CN111369827A - 一种行车安全灯光预警***、方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车主动安全领域，公开了一种行车安全灯光预警***、方法及车辆，所述***包括交互控制***和灯光投射***；所述交互控制***用于基于实时监测的主目标车辆信息和本车行驶状态数据判断本车是否符合基于车距的行车安全第一预警条件，若是，则生成用于警示本车的第一预警图像；所述灯光投射***用于将所述第一预警图像投射于本车前方路面，以警示其与前车保持距离。本发明通过实时监测车速和车距，在达到基于车速及车距的预警条件时，自动在本车前方路面投射预警图像，有效警示本车司机保持车距，提高行车安全性。

Description

一种行车安全灯光预警***、方法及车辆

技术领域

本发明涉及一种行车安全灯光预警***、方法及车辆，属于汽车主动安全领域。

背景技术

车辆行驶过程中，一般控制好车速和车距就能基本保障行车安全。目前，司机可主动准确控制的只有车速，可以通过观察仪表盘的车速表得知当前车速。对于车距，一般仅是通过主观目测和驾驶经验来控制，准确性低，遇到紧急情况时，由于车距过小导致制动距离短，容易发生追尾事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种行车安全灯光预警***、方法及车辆，通过实时监测车速和车距，在达到基于车速及车距的预警条件时，自动在本车前方路面投射预警图像，有效警示本车司机保持车距，提高行车安全性。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种行车安全灯光预警***，包括交互控制***和灯光投射***；所述交互控制***用于基于实时监测的主目标车辆信息和本车行驶状态数据判断本车是否符合基于车距的行车安全第一预警条件，若是，则生成用于警示本车的第一预警图像；所述灯光投射***用于将所述第一预警图像投射于本车前方路面，以警示其与主目标车辆保持距离。

进一步地，所述交互控制***还继续根据所述主目标车辆信息判断本车是否符合基于两车之间距离发生碰撞的时间的行车安全第二预警条件，若是，则生成用于警示本车的第二预警图像；所述灯光投射***用于将所述第二预警图像投射于本车前方路面，以警示其与主目标车辆之间具有碰撞危险。

进一步地，所述主目标车辆信息包括主目标车辆的位置、主目标车辆与本车之间的距离L；本车行驶状态数据包括本车速度v0；所述第一预警条件为主目标车辆位于本车的行驶轨迹范围内，且v0＞速度阈值及L＜安全距离。

进一步地，所述主目标车辆信息包括主目标车辆的位置、主目标车辆与本车之间的距离L及主目标车辆与本车之间的相对速度v；所述第二预警条件为L/v＜t，t为两车之间距离发生碰撞的时间阈值。

进一步地，所述第一预警图像包括文字部分和/或图形部分；其中，所述文字部分包括“注意车距”，所述图形部分包括等距线。

进一步地，所述等距线的线间间距L0适于随着主目标车辆与本车之间的距离L的变化而改变，L增大则L0随之增大，L减小则L0随之减小。

进一步地，所述第二预警图像包括文字部分和/或图形部分；其中，所述文字部分包括“注意刹车”或“注意减速”或“注意追尾”，所述图形部分包括追尾警示标志。

进一步地，所述交互控制***包括感知单元、信息采集单元、交互控制单元和图像生成单元；所述感知单元用于实时监测主目标车辆信息；所述信息采集单元用于采集本车行驶状态数据及所述主目标车辆信息；所述交互控制单元用于根据所述主目标车辆信息和本车行驶状态数据判断本车是否符合所述第一预警条件或判断是否符合所述第二预警条件；所述图像生成单元用于生成所述第一预警图像或第二预警图像。

进一步地，所述灯光投射***包括图像采集单元、光源驱动单元和投影单元；所述图像采集单元用于接收所述第一预警图像或第二预警图像；所述光源驱动单元适于根据所述图像生成单元反馈的照明模式调节投影光源的驱动电流；所述投影单元用于将所述第一预警图像或第二预警图像投射于本车前方路面。

进一步地，还包括红外补光单元，所述红外补光单元适于在环境光黑暗时对车辆前行方向进行照射补光。

本发明第二方面提供一种后车免碰撞交互式预警方法，包括如下步骤：(1)判断主目标车辆是否位于本车的行驶轨迹范围内，如是，继续下一步；(2)判断本车速度v0是否大于速度阈值且主目标车辆与本车之间的距离L是否小于安全距离，若是，则生成用于警示本车的第一预警图像；(3)将所述第一预警图像投射于本车前方路面，以警示其与主目标车辆保持距离。

