CN209795326U - 一种车辆辅助驾驶***及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种车辆辅助驾驶***，包括：入射信号的长波红外信号入射到主镜，经主镜反射至次镜，再经次镜汇聚至红外成像装置；入射信号的毫米波信号入射到主镜，经主镜反射到次镜，再透过次镜汇聚至毫米波雷达装置；红外成像装置与毫米波雷达装置均与信息处理装置连接。可见，本申请将红外传感器、毫米波雷达组成卡塞格林光学结构，形成整体式、共光轴信息采集装置，采用集成式信息采集装置，解决传感器分立、不同视角采集信息的问题，能够采集同一视角下的数据，提高融合精度。本申请同时还提供了一种车辆，具有上述有益效果。

Description

一种车辆辅助驾驶***及车辆

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，特别涉及一种车辆辅助驾驶***及车辆。

背景技术

近年来随着汽车数量的剧增，交通事故层出不穷，引起事故发生的原因主要集中在夜间、雨雪、雾霾等恶劣环境条件下的危险驾驶、A柱视野盲区、车辆交会时的远光灯照射等方面，都是由于外界环境干扰导致驾驶员获取路况信息不准确所产生。目前的汽车辅助驾驶***主要通过光学摄像头、毫米波雷达等探测器获取相对于车辆、行人等目标的实时运动状态。而现有基于光学摄像头或毫米波雷达等技术的辅助驾驶***中，只采用红外波段或毫米波波段进行探测，获得的数据类型单一，容易场景受限，如雷达波段的探测距离远但分辨率低，近距离探测时易产生角闪烁效应，红外波段分辨率较高但作用距离有限。

因此相关技术利用多传感器方案。采集装置为红外传感器和毫米波雷达，使路况信息，尤其是图像信息，获取的精度不高。相关技术中基于红外和毫米波雷达技术的车辆避障预警***，该***利用红外热成像技术和毫米波雷达技术进行驾驶辅助，该***将雷达获取的数据，红外传感器和毫米波雷达安装于车辆前方进气格栅或车顶，两个传感器分立放置，采集的信息不是同一视角下采集的数据，使后期图像处理的图像融合效果变差，进而影响驾驶员获取的路况图像的准确性。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种车辆辅助驾驶***及车辆，采用集成式信息采集装置，解决传感器分立、不是同一视角采集信息的问题。其具体方案如下：

本申请提供一种车辆辅助驾驶***，包括：

入射信号的长波红外信号入射到主镜，经所述主镜反射至次镜，再经所述次镜反射通过预设区域汇聚至红外成像装置；其中，所述预设区域是所述主镜的中心孔的区域；

所述入射信号的毫米波信号入射到所述主镜，经所述主镜反射到所述次镜，再透过所述次镜汇聚至毫米波雷达装置；

所述红外成像装置与所述毫米波雷达装置均与信息处理装置连接。

可选的，还包括：

与所述信息处理装置连接的预警装置。

可选的，所述预警装置包括光预警装置和声音预警装置；其中，所述光预警装置和所述声音预警装置均与所述信息处理装置连接。

可选的，所述光预警装置为脉冲激光器，所述声音预警装置为车载语音装置。

可选的，所述主镜包括反射膜，以便能够反射所述长波红外信号和所述毫米波信号。

可选的，所述次镜的表面是频率选择表面。

可选的，还包括：

与所述信息处理装置连接的灯光调整装置。

可选的，还包括：

与所述信息处理装置连接的车速控制装置。

可选的，所述信息处理装置包括信息融合芯片、特征识别芯片和控制芯片；

其中，所述信息融合芯片分别与所述控制芯片、所述红外成像装置、所述毫米波雷达装置连接，所述特征识别芯片分别与所述控制芯片、所述红外成像装置、所述毫米波雷达装置连接。

本申请提供一种车辆，包括如上述的车辆辅助驾驶***。

本申请提供一种车辆辅助驾驶***，包括：入射信号的长波红外信号入射到主镜，经主镜反射至次镜，再经次镜汇聚至红外成像装置；入射信号的毫米波信号入射到主镜，经主镜反射到次镜，再透过次镜汇聚至毫米波雷达装置；红外成像装置与毫米波雷达装置均与信息处理装置连接。

