CN110497895A - 一种车辆避碰方法及装置 - Google Patents

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史耀华
于春雨
应来明
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Abstract

本发明提供了一种车辆避碰方法及装置,方法包括:接收毫米波雷达探测得到的车辆相对于前方障碍物的第一相对距离及第一相对速度,激光测距仪探测得到的第二相对距离及第二相对速度;以及,车速测量仪探测得到的车辆的实时车速;若第一相对距离大于预先设置的距离阈值、且第一相对速度大于零,依据第一相对距离、第一相对速度和实时车速生成第一预警指令,预警车辆的驾驶员;若第一相对距离不大于预先设置的距离阈值、且第一相对速度大于零,获取第一相对距离和第二相对距离中的较小值,依据较小值、第一相对速度和实时车速生成第二预警指令,预警所述车辆的驾驶员。可以有效降低车辆发生碰撞的概率,提高避碰效率。

Description

一种车辆避碰方法及装置
技术领域
本发明涉及车辆安全驾驶技术领域,具体而言,涉及一种车辆避碰方法及装置。
背景技术
随着我国经济的快速发展,车辆已经成为家庭出行的主要交通工具。而家庭车辆的保有量的不断增加,催生了大量缺乏驾驶经验的新手,使得驾驶过程中,在前车减速后,容易出现车辆与前车发生碰撞等交通事故。
目前,在驾驶过程中,避免和前车的碰撞主要利用车辆上安装的毫米波雷达,毫米波雷达在监测到本车与前车的距离小于预先设置的安全距离阈值时,确定存在发生碰撞的危险,向驾驶员发出警报,从而使得驾驶员及时采取防碰撞措施。
但该车辆避碰方法,毫米波雷达依据本车与前车的距离进行避碰警报,但毫米波雷达在车辆与前车的相对距离较小时,毫米波雷达进行距离探测会存在盲区,使得近距离时的相对距离探测精度较低,从而导致避碰效率较差,不能有效降低车辆发生的碰撞。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供车辆避碰方法及装置,以降低车辆发生碰撞的概率,提高避碰效率。
第一方面,本发明实施例提供了车辆避碰装置,包括:毫米波雷达、激光测距仪、车速测量仪以及电控机构,其中,
毫米波雷达、制动执行机构以及车速测量仪的数量为1,激光测距仪的数量为2,毫米波雷达、激光测距仪以及车速测量仪通过电线束相连分别连接至电控机构;
毫米波雷达安装在车辆的前进气网的中间区域,激光测距仪分别对称安装在毫米波雷达的左右两侧,车速测量仪安装在相距车辆传动轴预定第一距离的区域,电控机构安装在驾驶室内;
毫米波雷达,用于向前方障碍物发射毫米波信号,接收所述前方障碍物反射回的毫米反射波信号,依据所述毫米波信号与所述毫米反射波信号,确定所述车辆相对于所述前方障碍物的第一相对距离以及第一相对速度,将所述第一相对距离以及第一相对速度输出至电控机构;
激光测距仪,用于向所述前方障碍物发射激光信号,接收所述前方障碍物反射回的激光反射信号,依据所述激光信号与所述激光反射信号,确定所述车辆相对于所述前方障碍物的第二相对距离以及第二相对速度,将所述第二相对距离以及第二相对速度输出至电控机构;
车速测量仪,用于测量车辆的实时车速,将测量得到的实时车速输出至电控机构;
电控机构,用于若所述第一相对距离大于预先设置的距离阈值、且所述第一相对速度大于零,依据所述第一相对距离、第一相对速度和所述实时车速生成第一预警指令,预警所述车辆的驾驶员,以使所述驾驶员依据所述第一预警指令进行制动;
若所述第一相对距离不大于预先设置的距离阈值、且所述第一相对速度大于零,获取所述第一相对距离和所述第二相对距离中的较小值,依据所述较小值、第一相对速度和所述实时车速生成第二预警指令,预警所述车辆的驾驶员,以使所述驾驶员依据所述第二预警指令进行制动。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中,所述电控机构还用于:
展示所述第一相对距离、第二相对距离、实时车速;
在生成预警指令后,进行语音/声音报警,以及,依据所述预警指令,制动所述车辆驱动的输出,所述预警指令包括第一预警指令和第二预警指令。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中,还包括:
制动执行机构,数量为1,与制动执行机构通过电线束相连,安装在相距车辆制动踏板预定第二距离的区域;
所述电控机构,还用于在生成预警指令后,监测到所述驾驶员在所述预警指令对应的控制时间内没有依据所述预警指令进行制动,将所述预警指令输出至所述制动执行机构,以使所述制动执行机构依据所述预警指令进行制动,所述预警指令包括第一预警指令和第二预警指令。
结合第一方面、第一方面的第一种或第二种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式,其中,所述毫米波雷达包括:雷达收发器、调制信号发生器、差频信号预处理器、模数转换器、基于现场可编程门阵列的数字信号处理器,其中,
调制信号发生器,用于将产生的用于调制的三角波向雷达收发器输出;
雷达收发器,用于将依据接收的三角波产生的射频波段的线性调频信号向前方障碍物发射,将线性调频信号以及发射的线性调频信号被前方障碍物反射得到的回波信号输出至差频信号预处理器;
差频信号预处理器,用于将接收的回波信号与线性调频信号进行混频处理后得到的差频信号输出至模拟数字转换器;
模拟数字转换器,用于对接收的差频信号进行模数转换及数字滤波后得到的数字信号输出至基于FPGA的数字信号处理器;
基于FPGA的数字信号处理器,用于将利用数字信号进行处理得到的所述车辆相对于所述前方障碍物的第一相对距离输出至电控机构。
结合第一方面的第三种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式,其中,所述毫米波雷达还包括:
调制信号调节器,用于对调制信号发生器输出的三角波进行幅值和频率调整后输出至雷达收发器。
结合第一方面的第三种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式,其中,所述调制信号发生器包括:振荡集成电路、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻以及第十电阻,其中,
