[發(fā)明專(zhuān)利]基于多傳感器信息融合的碰撞及偏離預(yù)警裝置及預(yù)警方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110183075.4
• 申請(qǐng)日: 2011-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102303605A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戎輝;龔進(jìn)峰;何佳;黃偉;李艷文;王文揚(yáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心
• 主分類(lèi)號(hào): B60W30/08
• 分類(lèi)號(hào): B60W30/08;B60W40/02;G01S13/93;H04N7/18
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專(zhuān)利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李麗萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種汽車(chē)駕駛員安全輔助系統(tǒng)，尤其涉及一種避免前向碰撞及車(chē)道偏離的預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著我國(guó)道路車(chē)輛數(shù)量的迅速增長(zhǎng)，道路運(yùn)輸安全形勢(shì)日益嚴(yán)峻。特大惡性交通事故頻繁發(fā)生，不僅人員傷亡多，經(jīng)濟(jì)損失大，而且極易引起復(fù)雜的社會(huì)問(wèn)題。據(jù)公安部2007年統(tǒng)計(jì)，我國(guó)道路交通事故致死總?cè)藬?shù)中，由貨運(yùn)車(chē)輛導(dǎo)致的占了29.4％。為此，“國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要”(2006-2020年)已將交通運(yùn)輸安全保障技術(shù)列為國(guó)家重大科技需求，投入大量人力物力開(kāi)展各分項(xiàng)技術(shù)及其系統(tǒng)集成的研發(fā)工作，以減少重大交通事故的傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，并加快技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，從而推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步。

對(duì)交通事故的研究表明，駕駛員是影響道路交通安全性的主要因素。根據(jù)我國(guó)2004年的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，由于駕駛員過(guò)失造成的交通事故數(shù)和死亡人數(shù)分別占到總數(shù)的89.8％和87.4％。由于人的反應(yīng)時(shí)間、動(dòng)作速率以及駕駛經(jīng)驗(yàn)都有一定的局限性，而且駕駛員不可能在駕駛過(guò)程中始終保持最佳狀態(tài)，所以經(jīng)常會(huì)有由于駕駛員疲勞和疏忽以致不能妥善處理車(chē)輛行駛過(guò)程而發(fā)生的突發(fā)事件和緊急情況。因此，只要由人來(lái)駕駛車(chē)輛，就可能存在事故隱患。駕駛員輔助系統(tǒng)是解決這一問(wèn)題的一項(xiàng)有效技術(shù)，它已經(jīng)得到各汽車(chē)廠家和用戶(hù)的積極關(guān)注。

安全輔助駕駛是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，其中自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)、車(chē)輛前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)、前向避撞輔助系統(tǒng)等都可以大大減輕駕駛?cè)藛T的負(fù)擔(dān)，提高交通系統(tǒng)的安全性。實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)汽車(chē)前方行駛車(chē)輛等障礙物位置、速度信息是汽車(chē)防碰撞預(yù)警、自適應(yīng)巡航控制等輔助駕駛系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的前提。多傳感器信息融合是信息技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展方向。因此構(gòu)建基于雷達(dá)和機(jī)器視覺(jué)的車(chē)輛前方障礙物檢測(cè)系統(tǒng)可以為安全輔助駕駛系統(tǒng)的發(fā)展提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。