进一步地，还包括如下步骤：判断主目标车辆与本车之间的距离L及主目标车辆与本车之间的相对速度v二者的比值是否小于t，t为两车之间距离发生碰撞的时间阈值，若是，则生成用于警示本车的第二预警图像，将所述第二预警图像投射于本车前方路面，以警示其与主目标车辆之间具有碰撞危险。

进一步地，所述第一预警图像包括文字部分和/或图形部分；其中，所述文字部分包括“注意车距”，所述图形部分包括等距线。

本发明第三方面提供一种车辆，包括第一方面任一技术方案所述的行车安全灯光预警***，并适于通过所述行车安全灯光预警***执行第二方面任一技术方案所述的行车安全灯光预警方法。

通过本发明的上述技术方案，实时监测车速和车距，在本车速度大于速度阈值且主目标车辆与本车之间的距离小于安全距离时，自动在本车前方路面投射保持车距预警图像，有效警示本车司机保持车距；更进一步地，在两车之间距离发生碰撞的时间小于阈值时，自动在本车前方路面投射减速避撞预警图像，有效警示本车司机采取急刹车等安全措施，提高行车安全性。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1为本发明***一实施例的原理框图；

图2为本发明***另一实施例的原理框图；

图3为本发明***一实施例的工作原理示意图；

图4为本发明***一实施例中投影单元的工作原理示意图；

图5为本发明***/方法一实施例中第一预警图像示意图一；

图6为本发明***/方法一实施例中第一预警图像示意图二；

图7为本发明***/方法一实施例中第一预警图像示意图三；

图8为本发明***/方法一实施例中第一预警图像示意图四；

图9为本发明***/方法一实施例中第一预警图像示意图五；

图10为本发明***/方法一实施例中第二预警图像示意图一；

图11为本发明***/方法一实施例中第二预警图像示意图二；

图12为本发明***/方法一实施例中第二预警图像示意图三；

图13为本发明***/方法一实施例中第二预警图像示意图四；

图14为本发明方法一实施例的流程图；

图15为本发明方法另一实施例的流程图。

附图标记说明

投影光源1；第一照明光学元件2；第二照明光学元件3；第三照明光学元件4；数字微镜5；成像光学***6；散热***7。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

如图1所示，本发明行车安全灯光预警***的一个实施例，包括交互控制***和灯光投射***；所述交互控制***用于基于实时监测的主目标车辆信息和本车行驶状态数据判断本车是否符合基于车距的行车安全第一预警条件，若是，则生成用于警示本车的第一预警图像；所述灯光投射***用于将所述第一预警图像投射于本车前方路面，以警示其与主目标车辆保持距离，提高行车安全性。具体地，主目标车辆信息可包括主目标车辆的位置、主目标车辆与本车之间的距离L；本车行驶状态数据包括本车速度v0；第一预警条件为主目标车辆位于本车的行驶轨迹范围内，且v0＞速度阈值及L＜安全距离。其中，主目标车辆的位置包括两方面内容，其一指是否存在主目标车辆，即本车前方是否有其他车辆在行驶；其二指若存在主目标车辆，主目标车辆是否为主目标。主目标的含义可从两方面来定义：一、若当前道路有车道线，其与本车处于同一车道内；二、如果当前道路没有车道线，主目标车辆在本车行驶轨迹范围内。事实上，第二种定义可以涵盖第一种定义。之所以要确定主目标车辆是否为主目标，是因为只有主目标才会对本车的行车安全造成影响，其他车道内的车辆一般不会对本车的正常行驶带来安全隐患，也就无需监测。主目标车辆一般为在本车前方行驶的与本车相邻的前车，以下的实施例即以前车举例说明。本车与前车之间的距离L及本车的车速v0直接关系到本车的行驶安全，过近的车距和过快的车速均会带来追尾风险。对于已经形成固定驾驶***铺于本车和前车尾部之间路面的均匀的高亮区域。高亮区域的宽度跟随车道线宽度保持相对不变，高亮区域的长度自适应于本车至前车尾部的距离而变化。为了给本车司机更加明显的距离视觉判断，光毯在显示过程中可以具有动态的“生长”效果，即光毯从本车前部开始向前长度逐渐变长，最终到达前车尾部，显示中不停循环此效果。另外，光毯还可以结合闪烁的效果，闪烁的频率可以随车距L的变短而逐渐变快，更加强烈地提示司机。