第八电阻的一端与预定第一电压的正极相连,另一端与第六电阻的一端相连;
第六电阻的另一端与预定第一电压的负极相连;
第一电容的一端与预定第一电压的正极相连,另一端与振荡集成电路的第八管脚相连,该第八管脚还可动地连接在第八电阻上;
第二电容的一端与振荡集成电路的第十管脚相连,另一端与预定第一电压的负极相连;
振荡集成电路的第四管脚与第一电阻的一端相连,第一电阻的另一端与第七电阻的一端相连,第七电阻的另一端与第二电阻的一端相连,第二电阻的另一端与振荡集成电路的第五管脚相连,预定第一电压的正极可动地连接在第七电阻上;
振荡集成电路的第六管脚与预定第一电压的正极相连;
振荡集成电路的第九管脚与第三电阻的一端相连并输出方波,第三电阻的另一端与预定第一电压的正极相连;
振荡集成电路的第三管脚输出三角波;
振荡集成电路的第二管脚输出正弦波;
振荡集成电路的第十一管脚与预定第一电压的负极相连;
振荡集成电路的第一管脚与第三电容的一端相连,第三电容的另一端与预定第一电压的负极相连;
振荡集成电路的第一管脚还可动地连接在第九电阻上;
第九电阻的一端与预定第一电压的负极相连,另一端与第四电阻的一端相连;
第四电阻的另一端分别与预定第一电压的正极以及第五电阻的一端相连;
第五电阻的另一端与第十电阻的一端的一端相连;
第十电阻的另一端分别与第四电容的一端以及预定第一电压的负极相连;
振荡集成电路的第十二管脚与第四电容的另一端,还可动地连接在第十电阻上。
结合第一方面的第四种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式,其中,所述调制信号调节器包括:第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第一运放器以及第五电容,其中,
第十一电阻的一端与预定第一电压的正极相连,另一端与第十六电阻的一端相连;
第十六电阻的另一端接地;
第十三电阻的一端接入三角波,另一端与第十七电阻的一端相连;
第十七电阻的另一端接地;
第一运放器的第三端分别与第十二电阻以及第十四电阻的一端相连,第十二电阻的另一端可动地接在第十六电阻上;
第十四电阻的另一端与第五电容的一端相连,第五电容的另一端可动地接在第十七电阻上;
第一运放器的第二端分别与第十五电阻以及第十八电阻的一端相连,还可动地接在第十八电阻上,第十五电阻的另一端接地,第十八电阻的另一端与第一运放器的第一端相连,第一运放器的第一端为输出端;
第一运放器的第八端与预定第一电压的正极相连,第四端与预定第一电压的负极相连。
第二方面,本发明实施例还提供了一种车辆避碰方法,包括:
接收毫米波雷达探测得到的车辆相对于前方障碍物的第一相对距离以及第一相对速度;
接收激光测距仪探测得到的所述车辆相对于所述前方障碍物的第二相对距离以及第二相对速度;
接收车速测量仪探测得到的所述车辆的实时车速;
若所述第一相对距离大于预先设置的距离阈值、且所述第一相对速度大于零,依据所述第一相对距离、第一相对速度和所述实时车速生成第一预警指令,预警所述车辆的驾驶员,以使所述驾驶员依据所述第一预警指令进行制动;
若所述第一相对距离不大于预先设置的距离阈值、且所述第一相对速度大于零,获取所述第一相对距离和所述第二相对距离中的较小值,依据所述较小值、第一相对速度和所述实时车速生成第二预警指令,预警所述车辆的驾驶员,以使所述驾驶员依据所述第二预警指令进行制动。
第三方面,本申请实施例提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
第四方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行上述的方法的步骤。
本发明实施例提供的车辆避碰的方法及装置,通过接收毫米波雷达探测得到的车辆相对于前方障碍物的第一相对距离以及第一相对速度;接收激光测距仪探测得到的所述车辆相对于所述前方障碍物的第二相对距离以及第二相对速度;接收车速测量仪探测得到的所述车辆的实时车速;若所述第一相对距离大于预先设置的距离阈值、且所述第一相对速度大于零,依据所述第一相对距离、第一相对速度和所述实时车速生成第一预警指令,预警所述车辆的驾驶员,以使所述驾驶员依据所述第一预警指令进行制动;若所述第一相对距离不大于预先设置的距离阈值、且所述第一相对速度大于零,获取所述第一相对距离和所述第二相对距离中的较小值,依据所述较小值、第一相对速度和所述实时车速生成第二预警指令,预警所述车辆的驾驶员,以使所述驾驶员依据所述第二预警指令进行制动。这样,通过毫米波雷达和激光测距仪以及车速测量仪的监测,并将检测信息输出至电控机构进行信息处理,当检测到车辆有与前方障碍物发生追尾碰撞事故的危险时,提醒驾驶员及时采取避碰措施,从而避免追尾碰撞事故的发生,降低车辆发生碰撞的概率,提高避碰效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的车辆避碰装置结构示意图;
图2示出了本发明实施例所提供的毫米波雷达结构示意图;
图3示出了本发明实施例所提供的发射信号与接收信号的频率变化示意图;
图4示出了本发明实施例所提供的前方障碍物与毫米波雷达相对运动时,发射信号、接收信号及差频信号的频率与时间的示意图;
图5示出了本发明实施例所提供的调制信号发生器的电路结构示意图;
图6示出了本发明实施例所提供的调制信号调节器的电路结构示意图;
图7示出了本发明实施例所提供的二阶高通滤波器的电路结构示意图;
图8示出了本发明实施例所提供的增益调整电路的电路结构示意图;
图9示出了本发明实施例所提供的抗混叠滤波器的电路结构示意图;
图10示出了本发明实施例所提供的车辆避碰方法流程示意图;
图11为本申请实施例提供的一种计算机设备110的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种车辆避碰方法和装置,下面通过实施例进行描述。
图1示出了本发明实施例所提供的车辆避碰装置结构示意图。如图1所示,本发明实施例中,车辆避碰装置包括:毫米波雷达11、激光测距仪12、车速测量仪13以及电控机构14,其中,