現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)于汽車(chē)防撞防車(chē)道偏離控制裝置也有研究，公開(kāi)日為2009年11月25日，公開(kāi)號(hào)為CN?101585361A的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)了一種“汽車(chē)防撞防車(chē)道偏離控制裝置”。包括77GHz毫米波雷達(dá)器，CCD視覺(jué)機(jī)器，雷達(dá)信號(hào)處理裝置，視頻處理模塊，車(chē)載顯示器，傳感器，控制軟件和揚(yáng)聲器；77GHz毫米波雷達(dá)器，CCD視覺(jué)機(jī)器，雷達(dá)信號(hào)處理裝置，視頻處理模塊，車(chē)載顯示器，傳感器，控制軟件和揚(yáng)聲器之間由信號(hào)連接。該技術(shù)方案的不足之處是：不具備CCD與雷達(dá)結(jié)合的方法，根本不能提高汽車(chē)防撞防車(chē)道偏離的準(zhǔn)確率。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種基于多傳感器信息融合的前向碰撞及車(chē)道偏離的預(yù)警裝置及其預(yù)警方法。根據(jù)車(chē)載障礙物檢測(cè)的需求，確立本發(fā)明前向碰撞及車(chē)道偏離的預(yù)警裝置設(shè)計(jì)的基本思路是：由車(chē)載雷達(dá)和前方CMOS攝像機(jī)獲取前方車(chē)路信息，傳送給車(chē)載計(jì)算機(jī)(即車(chē)載處理單元)進(jìn)行信息融合處理，對(duì)車(chē)輛前方障礙物進(jìn)行檢測(cè)，并判斷其危險(xiǎn)等級(jí)，最后將報(bào)警信息以圖形界面、震動(dòng)或者聲音提示的方式直觀地提供給駕駛員。本發(fā)明所具有的主要功能是通過(guò)雷達(dá)、攝像機(jī)等傳感器及時(shí)發(fā)現(xiàn)車(chē)輛行駛中潛在的碰撞危險(xiǎn)，為駕駛員提供警示信息，及時(shí)提醒駕駛員調(diào)整車(chē)輛行駛狀態(tài)，避免或減輕碰撞事故。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明基于多傳感器信息融合的前向碰撞及車(chē)道偏離的預(yù)警裝置予以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案是，包括毫米波雷達(dá)傳感器、USB-CAN通訊接口模塊、前方CMOS攝像機(jī)、圖像采集模塊、顯示器及報(bào)警模塊；車(chē)載處理單元；其中，所述毫米波雷達(dá)傳感器用于檢測(cè)其視野范圍內(nèi)的所有障礙物，并測(cè)量出每個(gè)目標(biāo)的相對(duì)距離、相對(duì)速度和方位角度值，所述USB-CAN通訊接口模塊將雷達(dá)信息傳給所述車(chē)載處理單元進(jìn)行處理；所述前方CMOS攝像機(jī)用于獲取前方障礙物類(lèi)型、在車(chē)道中的位置以及道路標(biāo)線信息；所述圖像采集模塊通過(guò)同軸電纜接收前方CMOS攝像機(jī)拍攝到的電視圖像畫(huà)面，并對(duì)所獲取的圖像進(jìn)行處理；所述車(chē)載處理單元對(duì)來(lái)自于所述USB-CAN通訊接口模塊和圖像采集模塊的雷達(dá)信號(hào)和機(jī)器視覺(jué)信息進(jìn)行融合處理；所述車(chē)載處理單元包含設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊、雷達(dá)數(shù)據(jù)接收和處理模塊、圖像數(shù)據(jù)接收和處理模塊、數(shù)據(jù)融合模塊、雷達(dá)目標(biāo)顯示模塊以及圖像顯示模塊；所述數(shù)據(jù)融合模塊同時(shí)具有時(shí)間和空間上的信息融合功能，其中：所述時(shí)間上的信息融合是采用線程同步方式將雷達(dá)數(shù)據(jù)和攝像機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間上的同步；所述空間上的信息融合是結(jié)合雷達(dá)信息和圖像信息實(shí)現(xiàn)預(yù)警信息融合和目標(biāo)類(lèi)型判斷信息融合；所述顯示器及報(bào)警裝置是人機(jī)交互接口，其中，所述顯示器用于提供已識(shí)別出的車(chē)道線和前方障礙物的圖像和報(bào)警信息；所述報(bào)警裝置用于發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警信息，提示駕駛員注意保持安全距離。