在本发明行车安全灯光预警***的一个实施例中，前车信息还包括前车与本车之间的相对速度v，可设置第二预警条件TTC＝L/v＜t，t为两车之间距离发生碰撞的时间阈值，以进一步提高预警级别。TTC(Time To Collision)指距离发生碰撞的时间(单位为s)，即再经过这么长时间，本车将与前车碰撞，其中的t可以根据路况等自由设定，一般在路况好车速快的情况下，t值可取大一些，在路况差车速较慢的情况下，t值可取小一些，如，t取2.5。当符合第二预警条件时，交互控制***生成第二预警图像，并通过灯光投射***投射于本车前方路面，以警示其与前车之间具有碰撞危险。第二预警图像包括文字部分和/或图形部分；其中，所述文字部分包括“注意刹车”或“注意减速”或“注意追尾”，如图11-13所示，也可以是其他具有类似含义的文字，所述图形部分包括追尾警示标志，如图10所示。文字部分的含义准确无疑义，指明了目前的安全威胁就是追尾，需要采取制动减速措施。图形部分是具有追尾警示含义的图标，该图标可以具有动态的淡入、淡出、闪烁、滑入和滑出等各种显示效果，用于柔和司机以及其他交通参与者的视觉感官，具有较好的视觉冲击效果，易于引起本车司机的重视。由此可见，t值实际是在即将追尾前给本车采取急刹车等紧急操作预留的反应时间，防止本车司机措手不及。举例来说，若t为2.5s，一旦交互控制***判断TTC＜2.5时，灯光投射***立即将第二预警图像投射于本车前方路面，本车司机发现后立即开始采取急刹车、急变道等避撞措施，这样，基本能使本车在2.5s的时间内将车速降至安全区间或变道至安全车道，有效避免追尾碰撞事故。

需要说明的是，第一预警图像和第二预警图像均是真实地投射在路面上，且跟随车道线相对位置固定，就像真实存在于路面的图标一样，而非悬浮于路面或空中的虚拟效果，具有强烈的驾驶体验感和视觉冲击力，必然引起司机的重视，以便及时采取补救措施，直至投影消失。

如图2所示，在本发明行车安全灯光预警***的一个实施例中，交互控制***包括感知单元、信息采集单元、交互控制单元和图像生成单元；所述感知单元用于实时监测前车信息；所述信息采集单元用于采集本车行驶状态数据及所述前车信息；所述交互控制单元用于根据所述前车信息和本车行驶状态数据判断本车是否符合所述第一预警条件或判断是否符合所述第二预警条件；所述图像生成单元用于生成所述第一预警图像或第二预警图像。具体地，感知单元可采用前向雷达或前视摄像头模组，其中，前向雷达可选择前碰撞预警毫米波雷达，前视摄像头模组可选择红外摄像头模组。该感知单元可检测的前车信息可至少包括前车的位置、前车与本车之间的距离L及前车与本车之间的相对速度v。信息采集单元一方面通过车内通信总线从ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)中实时提取属于本车行驶状态数据的本车速度v0，另一方面采集来自感知单元的上述前车信息，即前车的位置、前车与本车之间的距离L及前车与本车之间的相对速度v。交互控制单元根据信息采集单元送来的这些信息判断是否符合第一预警条件或判断是否符合所述第二预警条件，如符合第一预警条件，则图像生成单元生成第一预警图像，如符合第二预警条件，则图像生成单元生成第二预警图像。