毫米波雷达11、制动执行机构13以及车速测量仪14的数量为1,激光测距仪12的数量为2,毫米波雷达11、激光测距仪12以及车速测量仪13通过电线束相连分别连接至电控机构14;
毫米波雷达11安装在车辆的前进气网的中间区域,激光测距仪12分别对称安装在毫米波雷达11的左右两侧,车速测量仪13安装在相距车辆传动轴预定第一距离的区域,电控机构14安装在驾驶室内;
毫米波雷达11,用于向前方障碍物发射毫米波信号,接收所述前方障碍物反射回的毫米反射波信号,依据所述毫米波信号与所述毫米反射波信号,确定所述车辆相对于所述前方障碍物的第一相对距离以及第一相对速度,将所述第一相对距离以及第一相对速度输出至电控机构14;
激光测距仪12,用于向所述前方障碍物发射激光信号,接收所述前方障碍物反射回的激光反射信号,依据所述激光信号与所述激光反射信号,确定所述车辆相对于所述前方障碍物的第二相对距离以及第二相对速度,将所述第二相对距离以及第二相对速度输出至电控机构14;
车速测量仪13,用于测量车辆的实时车速,将测量得到的实时车速输出至电控机构14;
电控机构14,用于若所述第一相对距离大于预先设置的距离阈值、且所述第一相对速度大于零,依据所述第一相对距离、第一相对速度和所述实时车速生成第一预警指令,预警所述车辆的驾驶员,以使所述驾驶员依据所述第一预警指令进行制动;
若所述第一相对距离不大于预先设置的距离阈值、且所述第一相对速度大于零,获取所述第一相对距离和所述第二相对距离中的较小值,依据所述较小值、第一相对速度和所述实时车速生成第二预警指令,预警所述车辆的驾驶员,以使所述驾驶员依据所述第二预警指令进行制动。
本发明实施例中,驾驶员依据预警指令实现车辆的自动制动,避免车辆发生碰撞事故。预警指令可以分为多级指令,例如,若所述第一相对距离较大但小于安全距离、且第一相对速度为正(车辆速度大于前方障碍物的车速)且较小,定义危险级别较小,生成的第一预警指令可以是指示车辆的驾驶员需要稍减速;若所述第一相对距离较大、且第一相对速度为正且较大,定义危险级别为中,生成的第一预警指令可以是指示车辆的驾驶员需要将车辆速度减速至某一速度之下;若所述第二相对距离较小、且第一相对速度为正且较小,定义危险级别较大,生成的第二预警指令可以是指示车辆的驾驶员需要马上减速;若所述第二相对距离较小、且实时车速为正且较大,生成的第二预警指令可以是指示车辆的驾驶员需要马上减速并进行紧急制动。
本发明实施例中,采用毫米波雷达探测前方障碍物与车辆的第一相对距离,毫米波雷达穿透雾、烟、灰尘的能力强,受自然光和热辐射源影响小,精度高,适用于远距离探测,近距离时有盲区、精度差;同时,采用激光测距仪探测前方障碍物与车辆的第二相对距离,激光测距仪抗干扰能力强,成本低,适用于近距离探测。因而,结合毫米波雷达以及激光测距仪,对前方障碍物与车辆的相对距离进行探测,能够实现全距离范围内的距离探测,从而提升距离探测精度,依据精度高的探测距离进行制动控制,可以有效降低车辆发生碰撞的概率,提高避碰效率。
本发明实施例中,作为一可选实施例,电控机构还用于:
展示所述第一相对距离、第二相对距离、第一相对速度、第二相对速度、实时车速;
在生成预警指令后,进行语音/声音报警,以及,依据所述预警指令,制动所述车辆驱动的输出,所述预警指令包括第一预警指令和第二预警指令。
本发明实施例中,电控机构具有信息显示功能和语音/声音报警功能。
本发明实施例中,毫米波雷达和激光测距仪相结合,用于探测前方障碍物与车辆的相对距离。
本发明实施例中,作为一可选实施例,该车辆避碰装置还包括:
制动执行机构15,数量为1,与制动执行机构通过电线束相连,安装在相距车辆制动踏板预定第二距离的区域;
所述电控机构14,还用于在生成预警指令后,监测到所述驾驶员在所述预警指令对应的控制时间内没有依据所述预警指令进行制动,将所述预警指令输出至所述制动执行机构,以使所述制动执行机构依据所述预警指令进行制动,所述预警指令包括第一预警指令和第二预警指令。
本发明实施例中,制动执行机构依据预警指令实现车辆的自动制动,避免车辆发生碰撞事故。
本发明实施例中,作为一可选实施例,不同的预警指令对应有不同的控制时间。例如,若所述第一相对距离较大但小于安全距离、且实时车速为正且较小,生成的预警指令对应的控制时间可以稍大。
本发明实施例中,通过毫米波雷达和激光测距仪以及车速测量仪的监测,并将检测信息输出至电控机构进行信息处理,当检测到车辆有与前方车辆(前方障碍物)发生追尾碰撞事故的危险时,即在追尾碰撞事故发生前预警,自动提醒驾驶员及时采取避碰措施,例如,采取制动以避免事故的发生。若在预警后,监测到驾驶员仍然没有采取避碰措施,从而导致追尾碰撞事故即将发生时,自动依据危险级别进行智能制动,从而避免追尾碰撞事故的发生,或,减少与前方障碍物碰撞的概率,或,最大限度地减轻司乘人员受到的伤害及车辆发生碰撞的严重程度。
本发明实施例中,作为一可选实施例,毫米波雷达属于调频连续波毫米波雷达。
图2示出了本发明实施例所提供的毫米波雷达结构示意图。如图2所示,该毫米波雷达包括:雷达收发器201、调制信号发生器202、差频信号预处理器203、模数转换器204、基于现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)的数字信号处理器205,其中,
调制信号发生器202,用于将产生的用于调制的三角波向雷达收发器201输出;
雷达收发器201,用于将依据接收的三角波产生的射频波段的线性调频信号向前方障碍物发射,将线性调频信号以及发射的线性调频信号被前方障碍物反射得到的回波信号输出至差频信号预处理器203;
本发明实施例中,线性调频信号由雷达收发器201的天线向前方障碍物发射,发射的线性调频信号被前方障碍物反射,天线接收被前方障碍物反射的线性调频信号,得到回波信号,将线性调频信号以及回波信号输出至差频信号预处理器203。
差频信号预处理器203,用于将接收的回波信号与线性调频信号进行混频处理后得到的差频信号输出至模拟数字转换器204;
本发明实施例中,差频信号预处理器203将接收的回波信号与线性调频信号(发射信号)进行混频处理,得到包含有距离信息的差频信号。作为一可选实施例,差频信号预处理器203还用于对差频信号进行滤波、增益调整等信号预处理,并输出至模拟数字转换器204。
模拟数字转换器204,用于对接收的差频信号进行模数(AD)转换及数字滤波后得到的数字信号输出至基于FPGA的数字信号处理器205;
