CN111402628A - 一种防连环碰撞交互式预警***、方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车主动安全领域，公开了一种防连环碰撞交互式预警***、方法及车辆，所述***包括交互控制模块和灯端执行模块；所述交互控制模块用于基于实时监测的前车信息判断本车是否符合碰撞预警条件，若是，则生成用于警示后车的交互式预警图像；所述灯端执行模块用于向后车图文并茂地显示所述交互式预警图像，以警示其有与本车碰撞的风险，进而避免三车连环碰撞。本发明可避免发生多车连环碰撞的交通事故，大大增强行车安全性，提高了汽车的主动安全性能。

Description

一种防连环碰撞交互式预警***、方法及车辆

技术领域

本发明涉及一种防连环碰撞交互式预警***、方法及车辆，属于汽车主动安全领域。

背景技术

传统的汽车信号灯具有示廓、制动提醒、转向提醒、倒车提醒和雾天恶劣天气警示等保障行车安全的预警功能，在正常交通状况和天气条件下基本可保证行车安全。

随着汽车保有量的上升，道路状况变得更为拥挤和复杂，驾驶人员即便保持良好的驾驶风格也无法完全避免由于其他交通参与者的失误对己方造成的安全威胁，有必要通过安全增强型的信号灯提前预警来有效避免因不良驾驶习惯/风格所带来的行车安全隐患。

当前，用来表示汽车异常状况或行车状态变化的汽车信号灯主要有黄光危险警告信号灯以及红光紧急制动灯，其可指代“车辆发生异常”，“视线状况不佳正在谨慎缓慢行驶”等多种状况，但由于表现形式相对单一，仅以灯光颜色进行不同警示含义的区分，容易造成理解歧义，当交通参与者误解时，极易发生行车安全事故。

特别地，当本车遇到前车行驶缓慢或紧急刹车时，为了避免追尾，一般需要进行急变道或急刹车，但这样操作会使后车猝不及防，本车具有被相邻车道或本车道后车追尾的风险，顾此失彼，很容易发生三车连环碰撞的交通事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种防连环碰撞交互式预警***、方法及车辆，在本车遇到前车缓慢行驶或急刹车时，在采取紧急应对措施前以图文并茂的形式向后车明确传达警示信息，使后车司机无歧义地获取本车驾驶意图后及时采取安全防范措施，有效防止发生连环碰撞事故，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防连环碰撞交互式预警***，包括交互控制模块和灯端执行模块；所述交互控制模块用于基于实时监测的前车信息判断本车是否符合碰撞预警条件，若是，则生成用于警示后车的交互式预警图像；所述灯端执行模块用于向后车图文并茂地显示所述交互式预警图像，以警示其有与本车碰撞的风险，进而避免三车连环碰撞。

进一步地，所述交互控制模块包括：感知单元，用于检测前车信息；信息采集单元，用于采集由所述感知单元检测到的前车信息；交互控制单元，用于根据所述信息采集单元传送过来的前车信息判断本车是否符合所述碰撞预警条件，若是，则生成所述交互式预警图像；图像输出单元，用于将所述交互式预警图像传输至所述灯端执行模块。

进一步地，所述灯端执行模块包括：图像采集单元，用于接收所述交互式预警图像；像素分发单元，用于根据信号灯的像素布局将所述交互式预警图像分解成所述信号灯的各像素的亮度值；信号灯，所述信号灯包括多个驱动单元及多个多像素的发光元件阵列；各所述驱动单元与各所述发光元件阵列一一对应电连接，各所述驱动单元基于各所述亮度值点亮各所述发光元件阵列的各像素。

进一步地，所述交互式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“保持车距”或“减速慢行”，所述图形部分包括碰撞警示标志。

进一步地，所述发光元件阵列包括多个独立发光单元，所述独立发光单元为自发光LED芯片、自发光LED芯片与光学零件的组合及液晶显示器中的一种；其中，所述自发光LED芯片与光学零件的组合中，自发光LED芯片发出的光通过光学零件调节照射亮度和照射范围。

进一步地，所述光学零件为透镜、聚光器和内配光镜中的一种。

本发明第二方面提供一种防连环碰撞交互式预警方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)获取前车信息；(2)根据所述前车信息判断本车是否符合碰撞预警条件，如符合，则生成交互式预警图像，并向后车图文并茂地显示所述交互式预警图像，以警示其有与本车碰撞的风险，进而避免三车连环碰撞。

进一步地，所述前车信息至少包括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；所述碰撞预警条件为：L/v＜2.5s。

进一步地，所述交互式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“保持车距”或“减速慢行”，所述图形部分包括碰撞警示标志。

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防连环碰撞交互式预警***，并适于通过所述防连环碰撞交互式预警***执行第二方面任一技术方案所述的防连环碰撞交互式预警方法。

