一种基于冗余传感器的工程车盲区监测预警系统及方法技术方案

本发明专利技术提出的一种基于冗余传感器的工程车盲区监测预警系统及方法，涉及智能驾驶技术领域。所述方法包括：控制器接收车载传感器发送的本车行驶信息；根据本车行驶信息，判断车辆行驶状态，并根据车辆行驶状态计算盲区范围；控制器接收毫米波传感器和摄像头发送的目标物信息；根据目标物信息判定目标物是否为有效目标；若目标物为有效目标，采用预设算法对目标物信息进行融合，生成目标物信息融合结果；判断目标物是否在盲区范围内，并根据预设报警条件启动报警装置进行分级预警。本发明专利技术通过使用多传感器融合的方式对工程车盲区进行监测，并进行相应算法的冗余性设计，有效的提高盲区监测的准确性和可靠性。高盲区监测的准确性和可靠性。高盲区监测的准确性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于冗余传感器的工程车盲区监测预警系统及方法


[0001]本专利技术涉及智能驾驶
，更具体的说是涉及一种基于冗余传感器的工程车盲区监测预警系统及方法。

技术介绍

[0002]工程车具有车身“高、长、大”的特点，驾驶员驾驶过程中存在无法观测到的视觉盲区，从而发生骑车人或行人被卷入车底而造成伤亡的交通事故。特别地，车辆在转弯时存在内轮差和视野盲区，特别容易造成交通事故。资料显示，全球每年有50万例交通事故是盲区引起的，其中由于后视镜盲区造成的交通事故占30％。鉴于后视镜盲区交通事故的严重性和现有后视镜显示范围有限性，我们应从智能化入手对其综合性能对后视镜盲区问题进行优化提升。因此，需要一种盲区监测预警系统，对驾驶员进行驾驶辅助。研究表明，盲区监测预警系统可以有效提高车辆行车安全性。
[0003]当前，现有的商用车盲区监测方案，普遍使用了毫米波雷达方案。工程车多在工地作业，存在较多尘土、建筑物料、工人等。针对工程车作业环境的复杂性，单传感器无法实现功能的准确性。视觉类摄像机受尘土影响严重，雷达无法准确分辨目标物类别，容易将建筑物料识别为道路使用者产生误报。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于冗余传感器的工程车盲区监测预警系统及方法，通过使用多传感器融合的方式对工程车盲区进行监测，并进行相应算法的冗余性设计，有效的提高盲区监测的准确性和可靠性。
[0005]本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
[0006]一种基于冗余传感器的工程车盲区监测预警系统，包括：车载传感器、控制器、报警装置、摄像头和毫米波传感器；控制器分别与车载传感器、报警装置、摄像头和毫米波传感器连接；
[0007]车载传感器设置在工程车驾驶室内，用于采集本车行驶信息，并发送至控制器；摄像头和毫米波传感器设置在工程车的车头两侧，用于实时监测工程车周边的目标物信息；
[0008]控制器设置内工程车驾驶室内，用于根据本车行驶信息判断车辆行驶状态，根据车辆行驶状态计算盲区范围；通过预设算法对目标物信息进行融合，判断目标物是否在盲区范围内，并根据判断结果结合预设报警条件向报警装置发出报警指令；
[0009]报警装置设置在工程车驾驶室内，用于根据报警指令发出相应的报警信号。
[0010]进一步，本车行驶信息包括车速信号、方向盘转角信号、挡位信号和转向灯信号，所述目标物信息包括目标物的位置信号、速度信号和类型信号。
[0011]相应的，本专利技术还公开了一种基于冗余传感器的工程车盲区监测预警方法，包括：
[0012]控制器接收车载传感器发送的本车行驶信息，包括车速信号、方向盘转角信号、挡位信号、转向灯信号；
[0013]根据本车行驶信息，判断车辆行驶状态，并根据车辆行驶状态计算盲区范围；控制器接收毫米波传感器和摄像头发送的目标物信息，包括位置信号、速度信号、类型信号；
[0014]根据目标物信息判定目标物是否为有效目标；
[0015]若目标物为有效目标，采用预设算法对目标物信息进行融合，生成目标物信息融合结果；
[0016]判断目标物是否在盲区范围内，并根据预设报警条件启动报警装置进行分级预警。
[0017]进一步，所述根据本车行驶信息，判断车辆行驶状态，并根据车辆行驶状态计算盲区范围，包括：
[0018]根据方向盘转角信号，判断车辆行驶状态；
[0019]若车辆左转，将报警区域设为车身左侧的盲区范围，计算内轮差，以内轮差下弧线为分割线，将盲区范围分为前后两部分；
[0020]若车辆直行，将报警区域设为车身左右两侧的盲区范围；
[0021]若车辆右转，将报警区域设为车身右侧的盲区范围，计算内轮差，以内轮差下弧线为分割线，将盲区范围分为前后两部分。
[0022]进一步，所述内轮差下弧线通过以下过程生成：
[0023]通过以下公式计算得出内轮差ΔR：
[0024][0025]其中，r1为左前轮的转弯半径，l为车身长度，d为车身宽度；
[0026]根据以下公式得出左前轮的转弯角度θ：
[0027][0028]假设当前车辆匀速行驶，根据内轮差ΔR和左前轮的转弯角度θ，拟合出内轮差下弧线。
[0029]进一步，所述根据目标物信息判定目标物是否为有效目标，包括：
[0030]如果当前摄像头工作正常，根据摄像头获取的目标物信息确定目标物；若目标物为行人、车辆或驾驶车辆的人，则目标物为有效目标；