可见，本申请将红外传感器、毫米波雷达组成卡塞格林光学结构，形成整体式、共光轴信息采集装置，采用集成式信息采集装置，解决传感器分立、不同视角采集信息的问题，能够采集同一视角下的数据，提高融合精度。本申请同时还提供了一种车辆，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种车辆辅助驾驶***的结构简图；

图2为本申请实施例提供的一种脉冲激光器安装的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种车辆辅助驾驶***的连接关系示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

相关技术中基于红外和毫米波雷达技术的车辆避障预警***，两个传感器分立放置，采集的信息不是同一视角下采集的数据，使后期图像处理的图像融合效果变差，进而影响驾驶员获取的路况图像的准确性。基于上述技术问题，本实施例提供一种车辆辅助驾驶***，红外传感器、毫米波雷达组成卡塞格林光学结构，形成整体式、共光轴信息采集装置，采用集成式信息采集装置，解决传感器分立、不同视角采集信息的问题，能够采集同一视角下的数据，提高融合精度，具体请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种车辆辅助驾驶***的结构示意图，具体包括：

入射信号的长波红外信号入射到主镜110，经主镜110反射至次镜120，再经次镜120反射通过预设区域汇聚至红外成像装置130；其中，预设区域是主镜110的中心孔的区域；入射信号的毫米波信号入射到主镜110反射到次镜120再透过次镜120汇聚至毫米波雷达装置140；红外成像装置130与毫米波雷达装置140均与信息处理装置150连接。

可以理解的是，入射信号中的长波红外信号是预设时间景物的红外辐射信号，入射信号中的毫米波信号是在预设时间内接收到的毫米波雷达装置140发射的毫米波信号被景物反射回来的毫米波信号。

本实施例利用卡塞格林光学结构，其中，卡塞格林光学结构由两块反射镜组成的一种反射望远镜。反射镜中大的称为主镜110，小的称为副镜。通常在主镜110中央开孔，它的焦点称为卡塞格林焦点。

车辆辅助驾驶***即集成式路况信息采集装置采用卡塞格林光学结构，卡塞格林光学结构为共轴两反式光学复合结构。本实施例提供的车辆辅助驾驶***包括主镜110、次镜120、红外成像装置130、毫米波雷达装置140，当然还可以包括观察窗。路况信息由观察窗口经主镜110反射后，采用次镜120光谱分光的策略，次镜120将入射信号分为两个不同支路分别到达红外成像装置130和毫米波雷达装置140，通过处理电路后，进行信息融合。

主镜110的基底材料本实施例不再进行限定，可根据实际情况进行选择，优选地，选择锗作为基底材料，前后面型为两个曲率不同的抛物面，本实施例不对曲率进行限定，只要是曲率可使其焦点与次镜120焦点重合。值得注意的是，主镜110中间开孔，其大小需保证次镜120反射信号的顺利通过，本实施例不再对孔的形状大小和位置进行限定，可以是圆形、方形、三角形或者其他的，孔的位置可以是中间区域也可以是偏中间区域，只要是能够实现长波红外信号顺利通过即可。主镜110侧面型为双曲面，另一侧为平面。主镜110具有反射长波红外信号和毫米波信号的特性，主镜110可以通过在基底材料表面进行镀光学膜达到反射长波红外信号和反射毫米波的的目的，也可以通过利用频率选择表面实现。进一步的，本实施例提供车辆辅助驾驶***中，主镜110包括反射膜，以便能够反射长波红外信号和毫米波信号。用户可根据实际需求进行市售选择。

本实施例不对次镜120的基底材料进行限定，用户可自行选择，优选地，选择次镜120基底材料为锗。次镜120作为分光镜，分光面为频率选择表面，使其具有透过毫米波反射红外波的特性。本实施例提供车辆辅助驾驶***中，次镜120的表面是频率选择表面。用户可根据实际需求进行市售选择。

红外成像装置130本实施例不对具体型号进行限定，可以是普通红外摄像机，可以是点阵红外摄像机。用户可根据实际需求进行选择。当红外成像装置130采用点阵红外摄像头，摄像头分辨率可以是576*720，光学装置材料为锗、锌，温度可以在-35℃～+55℃变化时仍具有良好的成像质量。当然，点阵红外摄像相机可以是HIK-304CVI/304C8/304H100/304H130/304H200、HIK-504CVI/504C8/504H100/504H130/504H200、AC-CR3E3H5M、DSN-DJ105WS 12MM、HIK-605CVI/605C8/605H100/605H130/605H200，当然也可以是其他型号的，只要能实现本实施例的目的即可。

