手机实时防撞预警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种手机实时防撞预警系统，包括手机传感器和障碍物探测算法应用程序。所述的手机传感器包括手机通讯用的射频天线、蓝牙天线，以及将来可以集成到手机里的超声波传感器、红外传感器。所述的障碍物探测算法应用程序包括基于一种或多种手机传感器的障碍物探测算法，及以所述障碍物探测算法为核心的手机APP应用程序。所述的障碍物探测算法包括单传感器的探测算法和多传感器的融合探测算法。所述的APP应用程序包括各种手机操作系统支持的版本。

Mobile real-time collision warning system

The invention discloses a real-time collision prevention and early warning system for mobile phones, which comprises a mobile phone sensor and an obstacle detection algorithm application program. The mobile phone sensor comprises a radio frequency antenna for mobile phone communication, a Bluetooth antenna, an ultrasonic sensor and an infrared sensor which can be integrated into the mobile phone in the future. The obstacle detection algorithm application program comprises an obstacle detection algorithm based on one or more mobile phone sensors and a mobile phone APP application program with the obstacle detection algorithm as the core. The obstacle detection algorithm includes a single sensor detection algorithm and a multi-sensor fusion detection algorithm. The APP application includes versions supported by various mobile operating systems.

【技术实现步骤摘要】
手机实时防撞预警系统
本专利技术涉及一种预警系统，具体涉及手机实时防撞预警系统。
技术介绍
手机，特别是智能手机已经深入到人们的日常生活中。很多人在走路、开车过程中低头看手机，导致发生撞树、撞车等危险。目前有人利用手机背部集成的摄像头，通过安装APP来实现基于图像的障碍物探测。这种方式存在缺点：一是用户看手机时，摄像头朝向地面，而对于前方的探测范围有限，预警距离不够；二是图像识别算法复杂，需要用到手机的硬件资源多，功耗大，会影响到用户使用手机的体验；三是光线不好时探测效果差，无法做到全天候使用。针对“低头族”走路看手机会发生危险这类问题，本专利技术通过利用手机上已有的传感器(例如手机射频天线、蓝牙天线)，或者将来可以集成进手机的低成本传感器(例如超声波传感器、红外传感器等)，在手机系统内加入后台应用程序，实现实时检测前方有无障碍物，并以声音或弹屏的方式提醒用户抬头防止发生危险。利用这些传感器探测障碍物的优点在于探测范围广、算法简单、资源使用少，功耗低，全天候等。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是手机实时探测障碍物有效方法，目的是为了实现手机实时防撞预警系统，解决低头看手机容易发生危险的问题。本专利技术通过以下技术方案实现：手机实时防撞预警系统，包括手机传感器和障碍物探测算法应用程序。所述的手机传感器包括手机通讯用的射频天线、蓝牙天线，以及将来可以集成到手机里的超声波传感器、红外传感器。所述的障碍物探测算法应用程序包括基于一种或多种手机传感器的障碍物探测算法，以所述障碍物探测算法为核心的手机APP应用程序。所述的障碍物探测算法包括单手机传感器的探测算法和多手机传感器的融合探测算法。所述的APP应用程序包括各种手机操作系统支持的版本。本专利技术所述的手机防撞预警系统，可以单独使用手机的某一种传感器，也可以使用两种或以上的传感器来完成系统功能。本专利技术的原理为：第一种方案：单独使用手机的射频天线作为传感器探测障碍物。手机通过射频天线与基站进行通讯时发射电磁波，而且是全向发射。电磁波遇到障碍物会反射回来，手机接收天线接收到回波后，可以根据雷达原理进行障碍物检测，可以计算出有无障碍物以及障碍物的距离甚至速度。检测算法包含在手机APP应用程序中，用户可以自行选择是否在后台开启本应用程序。应用程序检测到障碍物后通过手机的喇叭播放提示声音，在屏幕上通过闪屏等方式给用户提供声、光预警提示。第二种方案：单独使用手机蓝牙天线作为传感器探测障碍物。蓝牙天线与射频天线相比，发射的电磁波除了波形、频率、功率不同外，探测障碍物的基本原理相同，因此实现原理同第一种方案。第三种方案：单独使用红外或超声波传感器来探测障碍物。红外或超声波传感器有一定的发射、接收角度限制，不像射频和蓝牙天线那样是全向的。目前已经有手机上集成了红外传感器，位置在手机上边缘，正好满足用户在低头看手机时，传感器的指向能覆盖到用户的前方。红外或超声波传感器成本便宜，将来集成到手机中也很有可能。