CN108831189A - 一种基于毫米波雷达防撞的智能预警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于毫米波雷达防撞的智能预警方法，具体检测方法可以分为三个步骤：数据信号的获取、数据信号的处理、报警。本发明解决了激光雷达在恶劣天气下性能差，不能全天候工作、成本较高以及红外传感器测量距离近等缺点，毫米波雷达的高性能、耐久性、成本较低等优点能够提高驾驶的安全性，有利于安全驾驶的实现。
Description
技术领域：
本发明涉及车辆智能预警方法技术领域，主要涉及一种基于毫米波雷达防撞的智能预警方法。
背景技术：
众所周知，当今社会，道路交通安全问题已成为影响我国公众安全感的重要因素之一，道路交通事故死亡人数在各类安全事故死亡总人数中一直占较大比例，这意味着开发出一款主动的智能安全***（先进驾驶辅助***，即ADAS***）是十分重要的。
中国专利申请公开号CN104808216A提出了一种基于激光雷达测距的车辆防碰撞预警***，主要目的是利用激光测得精准距离的智能化防碰撞主动预警，可以使用户获得良好的体验效果。中国专利申请公开号CN103264716A提出了一种安全、可靠、操作方便的红外线接替编解码防碰撞***，主要目的是利用红外线整合出的防碰撞***，减少碰撞事故。中国专利申请公开号CN102837658A提出了一种智能车辆中多激光雷达数据融合***和方法，主要目的是利用安装在智能车辆车身上前后左右的UTM-30LX 激光雷达采集周围的信息发送给负责数据融合的上位机得出周围的障碍物信息。这三份专利涉及到了激光雷达和红外线这两种传感器，其中了激光雷达传感器在雨雪雾等恶劣条件下性能较差，不能全天候工作，且价格偏高。而红外线传感器测量精度较高，成本较低，但测量距离近，极大地限制了其应用场景。本发明提出了一种防碰撞预警的方法，它能够在危险发生之前提醒驾驶员及时地采取相应的的措施，继而保证安全行驶。
发明内容：
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于毫米波雷达防撞的智能预警方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明采用了一种基于毫米波雷达防撞的智能预警方法，具体检测方法可以分为三个步骤：数据信号的获取、数据信号的处理、报警。
一种基于毫米波雷达防撞的智能预警方法，其特征在于：包括有以下步骤：
1）数据信号的获取：利用毫米波雷达获取可靠存在目标的位置信息，位置信息包括其与本车的相对距离、相对速度以及相对角度；当车辆在向前行驶的过程中，车载的毫米波雷达先通过天线向外发射出信号，接收目标的反射信号，每50毫秒接收一帧数据，这一帧数据包含了探测范围内所有目标的位置信息，如果连续接收到的三帧数据不都是来自同一个目标，则可以判定该目标为不可靠存在的目标，无需进行数据处理，直接忽略；如果连续接收到的三帧数据都是来自同一个目标的ID号，则可以判定该目标为可靠存在的目标；此时对该目标的反射信号与发射频率混频出的中频信号进行处理，从而获得可靠存在目标的速度以及和本车相隔的距离信息，同时，对接收到的回波信号利用比相法进行处理，从而获得可靠存在目标与本车天线中心线的连线与法线之间的角度信息；接下来将获得的可靠存在目标的相对距离、相对速度、相对角度信息输送给数据处理模块。
2）数据信号的处理：利用可靠存在目标与本车的相对距离、相对速度、相对角度的信息来获取特定类型的目标信息，对是否进行即将进行碰撞的危险情况进行判断。
数据处理模块是基于毫米波雷达防撞智能预警***的一个重要组成部分，采用了以DSP为核心的信号处理***，该信号处理***通过接收到来自前面毫米波雷达模块探测到并输送过来的数据后，针对这些数据进行相关算法的运算，获得特定类型的目标信息，如果处理的结果表明本车与可靠存在的目标车辆之间的车距小于安全距离时，立即将其信息输送给报警器；