本申请不对毫米波雷达装置140进行限定，毫米波雷达装置140频段可以集中在24GHz、60GHz和77GHz这3个频段，其中，24GHz的波长是1.25cm(虽然24GHz的波长是1.25cm，但是目前也依然将其称之为毫米波)，60GHz是5mm，77GHz的波长则更短，只有3.9mm，频率越高波长越短，分辨率、精准度就越高。毫米波雷达装置140包括天线、收发模块、信号处理模块、报警模块。优选地，毫米波雷达装置140选用77GHz的调频连续波收发天线，实现准确获得0-200m范围周边环境物体的距离、速度和方位。本实施例不对毫米波雷达装置140的型号进行限定，可以是博世、大陆、德尔福、电装、TRW、富士通天、Hitachi等公司生产的毫米波雷达装置140。

信息处理装置150与红外成像装置130可以采用低压差分信号接口，信息处理装置150与毫米波雷达装置140可以采用局域网接口，当然也可以利用其它形式进行连接，只要是能够实现本实施例的目的即可。信息处理装置250包括信息融合芯片、特征识别芯片和控制芯片；其中，信息融合芯片分别与控制芯片、红外成像装置130、毫米波雷达装置140连接，特征识别芯片分别与控制芯片、红外成像装置130、毫米波雷达装置140连接。具体的图像融合芯片、障碍物特征识别芯片及控制芯片用户可根据实际需求进行市售产品选择。例如，图像融合芯片可以是以TI公司MS320DM642芯片或TMS320DM8168芯片为基础的芯片，其中红外摄像头和毫米波雷达信息融合可以采用贝叶斯准则算法，当然也可以利用其他算法，用户可根据实际需求进行芯片的选择。障碍物特征识别芯片是基于毫米波雷达采集数据计算求解，具体的障碍物特征识别芯片，本实施例不再进行限定，用户可进行市售选择。

进一步的，还包括观察窗口。观察窗口材料本实施例不再进行限定，用户可进行选择，只要能够实现本实施例的目的即可，例如，观察窗口的材料可以为硫化锌，可透过8～12μm红外波信号和毫米波信号，且具有良好的适应性，窗口形状为平面，厚度为窗口直径的1/15～1/3，当然也可以是其他的结构，只要是能够实现本实施例的目的即可，本实施例不再进行限定。

本实施例不对车辆辅助驾驶***的安放位置进行限定，可以是安装在车辆顶部或者车辆的前挡风玻璃或者车辆的其他位置，用户可根据实际需求进行设置，只要是能够实现本实施例的目的即可。

基于上述技术方案，本实施例将红外传感器、毫米波雷达组成卡塞格林光学结构，形成整体式、共光轴信息采集装置，采用集成式信息采集装置，解决传感器分立、不同视角采集信息的问题，能够采集同一视角下的数据，提高融合精度。

基于上述实施例，本实施例提供车辆辅助驾驶***还包括：与信息处理装置150连接的预警装置。

本实施例不对预警装置进行限定，可以是声预警装置、光预警装置、声光预警装置中的一种或者多种。其中，声预警可以是JDSK-2000WA型电声报警器，当然，也可以是其他的蜂鸣器报警装置，也可以是车载语音进行预警；光预警包括指示灯预警还有显示屏预警，灯预警时，指示灯可以是LED等也可以是普通的灯；显示屏预警可以是车载屏预警；声光预警可以是利用声光报警器进行预警，也可以是声预警和光预警分别进行预警。具体的选择，用户可根据实际需求进行设置，用户可根据实际需求进行市售选择。预警装置由信息处理装置150判断为恶劣天气行车时开启。

进一步的，预警装置包括光预警装置和声音预警装置；其中，光预警装置和声音预警装置均与信息处理装置150连接。

进一步的，光预警装置为脉冲激光器，声音预警装置为车载语音装置。

在大雾等视线不佳的恶劣天气下，采用脉冲激光器和车载语音***，通过发出激光信号和播报距离、速度的方式为驾驶员提供驾驶辅助。本实施例不对车载语音装置进行限定，具体的声音预警装置为车载语音装置，请参考相关技术，本实施例不再进行赘述。

