[发明专利]基于多传感器信息融合的碰撞及偏离预警装置及预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车驾驶员安全辅助系统，尤其涉及一种避免前向碰撞及车道偏离的预警系统。

背景技术

近年来，随着我国道路车辆数量的迅速增长，道路运输安全形势日益严峻。特大恶性交通事故频繁发生，不仅人员伤亡多，经济损失大，而且极易引起复杂的社会问题。据公安部2007年统计，我国道路交通事故致死总人数中，由货运车辆导致的占了29.4％。为此，“国家中长期科学和技术发展规划纲要”(2006-2020年)已将交通运输安全保障技术列为国家重大科技需求，投入大量人力物力开展各分项技术及其系统集成的研发工作，以减少重大交通事故的伤亡和经济损失，并加快技术成果转化，从而推动行业进步。

对交通事故的研究表明，驾驶员是影响道路交通安全性的主要因素。根据我国2004年的统计结果，由于驾驶员过失造成的交通事故数和死亡人数分别占到总数的89.8％和87.4％。由于人的反应时间、动作速率以及驾驶经验都有一定的局限性，而且驾驶员不可能在驾驶过程中始终保持最佳状态，所以经常会有由于驾驶员疲劳和疏忽以致不能妥善处理车辆行驶过程而发生的突发事件和紧急情况。因此，只要由人来驾驶车辆，就可能存在事故隐患。驾驶员辅助系统是解决这一问题的一项有效技术，它已经得到各汽车厂家和用户的积极关注。

安全辅助驾驶是智能交通系统的重要组成部分，其中自动巡航控制系统、车辆前向碰撞预警系统、前向避撞辅助系统等都可以大大减轻驾驶人员的负担，提高交通系统的安全性。实时准确地检测汽车前方行驶车辆等障碍物位置、速度信息是汽车防碰撞预警、自适应巡航控制等辅助驾驶系统实现的前提。多传感器信息融合是信息技术领域的发展方向。因此构建基于雷达和机器视觉的车辆前方障碍物检测系统可以为安全辅助驾驶系统的发展提供理论指导和技术支持。

现有技术中，关于汽车防撞防车道偏离控制装置也有研究，公开日为2009年11月25日，公开号为CN 101585361A的中国发明专利申请中公开了一种“汽车防撞防车道偏离控制装置”。包括77GHz毫米波雷达器，CCD视觉机器，雷达信号处理装置，视频处理模块，车载显示器，传感器，控制软件和扬声器；77GHz毫米波雷达器，CCD视觉机器，雷达信号处理装置，视频处理模块，车载显示器，传感器，控制软件和扬声器之间由信号连接。该技术方案的不足之处是：不具备CCD与雷达结合的方法，根本不能提高汽车防撞防车道偏离的准确率。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种基于多传感器信息融合的前向碰撞及车道偏离的预警装置及其预警方法。根据车载障碍物检测的需求，确立本发明前向碰撞及车道偏离的预警装置设计的基本思路是：由车载雷达和前方CMOS摄像机获取前方车路信息，传送给车载计算机(即车载处理单元)进行信息融合处理，对车辆前方障碍物进行检测，并判断其危险等级，最后将报警信息以图形界面、震动或者声音提示的方式直观地提供给驾驶员。本发明所具有的主要功能是通过雷达、摄像机等传感器及时发现车辆行驶中潜在的碰撞危险，为驾驶员提供警示信息，及时提醒驾驶员调整车辆行驶状态，避免或减轻碰撞事故。

为了解决上述技术问题，本发明基于多传感器信息融合的前向碰撞及车道偏离的预警装置予以实现的技术方案是，包括毫米波雷达传感器、USB-CAN通讯接口模块、前方CMOS摄像机、图像采集模块、显示器及报警模块；车载处理单元；其中，所述毫米波雷达传感器用于检测其视野范围内的所有障碍物，并测量出每个目标的相对距离、相对速度和方位角度值，所述USB-CAN通讯接口模块将雷达信息传给所述车载处理单元进行处理；所述前方CMOS摄像机用于获取前方障碍物类型、在车道中的位置以及道路标线信息；所述图像采集模块通过同轴电缆接收前方CMOS摄像机拍摄到的电视图像画面，并对所获取的图像进行处理；所述车载处理单元对来自于所述USB-CAN通讯接口模块和图像采集模块的雷达信号和机器视觉信息进行融合处理；所述车载处理单元包含设备驱动模块、雷达数据接收和处理模块、图像数据接收和处理模块、数据融合模块、雷达目标显示模块以及图像显示模块；所述数据融合模块同时具有时间和空间上的信息融合功能，其中：所述时间上的信息融合是采用线程同步方式将雷达数据和摄像机数据实现时间上的同步；所述空间上的信息融合是结合雷达信息和图像信息实现预警信息融合和目标类型判断信息融合；所述显示器及报警装置是人机交互接口，其中，所述显示器用于提供已识别出的车道线和前方障碍物的图像和报警信息；所述报警装置用于发出语音报警信息，提示驾驶员注意保持安全距离。