基于FPGA的数字信号处理器205,用于将利用数字信号进行处理得到的所述车辆相对于所述前方障碍物的第一相对距离输出至电控机构。
本发明实施例中,模拟数字转换器204对接收的信号进行模数(AD)转换及数字滤波后,通过串行外设接口(SPI,Serial Peripheral Interface)串行输出至基于FPGA的数字信号处理器205进行数字信号处理,获取频率值,最后基于获取的精度较高的频率值进行计算,得到车辆相对于前方障碍物的第一相对距离。
本发明实施例中,作为一可选实施例,毫米波雷达还包括:
调制信号调节器(图中未示出),用于对调制信号发生器输出的三角波进行幅值和频率调整后输出至雷达收发器201。
本发明实施例中,作为另一可选实施例,毫米波雷达还包括:
电源器(图中未示出),分别与雷达收发器201、调制信号发生器202、差频信号预处理器203、模数转换器204、基于现场可编程门阵列的数字信号处理器205相连,为雷达收发器201、调制信号发生器202、差频信号预处理器203、模数转换器204、基于现场可编程门阵列的数字信号处理器205提供工作电压。
本发明实施例中,毫米波雷达通过天线向外发射一列连续调频毫米波(线性调频信号),并接收前方障碍物的反射信号(接收信号)。发射信号(线性调频信号)的频率随时间按调制信号的规律变化,调制信号为三角波信号。
图3示出了本发明实施例所提供的发射信号与接收信号的频率变化示意图。如图3所示,图中实线波形表示发射信号,虚线波形表示接收信号,T表示发射信号的调制周期,ΔF表示压控振荡器的发射信号频率的振荡范围,即调频带宽,fdiff_up表示发射信号和接收信号经过混频后在正向调频段的差频信号频率,fdiff_down表示发射信号和接收信号经过混频后在负向调频段的差频信号频率。
本发明实施例中,由信号传播所引起的发射信号与接收信号在时间上的延迟称为延时效应,导致发射信号与接收信号在时间轴上产生一个大小为τ的差值,该差值会使发射信号与接收信号在频率轴上产生一个大小为fDelay的频率差。其中,
式中,
R为前方障碍物相对毫米波雷达的相对距离,即车辆相对于所述前方障碍物的第一相对距离;
C为光速。
根据三角关系,由图3可得:
本发明实施例中,fDelay=fdiff_up=fdiff_down
将式(1)代入式(2),可得:
由此可知,当前方障碍物与毫米波雷达相对静止时,相对距离与差频信号成线性关系。
若前方障碍物与毫米波雷达具有相对运动,发射信号的调制参数(发射信号的调制周期T以及发射频率的振荡范围ΔF)不变,在使用三角波对毫米波雷达进行调频时,除了要考虑由延时效应引起的时间差t以外,还要考虑由多普勒效应引起的多普勒频移fDopp
图4示出了本发明实施例所提供的前方障碍物与毫米波雷达相对运动时,发射信号、接收信号及差频信号的频率与时间的示意图。如图4所示,多普勒频移与前方障碍物的运动速度v具有如下关系:
式中,
fDopp为多普勒频移,单位Hz;
f0为毫米波雷达的发射频率,单位Hz;
v为前方障碍物的运动速度(m/s);
c为光速(m/s);
α为毫米波雷达至前方障碍物的连线与前方障碍物的运动方向之间的夹角(°)。
本发明实施例中,为简化式(4),令夹角α=0,即前方障碍物相对于毫米波雷达做径向运动,则式(4)可简化为:
图4中,在三角波正向调频段,时间延迟效应与多普勒效应相互抵消;在三角波负向调频段,时间延迟效应与多普勒效应又相互叠加。因而,三角波在正向调频段,毫米波雷达的输出信号fdiff_up,以及,在负向调频段,毫米波雷达的输出信号fdiff_down分别为:
fdiff_up=fDelay-fDopp (6)
fdiff_down=fDelay+fDopp (7)
将式(6)与式(7)相加,可得:
fdiff_up+fdiff_down=2fDelay (8)
将式(8)代入式(3),可得:
这样,通过分析毫米波雷达进行信号处理得到的差频信号,可以得到三角波在正向调频段的输出信号fdiff_up,以及,在负向调频段的输出信号fdiff_down,再根据式(9),即可得到前方障碍物相对毫米波雷达的相对距离(第一相对距离)。
本发明实施例中,将式(6)与式(7)相减,可得到:
fdiff_up-fdiff_down=-2fDelay (10)
将式(10)代入式(5),可得:
这样,通过获取毫米波雷达在正向调频段的输出信号以及在负向调频段的输出信号,结合毫米波雷达的发射频率f0,可以得到前方障碍物相对于毫米波雷达做径向运动的相对速度信息。
本发明实施例中,作为一可选实施例,雷达收发器采用K-波段雷达收发器(IVS-148),K-波段雷达收发器内部集成了压控振荡器(VCO,Voltage Controlled Oscillator),雷达收发器采用平面微带天线结构,且收发天线合为一体,这样,结构小巧,工作时功耗低,也使得易于集成在毫米波雷达中。
调制信号发生器采用精密振荡集成电路ICL8038,该集成电路具有波形输出种类多、低失真度、线性度高等特点,通过较少的元器件便能产生从0.001Hz~1MHz的波形,且波形的频率和占空比可分别通过外部电容和电位器来控制,输出的波形可以是三角波、方波、正弦波等。
图5示出了本发明实施例所提供的调制信号发生器的电路结构示意图。如图5所示,调制信号发生器包括:振荡集成电路501、第一电容502、第二电容503、第三电容504、第四电容505、第一电阻506、第二电阻507、第三电阻508、第四电阻509、第五电阻510、第六电阻511、第七电阻512、第八电阻513、第九电阻514以及第十电阻515,其中,
第八电阻513的一端与预定第一电压的正极相连,另一端与第六电阻511的一端相连;
第六电阻511的另一端与预定第一电压的负极相连;
第一电容502的一端与预定第一电压的正极相连,另一端与振荡集成电路501的第八管脚相连,该第八管脚还可动地连接在第八电阻513上;
第二电容503的一端与振荡集成电路501的第十管脚相连,另一端与预定第一电压的负极相连;
振荡集成电路501的第四管脚与第一电阻506的一端相连,第一电阻506的另一端与第七电阻512的一端相连,第七电阻512的另一端与第二电阻507的一端相连,第二电阻507的另一端与振荡集成电路501的第五管脚相连,预定第一电压的正极可动地连接在第七电阻512上;
