基于毫米波雷達(dá)的汽車防追尾系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車安全領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于毫米波雷達(dá)的汽車防追尾系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車走進千家萬戶，汽車數(shù)量也逐年遞增。據(jù)統(tǒng)計，追尾碰撞事故是汽車在高 速公路上的主要事故形態(tài)。據(jù)戴姆勒-奔馳公司的研宄表明，駕駛員如果能在碰撞發(fā)生前 〇. 5秒得到預(yù)警，就能避免50 %的碰撞事故；若在1秒前得到預(yù)警，則可避免90 %的碰撞事 故。因此，開發(fā)研制汽車防追尾碰撞報警裝置，在追尾碰撞發(fā)生之前給予駕駛員警示，提醒 駕駛員采取制動或換道等措施，防止自車追尾前車，對于提高汽車行駛安全，減少追尾事故 的發(fā)生，具有重要的意義。
[0003] 目前，汽車上已經(jīng)采取很多方式來預(yù)防或者減小追尾撞車事故造成的傷害。例如， 在汽車前后方加裝保險杠、為駕駛員和乘員裝備安全帶以及安全氣囊等被動防護方式。此 外，隨著電子傳感器技術(shù)及計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，一些汽車廠商紛紛推出了主動防追尾 裝置。
[0004] 比如，美國的通用汽車公司以及日本的豐田和本田汽車公司已將防追尾控制系統(tǒng) 的研宄從科研階段進入了商品生產(chǎn)階段，并且此系統(tǒng)在國外的商品車上得到了很好地應(yīng) 用，在汽車主動性安全方面起到了非常大的作用。但是這些裝置往往成本較高，大多數(shù)只通 過預(yù)警及輔助制動的方式來預(yù)防追尾事故的發(fā)生，且成本較高，因此僅使用在一些高端車 型中，尚未得到普及。
[0005] 又如，中國專利CN201220592320. 7提出公開了一種汽車防追尾碰撞控制裝置，包 括車前雷達(dá)、單片機、蜂鳴器、制動電機和安全帶電機，車前雷達(dá)與單片機的輸入端相連，蜂 鳴器、制動電機和安全帶電機分別與單片機的輸出端相連，通過在兩車間距較近時向駕駛 員預(yù)警并主動減速，在距離更近時給安全帶施加作用力使其鎖緊，從而有效的減少追尾事 故的發(fā)生，且在碰撞發(fā)生時有效減少對乘員的傷害。該技術(shù)方案雖然簡單，但僅僅是通過車 前雷達(dá)判斷與前車距離來對汽車駕駛員產(chǎn)生警示，并無考慮自身車速、所在環(huán)境等因素，故 在實際中難于推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提出一種基于毫米波雷達(dá)的汽車防追尾系統(tǒng)，在考慮自身車速的前提下利 用毫米波雷達(dá)精確的測定與前車之間的距離，利用汽車上廣泛使用的GPS導(dǎo)航儀在符合預(yù) 設(shè)條件下對汽車駕駛員發(fā)出警示信號，從而盡量避免發(fā)生汽車追尾事故。
[0007] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種基于毫米波雷達(dá)的汽車防追尾系統(tǒng)，其包 括：
[0008] 用于檢測與前車距離的毫米波雷達(dá)，其輸出測距結(jié)果數(shù)據(jù)；
[0009] 與所述毫米波雷達(dá)的輸出端電性相連的GPS導(dǎo)航儀；
[0010] 與所述GPS導(dǎo)航儀中的微控制器相連的車距確定模塊，該車距確定模塊用于對所 述毫米波雷達(dá)的測距結(jié)果數(shù)據(jù)進行處理得到初步車距Cltl，并根據(jù)由所述GPS導(dǎo)航儀提供的 自身車速Vtl對所述初步車距d C1進行動態(tài)補償，從而確定自身與前車之間的實際車距d ;
[0011] 分別與所述車距確定模塊及所述微控制器相連的防撞監(jiān)控模塊，該防撞監(jiān)控模塊 用于根據(jù)所述實際車距d進行防撞監(jiān)控，當(dāng)所述實際車距d小于預(yù)設(shè)的安全距離時發(fā)出防 撞報警觸發(fā)信號，由所述微控制器根據(jù)所述防撞報警觸發(fā)信號觸發(fā)所述GPS導(dǎo)航儀播報預(yù) 設(shè)的防撞提示信號。
[0012] 在一個優(yōu)選實施例中，所述車距確定模塊包括相連的車距數(shù)據(jù)處理單元及車距補 償單元；
[0013] 所述車距數(shù)據(jù)處理單元用于將所述毫米波雷達(dá)輸出的連續(xù)η次的測距結(jié)果數(shù)據(jù) Dn D2、…、Dn_i& D η進行加權(quán)平均計算，輸出計算得到的初步車距d ^，并根據(jù)測距結(jié)果數(shù)據(jù) 的變化趨勢計算方向函數(shù)J (η);
