[发明专利]防止车辆转弯时与非机动车发生碰撞的提示装置及其方法

权利要求书

1.一种防止车辆转弯时与非机动车发生碰撞的提示装置，其特征在于，包括：

一个方向盘转角传感器，固定于车辆转向柱上，实时测量车辆行驶过程中的方向盘转动角度以及转动方向；

一个车速传感器，固定于车辆车轮上，实时测量车辆行驶过程中的行驶速度；

分别固定于车辆的前保险杠左侧和前保险杆右侧的左侧激光雷达传感器和右侧激光雷达传感器，用于对车辆的左侧后方区域和自身车辆的右侧后方区域进行实时监控；

一个用于提示驾驶员存在与非机动车发生碰撞的微型LCD显示器，固定于车辆仪表盘上；

一个微处理器，分别通过I/0口连接方向盘转角传感器、车速传感器、左侧激光雷达传感器、右侧激光雷达传感器、微型LCD显示器。

2.如权利要求1所述的提示装置，其特征在于：所述方向盘转角传感器采用KMT32B角度传感器。

3.如权利要求1所述的提示装置，其特征在于：所述车速传感器采用W221轮速传感器。

4.如权利要求1所述的提示装置，其特征在于：所述左侧激光雷达传感器和右侧激光雷达传感器都采用UTM-30LN2维激光雷达。

5.如权利要求1所述的提示装置，其特征在于：所述微型LCD显示器采用2.2寸液晶LCD显示器。

6.如权利要求1所述的提示装置，其特征在于：所述图像处理器为ARM9处理器，具体型号为S3C2440。

7.一种防止车辆转弯时与非机动车发生碰撞的提示方法，基于上述防止车辆转弯时与非机动车发生碰撞的提示装置为基础，其特征在于，包括以下步骤：

(1)车辆转弯状态识别；微处理器实时采集方向盘转角传感器所输出的角度值与方向值；其中角度值表征车辆转弯的程度大小，而方向值则表示车辆是向左转弯还是向右转弯；设定方向盘转角阈值为20°，当方向盘转角值超过20°时，表明车辆此时将发生程度较大的转弯过程；

(2)非机动车辨识；

当车辆向右转弯时的方向盘转角超过20°时，微处理器对右侧激光雷达所采集到的数据进行分析，根据典型非机动车的形状特性进行非机动车辨识，判断自身车辆右侧后方区域中是否存在非机动车，如果存在则标记每一辆非机动车，以目标Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…表示；对于每一个目标值，微处理器对激光雷达所输出的数据进行分析，实时计算每一个目标与自身车辆的相对距离、相对角度与相对速度；

当车辆向左转弯时的方向盘转角超过20°时，微处理器对左侧激光雷达所采集到的数据进行分析，根据典型非机动车的形状特性进行非机动车辨识，判断自身车辆左侧后方区域中是否存在非机动车，如果存在则标记每一辆非机动车，以目标Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…表示；对于每一个目标值，微处理器对激光雷达所输出的数据进行分析，实时计算每一个目标与自身车辆的相对距离、相对角度与相对速度；

(3)隔离带识别；

当微处理器识别得到车辆发生程度较大的向右转弯时，微处理器对右侧激光雷达所采集到的数据进行分析，根据典型隔离带的外形特性，判断自身车辆右侧后方区域中是否存在隔离带，如果存在，则实时判断隔离带的宽度和高度；

当微处理器识别得到车辆发生程度较大的向左转弯时，微处理器对左侧激光雷达所采集到的数据进行分析，根据典型隔离带的外形特性，判断自身车辆左侧后方区域中是否存在隔离带，如果存在，则实时判断隔离带的宽度和高度；

(4)与非机动车碰撞风险性评估；

与非机动车碰撞风险评估结果分为安全与危险，其中危险的等级又分为两级：一级危险和二级危险；其中，一级危险针对后方不存在隔离带的情况，二级危险针对后方存在隔离带的情况；

向右转弯时，当方向盘转角值超过20°，且激光雷达探测到自身车辆右后侧区域存在非机动车时，对于任意一个非机动车目标，以目标Ⅰ为例，微处理器首先计算非机动车目标Ⅰ以当前速度与自身车辆发生碰撞的时间T1，计算公式如下：

T1=d1/v1

上式中，d1为当前时刻自身车辆与非机动车目标Ⅰ的相对距离，v1为当前时刻自身车辆与非机动车目标Ⅰ的相对速度；

计算得到T1之后，根据自车行驶速度计算如果自车按照当前速度行驶，经过T1之后自车的向前行驶距离L1；计算方法如下：

L1=T1×v0

式中，v0为当前时刻自车的行驶速度；

对于非机动车目标Ⅰ，如果满足下列任意一条条件，则判断此时刻非机动车目标Ⅰ与自身车辆发生碰撞的可能性较大，将非机动车目标Ⅰ标记为危险：

Ⅰ、T1<3.0秒；

Ⅱ、5.0秒≥T1≥3.0秒，并且L1<6米；

对于右侧后方区域存在的所有非机动车目标，按照上述条件分别进行判断；当所有点判断完成之后，如果存在一个或多个目标被标记为危险，则将自身车辆与非机动车发生碰撞的评估结果记为危险，否则记为安全；

向左转弯时，当方向盘转角值超过20°，且激光雷达探测到自身车辆左后侧区域存在非机动车时，对于任意一个非机动车目标，以目标Ⅰ为例，微处理器首先计算非机动车目标Ⅰ以当前速度与自身车辆发生碰撞的时间T1，计算公式如下：

T1=d1/v1

上式中，d1为当前时刻自身车辆与非机动车目标Ⅰ的相对距离，v1为当前时刻自身车辆与非机动车目标Ⅰ的相对速度；

计算得到T1之后，根据自车行驶速度计算如果自车按照当前速度行驶，经过T1之后自车的向前行驶距离L1；计算方法如下：

L1=T1×v0

式中，v0为当前时刻自车的行驶速度；

对于非机动车目标Ⅰ，如果满足下列任意一条条件，则判断此时刻非机动车目标Ⅰ与自身车辆发生碰撞的可能性较大，将非机动车目标Ⅰ标记为危险：

Ⅰ、T1<3.0秒；

Ⅱ、5.0秒≥T1≥3.0秒，并且L1<6米；

对于左侧后方区域存在的所有非机动车目标，按照上述条件分别进行判断；当所有点判断完成之后，如果存在一个或多个目标被标记为危险，则将自身车辆与非机动车发生碰撞的评估结果记为危险，否则记为安全；

评估结果为危险的情况下，结合激光雷达是否探测到隔离带的存在，如果探测到隔离带，且隔离带的形状参数满足以下条件时：

隔离带宽度＞0.5米，或者隔离带高度超高0.7米

将评估结果标记为二级危险，如果不存在隔离带或者隔离带形状参数不满足上述条件时将评估结果标记为一级危险；

(5)与非机动车碰撞危险性显示：

微处理器经过评估，如果评估结果为一级危险，则微处理器控制微型LCD显示器显示红色的自行车形状；如果评估结果为二级危险，则微处理器控制微型LCD显示器闪烁显示红色的自行车形状，以提醒驾驶员迅速采取减速操作，避免与非机动车发生碰撞。