本发明专利技术公开了一种车辆开门防撞预警系统及其工作方法，该系统包括车辆及环境感知单元、实时数据处理单元及决策执行单元，车辆及环境感知单元包括车辆速度检测传感器和毫米波雷达，实时数据处理单元包括车辆速度数据模块及雷达数据处理模块，决策执行单元包括毫米波雷达启动指令信号模块及开车门防撞预警模块，预警系统独立安装在车辆顶部或车辆后部；本发明专利技术的毫米波雷达可检测150米内路面移动目标情况，并且能在浓雾雨雪等恶劣天气条件下可靠感知车辆周围目标；实时数据处理单元中利用稀疏傅里叶变换对车辆周围目标进行处理，大大减少了目标频域数据的运算量和信息提取效率，使得本发明专利技术具有很强的创新及竞争力。
【技术实现步骤摘要】
一种车辆开门防撞预警系统及其工作方法
本专利技术涉及嵌入式系统应用技术，涉及一种基于毫米波雷达的恶劣道路环境开车门防撞系统，具体涉及一种车辆开门防撞预警系统及其工作方法。
技术介绍
国内尽管还没有车辆驻车开门防撞系统的全面推广，但已经有不少对此的研究。激光传感器的工作波束为激光，主要在阳光等可见光下工作，可以同时探测动态目标物和静态目标物。但激光传感器的购买价格昂贵，导致由其设计的系统成本过高。同时激光传感器的体积偏大，长期置于外部环境在恶劣天气条件和烟雾情况下，性能容易受到影响。超声波传感器具有穿透性强、绕射现象小等特点，但其检测范围较差，同时有一定的扩散角，相对比与毫米波的速度慢了许多。摄像头采集数据最大的缺点是相机在较差光线环境下，采集到有效的图像信息较少。而且若把摄像头置于外部环境中，在恶劣天气条件下或是尘埃下，其工作性能会大幅下降。毫米波与上述传感器相比则不同，毫米波在空气介质中传播时所受到的影响小，其优势明显，主要包括高多普勒频率、带宽大、天线孔径小，波束窄等优势。因此，亟需一种开车门防撞系统来弥补了目前市场产品在恶劣天气条件下道路环境感知不足，提高了机动车驻车时的安全性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提出一种车辆开门防撞预警系统及其工作方法，能对车辆行驶环境中的移动目标进行准确、稳定的检测。为达到上述目的，本专利技术提出的技术方案为：一种车辆开门防撞预警系统，其特征在于，包括车辆及环境感知单元、实时数据处理单元及决策执行单元，所述车辆及环境感知单元包括车辆速度检测传感器和毫米波雷达，所述实时数据处理单元包括车辆速度数据模块及雷达数据处理模块，所述决策执行单元包括毫米波雷达启动指令信号模块及开车门防撞预警模块，所述预警系统独立安装在车辆顶部或车辆后部；所述车辆速度检测传感器将所检测到的数据发送至车辆速度数据处理模块，所述车辆速度处理模块对所接收到车辆速度数据进行处理并判断是否需要启动开车门防撞预警模块，所述毫米波雷达根据车辆速度数据处理模块的判断确定是否启动毫米波雷达，所述毫米波雷达将数据发送至雷达数据处理模块，所述雷达数据处理模块对毫米波雷达数据进行处理并作出判断是否需要启动开车门防撞预警模块，所述开车门防撞预警模块根据雷达数据处理模块的判断进行开启或关闭。进一步的，所述车辆及环境感知单元中的车辆速度检测传感器按照1MHz的数据采集速率对车辆速度进行采集，并实时通过高速传输线发送给实时数据处理单元。进一步的，所述实时数据处理单元对车辆速度检测传感器的信号进行实时处理及判断，若连续在5s内采集到的车辆速度小于5km/h时，向决策执行单元发送毫米波雷达启动使能信号。进一步的，所述车辆及环境感知单元中的毫米波雷达根据接收到决策执行单元的雷达启动使能信号进行对车辆周围移动目标感知检测，并实时通过高速传输线发送给实时数据处理单元。进一步的，所述开车门防撞预警模块包括报警信号灯、蜂鸣器或语音播报器中的一种或多种。