脉冲激光器可以与信息处理装置150采用HDMI接口进行连接，当然，也可以利用无线进行通信。声音预警装置与信息处理装置150采用CAN总线通信，当然也可以利用其他的接口或者无线通信。

如图2所示，图2为本申请实施例提供的一种脉冲激光器安装的结构示意图。脉冲激光器270可根据信息处理装置150获得的行人或障碍物大小及方位角信息，控制脉冲激光器270发出信号。脉冲激光器270工作时可以由蓄电池供电，当然也可以利用充电电池，脉冲激光器270可安装于汽车前操作台210上或汽车前排棚顶上，当然也可以是其他位置只要能够进行投影到汽车前挡风玻璃上即可。前操作台210下设置有步进电动机230，两者之间利用联结螺栓220进行固定，本实施例不对步进电动机230的型号及联结螺栓220的结构进行限定。步进电动机230的电机转轴250套接有套筒轴260，并利用调整螺钉240固定，电机转轴与脉冲激光器270连接，实现脉冲激光器270通过步进电动机230驱动进行转动，进而实现驾驶员视角内的转动。脉冲激光器270可发出人眼敏感的绿光，光斑模式为点状。进一步的，车载语音***利用原车自带多媒体***即可，降低***成本。本实施例不对脉冲激光器270进行限定，可以是SPI脉冲激光器，也可以是YAG脉冲激光器，只要是能实现本实施例的目的即可，用户根据实际需求进行市售选择。

可见，预警装置采用脉冲激光器270将行人及障碍物位置投影到前风挡玻璃，并语音提示其位置及速度。这种预警方式最为直观，无需驾驶员低头观察，有效提高行车安全，且不会增强驾驶员的疲劳感。

基于上述任一实施例，本实施例提供车辆辅助驾驶***中，还包括：

与信息处理装置150连接的灯光调整装置。

灯光调整装置与信息处理装置150可以利用有线方式如采用CAN总线通信进行连接，也可以利用无线方式进行连接，实现信息处理装置150发出CAN信号控制灯光调整装置。灯光调整装置用户可根据相关技术进行选择，本实施例不再进行赘述。

进一步的，本实施例提供车辆辅助驾驶***中，还包括：

与信息处理装置150连接的车速控制装置。

车速控制装置与信息处理装置150可以利用有线方式如利用采用CAN总线通信进行连接，也可以利用无线方式进行连接，实现信息处理装置150发出CAN信号控制车速控制装置。车速控制装置用户可根据相关技术进行选择，本实施例不再进行赘述。

进一步的，本实施例提供车辆辅助驾驶***中，还包括：车灯调整功能和车速控制功能。信息处理装置150根据图像信息进行分析，判断出障碍物处光照不足时，启动灯光调整装置以便能够提高目标区域亮度，可以利用红外LED提高目标区域亮度。夜间行车时若***判断有对向来车时，自动控制灯光调整装置来减小来车方向远光灯亮度。利用毫米波雷达装置140测出与行人或障碍物的距离，然后利用信息处理装置150中的控制芯片将测出的距离与安全距离相比较，小于安全距离时汽车自动制动并利用预警***发出警报，本实施例不对控制芯片进行限定，用户可根据实际需求进行市售选择，只要是能实现预警即可。

基于上述技术方案，本实施例通过采用集成式图像采集装置，具备易改装、易安装、不影响车辆美观、减轻重量、减小体积等优点，尤其是可以实现图像采集精度的有效提高。该结构不受夜间、烟雾、沙尘等恶劣环境影响，对距离、速度等信息敏感，且信息准确。该***具备主动安全模块，在驾驶员疲劳等条件下有效提高驾驶安全性。