振荡集成电路501的第六管脚与预定第一电压的正极相连;
振荡集成电路501的第九管脚与第三电阻508的一端相连并输出方波,第三电阻508的另一端与预定第一电压的正极相连;
振荡集成电路501的第三管脚输出三角波;
振荡集成电路501的第二管脚输出正弦波;
振荡集成电路501的第十一管脚与预定第一电压的负极相连;
振荡集成电路501的第一管脚与第三电容504的一端相连,第三电容504的另一端与预定第一电压的负极相连;
振荡集成电路501的第一管脚还可动地连接在第九电阻514上;
第九电阻514的一端与预定第一电压的负极相连,另一端与第四电阻509的一端相连;
第四电阻509的另一端分别与预定第一电压的正极以及第五电阻510的一端相连;
第五电阻510的另一端与第十电阻515的一端的一端相连;
第十电阻515的另一端分别与第四电容505的一端以及预定第一电压的负极相连;
振荡集成电路501的第十二管脚与第四电容505的另一端,还可动地连接在第十电阻515上。
本发明实施例中,作为一可选实施例,第一电容502、第二电容503、第三电容504以及第四电容505的容值大小均为为0.1微法;
第一电阻506、第二电阻507、第三电阻508、第四电阻509以及第五电阻510的阻值大小均为10k欧姆、第六电阻511的阻值大小均为20k欧姆;
第七电阻512的阻值大小为5k欧姆、第八电阻513的阻值大小为10k欧姆、第九电阻514以及第十电阻515的阻值大小均为100k欧姆,预定第一电压为12V。
图6示出了本发明实施例所提供的调制信号调节器的电路结构示意图。如图6所示,该调制信号调节器包括:第十一电阻601、第十二电阻602、第十三电阻603、第十四电阻604、第十五电阻605、第十六电阻606、第十七电阻607、第十八电阻608、第一运放器609以及第五电容610,其中,第十一电阻601的一端与预定第一电压的正极相连,另一端与第十六电阻606的一端相连;
第十六电阻606的另一端接地;
第十三电阻603的一端接入三角波,另一端与第十七电阻607的一端相连;
第十七电阻607的另一端接地;
第一运放器609的第三端分别与第十二电阻602以及第十四电阻604的一端相连,第十二电阻602的另一端可动地接在第十六电阻606上;
第十四电阻604的另一端与第五电容610的一端相连,第五电容610的另一端可动地接在第十七电阻607上;
第一运放器609的第二端分别与第十五电阻605以及第十八电阻608的一端相连,还可动地接在第十八电阻608上,第十五电阻605的另一端接地,第十八电阻608的另一端与第一运放器609的第一端相连,第一运放器609的第一端为输出端;
第一运放器609的第八端与预定第一电压的正极相连,第四端与预定第一电压的负极相连。
本发明实施例中,第一运放器609的型号为OPA2211A,第三端为同相输入端,第二端为异相输入端。第十一电阻601的阻值大小为50k欧姆、第十二电阻602的阻值大小为10k欧姆、第十三电阻603的阻值大小为5k欧姆、第十四电阻604的阻值大小为10k欧姆、第十五电阻605的阻值大小为10k欧姆、第十六电阻606的阻值大小为5k欧姆、第十七电阻607的阻值大小为20k欧姆、第十八电阻608的阻值大小为100k欧姆、第五电容610的容值大小为10微法。
本发明实施例中,通过调节第十六电阻606和第十八电阻608,可以分别控制三角波的直流偏置和峰峰值范围。
本发明实施例中,作为一可选实施例,差频信号预处理器包括:二阶高通滤波器、增益调整电路和抗混叠滤波器。
图7示出了本发明实施例所提供的二阶高通滤波器的电路结构示意图。如图7所示,该二阶高通滤波器包括:第十九电阻701、第二十电阻702、第二十一电阻703、第二十二电阻704、第二十三电阻705、第二十四电阻706、第二十五电阻707、第二十六电阻708、第二十七电阻709、第六电容710、第七电容711、第八电容712、第九电容713、第十电容714、第二运放器715以及第三运放器716,其中,
第十九电阻701的一端与预定第二电压的正极相连,另一端分别与第二十一电阻703、第六电容710、第二十二电阻704以及第二十电阻702的一端相连;
第二十一电阻703与第六电容710的另一端接地;
第二十二电阻704的另一端与第二运放器715的第三端相连,第二十电阻702的另一端与第三运放器716的第五端相连;
第二运放器715的第八端以及第三运放器716的第八端分别与预定第一电压的正极相连,第二运放器715的第四端以及第三运放器716的第四端分别与预定第一电压的负极相连;
第二运放器715的第二端分别与第二十五电阻707、第二十六电阻708以及第十电容714的一端相连;
第二十五电阻707的另一端与第八电容712的一端相连,第八电容712的另一端分别与发射信号、反射信号以及第二十七电阻709的一端相连;
第二十七电阻709的另一端接地;
第二十六电阻708以及第十电容714的另一端与第二运放器715的第一端相连,第二运放器715的第一端还与第七电容711的一端相连;
第七电容711的另一端与第二十三电阻705的一端相连,第二十三电阻705的另一端分别与第三运放器716的第六端、第二十四电阻706、第九电容713的一端相连;
第二十四电阻706以及第九电容713的另一端与第三运放器716的第七端相连,第三运放器716的第七端为输出端。
本发明实施例中,作为一可选实施例,第二运放器715型号为MC330781,第三运放器716的型号为MC330787。第十九电阻701的阻值大小为47k欧姆、第二十电阻702的阻值大小为1k欧姆、第二十一电阻703的阻值大小为15k欧姆、第二十二电阻704的阻值大小为1k欧姆、第二十三电阻705的阻值大小为1k欧姆、第二十四电阻706的阻值大小为30k欧姆、第二十五电阻707的阻值大小为1k欧姆、第二十六电阻708的阻值大小为30k欧姆、第二十七电阻709的阻值大小为100k欧姆、第六电容710的容值大小为10微法、第七电容711的容值大小为68纳法、第八电容712的容值大小为68纳法、第九电容713以及第十电容714的容值大小均为150皮法。
本发明实施例中,预定第二电压为5V,二阶高通滤波器为增益-3dB、频率为2kHz的二阶有源高通滤波器,运放器为具有低噪声、低失调电压和高增益带宽积等特性的MC33078。二阶高通滤波器对输入信号进行滤波、放大处理。