[0014] 所述車距補償單元用于預(yù)先建立的車速-補償系數(shù)對應(yīng)表，并從所述車速-補償 系數(shù)對應(yīng)表中查表獲得對應(yīng)自身車速V tl的補償系數(shù)γ，并利用下列公式"實際車距d=初 步車距Cltl* (1+方向函數(shù)J (η) *補償系數(shù)γ ) "計算實際車距d ;
[0015] 其中，η為預(yù)設(shè)值且為正整數(shù)。
[0016] 在一個優(yōu)選實施例中，所述車距數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)測距結(jié)果數(shù)據(jù)的變化趨勢計算 方向函數(shù)J (η)的公式為：
[0017] 若（DJDlri) > (Dn_2+Dn_3)，則 J (n) = 1 ;
[0018] 若（DJDlri) = (Dn_2+Dn_3)，則 J(n) = 0 ;
[0019] 若（DJDlri) < (Dn_2+Dn_3)，則 J(n) = -1。
[0020] 在一個優(yōu)選實施例中，η為6~12的整數(shù)。
[0021 ] 在一個優(yōu)選實施例中，所述微控制器為具有USB通信端口的ARM芯片，所述毫米波 雷達(dá)的輸出端通過USB接口電路連接所述微控制器的USB通信端口。
[0022] 另外，本發(fā)明還公開一種基于毫米波雷達(dá)的汽車防追尾方法，其包括：a、由毫米波 雷達(dá)輸出測距結(jié)果數(shù)據(jù)并發(fā)送給所述GPS導(dǎo)航儀；b、對所述毫米波雷達(dá)的測距結(jié)果數(shù)據(jù)進 行處理得到初步車距'c、根據(jù)由所述GPS導(dǎo)航儀提供的自身車速V ^對所述初步車距d。 進行動態(tài)補償，從而確定自身與前車之間的實際車距d ;d、根據(jù)所述實際車距d進行防撞監(jiān) 控，當(dāng)所述實際車距d小于預(yù)設(shè)的安全距離時發(fā)出防撞報警觸發(fā)信號，由GPS導(dǎo)航儀根據(jù)所 述防撞報警觸發(fā)信號觸發(fā)播報預(yù)設(shè)的防撞提示信號。
[0023] 在一個實施例中，所述步驟b是將所述毫米波雷達(dá)輸出的連續(xù)η次的測距結(jié)果數(shù) 據(jù)Dp D2、…、Dn_i& D η進行加權(quán)平均計算，輸出計算得到的初步車距d。。
[0024] 在一個實施例中，所述步驟c具體包括：cl、根據(jù)所述毫米波雷達(dá)輸出的連續(xù)η次 的測距結(jié)果數(shù)據(jù)0 1、02、…、Dn_i&Dn的變化趨勢計算方向函數(shù)J(n) ;c2、預(yù)先建立的車 速-補償系數(shù)對應(yīng)表，從所述車速-補償系數(shù)對應(yīng)表中查表獲得對應(yīng)自身車速v〇的補償系 數(shù)γ，并利用下列公式"實際車距d =初步車距Cltl* (1+方向函數(shù)J (η) *補償系數(shù)γ ) "計算 實際車距d ;其中，η為預(yù)設(shè)值且為正整數(shù)。
[0025] 在一個實施例中，所述預(yù)先建立的車速-補償系數(shù)對應(yīng)表的步驟包括：確定車速 范圍的步長1，且當(dāng)車速=〇時確定補償系數(shù)γ = 〇,并從車速=〇開始，以一個所述步長 1確定一個車速范圍；依次確定第i個車速范圍的補償系數(shù)Yi，其中，1及 i為正整數(shù)。
[0026] 在一個實施例中，所述確定第i個車速范圍i*l]的補償系數(shù)^的 步驟包括：在第i個車速范圍i*l]內(nèi)隨機選定k個不同的測試車速V k，在每個 測試車速Vk下使測試汽車與前車保持距離H并使兩者均以該測試車速勻速前進，測試所 述毫米波雷達(dá)的測距誤差W，以
【主權(quán)項】
1. 一種基于毫米波雷達(dá)的汽車防追尾系統(tǒng)，其特征在于，包括： 用于檢測與前車距離的毫米波雷達(dá)，其輸出測距結(jié)果數(shù)據(jù)； 與所述毫米波雷達(dá)的輸出端電性相連的GI^S導(dǎo)航儀； 與所述GI^S導(dǎo)航儀中的微控制器相連的車距確定模塊，該車距確定模塊用于對所述毫 米波雷達(dá)的測距結(jié)果數(shù)據(jù)進行處理得到初步車距d。，并根據(jù)由所述GI^S導(dǎo)航儀提供的自身 車速V。對所述初步車距d。