本實(shí)用新型涉及車輛安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種車輛智能防碰撞系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，車輛逐漸作為每個(gè)家庭必須的代步工具，據(jù)人民網(wǎng)《2014年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》(下稱《公報(bào)》)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，我國(guó)2014年底全國(guó)民用汽車保有量為15447萬輛，比2013年末增長(zhǎng)了12.4％。其中，民用轎車數(shù)量增長(zhǎng)了16.6％，達(dá)8307萬輛；私人轎車增長(zhǎng)了18.4％，達(dá)7590萬輛。

然而隨著汽車數(shù)量的劇增，路面交通日漸擁擠，交通事故頻發(fā)，《公報(bào)》指出，2014全國(guó)道路交通事故萬車死亡人數(shù)為2.22人，比2013年底萬車死亡人數(shù)2.3人下降了5％，但通過2014年汽車保有量數(shù)據(jù)可得出2014年的交通事故死亡人數(shù)為34292.34人，比2013年的死亡31604.3人增加了2688.04人，增長(zhǎng)率為8.5％；相比2012年的死亡30222.5人，增加了4069.84人，增長(zhǎng)率為13.46％；相比2011年的死亡29618人，增加了4676.34人，增長(zhǎng)率為15.78％。此外，因交通事故造成的財(cái)產(chǎn)損失巨大，引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。

針對(duì)上述問題，目前國(guó)內(nèi)外已有多家研究機(jī)構(gòu)從事車輛防撞預(yù)警方面的工作，且開發(fā)出了多個(gè)車輛智能防撞系統(tǒng)。然而現(xiàn)有的車輛智能防撞系統(tǒng)的操作對(duì)象只面向單輛車，并不能為“多車”信息交互提供渠道，因此在多車緊急事故中不能發(fā)揮應(yīng)有的作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供了一種可以實(shí)現(xiàn)“多車”信息交互的車輛智能防碰撞系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種車輛智能防碰撞系統(tǒng)，包括：

測(cè)速模塊，設(shè)于車輛內(nèi)，實(shí)時(shí)測(cè)量自身車輛的速度信息；

實(shí)時(shí)定位模塊，實(shí)時(shí)獲取和顯示車輛的位置信息；

實(shí)時(shí)測(cè)距模塊，設(shè)于車輛前端，實(shí)時(shí)測(cè)量自身車輛與前方車輛的距離；

通訊模塊，與前方車輛和后方車輛進(jìn)行信息交互；

提示模塊，根據(jù)車輛自身和前方車輛的安全狀態(tài)信息對(duì)駕駛員進(jìn)行提示；

制動(dòng)模塊，連接至車輛自身的剎車系統(tǒng)，根據(jù)車輛的安全狀態(tài)信息進(jìn)行緊急制動(dòng)；

主控制器，接收所述測(cè)速模塊、實(shí)時(shí)定位模塊、實(shí)時(shí)測(cè)距模塊、通訊模塊的信息后進(jìn)行處理得到車輛當(dāng)前的安全狀態(tài)信息，并將該安全狀態(tài)信息傳遞至通訊模塊，同時(shí)發(fā)送對(duì)應(yīng)的指令至提示模塊和制動(dòng)模塊。

進(jìn)一步的，所述測(cè)速模塊為測(cè)速傳感器。

進(jìn)一步的，所述實(shí)時(shí)定位模塊包括GPS和電子地圖，將GPS獲得的車輛位置信息實(shí)時(shí)標(biāo)注在電子地圖上。

進(jìn)一步的，所述實(shí)時(shí)測(cè)距模塊為雙目測(cè)距裝置，包括設(shè)于車輛前端的兩個(gè)攝像頭和與所述攝像頭連接的距離計(jì)算單元。

進(jìn)一步的，所述通訊模塊包括分別設(shè)于車輛前端的第一射頻收發(fā)器和設(shè)于車輛后端的第二射頻收發(fā)器，分別負(fù)責(zé)與前方車輛和后方車輛的信息交互，還包括設(shè)于道路轉(zhuǎn)彎處的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)站，與所述第一、第二射頻收發(fā)器進(jìn)行通訊。

進(jìn)一步的，所述提示模塊包括蜂鳴器和指示燈。

進(jìn)一步的，所述主控制器為單片機(jī)。

本實(shí)用新型還提供一種車輛智能防碰撞系統(tǒng)的防碰撞方法，包括以下步驟：

S1：通過所述測(cè)速模塊、實(shí)時(shí)定位模塊、實(shí)時(shí)測(cè)距模塊和通訊模塊分別獲得自身車輛和前方車輛的狀態(tài)信息，所述狀態(tài)信息包括速度信息、位置信息、與前方車輛的距離信息以及緊急制動(dòng)信息，并將所述狀態(tài)信息上傳至所述主控制器；

