或6所述的車輛防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于所述的指示燈包括紅色指示燈、綠色指示燈和黃色指示燈。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或6所述的車輛防碰撞預(yù)警裝置，其特征在于所述的語音輸出模塊包括語音合成器、功放和喇叭，其中，語音合成器連接功放，功放連接喇叭。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種車輛防碰撞預(yù)警裝置，其主要技術(shù)特征在于包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、毫米微波雷達(dá)測速測距裝置、超聲波傳感器、速度傳感器、制動傳感器、油門傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器、單片機(jī)和預(yù)警裝置；其中，圖像采集模塊采集車輛前方的信息發(fā)送給圖像處理模塊，圖像處理模塊處理后發(fā)送給單片機(jī)，同時毫米微波雷達(dá)測速測距裝置將測得的前車與己車的相對距離和相對速度數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，超聲波傳感器將測得的自身車速發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)處理圖像信息和距離與速度數(shù)據(jù)后，判斷車輛是否處于報警臨界狀態(tài)，并通過預(yù)警裝置進(jìn)行顯示。本發(fā)明有效地減少預(yù)警裝置的誤報率，減少追尾碰撞等事故的發(fā)生，提高交通運輸效率。
文檔編號B60W30/09GK102785660SQ201210292268
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者毛振剛 申請人:毛振剛