一种基于信息融合的防碰撞装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供基于信息融合的防碰撞装置及方法，装置包括图像获取模块、图像处理模块、雷达模块、车速传感器模块、风速传感器模块、雨量传感器模块、温湿度传感器模块、定位模块、车辆控制模块、报警模块、显示模块、系统控制模块，通过图像和雷达信息融合，并结合风速、道路属性、天气等参数，从而确定前向安全距离和后向安全距离。本发明专利技术实现了提高防碰撞准确性和直观性的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于信息融合的防碰撞装置及方法
本专利技术涉及一种基于信息融合的防碰撞装置及方法。
技术介绍
近年来，交通安全事故不断增加，经分析，这些事故当中90％以上是由于碰撞事故造成的，因此对防碰撞系统的研究是亟待解决的一个重要课题。现有的防碰撞系统大都都是采用雷达和激光等方式，因为雷达检测不具备识别前方物体是否为车辆，所以这种方式并不能直观反应出检测到的物体的特征，而且很多防碰撞的安全距离模型都是理想化的，不符合实际车辆运行当中的复杂车况。因此，研发一种高性能并且通过图像处理能直观地反应检测到的目标物体特征的防碰撞预警系统是很有必要的，这样能让车主更加直观的感知前端障碍物的特征，避免误判，并根据实际路况建立安全距离模型来实现防碰撞。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于信息融合的防碰撞装置及方法，旨在解决现有技术中的缺陷，实现基于雷达和图像信息融合的防碰撞方法，提高了防碰撞的准确性。为达到上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：本专利技术一方面提供一种基于信息融合的防碰撞装置，包括：图像获取模块、图像处理模块、雷达模块、车速传感器模块、风速传感器模块、雨量传感器模块、温湿度传感器模块、定位模块、车辆控制模块、报警模块、显示模块、系统控制模块，其中，所述图像获取模块、显示模块与所述图像处理模块连接，所述图像处理模块连接、雷达模块、车速传感器模块、雨量传感器模块、风速传感器模块、温湿度传感器模块、定位模块、车辆控制模块、报警模块与所述系统控制模块连接；所述图像获取模块，包括前向图像获取模块、后向图像获取模块中的至少一种，所述前向图像获取模块安装在车辆前部，用于获取车辆前方道路图像；所述后向图像获取模块安装在车辆后部，用于获取车辆后方道路图像；所述图像处理模块，用于对道路图像进行处理识别；所述雷达模块，包括前向雷达模块、后向雷达模块中的至少一种，用于发射、接收和处理雷达信号；所述车速传感器模块，用于获取当前的车速信息；所述风速传感器模块，用于获取当前的风速信息；所述雨量传感器模块，用于获取当前的雨量信息；所述温湿度传感器模块，用于获取当前的温湿度信息；所述定位模块，用于获取当前的位置信息；所述车辆控制模块，用于控制车辆进行制动或加速；所述报警模块，用于发出报警信息；所述显示模块，用于显示道路图像和用户界面；所述系统控制模块，用于处理接收到的传感器的数据并进行相应控制。具体地，所述图像获取模块为CCD相机，所述图像处理模块为FPGA芯片，所述定位模块为GPS模块、北斗定位模块或者网络定位模块中的至少一种，所述雷达模块为77GHz毫米波雷达。具体地，所述图像处理模块通过SPI接口将图像处理后的数据传给所述系统控制模块，所述定位模块通过UART总线与所述系统控制模块连接，所述雷达模块、车速传感器模块、雨量传感器模块、风速传感器模块、温湿度传感器模块通过CAN总线与所述系统控制模块连接，所述报警模块通过SPI总线与所述系统控制模块连接。具体地，所述系统控制模块通过下式确定前向安全距离SF：SF＝[a0*(V0+αVW-VF)2]/[2(a0-aF)2]+DTF，其中，a0表示本车的制动加速度，V0表示本车速度，α表示风速对本车产生的助力系数，VW表示当前的风速，VF表示前车速度，aF表示前车加速度，DTF表示前向安全距离余量。