進行動態(tài)補償，從而確定自身與前車之間的實際車距d; 分別與所述車距確定模塊及所述微控制器相連的防撞監(jiān)控模塊，該防撞監(jiān)控模塊用于 根據(jù)所述實際車距d進行防撞監(jiān)控，當(dāng)所述實際車距d小于預(yù)設(shè)的安全距離時發(fā)出防撞報 警觸發(fā)信號，由所述微控制器根據(jù)所述防撞報警觸發(fā)信號觸發(fā)所述GI^S導(dǎo)航儀播報預(yù)設(shè)的 防撞提示信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于毫米波雷達(dá)的汽車防追尾系統(tǒng)，其特征在于，所述車距 確定模塊包括相連的車距數(shù)據(jù)處理單元及車距補償單元； 所述車距數(shù)據(jù)處理單元用于將所述毫米波雷達(dá)輸出的連續(xù)n次的測距結(jié)果數(shù)據(jù)Di、 〇2、…、0。_1及D。進行加權(quán)平均計算，輸出計算得到的初步車距d。，并根據(jù)測距結(jié)果數(shù)據(jù)的 變化趨勢計算方向函數(shù)J(n); 所述車距補償單元用于預(yù)先建立的車速-補償系數(shù)對應(yīng)表，并從所述車速-補償系數(shù) 對應(yīng)表中查表獲得對應(yīng)自身車速V。的補償系數(shù)丫，并利用下列公式"實際車距d=初步車 距d。* (1+方向函數(shù)J(n) *補償系數(shù)丫）"計算實際車距d; 其中，n為預(yù)設(shè)值且為正整數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于毫米波雷達(dá)的汽車防追尾系統(tǒng)，其特征在于，所述計算 方向函數(shù)J(n)的公式為； 若值n+Dn_i)〉值n-2+Dn-3)，則J(n) = 1 ; 若值n+Dn_i)=值n-2+Dn-3)，則J(n) = 0 ; 若值n+Dn_i) < 值。-2+〇。-3)，則J(n) = -1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于毫米波雷達(dá)的汽車防追尾系統(tǒng)，其特征在于，n為6~12 的整數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于毫米波雷達(dá)的汽車防追尾系統(tǒng)，其特征在于，所述微控 制器為具有USB通信端口的ARM巧片，所述毫米波雷達(dá)的輸出端通過USB接口電路連接所 述微控制器的USB通信端口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于毫米波雷達(dá)的汽車防追尾系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)先 建立的車速-補償系數(shù)對應(yīng)表包括： 確定車速范圍的步長1，且當(dāng)車速=0時確定補償系數(shù)丫 =0,并從車速=0開始，W所述步長1確定各個車速范圍； 依次確定第i個車速范圍對應(yīng)的補償系數(shù)丫1，其中，1及i為正整數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于毫米波雷達(dá)的汽車防追尾系統(tǒng)，其特征在于，所述確定 第i個車速范圍i*l]對應(yīng)的補償系數(shù)丫i包括： 在第i個車速范圍內(nèi)隨機選定k個不同的測試車速Vk，在每個測試車 速Vk下使測試汽車與前車保持距離H并使兩者均W該測試車速勻速前進，測試所述毫米波 w 雷達(dá)的測距誤差w，W^計算本次測試車速Vk對應(yīng)的初步系數(shù)丫 'k; 依據(jù)公
計算第i個車速范圍i*i]的補償 系數(shù)丫i; 其中，k= 1，2,…，m，m為大于2的自然數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于毫米波雷達(dá)的汽車防追尾系統(tǒng)，其包括：毫米波雷達(dá)及GPS導(dǎo)航儀；與所述GPS導(dǎo)航儀中的微控制器相連的車距確定模塊，用于對所述毫米波雷達(dá)的測距結(jié)果數(shù)據(jù)進行處理得到初步車距d0，并根據(jù)由所述GPS導(dǎo)航儀提供的自身車速v0對所述初步車距d0進行動態(tài)補償，從而確定自身與前車之間的實際車距d；分別與所述車距確定模塊及所述微控制器相連的防撞監(jiān)控模塊，該防撞監(jiān)控模塊用于當(dāng)所述實際車距d小于預(yù)設(shè)的安全距離時發(fā)出防撞報警觸發(fā)信號，由所述微控制器根據(jù)所述防撞報警觸發(fā)信號觸發(fā)所述GPS導(dǎo)航儀播報預(yù)設(shè)的防撞提示信號。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)成本較低，使用方便且實用。
【IPC分類】B60Q9-00
【公開號】CN104786928
【申請?zhí)枴緾N201510120026
【發(fā)明人】翁昌維
【申請人】佛山市智海星空科技有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月18日