具体过程如下：数据处理模块第一次接收到来自毫米波雷达的数据为、、、，一秒后第二次接收到来自毫米波雷达的数据为、、、，第i次接收到来自毫米波雷达的数据为、、、。若前一秒测得的相对距离时，则该部分信息无需输送给报警器；若前一秒测得的相对距离时，分为两种情况：（1）当时，则该部分信息无需输送给报警器；（2）当时，则说明存有潜在的碰撞风险，该部分信息需要输送给报警器。若前一秒测得的相对距离时，则说明存有潜在的碰撞风险，该部分信息需要输送给报警器。
3 ）报警：利用获取特定类型的目标信息通过LED灯、扬声器发出警告，达到智能预警的目的。
一种基于毫米波雷达防撞的智能预警方法，其特征在于：采用了LED灯以及扬声器以声、光的方式发出警告，当接收到来自数据处理模块输送来的信息后，LED灯闪烁同时扬声器发出报警声，告知驾驶员，提醒驾驶员采取相关措施，驾驶员通过减速、制动或者变道等方式，避免碰撞事故的发生。
本发明的优点为：
本发明解决了激光雷达在恶劣天气下性能差，不能全天候工作、成本较高以及红外传感器测量距离近等缺点，毫米波雷达的高性能、耐久性、成本较低等优点能够提高驾驶的安全性，有利于安全驾驶的实现。
附图说明：
图1为本发明的工作原理图。
图2为本发明的工作流程示意图。
具体实施方式：
参照图1，为本发明的一种基于毫米波雷达防撞的智能预警方法的工作原理图，具体作如下说明：
假设本车与检测到的目标车辆的车速分别为、，规定安全角度为，当检测到的角度（该角度为本车与毫米波雷达探测到的目标车辆之间的连线与法线之间的夹角）大于时，则判定为未构成威胁的无需考虑目标，当检测到的角度小于时，则判定为已构成威胁需要考虑的目标，紧接着进行距离的探测。规定车辆正常行驶的安全距离为，当两车之间的距离小于时，说明有即将碰撞的危险，发出警报提醒本车进行减速处理，减速至两车的相对距离大于安全距离。
参照图2，为本发明的一种基于毫米波雷达防撞的智能预警方法的工作流程示意图，该车辆的智能预警方法包括以下步骤：
S1：利用毫米波雷达获取可靠存在目标的位置信息，包括其与本车的相对距离、相对速度、相对角度。
本发明实施例中，采用了Delphi公司推出的一款 ESR毫米波雷达，它具有集成度高、通道多、性能好、技术开发程度高等优势。当车辆在向前行驶的过程中，车载的毫米波雷达先通过天线向外发射出信号，接收目标的反射信号，每50毫秒接收一帧数据，这一帧数据包含了探测范围内所有目标的位置信息，如果连续接收到的三帧数据不都是来自同一个目标，则可以判定该目标为不可靠存在的目标，无需进行数据处理，直接忽略；如果连续接收到的三帧数据都是来自同一个目标的ID号，则可以判定该目标为可靠存在的目标：此时对该目标的反射信号与发射频率混频出的中频信号进行处理，从而获得可靠存在目标的速度以及和本车相隔的距离信息，同时，对接收到的回波信号利用比相法进行处理，从而获得可靠存在目标与本车天线中心线的连线与法线之间的角度信息。接下来将获得的可靠存在目标的相对距离、相对速度、相对角度信息输送给数据处理模块。
S2：利用可靠存在目标与本车的相对距离、相对速度、相对角度的信息来获取特定类型的目标信息，对是否进行即将进行碰撞的危险情况进行判断。
数据处理模块是基于毫米波雷达防撞智能预警***的一个重要组成部分，本发明实施例中，采用了以DSP为核心的信号处理***，它通过接收到来自前面毫米波雷达模块探测到并输送过来的数据后，针对这些数据进行相关算法的运算，获得特定类型的目标信息，如果处理的结果表明本车与可靠存在的目标车辆之间的车距小于安全距离时，立即将其信息输送给报警器。具体过程如下：
数据处理模块第一次接收到来自毫米波雷达的数据为、、、，一秒后第二次接收到来自毫米波雷达的数据为、、、，第i次接收到来自毫米波雷达的数据为、、、。若前一秒测得的相对距离时，则该部分信息无需输送给报警器；若前一秒测得的相对距离时，分为两种情况：（1）当时，则该部分信息无需输送给报警器；（2）当时，则说明存有潜在的碰撞风险，该部分信息需要输送给报警器。若前一秒测得的相对距离时，则说明存有潜在的碰撞风险，该部分信息需要输送给报警器。
