CN205168320U - 基于物联网的汽车行驶安全预警器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网的汽车行驶安全预警器，它包含智能预警主机、图像传感器、红外线传感器、超声波雷达、车速传感器、相控阵雷达和告警***，图像传感器包含RGB摄像头和IR摄像头，红外线传感器为被动红外线传感器，超声波雷达为多个并设于汽车周围，相控阵雷达用于对锁定障碍的确认，互联网服务器对智能预警主机的图像处理进行修正，告警***包含显示装置、语音装置、刹车装置和远程报警装置。这种汽车行驶安全预警器结智能检测、分析、预警为一体，利用物联网自动修正，可以极大方便汽车在雾霾天气、雨天等能见度低的恶劣天气下使用，当车辆可能靠近障碍物时，会自动提醒和刹车，以达到提醒驾驶员和保证安全，从而减少交通事故发生。

Description

基于物联网的汽车行驶安全预警器

技术领域

本实用新型涉及一种汽车雷达***，具体为一种基于物联网的汽车行驶安全预警器。

背景技术

1.交通事故频发

随着汽车日益普及，交通事故的发生率也随着日益增多。援引人民网《2014年国民经济和社会发展统计公报》(下称《公报》)的统计数据，我国2014年底全国民用汽车保有量达到历史新高，为15447万辆，比2013年末增长了12.4％。其中，民用轿车数量增长了16.6％，达8307万辆；私人轿车增长了18.4％，达7590万辆。《公报》指出，全国道路交通事故万车死亡人数为2.22人，比2013年底万车死亡人数2.3人下降了5％，但通过2014年汽车保有量数据可得出2014年的交通事故死亡人数为34292.34人，比2013年的死亡31604.3人增加了2688.04人，增长率为8.5％；相比2012年的死亡30222.5人，增加了4069.84人，增长率为13.46％；相比2011年的死亡29618人，增加了4676.34人，增长率为15.78％。可见，近些年来，我国交通事故死亡人数呈逐年小幅度上升趋势，这与我国机动车数量的不断增加密切相关。

2.雷达技术

雷达所起的作用和眼睛和耳朵相似，当然，它不再是大自然的杰作，同时，它的信息载体是无线电波。事实上，不论是可见光或是无线电波，在本质上是同一种东西，都是电磁波，在真空中传播的速度都是光速C，差别在于它们各自的频率和波长不同。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等)。

测量距离原理是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成雷达与目标的精确距离。

测量目标方位原理是利用天线的尖锐方位波束，通过测量仰角靠窄的仰角波束，从而根据仰角和距离就能计算出目标高度。

测量速度原理是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同，两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时，雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。

雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡，具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力。因此，它不仅成为军事上必不可少的电子装备，而且广泛应用于社会经济发展(如气象预报、资源探测、环境监测等)和科学研究(天体研究、大气物理、电离层结构研究等)。星载和机载合成孔径雷达已经成为当今遥感中十分重要的传感器。以地面为目标的雷达可以探测地面的精确形状。其空间分辨力可达几米到几十米，且与距离无关。雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面也显示出了很好的应用潜力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于物联网的汽车行驶安全预警器。

为达到上述目的，采用的技术方案为：一种基于物联网的汽车行驶安全预警器，包含智能预警主机、图像传感器、红外线传感器、超声波雷达、车速传感器、相控阵雷达和告警***，所述智能预警主机具有与互联网服务器通讯的通讯模块，所述图像传感器包含RGB摄像头和IR摄像头，所述红外线传感器为被动红外线传感器，所述超声波雷达为多个并设于汽车周围，所述相控阵雷达用于对锁定障碍的确认，所述互联网服务器对智能预警主机的图像处理进行修正，所述告警***包含显示装置、语音装置、刹车装置和远程报警装置，所述远程报警装置通过短信或拨打电话报警。交通事故发生过后，智能预警主机通过司机手机获取GPS数据，远程报警装置向报警平台或救护平台发送包含地点的报警信息。

所述智能预警主机为电脑***或智能手机***。

本实用新型通过图像传感器经过智能预警主机的图像预处理方法、Hough变换车道线检测、车道线的高斯混合模型建立、车道线检测与跟踪***实现锁定障碍和预警，再利用小功率相控阵雷达确认锁定障碍的安全性质，利用超声波雷达和红外线传感器检测汽车周围是否有障碍物，分析障碍物与车距并提出相应的预警。即使是在雾霾天气、雨天等能见度低的恶劣天气下行驶中使用，车辆前、后、左、右靠近障碍物，车辆会自动提醒，以达到提醒驾驶员才取适当的行为反应。从而减少交通事故的发生率。万一发生事故，***可以利用远程报警装置完成预置的报警，例如发送短信和拨打电话。