图8示出了本发明实施例所提供的增益调整电路的电路结构示意图。如图8所示,该增益调整电路包括:第二十八电阻801、第二十九电阻802、第三十电阻803以及第四运放器804,其中,
第二十八电阻801的一端接入输入信号,另一端与第四运放器804的第三端相连;
第四运放器804的第二端分别与第二十九电阻802以及第三十电阻803的一端相连,第八端与预定第一电压的正极相连,第四端与预定第一电压的负极相连;
第三十电阻803的另一端接地,第二十九电阻802的另一端与第四运放器804的第一端相连,第四运放器804的第一端为输出端。
本发明实施例中,增益调整电路用于保证前级电路的差频信号与后级的AD采样互不造成影响,用于使差频信号的峰峰值尽可能的达到AD的满档值,又可以让前后两级电路之间形成有效的隔离。作为一可选实施例,第四运放器的型号为OPA2211A,第十八电阻的阻值大小为1k欧姆、第二十五电阻的阻值大小为5k欧姆、第二十七电阻的阻值大小为10k欧姆。
图9示出了本发明实施例所提供的抗混叠滤波器的电路结构示意图。如图9所示,该抗混叠滤波器包括:第三十一电阻901和第十一电容902,其中,
第三十一电阻901的一端接入输入信号,另一端与第十一电容902的一端相连;
第十一电容902的另一端接地,第三十一电阻901的一端与第十一电容902的另一端形成输入端,第十一电容902的两端形成输出端。
本发明实施例中,作为一可选实施例,第三十一电阻901的阻值大小为1k欧姆,第十一电容902的容值大小为510皮法。
本发明实施例中,模拟数字转换器在对差频信号进行采样时,如果不采取滤波措施,就会出现高频噪声的干扰,当高频噪声的频率超过奈奎斯特采样频率时,就会出现频率混叠。为了避免在对差频信号进行数字化时频率混叠现象的出现,采用抗混叠滤波器滤除产生频率混叠现象的频率成分。
本发明实施例中,作为一可选实施例,模数转换电路采用AD公司生产的12位高速串行式数据转换器AD7893,采用单5V供电,转换器的分辨率可达0.02%,功耗25mW,包括6usDAC、采样/保持放大器、控制逻辑电路和高速串行接口。
激光测距仪原理如下:
激光测距仪通电后,振荡器产生的方波信号控制自感升压电路,将激光测距仪的主电源(DC5V)转换成空载电压大约为DC160V左右的直流脉动电压,再经过稳压处理,在发射极处形成空载电压DC120V左右的发射激励电压,供发射电路使用。高压直流脉动电压通过进一步滤波,形成接收光电二极管的激励电源供接收光电二极管使用。
主处理器发出发射激光指令,同时通知协处理器已经发出发射激光指令。具体为:发射激光指令控制开关三极管导通,使储存在电容上的高压电瞬间通过开关三极管,激励脉冲红外激光二极管发射脉冲激光。同时,形成一个脉冲信号(主波)至协处理器以通知协处理器脉冲激光发射成功,协处理器控制时间积分电路开始给积分电容充电。
激光测距仪发射的激光经过发射镜片适当聚焦后形成光束射向目标。从目标表面反射的光线经过接收镜片的汇聚,投射到接收管的有效感光区域内,形成一个微弱的窄脉冲信号。窄脉冲信号经过电流放大和电压放大后(回波脉冲信号),被送到电压比较器的同相输入端(第2引脚),参考电源从电压比较器的反相输入端(第3引脚)输入电压比较器,只有电压高于参考电压的回波脉冲信号才能通过电压比较器,而电压低于参考电压的回波脉冲信号被滤除掉。通过调节参考电压的高低,就可以调节激光测距仪的抗干扰能力。
有用的回波脉冲信号被送至协处理器。协处理器向主处理器发送回波已经接收信号,同时发出指令,停止对积分电容的充电。主处理器采集积分电容上对应的积分电压信息,通过积分电压值计算出积分电容的充电时间,即从激光发射到回波返回的总时间T。已知光在空气中传播的速度是C=3×108米/秒,通过下面公式就可计算出激光测距仪到被测目标的距离S。
S=T×C/2
式中,
S的单位为米,激光从发射到回波返回的总时间T的单位为秒。
图10示出了本发明实施例所提供的车辆避碰方法流程示意图。
步骤101,接收毫米波雷达探测得到的车辆相对于前方障碍物的第一相对距离以及第一相对速度;
步骤102,接收激光测距仪探测得到的所述车辆相对于所述前方障碍物的第二相对距离以及第二相对速度;
本发明实施例中,毫米波雷达和激光测距仪相结合,用于探测前方障碍物与车辆的相对距离。
步骤103,接收车速测量仪探测得到的所述车辆的实时车速;
步骤104,所述第一相对距离是否大于预先设置的距离阈值、且所述第一相对速度大于零,若是,执行步骤105,否则,执行步骤106;
步骤105,依据所述第一相对距离、第一相对速度和所述实时车速生成第一预警指令,预警所述车辆的驾驶员,以使所述驾驶员依据所述第一预警指令进行制动;
步骤106,获取所述第一相对距离和所述第二相对距离中的较小值,依据所述较小值、第一相对速度和所述实时车速生成第二预警指令,预警所述车辆的驾驶员,以使所述驾驶员依据所述第二预警指令进行制动。
本发明实施例中,作为一可选实施例,该方法还包括:
展示所述第一相对距离、第二相对距离、第一相对速度、第二相对速度、实时车速;
在生成预警指令后,进行语音/声音报警,以及,依据所述预警指令,制动所述车辆驱动的输出,所述预警指令包括第一预警指令和第二预警指令。
本发明实施例中,作为另一可选实施例,该方法还包括:
在生成预警指令后,监测到所述驾驶员在所述预警指令对应的控制时间内没有依据所述预警指令进行制动,将所述预警指令输出至所述制动执行机构,以使所述制动执行机构依据所述预警指令进行制动,所述预警指令包括第一预警指令和第二预警指令。
如图11所示,本申请一实施例提供了一种计算机设备110,用于执行图10中的车辆避碰方法,该设备包括存储器111、处理器112及存储在该存储器111上并可在该处理器112上运行的计算机程序,其中,上述处理器112执行上述计算机程序时实现上述车辆避碰方法的步骤。
具体地,上述存储器111和处理器112能够为通用的存储器和处理器,这里不做具体限定,当处理器112运行存储器111存储的计算机程序时,能够执行上述车辆避碰方法。
对应于图10中的车辆避碰方法,本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行上述车辆避碰方法的步骤。
