一種汽車安全駕駛預警系統與方法與流程
2024-01-29 11:02:15
本發明涉及行車安全駕駛領域，具體為一種汽車安全駕駛預警系統與方法。
背景技術：
目前的道路出行中交通事故發生率居高不下，究其原因是多種多樣的，其中駕駛員自身存在複雜多變的自身情況（喝酒、疲勞或睏倦）與消極情緒（憤怒，急躁，抑鬱，狂喜等），引發的交通事故佔據大多數比例；另一方面，交通事故的發生還源於駕駛員之間缺乏及時提醒和預警，目前的提醒方式僅限於通過駕駛員的粗糙目視，進行主觀判斷。
技術實現要素：
為了解決現有技術的不足，本發明提供了一種汽車安全駕駛預警系統，通過
對汽車周圍的鄰居汽車進行「動態鄰域汽車網絡」的預警系統構建，使得構建的整個系統在一個車載屏幕終端上進行實時的顯示，可有效避免行車事故的發生，降低安全隱患。
本發明的技術方案是：
一種近距離汽車安全駕駛預警系統，其特徵在於：包括位於車身四周的雷達傳感器、汽車車體運動感知傳感器模組、行車軌跡預測模塊、汽車通信網絡模塊和顯示單元；
所述雷達傳感器，用於獲取在車身前、後、左、右四個扇區內，相鄰車輛與車身之間的成像，建立汽車鄰域網絡的位置拓撲，所述相鄰車輛為在當前汽車雷達傳感器射程範圍內的車輛；
所述汽車車體運動感知傳感器模組，用於獲取汽車方向盤旋轉信息、加速/制動信息、胎壓信息和油箱容量信息，並將上述信息發送至行車軌跡預測模塊；
所述行車軌跡預測模塊，根據汽車車體運動感知傳感器模組發送的信息，預測下一時刻汽車的行車軌跡；
所述行車軌跡預測模塊的輸出通過汽車通信網絡發送至相鄰車輛；
所述行車軌跡預預測模塊還包括根據汽車車體運動感知傳感器模組發送的信息，採用基於駕駛員的常規駕駛意識對當前車輛駕駛員的駕駛行為進行預測。
進一步的，所述行車軌跡預測模塊採用悲觀預測策略。
進一步的，所述汽車通信網絡模塊採用LTE-V廣播系統。
所述顯示單元，用於顯示所述汽車鄰域網絡的位置拓撲以及相鄰車輛發送的其下一時刻汽車的行車軌跡。
進一步的，本系統還具語音模塊，與行車軌跡預測模塊相連，用於將下一時刻汽車的行車軌跡通過語音形式展現。
進一步的，本系統還具有駕駛員自主信息錄入模塊，用於獲取駕駛員下一時刻的駕駛行為，並通過汽車通信網絡模塊發送至相鄰車輛。
進一步的，本系統還具有駕駛員自主信息接收模塊，其電源迴路通過一常閉開關與車載電源相連，用於可選擇的接收相鄰車輛駕駛員自主信息錄入模塊中的信息。
本發明還提出了一種近距離汽車安全駕駛預警方法，包括：
實時獲取當前車輛與相鄰車輛之間的圖像，所述相鄰車輛為以當前車輛為中心，設定距離範圍內的車輛；
通過汽車方向盤旋轉信息、加速/制動信息、胎壓信息和油箱容量信息預測下一時刻汽車的行車軌跡；
通過汽車通信網絡，將當前汽車下一時刻的行車軌跡和與相鄰車輛之間的圖像發送至相鄰車輛，並接受相鄰車輛發送的上述信息，實現當前車輛的安全駕駛預警。
進一步的，可將實時獲取當前車輛與相鄰車輛之間的圖像替換為當前車輛與相鄰車輛之間的直線距離和相對角度。
進一步的，本方法還包括獲取下一時刻駕駛員自主的駕駛行為，並通過汽車通信網絡發送至相鄰車輛。
本發明還提出了一種基於上述系統的汽車安全駕駛預警系統，還包括遠距離汽車安全駕駛預警系統，所述遠距離汽車安全駕駛預警系統具有DGPS物理定位系統，用於將車輛的位置信息實時標註在電子地圖上；通過汽車通信網絡模塊將所述行車軌跡預測模塊的輸出發送至遠距離汽車的DGPS物理定位系統上；所述遠距離在汽車通信網絡的輻射範圍內。
進一步的，本系統還包括全向天線，用於使得待傳播的信息繞過行車線路中的阻擋物。
本發明還提出了一種基於上述方法的汽車安全駕駛預警方法：通過實時電子
地圖獲取汽車位置信息，將下一時刻汽車的行車軌跡通過汽車通信網絡發送至遠距離汽車的電子地圖上，同時接收遠距離汽車發送的其下一時刻行車軌跡；實現遠距離汽車安全駕駛預警，所述遠距離在汽車通信網絡的輻射範圍內。
進一步的，所述汽車通信網絡採用LTE-V廣播系統。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
本發明充分利用先進的加速/制動傳感器、輪胎胎壓檢測傳感器、汽車感知傳感器、雷達成像技術、廣播技術、定位技術、電子地圖、人腦思維的研究成果，構築了一種基於傳感數據匯聚融合分析與駕駛員人腦意識判斷的駕駛軌跡提前預測與評估預警的智能汽車鄰居網絡。用於對汽車周圍的鄰居汽車進行「動態鄰域汽車網絡」的預警系統構建，構建的整個系統在一個車載屏幕終端上進行實時的顯示，可有效避免行車事故的發生，降低安全隱患。