本专利技术的实施例还公开一种车辆开门防撞预警系统的工作方法，其特征在于，包括以下过程：S1、根据车辆速度检测传感器所检测到的速度信息，实时数据处理单元判断车辆驻车是否减速至5km/h内，若是，实时数据处理单元将给决策执行单元发送毫米波雷达启动使能信号，决策执行单元启动毫米波雷达对车辆周边道路环境进行感知获取道路目标环境数据；否则，不启动毫米波雷达工作。S2、毫米波雷达根据接收到决策执行单元的雷达启动使能信号进行对车辆周围移动目标感知检测，并实时通过高速传输线发送给实时数据处理单元；实时数据处理单元采用稀疏傅里叶变换方法，对周围所能检测到的移动目标的速度及距离进行估计。S3、对步骤S2的实时数据处理单元的处理结果进行判断，当毫米雷达检测到车辆周围有移动目标的速度大于0.5m/s时，决策执行单元开启开车门防撞预警。具体的，所述步骤S2中毫米波雷达采用调频连续波信号可以表达为：(1)其中，为发射频率作为时间的线性函数，fc为载波频率，B为调频带宽，AT为发射信号的振幅，T为发射信号周期，t是指发射信号的时间。具体的，所述步骤S2中，发射信号与目标回波信号的频率之间产生多普勒频移运动目标的多普勒频率利用稀疏傅里叶变换进行提取：(2)其中，为对回波信号进行稀疏傅里叶变换操作，为毫米波雷达接收到的中频基带信号，t表示时间。具体的，所述步骤S2中，稀疏傅里叶变换将对速度大于0.5m/s的车辆周围目标进行处理，首先把信号序列进行变短组合，再进行能量检测区分信号能量及噪声能量，抽取能量值最大的组进行快速傅里叶变换，再进行定位重构回原频谱位置，依次循环直至剩下的组能量接近噪声的能量，进而大大减少了目标频域数据的运算量和信息提取效率。具体的，所述步骤S3中，系统检测车辆速度小于5km/h时，毫米波雷达运用稀疏傅里叶变换提取车辆后方150米内路面移动目标情况；若有移动目标，决策执行单元将会有闪灯提醒，并进行语音播报预警；若无移动目标，则不会发出闪灯和语音播报预警。本专利技术的有益效果在于，本专利技术所提供的一种车辆开门防撞预警系统及其工作方法中，毫米波雷达可检测150米内路面移动目标情况，并且能在浓雾雨雪等恶劣天气条件下可靠感知车辆周围目标；实时数据处理单元中利用稀疏傅里叶变换对车辆周围目标进行处理，大大减少了目标频域数据的运算量和信息提取效率，使得本专利技术具有很强的创新及竞争力。附图说明图1为本专利技术的实施例中一种车辆开门防撞预警系统的工作流程示意图；图2为本专利技术的实施例中一种车辆开门防撞预警系统的原理框图；图3为本专利技术的实施例中夜晚雨天情况下的环境实景；图4为夜晚下雨时毫米波雷达检测结果图像。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术再作进一步详细的说明。一种车辆开门防撞预警系统，如图2所示，该系统包括车辆及环境感知单元、实时数据处理单元及决策执行单元，所述车辆及环境感知单元包括车辆速度检测传感器和毫米波雷达，所述实时数据处理单元包括车辆速度数据模块及雷达数据处理模块，所述决策执行单元包括毫米波雷达启动指令信号模块及开车门防撞预警模块，所述预警系统独立安装在车辆顶部或车辆后部；所述车辆速度检测传感器将所检测到的数据发送至车辆速度数据处理模块，所述车辆速度处理模块对所接收到车辆速度数据进行处理并判断是否需要启动开车门防撞预警模块，所述毫米波雷达根据车辆速度数据处理模块的判断确定是否启动毫米波雷达，所述毫米波雷达将数据发送至雷达数据处理模块，所述雷达数据处理模块对毫米波雷达数据进行处理并作出判断是否需要启动开车门防撞预警模块，所述开车门防撞预警模块根据雷达数据处理模块的判断进行开启或关闭。