具体地,该存储介质能够为通用的存储介质,如移动磁盘、硬盘等,该存储介质上的计算机程序被运行时,能够执行上述车辆避碰方法。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露***和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的***实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,***或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释,此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本申请的具体实施方式,用以说明本申请的技术方案,而非对其限制,本申请的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种车辆避碰装置,其特征在于,包括:毫米波雷达、激光测距仪、车速测量仪以及电控机构,其中,
毫米波雷达、制动执行机构以及车速测量仪的数量为1,激光测距仪的数量为2,毫米波雷达、激光测距仪以及车速测量仪通过电线束相连分别连接至电控机构;
毫米波雷达安装在车辆的前进气网的中间区域,激光测距仪分别对称安装在毫米波雷达的左右两侧,车速测量仪安装在相距车辆传动轴预定第一距离的区域,电控机构安装在驾驶室内;
毫米波雷达,用于向前方障碍物发射毫米波信号,接收所述前方障碍物反射回的毫米反射波信号,依据所述毫米波信号与所述毫米反射波信号,确定所述车辆相对于所述前方障碍物的第一相对距离以及第一相对速度,将所述第一相对距离以及第一相对速度输出至电控机构;
激光测距仪,用于向所述前方障碍物发射激光信号,接收所述前方障碍物反射回的激光反射信号,依据所述激光信号与所述激光反射信号,确定所述车辆相对于所述前方障碍物的第二相对距离以及第二相对速度,将所述第二相对距离以及第二相对速度输出至电控机构;
车速测量仪,用于测量车辆的实时车速,将测量得到的实时车速输出至电控机构;
电控机构,用于若所述第一相对距离大于预先设置的距离阈值、且所述第一相对速度大于零,依据所述第一相对距离、第一相对速度和所述实时车速生成第一预警指令,预警所述车辆的驾驶员,以使所述驾驶员依据所述第一预警指令进行制动;
若所述第一相对距离不大于预先设置的距离阈值、且所述第一相对速度大于零,获取所述第一相对距离和所述第二相对距离中的较小值,依据所述较小值、第一相对速度和所述实时车速生成第二预警指令,预警所述车辆的驾驶员,以使所述驾驶员依据所述第二预警指令进行制动。
2.根据权利要求1所述的车辆避碰装置,其特征在于,所述电控机构还用于:
展示所述第一相对距离、第二相对距离、实时车速;
在生成预警指令后,进行语音/声音报警,以及,依据所述预警指令,制动所述车辆驱动的输出,所述预警指令包括第一预警指令和第二预警指令。
3.根据权利要求1所述的车辆避碰装置,其特征在于,还包括:
制动执行机构,数量为1,与制动执行机构通过电线束相连,安装在相距车辆制动踏板预定第二距离的区域;
所述电控机构,还用于在生成预警指令后,监测到所述驾驶员在所述预警指令对应的控制时间内没有依据所述预警指令进行制动,将所述预警指令输出至所述制动执行机构,以使所述制动执行机构依据所述预警指令进行制动,所述预警指令包括第一预警指令和第二预警指令。
4.根据权利要求1至3任一项所述的车辆避碰装置,其特征在于,所述毫米波雷达包括:雷达收发器、调制信号发生器、差频信号预处理器、模数转换器、基于现场可编程门阵列的数字信号处理器,其中,
调制信号发生器,用于将产生的用于调制的三角波向雷达收发器输出;
雷达收发器,用于将依据接收的三角波产生的射频波段的线性调频信号向前方障碍物发射,将线性调频信号以及发射的线性调频信号被前方障碍物反射得到的回波信号输出至差频信号预处理器;
差频信号预处理器,用于将接收的回波信号与线性调频信号进行混频处理后得到的差频信号输出至模拟数字转换器;
模拟数字转换器,用于对接收的差频信号进行模数转换及数字滤波后得到的数字信号输出至基于FPGA的数字信号处理器;
基于FPGA的数字信号处理器,用于将利用数字信号进行处理得到的所述车辆相对于所述前方障碍物的第一相对距离输出至电控机构。
5.根据权利要求4所述的车辆避碰装置,其特征在于,所述毫米波雷达还包括:
调制信号调节器,用于对调制信号发生器输出的三角波进行幅值和频率调整后输出至雷达收发器。
6.根据权利要求4所述的车辆避碰装置,其特征在于,所述调制信号发生器包括:振荡集成电路、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻以及第十电阻,其中,
第八电阻的一端与预定第一电压的正极相连,另一端与第六电阻的一端相连;
第六电阻的另一端与预定第一电压的负极相连;
第一电容的一端与预定第一电压的正极相连,另一端与振荡集成电路的第八管脚相连,该第八管脚还可动地连接在第八电阻上;
第二电容的一端与振荡集成电路的第十管脚相连,另一端与预定第一电压的负极相连;
振荡集成电路的第四管脚与第一电阻的一端相连,第一电阻的另一端与第七电阻的一端相连,第七电阻的另一端与第二电阻的一端相连,第二电阻的另一端与振荡集成电路的第五管脚相连,预定第一电压的正极可动地连接在第七电阻上;
振荡集成电路的第六管脚与预定第一电压的正极相连;
振荡集成电路的第九管脚与第三电阻的一端相连并输出方波,第三电阻的另一端与预定第一电压的正极相连;
振荡集成电路的第三管脚输出三角波;
振荡集成电路的第二管脚输出正弦波;
振荡集成电路的第十一管脚与预定第一电压的负极相连;
振荡集成电路的第一管脚与第三电容的一端相连,第三电容的另一端与预定第一电压的负极相连;
振荡集成电路的第一管脚还可动地连接在第九电阻上;
第九电阻的一端与预定第一电压的负极相连,另一端与第四电阻的一端相连;
第四电阻的另一端分别与预定第一电压的正极以及第五电阻的一端相连;
第五电阻的另一端与第十电阻的一端的一端相连;
第十电阻的另一端分别与第四电容的一端以及预定第一电压的负极相连;
振荡集成电路的第十二管脚与第四电容的另一端,还可动地连接在第十电阻上。