通过本发明的上述技术方案，实时监测前车与本车之间的车距及二者之间的相对速度两个参数，当该两个参数满足前车与本车之间碰撞的预警条件时，则利用阵列式信号灯显示交互式预警图像，向后车图文并茂地传达诸如“保持车距”、“减速慢行”的警示信息，带有明确含义的图形警示意图明确，带有文字的图形警示含义更加明确，可有效避免由于后车司机的认知偏差所造成的理解歧义，使后车司机能在看到警示信息后第一时间采取制动等安全防范措施，将其与本车碰撞的风险扼杀在萌芽状态，避免发生多车连环碰撞的交通事故，大大增强行车安全性，提高了汽车的主动安全性能。

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***一实施例中单个发光元件阵列的结构示意图；

图4为本发明***一实施例中多个发光元件阵列组合的结构示意图；

图5为本发明***或方法一实施例中的交互式预警图像的示例图一；

图6为本发明***或方法一实施例中的交互式预警图像的示例图二；

图7为本发明***或方法一实施例中的交互式预警图像的示例图三；

图8为本发明***或方法一实施例中的交互式预警图像的示例图四；

图9为本发明***或方法一实施例中的交互式预警图像的示例图五；

图10为本发明方法一实施例的流程图。

附图标记说明

光源1；聚光器2；连接板3。

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，本发明防连环碰撞交互式预警***的一个实施例，包括交互控制模块和灯端执行模块；所述交互控制模块用于基于实时监测的前车信息判断本车是否符合碰撞预警条件，若是，则生成用于警示后车的交互式预警图像；所述灯端执行模块用于向后车图文并茂地显示所述交互式预警图像，以警示其有与本车碰撞的风险，进而避免三车连环碰撞。本车在行驶过程中如遇到邻车道的前车向本车道急变道或本车道的前车急刹车等突发情况时，交互控制模块根据实时监测到的前车信息判断本车是否符合预设的碰撞预警条件，该碰撞预警条件是与前车信息密切相关的，具体地，该前车信息可至少包括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，此时，碰撞预警条件可设为：TTC＝L/v＜t，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。当符合该碰撞预警条件时，交互控制模块生成用于警示后车的交互式预警图像，并通过灯端执行模块向后车图文并茂地显示该交互式预警图像，以警示其有与本车碰撞的风险，进而避免前车、本车和后车三车连环碰撞。该交互式预警图像所显示的信息具有明确的含义，旨在警示后车：本车的前方有慢车，本车即将采取急刹车等紧急避撞措施，请你采取诸如减速等预防措施，以防追尾本车。由此可见，t值实际是在本车采取急刹车等紧急操作前提前给后车预留的反应时间，防止后车措手不及。举例来说，若t为2.5s，一旦交互控制模块判断TTC＜2.5时，灯端执行模块立即通过本车尾部信号灯显示交互式预警图像，同时本车开始采取急刹车、急变道等避撞措施，后车司机看到交互式预警图像后，也采取相应的减速避撞措施，这样，基本能使后车与本车同步采取避撞措施，在2.5s的时间内将车速降至安全区间或将车辆变道至安全车道，有效避免三车或多车的连环碰撞事故。

具体地，如图2所示，所述交互控制模块包括：感知单元，用于检测前车信息；信息采集单元，用于采集由所述感知单元检测到的前车信息；交互控制单元，用于根据所述信息采集单元传送过来的前车信息判断本车是否符合所述碰撞预警条件，若是，则生成所述交互式预警图像；图像输出单元，用于将所述交互式预警图像传输至所述灯端执行模块。感知单元可采用前向雷达或前视摄像头模组，如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。该感知单元检测的前车信息可至少包括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。信息采集单元采集L及v值并传送至交互控制单元，碰撞预警条件可设为：TTC＝L/v＜t，交互控制单元根据L及v值判断本车是否符合该碰撞预警条件L/v＜t，举例来说，当取t＝2.5s时，若实测L＝30m，v＝10m/s，则L/v＝3＞t，不符合碰撞预警条件，不会自动激活碰撞预警功能；若实测L＝24m，v＝10m/s，则L/v＝2＜t，符合碰撞预警条件，此时交互控制单元会立即自动激活碰撞预警功能，即立即生成交互式预警图像，随即图像输出单元将该交互式预警图像传送至灯端执行模块进行显示。

具体地，如图2所示，所述灯端执行模块包括：图像采集单元，用于接收所述交互式预警图像；像素分发单元，用于根据信号灯的像素布局将所述交互式预警图像分解成所述信号灯的各像素的亮度值；信号灯，所述信号灯包括多个驱动单元及多个多像素的发光元件阵列；各所述驱动单元与各所述发光元件阵列一一对应电连接，各所述驱动单元基于各所述亮度值点亮各所述发光元件阵列的各像素。图2中，有N个驱动单元和N个发光元件阵列，一个驱动单元对应一个发光元件阵列，每个驱动单元具有M路控制信号输出端，M的具体数值与该对应的发光元件阵列中独立发光单元的数量相同，一路控制信号控制一个独立发光单元。

