專利名稱：一種駕駛員視覺輔助裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及駕駛員視覺輔助技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及ー種駕駛員視覺輔助 裝置。
背景技術(shù)：
低能見度情況下駕駛員的視覺觀察能力會被嚴重削弱，比如在霧天、雪天及大雨天氣，駕駛員的視覺范圍會大大縮小。低能見度情況下的事故大多由于駕駛員沒有觀察到其他車輛而引發(fā)，從而引發(fā)自身車輛與周圍車輛距離越來越近，當駕駛員發(fā)現(xiàn)其他車輛的存在時往往來不及剎車而引發(fā)碰撞事故。目前針對低能見度情況下的安全行車問題大多采用碰撞預(yù)警的方式來解決，通過利用超聲波傳感器、測距雷達或紅外傳感器來探測車輛周圍的其他車輛，當存在碰撞風險時對駕駛員進行報警，避免碰撞事故的發(fā)生，這類系統(tǒng)提高了車輛在低能見度下的安全性。但是，同時也存在兩個問題第一、預(yù)警形式通常采用聲音或視覺形式，這種預(yù)警形式只能給駕駛員提供碰撞預(yù)警信號，不能用于非危險情況下對駕駛員進行提示。第二、存在事故風險時，對駕駛員進行報警不能完全避免事故的發(fā)生，報警的時機及駕駛員對報警信號的接受程度，均會影響到這類報警系統(tǒng)的有效性。

實用新型內(nèi)容為彌補上述缺陷，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提出ー種駕駛員視覺輔助裝置及其視覺輔助方法，在低能見度情況下，可以實現(xiàn)非危險情況的預(yù)警，從而避免事故的發(fā)生，保證車輛安全行駛。為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。技術(shù)方案一—種駕駛員視覺輔助裝置，基于上述駕駛員視覺輔助裝置，其特征在干，所述裝置包括雷達、速度傳感器、處理器和顯示裝置，所述雷達用于探測前方道路的形狀及前方道路上的其他車輛，并將探測到的信息發(fā)送給所述處理器；所述速度傳感器對自車的速度進行測量；所述處理器對接收到的探測信息結(jié)合自車速度進行處理，得到駕駛環(huán)境數(shù)據(jù)；所述顯示裝置顯示所述駕駛環(huán)境數(shù)據(jù)。上述技術(shù)方案的特點和進ー步改進在于(I)、所述駕駛環(huán)境數(shù)據(jù)為自車與前方區(qū)域其他車輛之間的相對距離、相対速度或相對角。(2)、所述駕駛環(huán)境數(shù)據(jù)為自車的行駛速度，前方道路的形狀，前方其他車輛的位置，前方其他車輛的行駛速度，自車與前方其他車輛的距離。(3)、所述處理器通過CAN總線接ロ與雷達連接，所述處理器通過I/O接ロ與自車的速度信號線連接，所述處理器通過SPI接ロ與顯示器連接。(4)、所述雷達采用激光雷達，且安裝在自車前保險桿中央。[0013](5)、所述裝置還包括啟動開關(guān)，該啟動開關(guān)安裝在所述裝置的供電線路上，用于控制所述裝置的開啟和關(guān)閉。技術(shù)方案ニ ー種駕駛員視覺輔助方法，其特征在于，雷達探測前方道路的形狀及前方道路上的其他車輛；處理器將雷達探測到的前方道路上的其他車輛按類型用不同標記表示，并計算前方其他車輛的位置及行駛速度；顯示裝置顯示處理器處理的結(jié)果；當自車與前方其他車輛距離較近，且自車速度高于前方其他車輛行駛速度吋，則顯示裝置將前方道路上的其他車輛的圖標標記為紅色，警示駕駛員。