在进一步的实施例中，所述实时数据处理单元判断车辆驻车减速至5km/h时，给决策执行单元发送给毫米波雷达启动使能信号。在进一步的实施例中，所述车辆及道路环境感知单元根据决策执行单元发送的毫米波雷达启动使本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种车辆开门防撞预警系统，其特征在于，包括车辆及环境感知单元、实时数据处理单元及决策执行单元，所述车辆及环境感知单元包括车辆速度检测传感器和毫米波雷达，所述实时数据处理单元包括车辆速度数据模块及雷达数据处理模块，所述决策执行单元包括毫米波雷达启动指令信号模块及开车门防撞预警模块，所述预警系统独立安装在车辆顶部或车辆后部；所述车辆速度检测传感器将所检测到的数据发送至车辆速度数据处理模块，所述车辆速度处理模块对所接收到车辆速度数据进行处理并判断是否需要启动开车门防撞预警模块，所述毫米波雷达根据车辆速度数据处理模块的判断确定是否启动毫米波雷达，所述毫米波雷达将数据发送至雷达数据处理模块，所述雷达数据处理模块对毫米波雷达数据进行处理并作出判断是否需要启动开车门防撞预警模块，所述开车门防撞预警模块根据雷达数据处理模块的判断进行开启或关闭。/n
【技术特征摘要】
1.一种车辆开门防撞预警系统，其特征在于，包括车辆及环境感知单元、实时数据处理单元及决策执行单元，所述车辆及环境感知单元包括车辆速度检测传感器和毫米波雷达，所述实时数据处理单元包括车辆速度数据模块及雷达数据处理模块，所述决策执行单元包括毫米波雷达启动指令信号模块及开车门防撞预警模块，所述预警系统独立安装在车辆顶部或车辆后部；所述车辆速度检测传感器将所检测到的数据发送至车辆速度数据处理模块，所述车辆速度处理模块对所接收到车辆速度数据进行处理并判断是否需要启动开车门防撞预警模块，所述毫米波雷达根据车辆速度数据处理模块的判断确定是否启动毫米波雷达，所述毫米波雷达将数据发送至雷达数据处理模块，所述雷达数据处理模块对毫米波雷达数据进行处理并作出判断是否需要启动开车门防撞预警模块，所述开车门防撞预警模块根据雷达数据处理模块的判断进行开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的一种车辆开门防撞预警系统，其特征在于，所述车辆及环境感知单元中的车辆速度检测传感器按照1MHz的数据采集速率对车辆速度进行采集，并实时通过高速传输线发送给实时数据处理单元。
3.根据权利要求1所述的一种车辆开门防撞预警系统，其特征在于，所述实时数据处理单元对车辆速度检测传感器的信号进行实时处理及判断，若连续在5s内采集到的车辆速度小于5km/h时，向决策执行单元发送毫米波雷达启动使能信号。
4.根据权利要求1所述的一种车辆开门防撞预警系统，其特征在于，所述车辆及环境感知单元中的毫米波雷达根据接收到决策执行单元中毫米波雷达启动指令信号模块的雷达启动使能信号进行对车辆周围移动目标感知检测，并实时通过高速传输线发送给实时数据处理单元。
5.根据权利要求1所述的一种车辆开门防撞预警系统，其特征在于，所述开车门防撞预警模块包括报警信号灯、蜂鸣器或语音播报器中的一种或多种。
6.一种根据权利要求1所述的车辆开门防撞预警系统的工作方法，其特征在于，包括以下过程：
S1、根据车辆速度检测传感器所检测到的速度信息，实时数据处理单元判断车辆驻车是否减速至5km/h内，若是，实时数据处理单元将给决策执...
【专利技术属性】
技术研发人员：许致火，施佺，王晗，李闯，庄可，周偲怡，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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