具体地，所述系统控制模块通过下式确定后向安全距离SR：本专利技术还提供一种基于信息融合的防碰撞装置的前向防碰撞方法，包括如下步骤：S11、检测前方障碍物是否与本车位于同一车道，是则进入下一步。S12、获取前向道路图像，并对前向道路图像中的障碍物特征进行识别，若为车辆，则进入下一步。S13、获取本车与前向最近车辆的距离DF、本车速度V0、前车速度VF及加速度aF。S14、获取当前的道路属性及天气类型，确定本车的制动加速度a0。S15、获取当前的风速信息VW。S16、根据所述本车与前向最近车辆的距离DF、所述本车速度V0及制动加速度a0、所述前车速度VF及加速度aF、所述当前的风速信息VW确定前向安全距离SF。S17、判断所述本车与前向最近车辆的距离DF是否大于所述前向安全距离SF，是则返回步骤S13，否则进行报警提示并控制车辆减速，返回步骤S13。具体地，所述前向安全距离SF＝[a0*(V0+αVW-VF)2]/[2(a0-aF)2]+DTF，其中，a0表示本车的制动加速度，V0表示本车速度，α表示风速对本车产生的助力系数，VW表示当前的风速，VF表示前车速度，aF表示前车加速度，DTF表示前向安全距离余量。本专利技术还提供一种基于信息融合的防碰撞装置的后向防碰撞方法，包括如下步骤：S21、检测后方障碍物是否与本车位于同一车道，是则进入下一步。S22、获取后向道路图像，并对后向道路图像中的障碍物特征进行识别，若为车辆，则进入下一步。S23、获取本车与后向最近车辆的距离DR、本车速度V0、后车速度VR及加速度aR。S24、获取当前的道路属性。S25、根据所述本车与后向最近车辆的距离DR、所述本车速度V0、后车速度VR及当前的道路属性获得后向安全距离SR。S26、判断所述本车与后向最近车辆的距离DR是否大于所述后向安全距离SR，是则返回步骤S23，否则进行报警提示。具体地，所述后向安全距离SR通过下式确定：进一步地，在步骤S26之后还包括：S27、在预设时间间隔TR后，检测本车车速V0是否大于后车速度VR，是则返回步骤S23，否则进入下一步；S28、检测本车与后车是否在同一车道，是则检测前向路况是否适合变道，是则发出变道提示，否则控制本车加速。本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过图像和雷达信息融合，并结合风速、道路属性、天气等参数，从而确定前向安全距离和后向安全距离，实现了提高防碰撞准确性和直观性的目的。附图说明图1是本专利技术的基于信息融合的防碰撞装置的结构示意图；图2是本专利技术的基于信息融合的防碰撞装置的前向防碰撞方法的流程示意图；图3是本专利技术的基于信息融合的防碰撞装置的后向防碰撞方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图具体阐明本专利技术的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本专利技术专利保护范围的限制。实施例1：如图1所示，本专利技术提供一种基于信息融合的防碰撞装置，包括：图像获取模块、图像处理模块、雷达模块、车速传感器模块、风速传感器模块、雨量传感器模块、温湿度传感器模块、定位模块、车辆控制模块、报警模块、显示模块、系统控制模块，其中，所述图像获取模块、显示模块与所述图像处理模块连接，所述图像处理模块连接、雷达模块、车速传感器模块、雨量传感器模块、风速传感器模块、温湿度传感器模块、定位模块、车辆控制模块、报警模块与所述系统控制模块连接；所述图像获取模块，包括前向图像获取模块、后向图像获取模块中的至少一种，所述前向图像获取模块安装在车辆前部，用于获取车辆前方道路图像；所述后向图像获取模块安装在车辆后部，用于获取车辆后方道路图像；所述图像处理模块，用于对道路图像进行处理识别；所述雷达模块，包括前向雷达模块、后向雷达模块中的至少一种，用于发射、接收和处理雷达信号；所述车速传感器模块，用于获取当前的车速信息；所述风速传感器模块，用于获