S2：所述主控制器根據(jù)接收的上述狀態(tài)信息判斷自身車輛和前方車輛當(dāng)前的安全狀態(tài)，并將所述安全狀態(tài)信息通過通訊模塊發(fā)送至后方車輛，同時(shí)根據(jù)當(dāng)前的安全狀態(tài)信息發(fā)送至提示模塊和制動(dòng)模塊，使提示模塊和制動(dòng)模塊根據(jù)接收的指令做出相應(yīng)的操作。

進(jìn)一步的，所述步驟S2中，還包括所述主控制器將前方車輛的位置信息傳遞至實(shí)時(shí)定位模塊，并通過實(shí)時(shí)定位模塊進(jìn)行顯示，同時(shí)在轉(zhuǎn)彎處遇到兩車相會(huì)時(shí)，所述主控制器根據(jù)相會(huì)兩車的速度模擬出會(huì)車路線，并將所述會(huì)車路線通過所述實(shí)時(shí)定位模塊進(jìn)行顯示。

進(jìn)一步的，所述步驟S2中，所述主控制器接收自身車輛和前方車輛當(dāng)前的車速信息、位置信息和與前方車輛的距離信息，將自身車輛的狀態(tài)數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的距離參數(shù)和前方車輛的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，得到車輛的安全狀態(tài)信息，并將該安全狀態(tài)信息發(fā)送至通訊模塊與后方車輛進(jìn)行交互，同時(shí)發(fā)送對(duì)應(yīng)的指令至提示模塊和制動(dòng)模塊進(jìn)行對(duì)應(yīng)的操作；當(dāng)前方車輛發(fā)出緊急制動(dòng)時(shí)，所述主控制器接收該緊急制動(dòng)信息，并發(fā)送相關(guān)指令至提示模塊，使其做出相應(yīng)操作；主控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自身車輛的速度變化，當(dāng)發(fā)生速度突降時(shí)，主控制器將該速度突降信息通過通訊模塊發(fā)送至后方車輛使其及時(shí)減速。

本實(shí)用新型提供的車輛智能防碰撞系統(tǒng)，通過設(shè)置測(cè)速模塊、實(shí)時(shí)定位模塊、實(shí)時(shí)測(cè)距模塊和通訊模塊分別獲得自身車輛和前方車輛的狀態(tài)信息，包括速度信息、位置信息、與前方車輛的距離信息以及緊急制動(dòng)信息，接著通過主控制器對(duì)獲得的狀態(tài)信息進(jìn)行處理得到車輛自身的安全狀態(tài)信息，并將所述安全狀態(tài)信息通過通訊模塊發(fā)送至后方車輛，同時(shí)根據(jù)當(dāng)前的安全狀態(tài)信息發(fā)送至提示模塊和制動(dòng)模塊，使提示模塊給出相應(yīng)提示，當(dāng)車輛處于危急狀態(tài)時(shí)，通過制動(dòng)模塊進(jìn)行緊急制動(dòng)避免車輛發(fā)生碰撞；此外主控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自身車輛的速度變化，當(dāng)發(fā)生速度突降時(shí)，主控制器將該速度突降信息通過通訊模塊發(fā)送至后方車輛使其及時(shí)減速。本實(shí)用新型有效實(shí)現(xiàn)了“多車”之間的信息交互，使車輛間的信息互通，更好地實(shí)現(xiàn)了預(yù)警功能，大大提高了防碰撞系統(tǒng)的可靠性和車輛行駛的安全性。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型車輛智能防碰撞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2a、2b是本實(shí)用新型雙目測(cè)距技術(shù)的計(jì)算原理圖；

圖3是本實(shí)用新型車輛在轉(zhuǎn)彎處的信號(hào)交互示意圖。

圖中所示：1、測(cè)速模塊；2、實(shí)時(shí)定位模塊；3、實(shí)時(shí)測(cè)距模塊；31、攝像頭；32、距離計(jì)算單元；4、通訊模塊；41、第一射頻收發(fā)器；42、第二射頻收發(fā)器；43、信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)站；5、提示模塊；51、蜂鳴器；52、指示燈；6、制動(dòng)模塊；7、主控制器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述：