[0031]如果当前摄像头工作异常，根据毫米波传感器获取的目标物信息确定目标物；若目标物为动态物或由静变动的目标物，则目标物为有效目标。
[0032]进一步，所述采用预设算法对目标物信息进行融合，生成目标物信息融合结果，具体为：
[0033]采用基于联邦式卡尔曼滤波算法对目标物速度信息和位置信息进行融合，包括：
[0034]通过以下公式组建离散化系统误差模型：
[0035][0036]其中，为第i个传感器在k时刻的系统状态向量，Z
k(i)
为第i个传感器在k时刻的量测向量，i＝1表示摄像头的量测，i＝2表示毫米波传感器的量测，表示第i个传感器在k
‑
1时刻至k时刻的状态转移矩阵，表示第i个传感器在k
‑
1时刻的系统状态向量，为第i个传感器在k
‑
1时刻的系统噪声向量，为第i个传感器在k时刻的量测矩阵，为第i个传感器在k时刻的量测噪声向量；
[0037]将两个传感器并联运行，进行时间更新和量测更新，得到误差写仿真P
k(i)
和状态估计值
[0038]通过以下公式进行滤波器时间更新：
[0039][0040]其中，为第i个传感器在时刻k
‑
1到时刻k的预测均方差，表示第i传感器在时刻k
‑
1到时刻k的预测状态估计，表示第i传感器在时刻k
‑
1到时刻k的误差协方差阵，为的协方差；
[0041]通过以下公式进行传感器的量测更新：
[0042][0043]其中，为全局状态估计，为的协方差，为卡尔曼增益，为第i个传感器在k时刻的量测向量；
[0044]通过以下公式进行故障检测：
[0045][0046]其中，ε
k
为测量值残差，Z
k
为第i个传感器在k时刻的量测向量，H为量测矩阵，为时刻k
‑
1到时刻k的预测状态估计；
[0047]通过以下公式进行信息融合：
[0048][0049]其中，为主滤波器中协方差矩阵，为融合后的状态估计，为传感器融合后的协方差矩阵；
[0050]通过以下公式进行信息分配：
[0051][0052]其中，γ
i
为信息分配系数；
[0053][0054]其中，γ
n
＝1，γ
i<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于冗余传感器的工程车盲区监测预警系统，其特征在于，包括：车载传感器、控制器、报警装置、摄像头和毫米波传感器；控制器分别与车载传感器、报警装置、摄像头和毫米波传感器连接；车载传感器设置在工程车驾驶室内，用于采集本车行驶信息，并发送至控制器；摄像头和毫米波传感器设置在工程车的车头两侧，用于实时监测工程车周边的目标物信息；控制器设置内工程车驾驶室内，用于根据本车行驶信息判断车辆行驶状态，根据车辆行驶状态计算盲区范围；通过预设算法对目标物信息进行融合，判断目标物是否在盲区范围内，并根据判断结果结合预设报警条件向报警装置发出报警指令；报警装置设置在工程车驾驶室内，用于根据报警指令发出相应的报警信号。2.根据权利要求1所述的基于冗余传感器的工程车盲区监测预警系统，其特征在于：所述本车行驶信息包括车速信号、方向盘转角信号、挡位信号和转向灯信号，所述目标物信息包括目标物的位置信号、速度信号和类型信号。3.一种基于冗余传感器的工程车盲区监测预警方法，其特征在于，包括：控制器接收车载传感器发送的本车行驶信息，包括车速信号、方向盘转角信号、挡位信号、转向灯信号；根据本车行驶信息，判断车辆行驶状态，并根据车辆行驶状态计算盲区范围；控制器接收毫米波传感器和摄像头发送的目标物信息，包括位置信号、速度信号、类型信号；根据目标物信息判定目标物是否为有效目标；若目标物为有效目标，采用预设算法对目标物信息进行融合，生成目标物信息融合结果；判断目标物是否在盲区范围内，并根据预设报警条件启动报警装置进行分级预警。4.根据权利要求3所述的基于冗余传感器的工程车盲区监测预警方法，其特征在于，所述根据本车行驶信息，判断车辆行驶状态，并根据车辆行驶状态计算盲区范围，包括：根据方向盘转角信号，判断车辆行驶状态；若车辆左转，将报警区域设为车身左侧的盲区范围，计算内轮差，以内轮差下弧线为分割线，将盲区范围分为前后两部分；若车辆直行，将报警区域设为车身左右两侧的盲区范围；若车辆右转，将报警区域设为车身右侧的盲区范围，计算内轮差，以内轮差下弧线为分割线，将盲区范围分为前后两部分。5.根据权利要求4所述的基于冗余传感器的工程车盲区监测预警方法，其特征在于，所述内轮差下弧线通过以下过程生成：通过以下公式计算得出内轮差ΔR：其中，r1为左前轮的转弯半径，l为车身长度，d为车身宽度；根据以下公式得出左前轮的转弯角度θ：
假设当前车辆匀速行驶，根据内轮差ΔR和左前轮的转弯角度θ，拟合出内轮差下弧线。6.根据权利要求3所述的基于冗余传感器的工程车盲区监测预警方法，其特征在于，所述根据目标物信息判定目标物是否为有效目标，包括：如果当前摄像头工作正常，根据摄像头获取的目标物信息确定目标物；若目标物为行人、车辆或驾驶车辆的人，则目标物为有效目标；如果当前摄像头工作异常，根据毫米波传感器获取的目标物信息确定目标物；若目标物为动态物或由静变动的目标物，则目标物为有效目标。7.根据权利要求3所述的基于冗余传感器的工程车盲区监测预警方法，其特征在于，所述采用预设算法对目标物信息进行融合，生成目标物信息融合...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵德赢，刘阳，豆雪珊，赵玉超，
申请(专利权)人：中国重汽集团济南动力有限公司，
类型：发明
国别省市：