上述技術(shù)方案的特點和進ー步改進在于(I)、處理器將雷達探測到的前方道路上的其他車輛按車輛類型用不同標記表示 具體是指處理器將采集到的前方其他車輛的外形輪廓，分析得到車輛的外形寬度，設(shè)定車型寬度條件得到車輛類型，并且不同類型車輛用不同標記表示。(2)、所述顯示裝置顯示處理器處理結(jié)果具體是指所述顯示裝置顯示自車的行駛速度，前方道路的形狀，前方其他車輛的位置，前方其他車輛的行駛速度，自車與前方其他車輛的距離。本實用新型是通過激光雷達對自車的前方道路進行探測，分析前方道路的形狀，同時識別前方道路中存在的其他車輛，測量自車與前方其他車輛之間的相對距離、相對速度、相對角度等信息，同時利用速度傳感器對自車的行駛速度進行測量。綜合利用以上信息，通過在儀表盤上安裝小型液晶顯示器，利用數(shù)據(jù)分析與圖像顯示功能，采用實例圖像的方式在液晶顯示器中實時顯示自車的運行速度、前方道路形狀、前方其他車輛所在的位置、前方其他車輛的行駛速度、自車與前方其他車輛的距離等。低能見度情況下，駕駛員對于前方道路形狀與其他車輛的觀察能力較低，從而通過上述技術(shù)方案可以提高駕駛員對前方道路和其他車輛的觀察能力，降低低能見度情況所帶來的影響，避免出現(xiàn)危險情況，從而保證車輛的安全行駛。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型的技術(shù)方案作進ー步詳細說明。圖I為本實用新型實施例駕駛員視覺輔助裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
低能見度情況下，車輛正常行駛過程中，實時形象的對駕駛員進行提示，告知駕駛員其他車輛的位置、速度，自車與其他車輛的相對運動關(guān)系等信息，則駕駛員能夠做到類似正常能見度情況下的安全駕駛，避免出現(xiàn)引發(fā)事故的危險情況，提高駕駛員的駕駛信心。低能見度情況下，車輛正常行駛的過程中，對駕駛員進行提示要早于目前所采用的碰撞預(yù)警裝置，從而在很大程度避免危險情況的發(fā)生。
以下結(jié)合附圖及其具體實施方式
詳細介紹本實用新型的技術(shù)方案。參考


圖1，本實施例以激光雷達為例進行說明，低能見度駕駛員視覺輔助裝置中，激光雷達通過螺栓與前保險桿中央內(nèi)部車身連接，激光雷達朝向前方道路安裝。處理器采用微處理器，安裝于儀表盤內(nèi)部。顯示裝置采用LCD液晶顯示器安裝于儀表盤上，朝向駕駛員安裝。系統(tǒng)啟動開關(guān)安裝于儀表盤上。微處理器通過I/O接ロ采集自車內(nèi)部的車速信號，通過CAN總線接ロ采集來自激光雷達的數(shù)據(jù)，通過SPI接ロ控制LCD液晶顯示器的顯示功能。系統(tǒng)啟動開關(guān)用于接通或者斷開整個系統(tǒng)的電源，從而控制整個系統(tǒng)的開啟或關(guān)閉。系統(tǒng)啟動開關(guān)開啟之后，激光雷達開始對自身車輛的前方區(qū)域進行掃描，同時將掃描得到的結(jié)果通過CAN總線接ロ返回到微處理器中，微處理器同時通過I/O接ロ采集自身車輛的運行速度。一次數(shù)據(jù)采集完成之后，微處理器對所采集得到的雷達數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)路側(cè)靜止障礙物特征識別分析道路的幾何形狀，確定道路形狀表征曲線，同時根據(jù)自車的運動速度、自車與前方其他車輛之間的相対速度、相對距離、其他車輛的外形輪廓數(shù)據(jù)，判斷前方是否存在其他車輛以及其他車輛的類型，例如前方的小型車輛、前方的大型車輛等。