S3：利用获取特定类型的目标信息通过LED灯、扬声器发出警告。
本发明实施例中，采用了LED灯、扬声器以声、光的方式发出警告，当接收到来自数据处理模块输送来的信息后，LED灯闪烁同时扬声器发出报警声，告知驾驶员，提醒驾驶员采取相关措施，驾驶员通过减速、制动或者变道等方式，从而避免碰撞事故的发生。
Claims (3)
1.一种基于毫米波雷达防撞的智能预警方法，其特征在于：包括有以下步骤：
1）数据信号的获取：利用毫米波雷达获取可靠存在目标的位置信息，位置信息包括其与本车的相对距离、相对速度以及相对角度；
当车辆在向前行驶的过程中，车载的毫米波雷达先通过天线向外发射出信号，接收目标的反射信号，每50毫秒接收一帧数据，这一帧数据包含了探测范围内所有目标的位置信息，如果连续接收到的三帧数据不都是来自同一个目标，则可以判定该目标为不可靠存在的目标，无需进行数据处理，直接忽略；如果连续接收到的三帧数据都是来自同一个目标的ID号，则可以判定该目标为可靠存在的目标；此时对该目标的反射信号与发射频率混频出的中频信号进行处理，从而获得可靠存在目标的速度以及和本车相隔的距离信息，同时，对接收到的回波信号利用比相法进行处理，从而获得可靠存在目标与本车天线中心线的连线与法线之间的角度信息；接下来将获得的可靠存在目标的相对距离、相对速度、相对角度信息输送给数据处理模块；
2）数据信号的处理：利用可靠存在目标与本车的相对距离、相对速度、相对角度的信息来获取特定类型的目标信息，对是否进行即将进行碰撞的危险情况进行判断；
数据处理模块是基于毫米波雷达防撞智能预警***的一个重要组成部分，采用了以DSP为核心的信号处理***，该信号处理***通过接收到来自前面毫米波雷达模块探测到并输送过来的数据后，针对这些数据进行相关算法的运算，获得特定类型的目标信息，如果处理的结果表明本车与可靠存在的目标车辆之间的车距小于安全距离时，立即将其信息输送给报警器；具体过程如下：
数据处理模块第一次接收到来自毫米波雷达的数据为、、、，一秒后第二次
接收到来自毫米波雷达的数据为、、、，第i次接收到来自毫米波雷达的数据为、、、；若前一秒测得的相对距离时，则该部分信息无需输送给报警器；若前
一秒测得的相对距离时，分为两种情况：（1）当时，则该部分信息无需输送
给报警器；（2）当V1＞V2时，则说明存有潜在的碰撞风险，该部分信息需要输送给报警器；若
前一秒测得的相对距离时，则说明存有潜在的碰撞风险，该部分信息需要输送给报
警器；
3）报警：利用获取特定类型的目标信息通过LED灯、扬声器发出警告，达到智能预警的目的。
2.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达防撞的智能预警方法，其特征在于：假设
本车与检测到的目标车辆的车速分别为、，规定安全角度为，设角度为本车与毫米
波雷达探测到的目标车辆之间的连线与法线之间的夹角，当检测到的角度大于时，则
判定为未构成威胁的无需考虑目标，当检测到的角度小于时，则判定为已构成威胁需
要考虑的目标，紧接着进行距离的探测；规定车辆正常行驶的安全距离为，当两车之间的
距离小于时，说明有即将碰撞的危险，发出警报提醒本车进行减速处理，减速至两车的
相对距离大于安全距离。
3.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达防撞的智能预警方法，其特征在于：采用了LED灯以及扬声器以声、光的方式发出警告，当接收到来自数据处理模块输送来的信息后，LED灯闪烁同时扬声器发出报警声，告知驾驶员，提醒驾驶员采取相关措施，驾驶员通过减速、制动或者变道等方式，避免碰撞事故的发生。
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