基于上述实施例，本实施例提供一种车辆辅助驾驶***，具体请参考图3，图3为本申请实施例提供的一种车辆辅助驾驶***的连接关系示意图，包括：

路况采集装置300、信息处理装置150、预警装置160、主动安全装置170；

路况采集装置300包括光学镜片、红外成像装置130、毫米波雷达装置140；

信息处理装置150包括信息融合芯片151、特征识别芯片152、控制芯片153；

预警装置160包括激光预警装置161、声音预警装置162；

主动安全装置170包括灯光调整装置171、车速控制装置172；

结合图1与图3可知，光学镜片包括主镜110、次镜120；

入射信号的长波红外信号入射到主镜110，经主镜110反射至次镜120，再经次镜120反射通过预设区域汇聚至红外成像装置130；其中，预设区域是主镜110的中心孔的区域；

入射信号的毫米波信号入射到主镜110，经主镜110反射到次镜120，再透过次镜120汇聚至毫米波雷达装置140；

其中，红外成像装置130的输出端与信息融合芯片151的输入端、特征识别芯片152的输入端连接，毫米波雷达装置140的输出端与信息融合芯片151的输入端、特征识别芯片152的输入端连接，信息融合芯片151的输出端、特征识别芯片152的输出端均与控制芯片153的输入端连接，控制芯片153的输出端分别与激光预警装置161的输入端、声音预警装置162的输入端、灯光调整装置171的输入端、车速控制装置172的输入端连接。

可见，本实施例提供的车辆辅助驾驶***通过将红外成像装置130和毫米波雷达装置140通过卡塞格林结构组成一个共轴的路况信息采集装置，红外成像装置130主要进行路况信息图像采集，毫米波雷达装置140可以获取前方车辆的距离、方位和车速等信息，卡塞格林光学结构可使红外成像装置130和毫米波雷达装置140实现共光轴数据采集，采集后的路况数据由信息处理装置150进行图像融合、识别出行人、车辆及障碍物的方位和运动特征，信息处理装置150还根据行驶条件提供激光预警装置151和声音预警装置152的激光预警和声音预警，并在危险情况下采取控制灯光调整装置171和车速控制装置172实现调整灯光和控制车速等主动安全措施。

下面对本申请实施例提供的一种车辆进行介绍，下文描述的车辆与上文描述的车辆辅助驾驶***可相互对应参照。

本申请提供一种车辆，包括如上述的车辆辅助驾驶***。

由于车辆部分的实施例与车辆辅助驾驶***部分的实施例相互对应，因此车辆部分的实施例请参见车辆辅助驾驶***部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种车辆辅助驾驶***，其特征在于，包括：

入射信号的长波红外信号入射到主镜，经所述主镜反射至次镜，再经所述次镜反射通过预设区域汇聚至红外成像装置；其中，所述预设区域是所述主镜的中心孔的区域；

所述入射信号的毫米波信号入射到所述主镜，经所述主镜反射到所述次镜，再透过所述次镜汇聚至毫米波雷达装置；

所述红外成像装置与所述毫米波雷达装置均与信息处理装置连接。

2.根据权利要求1所述的车辆辅助驾驶***，其特征在于，还包括：

与所述信息处理装置连接的预警装置。

3.根据权利要求2所述的车辆辅助驾驶***，其特征在于，所述预警装置包括光预警装置和声音预警装置；其中，所述光预警装置和所述声音预警装置均与所述信息处理装置连接。

4.根据权利要求3所述的车辆辅助驾驶***，其特征在于，所述光预警装置为脉冲激光器，所述声音预警装置为车载语音装置。

5.根据权利要求1所述的车辆辅助驾驶***，其特征在于，所述主镜包括反射膜，以便能够反射所述长波红外信号和所述毫米波信号。

6.根据权利要求1所述的车辆辅助驾驶***，其特征在于，所述次镜的表面是频率选择表面。

7.根据权利要求1至6任一项所述的车辆辅助驾驶***，其特征在于，还包括：

与所述信息处理装置连接的灯光调整装置。

8.根据权利要求1至6任一项所述的车辆辅助驾驶***，其特征在于，还包括：

与所述信息处理装置连接的车速控制装置。

9.根据权利要求1至6任一项所述的车辆辅助驾驶***，其特征在于，所述信息处理装置包括信息融合芯片、特征识别芯片和控制芯片；

其中，所述信息融合芯片分别与所述控制芯片、所述红外成像装置、所述毫米波雷达装置连接，所述特征识别芯片分别与所述控制芯片、所述红外成像装置、所述毫米波雷达装置连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的车辆辅助驾驶***。