如图2所示，在本发明行车安全灯光预警***的一个实施例中，灯光投射***包括图像采集单元、光源驱动单元和投影单元；所述图像采集单元用于接收所述第一预警图像或第二预警图像；所述光源驱动单元适于根据所述图像生成单元反馈的照明模式调节投影光源的驱动电流；所述投影单元用于将所述第一预警图像或第二预警图像投射于本车前方路面。具体地，如图4所示，投影单元包括投影光源1、第一照明光学元件2、第二照明光学元件3、第三照明光学元件4、数字微镜5、成像光学***6和散热***7，投影光源1发出的光线依次经过第一照明光学元件2、第二照明光学元件3和第三照明光学元件4校准后射在数字微镜5上，数字微镜5根据要显示的预警图像选择性地将光线射入成像光学***6，成像光学***6输出最终的图像光型，工作过程中散热***7持续带走***产生的热量，避免***高温工作。如图3所示，光源驱动单元用于根据图像生成单元反馈的不同照明模式，控制对应于当前照明模式下所述投影光源1的驱动电流，同时，根据数字微镜5控制***反馈的高速关断信号，控制所述投影光源1进行相配合的关断动作。例如，当图像生成单元反馈的是近光照明模式时，光源驱动单元控制投影光源1的驱动电流为1.4A；当图像生成单元反馈的是远光照明模式时，光源驱动单元控制投影光源1的驱动电流为5A。图3中，底部的黑色粗线条表示本车的行驶路面，圆圈表示车轮，与车轮连接的线条表示本车轮廓，图中示出了感知单元的感知范围和投影单元的投影区域，其中感知范围是本车的前方路面，投影区域也为本车前方路面。

在本发明行车安全灯光预警***的一些实施例中，以投影单元为核心的灯光投射***可安装于车辆前照灯或尾灯等车灯中，可以在车辆两侧的灯具中同时安装，也可以单侧安装。当然，该灯光投射***并不局限于装在前后车灯中，也可以安装在其他非车灯所在位置的任意位置，在夜间行驶过程中，该灯光投射***可提供基础的车辆夜间照明功能，此外还可以以该灯光投射***前方地面或墙面为屏幕，实现文字或图案的投影，当该灯光投射***安装于车辆侧面或车辆两侧的反光镜中时，可进一步实现车辆上下客过程中车辆与司机或乘客或行人之间的互动，从而实现更丰富的驾驶体验。

如图3所示，在本发明行车安全灯光预警***的一个实施例中，还包括红外补光单元，红外补光单元连接至感知单元，当环境光比较黑暗时，如夜晚，启动红外补光单元对车辆前行方向进行照射补光后再由感知单元进行检测，以提高对前车的检测准确率。

如图14所示，本发明行车安全灯光预警方法的一个实施例，包括以下步骤：S101判断前车是否位于本车的行驶轨迹范围内，如是，继续到步骤S102，若否，则重复本步骤；S102判断本车速度v0是否大于速度阈值且前车与本车之间的距离L是否小于安全距离，若是，则继续到步骤S103，若否，则转至步骤S101；S103生成用于警示本车的第一预警图像，并将所述第一预警图像投射于本车前方路面，以警示其与前车保持距离。具体实现过程与上述行车安全灯光预警***实施例中公开的类似，此处不再赘述。

如图15所示，在本发明行车安全灯光预警方法的一个实施例中，包括以下步骤：S201判断前车是否位于本车的行驶轨迹范围内，如是，继续到步骤S202，若否，则重复本步骤；S202判断本车速度v0是否大于速度阈值且前车与本车之间的距离L是否小于安全距离，若是，则继续到步骤S203，若否，则转至步骤S201；S203生成用于警示本车的第一预警图像，并将所述第一预警图像投射于本车前方路面，以警示其与前车保持距离；继续到步骤S204；S204判断前车与本车之间的距离L及前车与本车之间的相对速度v二者的比值是否小于t，t为两车之间距离发生碰撞的时间阈值，若是，则继续到步骤S205，若否，则转至步骤S202；S205生成用于警示本车的第二预警图像，并将所述第二预警图像投射于本车前方路面，以警示其与前车之间具有碰撞危险。具体实现过程与上述行车安全灯光预警***实施例中公开的类似，此处不再赘述。

本发明车辆的实施例中，可以包括上述本发明行车安全灯光预警***的任一实施例，并可执行上述本发明行车安全灯光预警方法的任一实施例，且具有上述任一实施例所具有的技术效果或优点，此处不再赘述。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (14)

1.一种行车安全灯光预警***，其特征在于，包括交互控制***和灯光投射***；

所述交互控制***用于基于实时监测的主目标车辆信息和本车行驶状态数据判断本车是否符合基于车距的行车安全第一预警条件，若是，则生成用于警示本车的第一预警图像；所述灯光投射***用于将所述第一预警图像投射于本车前方路面，以警示其与主目标车辆保持距离。