附圖說明
構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用於解釋本申請，並不構成對本申請的不當限定。
圖1為本發明近距離汽車安全駕駛預警系統；
圖2為本發明使用雷達傳感器確定扇區的示意圖；
圖3為本發明近距離汽車安全駕駛預警系統鄰居網絡內的汽車扇區相對位置的確立過程；
圖4為本發明近距離汽車安全駕駛預警系統鄰居網絡內的汽車通信流程；
圖5為本發明遠距離汽車安全駕駛預警系統的汽車廣播網絡。
具體實施方式
應該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請提供進一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本申請所屬技術領域的普通技術人員通常理解的相同含義。
需要注意的是，這裡所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本申請的示例性實施方式。如在這裡所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括複數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語「包含」和/或「包括」時，其指明存在特徵、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
實施例1：一種近距離汽車安全駕駛預警系統，包括位於車身四周的雷達傳感器、汽車車體運動感知傳感器模組、行車軌跡預測模塊、汽車通信網絡模塊和顯示單元；雷達傳感器，用於獲取在車身前、後、左、右四個扇區內，相鄰車輛與車身之間的成像，建立汽車鄰域網絡的位置拓撲，所述相鄰車輛為在當前汽車雷達傳感器射程範圍內的車輛；汽車車體運動感知傳感器模組，用於獲取汽車方向盤旋轉信息、加速/制動信息、胎壓信息和油箱容量信息，並將上述信息發送至行車軌跡預測模塊；行車軌跡預測模塊，根據汽車車體運動感知傳感器模組發送的信息，預測下一時刻汽車的行車軌跡；行車軌跡預測模塊的輸出通過汽車通信網絡發送至相鄰車輛；顯示單元，用於顯示所述汽車鄰域網絡的位置拓撲以及相鄰車輛發送的其下一時刻汽車的行車軌跡。
如圖1所示，a的位於車身四周的四個雷達傳感器向周圍發射一定波束範圍的超寬帶射頻脈衝信號，通過接收反射寬帶回波，進行相鄰汽車的車身輪廓之間的距離估計與成像，以當前汽車為中心節點，建立汽車鄰域網絡的位置拓撲，確定中心汽車與鄰居汽車的輪廓的相對角度範圍/直線距離。
通過接收前後左右扇區反射的雷達回波脈衝，進行距離估計，a車與鄰居車體輪廓一維成像，確定中心汽車與鄰居汽車的相對位置，把周邊鄰居汽車歸在不同的鄰居網的上下左右4個扇區之一，如圖2和圖3所示。
對a汽車進行傳感融合的行車軌跡預測：
通過對a的方向盤旋轉，加速/制動、胎壓檢測、油箱容量檢測的汽車運動感知傳感器，進行傳感數據匯聚與分析，給出如下幾個「駕駛軌跡預測」情況：（1）直向加速/減速/停車；（2）左拐加速/減速；（3）左拐/右拐；（4）右拐加速/減速。
如果a的傳感融合系統判斷a的行車軌跡有某種程度的變化，，則會通過汽車通信網絡LTE-V廣播系統發送到b，c，d，e，f汽車等；收到廣播信息的車b，c，d，e通過屏幕顯示出a的可能行車軌跡，並且基於駕駛員的常規駕駛意識進行a的駕駛行為預測：「a想從左面超過b車」。
通過LTE-V通信網絡全方向廣播，並且a，b，c，d，e屏幕給出a，b，c，d，e的當前布局情況，與a的可能的行車軌跡與腦意識。b,c,d,e會及時刷新添加a意識後的最新的布局情況。
並且對a預測的策略也是基於略悲觀的策略，即拐彎更急，加速更快。只有這樣預測，才可能是該系統具有比較好的指導價值，最大規避近距離的碰撞事故。
近距離鄰居汽車節點基於「駕駛員的預測」進行基於駕駛員的思維常識「driving common sense」模型的判斷，然後推導出可能的行車軌跡突變導致的車禍或者碰撞情況，進行提前預警。
當b（前），c（後），d（左），e（右）汽車處於危險的距離時，比如距離30米，將會通過屏幕進行鄰居汽車之間的通信接口會話，給出屏幕鄰居網絡布局與突然變更的行車軌跡提醒，給出從「基於傳感融合的提前駕駛軌跡預測」，並導出的駕駛員的駕駛意識。