識別得到前方的其他車輛之后，根據(jù)自車與其他車輛的相對距離、相對角度，確定其他車輛的確切位置，同時根據(jù)自車與其他車輛的相対速度、自車的行駛速度，確定其他車輛的速度。 分析得到上述數(shù)據(jù)之后，利用圖形化的方式在LCD液晶顯示器中實時顯示道路形狀表征曲線、前方其他車輛的類型、前方其他車輛的位置以及速度等信息，用于增強駕駛員在低能見度情況下，對前方道路交通場景的感知程度，提高駕駛員對前方交通場景的把握程度，降低低能見度給駕駛員視覺觀察所帯來的影響。低能見度駕駛員視覺輔助方法，具體步驟如下步驟ー安裝激光雷達、微處理器及IXD液晶顯示器；首先，安裝激光雷達，激光雷達安裝位置為自身車輛前保險桿中央位置，利用螺栓將激光雷達與保險桿內(nèi)部車身結(jié)構(gòu)固定。其次，激光雷達安裝完成之后安裝微處理器，微處理器安裝于自身車輛儀表盤內(nèi)部。再次，安裝LCD液晶顯示器，利用塑料支架與雙面膠將LCD液晶顯示器安裝于儀表盤上，屏幕朝向駕駛員安裝。最后，連接激光雷達與微處理器之間的CAN總線接ロ，連接車速信號與微處理器之間的I/O接ロ，連接LCD液晶顯示器與微處理器之間的SPI接ロ，連接系統(tǒng)啟動開關(guān)與微處理器之間的電源接ロ。步驟ニ 識別判斷前方道路形狀；激光雷達測量返回的結(jié)果是一系列的點，對于每一個測量點，激光雷達返回自身車輛與這些點之間的相對距離、相對角度與相対速度。路側(cè)的護欄、綠化帶或者臺階，這類物體在路側(cè)保持靜止，同時這類物體組成的形狀與道路線形保持一致。對于路側(cè)的靜止物體，激光雷達測量得到的相対速度與自身車輛的行駛速度大小基本相同。因此，如果某ー個測量返回點的相対速度與自車行駛速度之間差值的絕對值小于5km/h時，可以判定該數(shù)據(jù)點屬于路側(cè)靜止物體。通過對所有測量點進行分析，識別所有的路側(cè)靜止點并將所有點用兩條曲線表示，從而得到表示前方道路形狀的曲線。步驟三識別前方其他車輛；激光雷達測量返回的數(shù)據(jù)中除了道路兩側(cè)靜止物體之外還包括道路上行駛的其他車輛。根據(jù)自身車輛與前方其他車輛的運動關(guān)系，如果某測量點的相対速度與自車的行駛速度之間差值的絕對值大于5km/h，則該測量點可以確定為前方其他行駛的車輛。對激光雷達所有的數(shù)據(jù)點進行分析，確定前方區(qū)域中所存在的車輛。[0036]步驟四判別前方車輛類型；利用激光雷達所測量得到的其他前方車輛數(shù)據(jù)點，計算車輛的外形輪廓，得到車輛的外形寬度，設(shè)定車型寬度條件，當車輛寬度小于2. 2米時將車輛確定為小型車輛，在LCD液晶顯示器顯示前方車輛時采用小型車輛圖標表示；當車輛寬度大于等于2. 2米時將目標車輛確定為大型車輛，在LCD液晶顯示器顯示前方車輛時采用大型車輛圖標表示。步驟五計算前方其他車輛的位置及行駛速度；前方其他車輛的位置由激光雷達所測量得到的相對角度、相對距離數(shù)據(jù)確定前方其他車輛的位置，在LCD液晶顯示器中顯示前方其他車輛時，根據(jù)相對角度和相對距離數(shù)據(jù)確定前方車輛在屏幕中的位置；根據(jù)自車行駛速度與激光雷達所測量得到的自車與前方其他車輛的相対速度，計算前方其他車輛的行駛速度，計算方法為自車行駛速度加上相對速度，當自車速度高于前方其他車輛時設(shè)定相対速度為負，自車速度低于前方其他車輛速