如圖1所示，本實(shí)用新型一種車輛智能防碰撞系統(tǒng)，包括：

測(cè)速模塊1，設(shè)于車輛內(nèi)，實(shí)時(shí)測(cè)量自身車輛的速度信息；優(yōu)選的，所述測(cè)速模塊1為測(cè)速傳感器，實(shí)時(shí)性好，準(zhǔn)確可靠。

實(shí)時(shí)定位模塊2，實(shí)時(shí)獲取和顯示車輛的位置信息；優(yōu)選的，實(shí)時(shí)定位模塊2包括GPS和電子地圖，GPS實(shí)時(shí)獲取車輛的位置信息，并通過電子地圖進(jìn)行實(shí)時(shí)標(biāo)注。

實(shí)時(shí)測(cè)距模塊3，設(shè)于車輛前端，實(shí)時(shí)測(cè)量自身車輛與前方車輛的距離；所述實(shí)時(shí)測(cè)距模塊3為雙目測(cè)距裝置，包括設(shè)于車輛前端的兩個(gè)攝像頭31和與所述攝像頭31連接的距離計(jì)算單元32。具體的，距離計(jì)算單元32根據(jù)攝像頭31獲取的圖片采用雙目測(cè)距技術(shù)進(jìn)行測(cè)距，兩個(gè)攝像頭31位于車輛前端，且處于同一水平直線上，其間距稱為基線記為d，焦距為f，一同對(duì)前方車輛進(jìn)行每隔1秒一次的拍攝，然后將拍攝的圖片發(fā)送給距離計(jì)算單元32。距離計(jì)算單元32將圖片進(jìn)行灰度處理，在兩張圖中選取灰度急劇變化的同一邊緣點(diǎn)作為我們的基準(zhǔn)點(diǎn)P。如圖2a、2b所示，以兩張圖中心O_l、O_r為原點(diǎn)建立坐標(biāo)軸分別為x_l O_l y_l與x_rO_r y_r，兩平面分別與Z軸垂直，圖2b為點(diǎn)P在X-Z平面中的投影圖像。設(shè)x₁、x₂為攝像頭31攝像平面坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，那么基準(zhǔn)點(diǎn)P在兩不同位置攝像頭31中的成像視差D＝x₁-x₂。由攝像機(jī)投射投影模型可以計(jì)算出與前車距離l為：

$l=\frac{d\·f}{D}---\left(1\right)$

其中均以像素為單位。

通訊模塊4，與前方車輛和后方車輛進(jìn)行信息交互；優(yōu)選的，所述通訊模塊4包括分別設(shè)于車輛前端的第一射頻收發(fā)器41和設(shè)于車輛后端的第二射頻收發(fā)器42，分別負(fù)責(zé)與前方車輛和后方車輛的信息交互，還包括設(shè)于道路轉(zhuǎn)彎處的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)站43，與所述第一、第二射頻收發(fā)器41、42進(jìn)行通訊。具體的，當(dāng)?shù)缆窞橹本€型時(shí)，車輛之間可以通過第一、第二射頻收發(fā)器41、42直接進(jìn)行通訊，即車輛通過第一射頻收發(fā)器41與前方車輛進(jìn)行通信，同時(shí)通過第二射頻收發(fā)器42與后方車輛進(jìn)行通信，相互傳遞車輛的狀態(tài)信息，然而在道路轉(zhuǎn)彎處，特別是有障礙物的情況下，相鄰車輛間未能直接通信，此時(shí)通過在道路轉(zhuǎn)彎處設(shè)置信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)站43，實(shí)現(xiàn)相鄰車輛間的間接通信，如圖3所示。

提示模塊5，根據(jù)車輛自身和前方車輛的安全狀態(tài)信息對(duì)駕駛員進(jìn)行提示；所述提示模塊5包括蜂鳴器51和指示燈52，正常情況下，指示燈52亮綠燈，當(dāng)發(fā)生危急情況時(shí)發(fā)出提示音或提示燈光。

制動(dòng)模塊6，連接至車輛自身的剎車系統(tǒng)，根據(jù)車輛的安全狀態(tài)信息進(jìn)行緊急制動(dòng)；當(dāng)車輛處于危急狀態(tài)時(shí)，制動(dòng)模塊6通過控制剎車系統(tǒng)進(jìn)行緊急制動(dòng)，避免發(fā)生事故。