2.根据权利要求1所述的行车安全灯光预警***，其特征在于，所述交互控制***还继续根据所述主目标车辆信息判断本车是否符合基于两车之间距离发生碰撞的时间的行车安全第二预警条件，若是，则生成用于警示本车的第二预警图像；所述灯光投射***用于将所述第二预警图像投射于本车前方路面，以警示其与主目标车辆之间具有碰撞危险。

3.根据权利要求1所述的行车安全灯光预警***，其特征在于，所述主目标车辆信息包括主目标车辆的位置、主目标车辆与本车之间的距离L；本车行驶状态数据包括本车速度v0；所述第一预警条件为主目标车辆位于本车的行驶轨迹范围内，且v0＞速度阈值及L＜安全距离。

4.根据权利要求2所述的行车安全灯光预警***，其特征在于，所述主目标车辆信息包括主目标车辆的位置、主目标车辆与本车之间的距离L及主目标车辆与本车之间的相对速度v；所述第二预警条件为L/v＜t，t为两车之间距离发生碰撞的时间阈值。

5.根据权利要求1或3所述的行车安全灯光预警***，其特征在于，所述第一预警图像包括文字部分和/或图形部分；其中，所述文字部分包括“注意车距”，所述图形部分包括等距线。

6.根据权利要求5所述的行车安全灯光预警***，其特征在于，所述等距线的线间间距L0适于随着主目标车辆与本车之间的距离L的变化而改变，L增大则L0随之增大，L减小则L0随之减小。

7.根据权利要求2或4所述的行车安全灯光预警***，其特征在于，所述第二预警图像包括文字部分和/或图形部分；其中，所述文字部分包括“注意刹车”或“注意减速”或“注意追尾”，所述图形部分包括追尾警示标志。

8.根据权利要求2所述的行车安全灯光预警***，其特征在于，所述交互控制***包括感知单元、信息采集单元、交互控制单元和图像生成单元；

所述感知单元用于实时监测主目标车辆信息；

所述信息采集单元用于采集本车行驶状态数据及所述主目标车辆信息；

所述交互控制单元用于根据所述主目标车辆信息和本车行驶状态数据判断本车是否符合所述第一预警条件或判断是否符合所述第二预警条件；

所述图像生成单元用于生成所述第一预警图像或第二预警图像。

9.根据权利要求8所述的行车安全灯光预警***，其特征在于，所述灯光投射***包括图像采集单元、光源驱动单元和投影单元；

所述图像采集单元用于接收所述第一预警图像或第二预警图像；

所述光源驱动单元适于根据所述图像生成单元反馈的照明模式调节投影光源的驱动电流；

所述投影单元用于将所述第一预警图像或第二预警图像投射于本车前方路面。

10.根据权利要求8或9所述的行车安全灯光预警***，其特征在于，还包括红外补光单元，所述红外补光单元适于在环境光黑暗时对车辆前行方向进行照射补光。

11.一种行车安全灯光预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)判断主目标车辆是否位于本车的行驶轨迹范围内，如是，继续下一步；

(2)判断本车速度v0是否大于速度阈值且主目标车辆与本车之间的距离L是否小于安全距离，若是，则生成用于警示本车的第一预警图像；

(3)将所述第一预警图像投射于本车前方路面，以警示其与主目标车辆保持距离。

12.根据权利要求11所述的行车安全灯光预警方法，其特征在于，还包括如下步骤：判断主目标车辆与本车之间的距离L及主目标车辆与本车之间的相对速度v二者的比值是否小于t，t为两车之间距离发生碰撞的时间阈值，若是，则生成用于警示本车的第二预警图像，将所述第二预警图像投射于本车前方路面，以警示其与主目标车辆之间具有碰撞危险。

13.根据权利要求11或12所述的行车安全灯光预警方法，其特征在于，所述第一预警图像包括文字部分和/或图形部分；其中，所述文字部分包括“注意车距”，所述图形部分包括等距线。

14.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的行车安全灯光预警***，并适于通过所述行车安全灯光预警***执行权利要求11-13任一项所述的行车安全灯光预警方法。

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