度時設(shè)定相対速度為正，通過以上方法計算確定前方其他車輛的運行速度。步驟六提示行駛安全性；低能見度與正常能見度相比，自車與前方其他車輛之間需要保持更遠的距離，因此在低能見度情況下，當自車行駛速度超過一定程度吋，自車需要與前方其他車輛保持更遠的距離。設(shè)定車速超過40km/h時，如果自車與前方其他車輛的距離小于50米時，微處理器控制LCD將顯示器中其他車輛用紅顏色進行標記，但此過程并不對駕駛員進行報警提示，只是對駕駛員進行提示前方較近距離內(nèi)存在其他車輛，需要更加謹慎駕駛，避免危險情況的發(fā)生。步驟七顯示道路形狀，自車與其他車輛的位置關(guān)系及相對運動關(guān)系；微處理器通過對自車車速、激光雷達采集數(shù)據(jù)進行分析，計算得到自身車輛前方道路形狀的表征曲線，同時識別出前方道路上其他車輛的位置、車輛的類型以及車輛的行駛速度。微處理器利用SPI接ロ在IXD液晶顯示器中實時顯示前方道路的形狀曲線、前方其他車輛的位置、前方其他車輛的類型、前方其他車輛的行駛速度等信息。在低能見度情況下實時的顯示自身車輛的前方道路場景，提高駕駛員在低能見度情況下對于前方道路場景的感知程度，提高車輛在低能見度情況駕駛過程中的安全性。本實用新型設(shè)計簡單，可靠性高；圖形化顯示，直觀、可靠；在低能見度情況下，可以實現(xiàn)非危險情況的預(yù)警，從而避免事故的發(fā)生，保證車輛安全行駛。本實用新型還有多種實施方式，但凡在實用新型的精神和實質(zhì)范圍內(nèi)，所作的任何改變、等同替換和改進，均在實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種駕駛員視覺輔助裝置，其特征在于，所述裝置包括雷達、速度傳感器、處理器和顯示裝置，所述雷達用于探測前方道路的形狀及前方道路上的其他車輛，并將探測到的信息發(fā)送給所述處理器；所述速度傳感器對自車的速度進行測量；所述處理器對接收到的探測信息結(jié)合自車速度進行處理，得到駕駛環(huán)境數(shù)據(jù)；所述顯示裝置顯示所述駕駛環(huán)境數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求I所述的駕駛員視覺輔助裝置，其特征在于，所述處理器通過CAN總線接ロ與雷達連接，所述處理器通過I/O接ロ與自車的速度信號線連接，所述處理器通過SPI接ロ與顯示器連接。
3.如權(quán)利要求I所述的駕駛員視覺輔助裝置，其特征在于，所述雷達采用激光雷達，且安裝在自車前保險桿中央。
4.如權(quán)利要求I所述的駕駛員視覺輔助裝置，其特征在于，所述裝置還包括啟動開關(guān)，該啟動開關(guān)安裝在所述裝置的供電線路上，用于控制所述裝置的開啟和關(guān)閉。
專利摘要本實用新型涉及駕駛員視覺輔助裝置技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種駕駛員視覺輔助裝置及其視覺輔助方法。其裝置包括雷達、速度傳感器、處理器和顯示裝置，所述雷達用于探測前方道路的形狀及前方道路上的其他車輛，并將探測到的信息發(fā)送給所述處理器；所述速度傳感器對自車的速度進行測量；所述處理器對接收到的探測信息結(jié)合自車速度進行處理，得到駕駛環(huán)境數(shù)據(jù)；所述顯示裝置顯示所述駕駛環(huán)境數(shù)據(jù)。本實用新型設(shè)計簡單，可靠性高；圖形化顯示，直觀、可靠；在低能見度情況下，可以實現(xiàn)非危險情況的預(yù)警，從而避免事故的發(fā)生，保證車輛安全行駛。
文檔編號B60K35/00GK202806394SQ20122027330
公開日2013年3月20日 申請日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者王暢, 付銳, 郭應(yīng)時, 袁偉 申請人:長安大學(xué)