具体地，所述发光元件阵列包括多个独立发光单元，所述独立发光单元为自发光LED芯片、自发光LED芯片与光学零件的组合及液晶显示器中的一种；其中，所述自发光LED芯片与光学零件的组合中，自发光LED芯片发出的光通过光学零件调节照射亮度和照射范围；其中，所述光学零件为透镜、聚光器和内配光镜中的一种。如图3所示，发光元件阵列包括9个独立发光单元，按三行三列排布，每个独立发光单元包括光源1和聚光器2，各独立发光单元之间通过连接板3连接成一个矩阵式发光元件阵列，光源1可选择LED。在该实施例中，LED发出的光经聚光器2射出，具体地，聚光器2包括入射面、导光柱、出光柱和出射面，LED发出的光经入射面依次进入导光柱和出光柱，最终由出射面射出。LED发出的光经聚光器2进行光学处理后可以聚焦于固定区域，并提供足够的亮度，使后车司机在较远的距离就可轻松辨识。作为一种替代方案，根据实际使用环境，聚光器2可替换为透镜或内配光镜，该二者均可将LED发出的光聚焦于固定区域，并提供足够的亮度。光源1发光的颜色可预先设置，或选用多色光源，根据实际需要进行现场控制选择。

实际的信号灯包括多个如图3所示的发光元件阵列，即是由多个发光元件阵列(可视为小阵列)组成的阵列(可视为大阵列)，如图4所示，为由四个小阵列组成的大阵列，总共有36个独立发光单元。假使图4所示的大阵列构成完整的信号灯显示单元，需要显示“慢”这个字，则需该大阵列中的下列独立发光单元同时点亮(左为第一列，上为第一行)：第一列第三行，第二列所有，第三列第四行，第四列之第一、二、三、四、六行，第五列之第一、二、三、四、五行和第六列之第一、二、三、四、六行，即这些需要点亮的独立发光单元与“慢”字具有对应关系，该对应关系预先存储在像素分发单元中，实际需要显示“慢”字时，直接调用像素分发单元中的该对应关系进行分配和定位相应的独立发光单元即可，像素分发单元的信号输出端电连接至各驱动单元，只需使能与该独立发光单元电连接的驱动单元的相应一路控制信号输出端即可达到点亮该独立发光单元的目的。

需要说明的是，信号灯的发光形式不限，包括但不限于闪烁、动画和静止图像。

作为一种替换，图3和图4中的独立发光单元可为自发光LED芯片或液晶显示器，这两种独立发光单元的控制模式与上述自发光LED芯片与光学零件组合形式的独立发光单元相同，实现的显示功能也相同，只是最终显示的图像亮度和清晰度有所差异，此处不再赘述。

具体地，如图5-9所示，所述交互式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“保持车距”或“减速慢行”或其简略表达，如“慢”、“减速”等；所述图形部分包括碰撞警示标志，如惊叹号“！”等。实际使用时，该交互式预警图像可以只有文字部分，如图5和6所示；也可以只有图形部分，如图7所示；也可以同时具有文字部分和图形部分，如图8和9所示。当然，图形并不限于图示的，可以是任何具有明确含义的警示符号；文字也不限于图示的，只要能表达保持车距或减速慢行的明确含义即可。

为了起到显著的警示效果，文字部分和/或图形部分的显示方式包括但不限于下面的形式：

1、闪烁效果，闪烁的频率可以任意调整。

2、变节奏闪烁效果，快慢频率的闪烁可以任意组合形成一个变节奏闪烁效果，例如3次快闪后长灭一段时间作为一个显示周期，或3次快闪3次慢闪作为一个显示周期。

3、呼吸效果/淡入淡出效果，一个呼吸周期的4个过程时间都可以分别调整，包括图标逐渐显现的时间、图标常亮的时间、图标逐渐消失的时间以及图标常灭的时间。

4、自适应更改动态变化频率，针对上述各种闪烁或者呼吸的效果，可以根据警示紧急级别自适应调整闪烁的快慢，比如非常紧急的警示可以采用快频率闪烁，警示相对不是很紧急的情况下可以自适应调整为慢频率闪烁。

5、流水效果，图像按照规定方向逐渐出现/消失的效果。

6、动画效果，比如小人跑步的动画效果、图像旋转/放大/缩小的效果等。

7、立体/3D效果。

如图10所示，本发明的防连环碰撞交互式预警方法的一个实施例，包括如下步骤：S101判断是否在本车前方同车道内检测到车辆；若是，则继续到步骤S102，若否，则重复步骤S101；S102判断本车与前车之间的距离L和相对速度v是否符合使前车和本车之间发生碰撞的预警条件L/v＜t，如符合，则进入步骤S103，如不符合，则返回步骤S101；S103生成交互式预警图像，并向后车图文并茂地显示该交互式预警图像。不断循环上述步骤。