7.根据权利要求5所述的车辆避碰装置,其特征在于,所述调制信号调节器包括:第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第一运放器以及第五电容,其中,
第十一电阻的一端与预定第一电压的正极相连,另一端与第十六电阻的一端相连;
第十六电阻的另一端接地;
第十三电阻的一端接入三角波,另一端与第十七电阻的一端相连;
第十七电阻的另一端接地;
第一运放器的第三端分别与第十二电阻以及第十四电阻的一端相连,第十二电阻的另一端可动地接在第十六电阻上;
第十四电阻的另一端与第五电容的一端相连,第五电容的另一端可动地接在第十七电阻上;
第一运放器的第二端分别与第十五电阻以及第十八电阻的一端相连,还可动地接在第十八电阻上,第十五电阻的另一端接地,第十八电阻的另一端与第一运放器的第一端相连,第一运放器的第一端为输出端;
第一运放器的第八端与预定第一电压的正极相连,第四端与预定第一电压的负极相连。
8.一种车辆避碰方法,其特征在于,包括:
接收毫米波雷达探测得到的车辆相对于前方障碍物的第一相对距离以及第一相对速度;
接收激光测距仪探测得到的所述车辆相对于所述前方障碍物的第二相对距离以及第二相对速度;
接收车速测量仪探测得到的所述车辆的实时车速;
若所述第一相对距离大于预先设置的距离阈值、且所述第一相对速度大于零,依据所述第一相对距离、第一相对速度和所述实时车速生成第一预警指令,预警所述车辆的驾驶员,以使所述驾驶员依据所述第一预警指令进行制动;
若所述第一相对距离不大于预先设置的距离阈值、且所述第一相对速度大于零,获取所述第一相对距离和所述第二相对距离中的较小值,依据所述较小值、第一相对速度和所述实时车速生成第二预警指令,预警所述车辆的驾驶员,以使所述驾驶员依据所述第二预警指令进行制动。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器、存储器和总线,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当电子设备运行时,所述处理器与所述存储器之间通过总线通信,所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求8所述的车辆避碰方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求8所述的车辆避碰方法的步骤。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6169478B1 (en) * 1997-12-12 2001-01-02 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Vehicle control system having obstacle detector
KR20040046088A (ko) * 2002-11-26 2004-06-05 현대자동차주식회사 차량의 추돌 경보장치 및 그 방법
CN101354438A (zh) * 2008-08-28 2009-01-28 阮树成 毫米波时分线性调频多目标检测汽车防撞雷达
CN203063939U (zh) * 2013-02-06 2013-07-17 刘兆雄 一种汽车自动避撞***
CN203623585U (zh) * 2013-05-25 2014-06-04 李筠瑞 一种基于arm的汽车安全行驶自动测距分级预警***
CN104199034A (zh) * 2014-09-19 2014-12-10 黄国鹏 基于雷达传感器的汽车防撞方法和装置
CN205498864U (zh) * 2016-04-22 2016-08-24 辽宁工业大学 一种基于信息融合的车辆防碰撞***
CN107521478A (zh) * 2017-07-10 2017-12-29 浙江亚太机电股份有限公司 基于超声波雷达与毫米波雷达的控制方法
CN109177972A (zh) * 2018-07-26 2019-01-11 南京航空航天大学 一种车辆柔性避撞***及其控制方法
CN210591844U (zh) * 2019-08-29 2020-05-22 泰远时代(北京)技术研究院 一种车辆避碰装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6169478B1 (en) * 1997-12-12 2001-01-02 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Vehicle control system having obstacle detector
KR20040046088A (ko) * 2002-11-26 2004-06-05 현대자동차주식회사 차량의 추돌 경보장치 및 그 방법
CN101354438A (zh) * 2008-08-28 2009-01-28 阮树成 毫米波时分线性调频多目标检测汽车防撞雷达
CN203063939U (zh) * 2013-02-06 2013-07-17 刘兆雄 一种汽车自动避撞***
CN203623585U (zh) * 2013-05-25 2014-06-04 李筠瑞 一种基于arm的汽车安全行驶自动测距分级预警***
CN104199034A (zh) * 2014-09-19 2014-12-10 黄国鹏 基于雷达传感器的汽车防撞方法和装置
CN205498864U (zh) * 2016-04-22 2016-08-24 辽宁工业大学 一种基于信息融合的车辆防碰撞***
CN107521478A (zh) * 2017-07-10 2017-12-29 浙江亚太机电股份有限公司 基于超声波雷达与毫米波雷达的控制方法
CN109177972A (zh) * 2018-07-26 2019-01-11 南京航空航天大学 一种车辆柔性避撞***及其控制方法
CN210591844U (zh) * 2019-08-29 2020-05-22 泰远时代(北京)技术研究院 一种车辆避碰装置

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