主控制器7，接收所述測(cè)速模塊1、實(shí)時(shí)定位模塊2、實(shí)時(shí)測(cè)距模塊3、通訊模塊4的信息后進(jìn)行處理得到車輛當(dāng)前的安全狀態(tài)信息，并將該安全狀態(tài)信息傳遞至通訊模塊4，同時(shí)發(fā)送對(duì)應(yīng)的指令至提示模塊5和制動(dòng)模塊6。優(yōu)選的，所述主控制器7為單片機(jī)，其集運(yùn)算器、控制器和寄存器為一體，具體的，主控制器7接收自身車輛和前方車輛當(dāng)前的車速信息、位置信息和與前方車輛的距離信息，將自身車輛的狀態(tài)數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的距離參數(shù)和前方車輛的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，得到車輛的安全狀態(tài)信息，并將該安全狀態(tài)信息發(fā)送至通訊模塊4與后方車輛進(jìn)行交互，同時(shí)發(fā)送對(duì)應(yīng)的指令至提示模塊5和制動(dòng)模塊6進(jìn)行相關(guān)的操作。本實(shí)施例中，當(dāng)車輛與前方車輛的距離小于安全距離(如小于80m)，且自身車輛的速度大于前方車輛的速度時(shí)，發(fā)送至令至提示模塊5，使提示燈52亮紅燈，提示駕駛員注意減速；當(dāng)車輛與前方車輛的距離小于緊急距離(如小于40m)，且自身車輛的速度大于前方車輛的速度時(shí)，發(fā)送至令至提示模塊5，使蜂鳴器51響起，警示駕駛員及時(shí)減速；當(dāng)車輛與前方車輛的距離小于危急距離(如小于20m)，且自身車輛的速度大于前方車輛的速度時(shí)，發(fā)送指令至制動(dòng)模塊6，使其控制剎車系統(tǒng)進(jìn)行緊急制動(dòng)，避免發(fā)生事故。此外，當(dāng)前方車輛發(fā)生緊急制動(dòng)時(shí)，車輛上的第一射頻收發(fā)器41接收到前方車輛的第二射頻收發(fā)器42發(fā)出的相應(yīng)信息，并將其發(fā)送至主控制器7，主控制器7接收信息后，發(fā)送相關(guān)指令至提示模塊5，使蜂鳴器51響起，警示駕駛員及時(shí)減速，若此時(shí)與前方車輛的距離小于危急距離時(shí)，發(fā)送指令至制動(dòng)模塊6，使其控制剎車系統(tǒng)進(jìn)行緊急制動(dòng)。主控制器7還實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自身車輛的速度變化，當(dāng)發(fā)生速度突降時(shí)，主控制器7將該速度突降信息通過第二射頻收發(fā)器42發(fā)送至后方車輛使其及時(shí)減速，避免發(fā)生連環(huán)追尾。此外，所述主控制器7還將前方車輛的位置信息傳遞至實(shí)時(shí)定位模塊2，并通過實(shí)時(shí)定位模塊進(jìn)2行顯示，同時(shí)在轉(zhuǎn)彎處遇到兩車相會(huì)時(shí)，所述主控制器7根據(jù)相會(huì)兩車的速度模擬出會(huì)車路線，并將所述會(huì)車路線通過所述實(shí)時(shí)定位模塊2進(jìn)行顯示，保證車輛的會(huì)車安全。

本實(shí)用新型還提供一種如上所述的車輛智能防碰撞系統(tǒng)的防碰撞方法，包括以下步驟：

S1：通過所述測(cè)速模塊1、實(shí)時(shí)定位模塊2、實(shí)時(shí)測(cè)距模塊3和通訊模塊4分別獲得自身車輛和前方車輛的狀態(tài)信息，所述狀態(tài)信息包括速度信息、位置信息、與前方車輛的距離信息以及緊急制動(dòng)信息，并將所述狀態(tài)信息上傳至所述主控制器7；具體的，測(cè)速模塊1通過測(cè)速傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量自身車輛的速度，實(shí)時(shí)定位模塊2通過GPS和電子地圖實(shí)時(shí)定位車輛的當(dāng)前位置，實(shí)時(shí)測(cè)距模塊3通過雙目測(cè)距技術(shù)獲得自身車輛與前方車輛的距離，通訊模塊4中的第一射頻收發(fā)器41接收前方車輛第二射頻收發(fā)器42中發(fā)送的前方車輛的狀態(tài)信息。