附图说明

图1为本实用新型基于物联网的汽车行驶安全预警器的方框结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步介绍本实用新型，但本实用新型不仅限于下述实施例，可以预见本领域技术人员在结合现有技术的情况下，实施情况可能产生种种变化。

如图1的方框结构示意图，一种基于物联网的汽车行驶安全预警器，包含智能预警主机，它还包含图像传感器、红外线传感器、超声波雷达、车速传感器、相控阵雷达和告警***，所述图像传感器包含RGB摄像头和IR摄像头，所述红外线传感器为被动红外线传感器，所述超声波雷达为多个并设于汽车周围，所述相控阵雷达用于对锁定障碍的确认，所述互联网服务器对智能预警主机的图像处理进行修正，所述告警***包含显示装置、语音装置、刹车装置和远程报警装置，所述远程报警装置通过短信或拨打电话报警。交通事故发生过后，智能预警主机通过司机手机获取GPS数据，远程报警装置向报警平台或救护平台发送包含地点的报警信息。所述智能预警主机为电脑***或智能手机***。智能预警主机判定可疑障碍后，通过相控阵雷达对可疑障碍的方向、距离进行迅速检测，以确认障碍物。检测到障碍后智能预警主机还将分析数据和检测结果上传到互联网服务器，通过互联网服务器的大数据分析，对智能预警主机的检测进行评估和修正，使智能预警主机的软件处理效果得到优化。

相控阵雷达的天线阵面由许多个辐射单元和接收单元组成，单元数目和雷达的功能有关，可以从几百个到几万个。这些单元有规则地排列在平面上，构成阵列天线。利用电磁波相干原理，通过计算机控制馈往各辐射单元电流的相位，就可以改变波束的方向进行扫描，故称为电扫描。辐射单元把接收到的回波信号送入主机，完成雷达对目标的搜索、跟踪和测量。每个天线单元除了有天线振子之外，还有移相器等必须的器件。不同的振子通过移相器可以被馈入不同的相位的电流，从而在空间辐射出不同方向性的波束。天线的单元数目越多，则波束在空间可能的方位就越多。这种雷达的工作基础是相位可控的阵列天线，“相控阵”由此得名。相位控制可采用相位法、实时法、频率法和电子馈电开关法。在一维上排列若干辐射单元即为线阵，在两维上排列若干辐射单元称为平面阵。辐射单元也可以排列在曲线上或曲面上.这种天线称为共形阵天线。共形阵天线可以克服线阵和平面阵扫描角小的缺点，能以一部天线实现全空域电扫。通常的共形阵天线有环形阵、圆面阵、圆锥面阵、圆柱面阵、半球面阵等。综上所述，相控阵雷达因其天线为相控阵型而得名。使用相控阵雷达可以精确的确认锁定的可疑障碍物，通过智能预警主机主机判断相对汽车的安全性。

所述RGB摄像头与IR摄像头放置在汽车前端，并固定安装在一起。图像预处理包括彩色图像灰度化，然后对灰度图采取大津阈值进行二值分割。分割后的二值图像包含大量的干扰信息，通过连通域标记将大的干扰信号和小的噪声点消除掉。接着提取车道线的轮廓信息，方便后续的Hough变换求取车道线，最后对求得的车道线与混合高斯模型匹配，再提取车辆行进路线，和行进路线上的可以障碍物，再根据可疑障碍物的方向和记录利用相控阵雷达确认障碍物的安全性，最后利用告警***的显示装置、语音装置、刹车装置和远程报警装置。显示装置可以是中控显示、LED报警灯、HUD提示等，语音装置包括语音提示和蜂鸣器告警，刹车装置可以受智能预警主机控制，在告警临界点采取主动刹车措施，万一发生事故，远程报警装置通过蓝牙连接驾驶者手机，利用手机完成程序内置报警短信或拨打电话求援。

Claims (2)

1.一种基于物联网的汽车行驶安全预警器，其特征是：它包含智能预警主机、图像传感器、红外线传感器、超声波雷达、车速传感器、相控阵雷达和告警***，所述智能预警主机具有与互联网服务器通讯的通讯模块，所述图像传感器包含RGB摄像头和IR摄像头，所述红外线传感器为被动红外线传感器，所述超声波雷达为多个并设于汽车周围，所述相控阵雷达用于对锁定障碍的确认，所述互联网服务器对智能预警主机的图像处理进行修正，所述告警***包含显示装置、语音装置、刹车装置和远程报警装置，所述远程报警装置通过短信或拨打电话报警。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的汽车行驶安全预警器，其特征是：所述智能预警主机为电脑***或智能手机***。