取当前的风速信息；所述雨量传感器模块，用于获取当前的雨量信息；所述温湿度传感器模块，用于获取当前的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于信息融合的防碰撞装置，其特征在于，包括：图像获取模块、图像处理模块、雷达模块、车速传感器模块、风速传感器模块、雨量传感器模块、温湿度传感器模块、定位模块、车辆控制模块、报警模块、显示模块、系统控制模块，其中，所述图像获取模块、显示模块与所述图像处理模块连接，所述图像处理模块连接、雷达模块、车速传感器模块、雨量传感器模块、风速传感器模块、温湿度传感器模块、定位模块、车辆控制模块、报警模块与所述系统控制模块连接；所述图像获取模块，包括前向图像获取模块、后向图像获取模块中的至少一种，所述前向图像获取模块安装在车辆前部，用于获取车辆前方道路图像；所述后向图像获取模块安装在车辆后部，用于获取车辆后方道路图像；所述图像处理模块，用于对道路图像进行处理识别；所述雷达模块，包括前向雷达模块、后向雷达模块中的至少一种，用于发射、接收和处理雷达信号；所述车速传感器模块，用于获取当前的车速信息；所述风速传感器模块，用于获取当前的风速信息；所述雨量传感器模块，用于获取当前的雨量信息；所述温湿度传感器模块，用于获取当前的温湿度信息；所述定位模块，用于获取当前的位置信息；所述车辆控制模块，用于控制车辆进行制动或加速；所述报警模块，用于发出报警信息；所述显示模块，用于道路图像和用户界面；所述系统控制模块，用于处理接收到的传感器的数据并进行相应控制。...

【技术特征摘要】
1.一种基于信息融合的防碰撞装置，其特征在于，包括：图像获取模块、图像处理模块、雷达模块、车速传感器模块、风速传感器模块、雨量传感器模块、温湿度传感器模块、定位模块、车辆控制模块、报警模块、显示模块、系统控制模块，其中，所述图像获取模块、显示模块与所述图像处理模块连接，所述图像处理模块连接、雷达模块、车速传感器模块、雨量传感器模块、风速传感器模块、温湿度传感器模块、定位模块、车辆控制模块、报警模块与所述系统控制模块连接；所述图像获取模块，包括前向图像获取模块、后向图像获取模块中的至少一种，所述前向图像获取模块安装在车辆前部，用于获取车辆前方道路图像；所述后向图像获取模块安装在车辆后部，用于获取车辆后方道路图像；所述图像处理模块，用于对道路图像进行处理识别；所述雷达模块，包括前向雷达模块、后向雷达模块中的至少一种，用于发射、接收和处理雷达信号；所述车速传感器模块，用于获取当前的车速信息；所述风速传感器模块，用于获取当前的风速信息；所述雨量传感器模块，用于获取当前的雨量信息；所述温湿度传感器模块，用于获取当前的温湿度信息；所述定位模块，用于获取当前的位置信息；所述车辆控制模块，用于控制车辆进行制动或加速；所述报警模块，用于发出报警信息；所述显示模块，用于道路图像和用户界面；所述系统控制模块，用于处理接收到的传感器的数据并进行相应控制。2.根据权利要求1所述的基于信息融合的防碰撞装置，其特征在于，所述系统控制模块通过下式确定前向安全距离SF：SF＝[a0*(V0+αVW-VF)2]/[2(a0-aF)2]+DTF，其中，a0表示本车的制动加速度，V0表示本车速度，α表示风速对本车产生的助力系数，VW表示当前的风速，VF表示前车速度，aF表示前车加速度，DTF表示前向安全距离余量。3.根据权利要求1所述的基于信息融合的防碰撞装置，其特征在于，所述系统控制模块通过下式确定后向安全距离SR：4.一种基于信息融合的防碰撞装置的前向防碰撞方法，其特征在于，包括：S11、检测前方障碍物是否与本车位于同一车道，是则进入下一步。S12、获取前向道路图像，并对前向道路图像中的障碍物特征进行识别，若为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李炳光，杨峰，
申请(专利权)人：惠州华阳通用电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44