S2：所述主控制器7根據(jù)接收的上述狀態(tài)信息判斷自身車輛和前方車輛當(dāng)前的安全狀態(tài)，并將所述安全狀態(tài)信息發(fā)送至通訊模塊4，同時(shí)根據(jù)當(dāng)前的安全狀態(tài)信息發(fā)送至提示模塊5和制動(dòng)模塊6，提示模塊5和制動(dòng)模塊6根據(jù)接收的指令做出相應(yīng)的操作；具體的，主控制器7接收自身車輛和前方車輛當(dāng)前的車速信息、位置信息和與前方車輛的距離信息，將自身車輛的狀態(tài)數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的距離參數(shù)和前方車輛的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，得到車輛的安全狀態(tài)信息，并將該安全狀態(tài)信息發(fā)送至通訊模塊4與后方車輛進(jìn)行交互，同時(shí)發(fā)送對(duì)應(yīng)的指令至提示模塊5和制動(dòng)模塊6進(jìn)行相關(guān)的操作。本實(shí)施例中，當(dāng)車輛與前方車輛的距離小于安全距離(如小于80m)，且自身車輛的速度大于前方車輛的速度時(shí)，發(fā)送指令至提示模塊5，使提示燈52亮紅燈，提示駕駛員注意減速；當(dāng)車輛與前方車輛的距離小于緊急距離(如小于40m)，且自身車輛的速度大于前方車輛的速度時(shí)，發(fā)送指令至提示模塊5，使蜂鳴器51響起，警示駕駛員及時(shí)減速；當(dāng)車輛與前方車輛的距離小于危急距離(如小于20m)，且自身車輛的速度大于前方車輛的速度時(shí)，發(fā)送指令至制動(dòng)模塊6，使其控制剎車系統(tǒng)進(jìn)行緊急制動(dòng)，避免發(fā)生事故。當(dāng)前方車輛發(fā)生緊急制動(dòng)時(shí)，車輛上的第一射頻收發(fā)器41接收到前方車輛的第二射頻收發(fā)器42發(fā)出的相應(yīng)信息，并將其發(fā)送至主控制器7，主控制器7接收信息后，發(fā)送相關(guān)指令至提示模塊5，使蜂鳴器51響起，警示駕駛員及時(shí)減速，若此時(shí)與前方車輛的距離小于危急距離時(shí)，發(fā)送指令至制動(dòng)模塊6，使其控制剎車系統(tǒng)進(jìn)行緊急制動(dòng)。此外主控制器7還實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自身車輛的速度變化，即對(duì)前后兩次速度進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)發(fā)生速度突降時(shí)，主控制器7將該速度突降信息通過第二射頻收發(fā)器42發(fā)送至后方車輛使其及時(shí)減速，避免發(fā)生連環(huán)追尾。本步驟中還包括所述主控制器7將前方車輛的位置信息傳遞至實(shí)時(shí)定位模塊2，并通過實(shí)時(shí)定位模塊2進(jìn)行顯示，同時(shí)在轉(zhuǎn)彎處遇到兩車相會(huì)時(shí)，所述主控制器7根據(jù)相會(huì)兩車的速度模擬出會(huì)車路線，并將所述會(huì)車路線通過所述實(shí)時(shí)定位模塊2進(jìn)行顯示。

綜上所述，本實(shí)用新型提供的車輛智能防碰撞系統(tǒng)，通過設(shè)置測(cè)速模塊1、實(shí)時(shí)定位模塊2、實(shí)時(shí)測(cè)距模塊3和通訊模塊4分別獲得自身車輛和前方車輛的狀態(tài)信息，包括速度信息、位置信息、與前方車輛的距離信息以及緊急制動(dòng)信息，接著通過主控制器7對(duì)獲得的狀態(tài)信息進(jìn)行處理得到車輛自身的安全狀態(tài)信息，并將所述安全狀態(tài)信息通過通訊模塊4發(fā)送至后方車輛，同時(shí)根據(jù)當(dāng)前的安全狀態(tài)信息發(fā)送至提示模塊5和制動(dòng)模塊6，使提示模塊5給出相應(yīng)提示，當(dāng)車輛處于危急狀態(tài)時(shí)，通過制動(dòng)模塊6進(jìn)行緊急制動(dòng)避免車輛發(fā)生碰撞；此外主控制器7實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自身車輛的速度變化，當(dāng)發(fā)生速度突降時(shí)，主控制器7將該速度突降信息通過通訊模塊4發(fā)送至后方車輛使其及時(shí)減速。本實(shí)用新型有效實(shí)現(xiàn)了“多車”之間的信息交互，使車輛間的信息互通，更好地實(shí)現(xiàn)了預(yù)警功能，大大提高了防碰撞系統(tǒng)的可靠性和車輛行駛安全性。

雖然說明書中對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但這些實(shí)施方式只是作為提示，不應(yīng)限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。在不脫離本實(shí)用新型宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種省略、置換和變更均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。