具体地，所述碰撞预警条件中的t值可根据路况等具体情况进行自定义设置。举例来说，当步骤S101检测到本车前方同车道内有车辆时，即存在前车，则继续执行步骤S102，判断实时测得的前车与本车之间的距离L及两车之间的相对速度v是否符合使前车和本车之间发生碰撞的预警条件L/v＜t，当t＝2.5s时，若实测L＝30m，v＝10m/s，则L/v＝3＞t，此时判断不符合碰撞预警条件，则返回步骤S101；若实测L＝24m，v＝10m/s，则L/v＝2＜t，此时判断符合碰撞预警条件，则继续执行步骤S103，立即生成交互式预警图像，并向后车图文并茂地显示该交互式预警图像。如图5-9所示，向后车图文并茂地传达诸如“保持车距”、“减速慢行”的警示信息，带有文字的图形警示含义明确，可有效避免由于后车司机的认知偏差所造成的理解歧义，使后车司机能在看到警示信息后第一时间采取制动等安全防范措施，将两车碰撞的风险扼杀在萌芽状态，大大增强行车安全性，提高了汽车的主动安全性能。

本发明车辆的实施例中，可以包括上述本发明防连环碰撞交互式预警***的任一实施例，并可执行上述本发明防连环碰撞交互式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。这些车辆明显比只有传统信号灯的车辆具有更高的主动安全性，可将预警***与传统信号灯进行整合，信号灯整体的体积不会变大，主动安全功能却有较大的提升。

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 (10)

1.一种防连环碰撞交互式预警***，其特征在于，包括交互控制模块和灯端执行模块；所述交互控制模块用于基于实时监测的前车信息判断本车是否符合碰撞预警条件，若是，则生成用于警示后车的交互式预警图像；所述灯端执行模块用于向后车图文并茂地显示所述交互式预警图像，以警示其有与本车碰撞的风险，进而避免三车连环碰撞。

2.根据权利要求1所述的防连环碰撞交互式预警***，其特征在于，所述交互控制模块包括：

感知单元，用于检测前车信息；

信息采集单元，用于采集由所述感知单元检测到的前车信息；

交互控制单元，用于根据所述信息采集单元传送过来的前车信息判断本车是否符合所述碰撞预警条件，若是，则生成所述交互式预警图像；

图像输出单元，用于将所述交互式预警图像传输至所述灯端执行模块。

3.根据权利要求2所述的防连环碰撞交互式预警***，其特征在于，所述灯端执行模块包括：

图像采集单元，用于接收所述交互式预警图像；

像素分发单元，用于根据信号灯的像素布局将所述交互式预警图像分解成所述信号灯的各像素的亮度值；

信号灯，所述信号灯包括多个驱动单元及多个多像素的发光元件阵列；各所述驱动单元与各所述发光元件阵列一一对应电连接，各所述驱动单元基于各所述亮度值点亮各所述发光元件阵列的各像素。

4.根据权利要求1所述的防连环碰撞交互式预警***，其特征在于，所述交互式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“保持车距”或“减速慢行”，所述图形部分包括碰撞警示标志。

5.根据权利要求3所述的防连环碰撞交互式预警***，其特征在于，所述发光元件阵列包括多个独立发光单元，所述独立发光单元为自发光LED芯片、自发光LED芯片与光学零件的组合及液晶显示器中的一种；其中，所述自发光LED芯片与光学零件的组合中，自发光LED芯片发出的光通过光学零件调节照射亮度和照射范围。

6.根据权利要求6所述的防连环碰撞交互式预警***，其特征在于，所述光学零件为透镜、聚光器和内配光镜中的一种。

7.一种防连环碰撞交互式预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)获取前车信息；

(2)根据所述前车信息判断本车是否符合碰撞预警条件，如符合，则生成交互式预警图像，并向后车图文并茂地显示所述交互式预警图像，以警示其有与本车碰撞的风险，进而避免三车连环碰撞。

8.根据权利要求7所述的防连环碰撞交互式预警方法，其特征在于，所述前车信息至少包括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；所述碰撞预警条件为：L/v＜2.5s。

9.根据权利要求7或8所述的防连环碰撞交互式预警方法，其特征在于，所述交互式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“保持车距”或“减速慢行”，所述图形部分包括碰撞警示标志。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的防连环碰撞交互式预警***，并适于通过所述防连环碰撞交互式预警***执行权利要求7-9任一项所述的防连环碰撞交互式预警方法。

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