在单独使用红外传感器时，通过红外线的反射能够简单直接地发现障碍物，而且红外传感器对具有热辐射的障碍物很敏感。单独使用超声波传感器时，通过超声波的反射，也可以快速发现障碍物并能测出障碍物距离。配合着手机APP应用程序，为用户提供预警功能。第四种方案：将手机的射频天线、蓝牙天线、红外传感器、超声波传感器中的两种或两种以上传感器一起使用。这样可以保证在不同环境下都能有效地进行障碍物探测预警，而且在手机APP应用程序增加多传感器数据融合算法，实现探测效果优于单一传感器的探测效果，且优于多种传感器简单相加的探测效果。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1.本专利技术手机实时防撞预警系统使用的传感器的探测范围能够为用户做出防撞反应留出充足的时间。2.本专利技术手机实时防撞预警系统的前两种方案利用了手机已有的天线，而且平时射频和蓝牙都处于工作状态，增加障碍物探测功能后对手机额外的耗电可以忽略不计；第三种方案虽然会增加成本，而且需要手机制造商将传感器集成到手机上，但探测方法更加简单直接。3.本专利技术手机实时防撞预警系统设计的手机APP应用程序以障碍物探测算法为核心，可以使用某一种或某几种传感器进行探测，多传感器探测算法用到数据融合算法，包括智能数据融合算法，可提高探测精度，扩展了应用场景。4.本专利技术手机实时防撞预警系统设计的手机APP应用程序使用声音提示和屏幕闪烁提示功能，增加了用户接收到预警信息的概率，而且用户群扩展到了残障人士。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1是本专利技术系统应用示意图；图2是本专利技术系统功能示意图；图3是手机APP应用程序的处理流程示意图；附图中标记及对应的零部件名称：1-1：手机；1-2：探测信号；1-3：障碍物；2-1：手机传感器；2-1-1：手机射频天线；2-1-2：手机蓝牙天线；2-1-3：手机红外传感器；2-1-4：手机超声波传感器；2-2：核心处理模块；2-2-1：传感器信号收发模块；2-2-2：手机处理器模块；2-2-3：APP应用程序；2-3：预警提示模块；2-3-1：声音提示模块；2-3-2：显示提示模块。3-1：传感器回波信号；3-2：数据处理模块；3-2-1：信号预处理模块；3-2-2：障碍物探测算法；3-2-3：恒虚警检测算法；3-2-4：多传感器数据融合算法；3-3：手机应用服务模块；3-3-1：用户参数设置模块；3-3-2：预警提示模块。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例如图1、图2、图3所示：具体实施方式一：结合图1说明本具体实施方式，本具体实施方式是由手机1-1、探测信号1-2和障碍物1-3组成。手机1-1集成了射频、蓝牙、红外、超声波等多种传感器，每种传感器都可以发射和接收探测信号1-2，探测信号1-2遇到障碍物1-3后会反射回手机1-1，手机1-1通过处理探测信号1-2的回波后完成障碍物的探测和预警提示等功能。具体实施方式二：结合图1和图2说明本具体实施方式。手机传感器2-1包括手机射频天线2-1-1、手机蓝牙天线2-1-2、手机红外传感器2-1-3、手机超声波传感器2-1-4；核心处理模块2-2包括传感器信号收发模块2-2-1、手机处理器模块2-2-2、APP应用程序2-2-3；预警提示模块2-3包括声音提示模块2-3-1、显示提示模块2-3-2。手机射频天线2-1-1、手机蓝牙天线2-1-2、手机红外传感器2-1-3、手机超声波传感器2-1-4均可以由传感器信号收发模块2-2-1驱动发射各自的探测信号1-2。具体来说，手机射频天线2-1-1发射满足手机通讯要求的2G/3G/4G甚至5G标准的各制式电磁波信号；手机蓝牙天线2-1-2可以发射符合蓝牙标准的电磁波；手机红外传感器2-1-3发射红外线；手机超声波传感器2-1-4发射超声波。手机传感器2-1的四种传感器发射各自的探测信号1-2遇到障碍物1-3后会产生反射和散射回波，一部分回波被手机传感器2-1接收到，经过各自的接收电路进行信号调理后，进入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.手机实时防撞预警系统，它由手机1‑1、探测信号1‑2和障碍物1‑3组成，其特征在于，所述手机1‑1通过手机传感器2‑1发射探测信号1‑2，探测信号1‑2遇到障碍物1‑3后，由手机应用程序的核心处理模块2‑2接收回波信号并进行处理，并通过预警提示模块2‑3向用户发出预警提示信息。

【技术特征摘要】
1.手机实时防撞预警系统，它由手机1-1、探测信号1-2和障碍物1-3组成，其特征在于，所述手机1-1通过手机传感器2-1发射探测信号1-2，探测信号1-2遇到障碍物1-3后，由手机应用程序的核心处理模块2-2接收回波信号并进行处理，并通过预警提示模块2-3向用户发出预警提示信息。2.根据权利要求1所述的手机实时防撞预警系统，其特征在于手机传感器2-1包括手机射频天线2-1-1、手机蓝牙天线2-1-2、手机红外传感器2-1-3、手机超声波传感器2-1-4。3.根据权利要求1所述的手机实时防撞预警系统，其特征在于手机传感器2-1的四种传感器可以单独使用，也可以组合使用，进行障碍物探测预警。4.根据权利要求1所述的手机实时防撞预警系统，其特征在于数据处理模块3-2包括信号预处理模块3-2-1、障碍物探测算法3-2-2、恒虚警检测算法3-2-3和多...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫江，王晓华，史玥婷，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11