當b（前），c（後），d（左），e（右）汽車處於危險的距離時，比如距離10米，除了進行駕駛軌跡廣播預警外，安全駕駛系統將會對每個汽車進行「駕駛友好程度打分評估」，並且該系統會記錄下每個駕駛汽車的「駕駛友好程度分數」，通過鄰近汽車網絡，及時更新臨近汽車的「友好分數」「歷史碰撞情況」「近幾個月的友好記錄變更軌跡」「目前潛在的最可能進攻者」；該系統，必須打開，避免不良記錄者將它關掉，而逃避；但是，該記錄會每7天重新復位刷新，給駕駛員機會「改過自新」。
為避免駕駛員突然改變行車軌跡導致的車禍，鄰近結點對於「頻繁進距離變更軌跡的車輛，給出鄰居警告分數」，並且，該信息也會向新的鄰居周邊汽車發出警告，該記錄會每7天重新刷新。
洗車近距離安全駕駛預警系統，利用車身周邊傳感預警系統，通過超寬帶UBW(ultra band-width)雷達射頻脈衝傳感器，進行鄰居汽車相對於中間汽車節點的前/後/左/右扇區的圖像目標定位，中心汽車與鄰居汽車的車體輪廓圖像生成，中間汽車節點與鄰居汽車節點組成的最小動態鄰域汽車網絡拓撲動態需要實時更新，近距離超寬帶雷達需要覆蓋當前汽車身周邊視覺範圍的盲區；同時，超寬帶UBW(Ultra Band-Width)雷達利用發射與接受的雙向飛行加蓋時間戳技術，進行車體距離的快速評估；無論是車體之間測距，還是車體間輪廓之間圖像處理，都需要提交到汽車本地的處理系統，進行分析處理，然後，把處理後的信息顯示在汽車內的屏幕上。處理的緊急交通事件模型包括：側面刮蹭、後面追尾等故障
實施例2：一種近距離汽車安全駕駛預警方法，實時獲取當前車輛與相鄰車輛之間的圖像，相鄰車輛為以當前車輛為中心，設定距離範圍內的車輛；通過汽車方向盤旋轉信息、加速/制動信息、胎壓信息和油箱容量信息預測下一時刻汽車的行車軌跡；通過汽車通信網絡，將當前汽車下一時刻的行車軌跡和與相鄰車輛之間的圖像發送至相鄰車輛，並接受相鄰車輛發送的上述信息，實現當前車輛的安全駕駛預警。
本實施例中可將實時獲取當前車輛與相鄰車輛之間的圖像替換為當前車輛與相鄰車輛之間的直線距離和相對角度。
本實施例中還可獲取下一時刻駕駛員自主的駕駛行為，並通過汽車通信網絡發送至相鄰車輛。
實施例3：汽車安全駕駛預警系統，包括近距離、遠距離汽車安全駕駛預警系統。
遠距離的汽車利用遠處廣播定位檢測系統：中國自主的LTE-V廣播系統、差分全球精準DGPS物理定位系統聯合電子地圖組成的預警系統，以預警視覺範圍外的區域，遠處緊急交通事件模型，比如：稍微遠處相對快速行駛的汽車，輪胎爆了，突然拐彎等情況。基於汽車遠距離預警系統進行汽車駕駛軌跡的預測，並且基於駕駛員的普通駕車意識（driving common sense）的模型進行推導，預測可能的潛在車禍，並且進行最小動態鄰域汽車網絡內的廣播；最終通過汽車鄰居網的潛在車禍屏幕進行預警指示；通過對每個汽車的駕駛記錄進行打分，並且在最小動態鄰域汽車網絡內的鄰居汽車內，「不友好/違規」駕駛的紀律可以與多傳感數據以及潛在車禍推導結果合併後進行廣播。
DGPS物理定位聯合電子地圖、LTE-V廣播系統組建汽車定位廣播系統，結合本地汽車處理系統，進行分析運算，進行前在車禍的屏幕指示與聲音報警；
主要是把傳感檢測數據，進行實時發送到遠處汽車，比如100米外，（也包括近距離汽車），發現近距離雷達測距成像傳感器不能發現的遠端交通故障，如圖4所示，其為廣播預警系統。
實施例4：一種汽車安全駕駛預警方法：包括上述近距離安全駕駛預警方法
和遠距離安全駕駛預警方法，其中遠距離安全駕駛預警方法通過實時電子地圖獲取汽車位置信息，將下一時刻汽車的行車軌跡通過汽車通信網絡發送至遠距離汽車的電子地圖上，同時接收遠距離汽車發送的其下一時刻行車軌跡；實現遠距離汽車安全駕駛預警，所述遠距離在汽車通信網絡的輻射範圍內。
本實施例匯總汽車通信網絡採用LTE-V廣播系統。
本發明充分利用先進的加速/制動傳感器、輪胎胎壓檢測傳感器、汽車感知傳感器、雷達成像技術、廣播技術、定位技術、電子地圖、人腦思維的研究成果，構築了一種基於傳感數據匯聚融合分析與駕駛員人腦意識判斷的駕駛軌跡提前預測與評估預警的智能汽車鄰居網絡。用於對汽車周圍的鄰居汽車進行「動態鄰域汽車網絡」的預警系統構建，構建的整個系統在一個車載屏幕終端上進行實時的顯示，可有效避免行車事故的發生，降低安全隱患。
以上所述僅為本申請的優選實施例而已，並不用於限制本申請，對於本領域的技術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的保護範圍之內。