动态监测全方位汽车防撞预警系统的制作方法

本实用新型涉及一种汽车防撞预警系统，尤其是一种能够根据相对距离、速度，综合路况条件的能够动态监测和预判的全方位汽车防撞预警系统。属于汽车防撞安全技术领域。

背景技术：

汽车作为现代人类的交通工具，给人们的生活带来了极大的便利，但同时也带来了严重的交通安全问题。我国每年因交通事故死亡的人数也在迅速增长，造成的经济损失很大，因此有效的减少撞车事故的发生显得尤为重要。

目前，国内外相关技术的研究主要是针对防追尾，其主要原理是：首先，利用雷达等探测装置测得本车与前车的相对距离及相对速度；然后，通过系统设定好的安全模型判断汽车安全状态；最后，当两车的相对距离小于安全距离时，根据设定好的模糊控制算法进行报警及减速，有效地防止了追尾事故的发生。现如今，国内外的很多的公司与机构都进行了这方面的研究，并取得了一些成果。

如中国专利“一种汽车防追尾系统”（申请号：201120536699.5）提出了一种汽车防追尾系统，包括测距传感器、温度传感器、驾驶员状态传感器和车速传感器，其中测距传感器包括利用多种测距方式的多种测距传感器，根据计算出的当前应保持的安全距离并与实测车间距离，控制输出控制单元作出相应的动作。该专利只能监测车前和车后是否有追尾危险，不能监测出车辆左右侧的危险，因此不能保证车辆整体的安全性。

再如中国专利“汽车防撞预警系统及其控制方法”（申请号：201510297751.9）提出了一种汽车防撞预警系统，包括用于采集本车前方和/或后方其它车辆信号的雷达传感器，通过雷达传感器以及决策控制单元分析出同车道前后两相邻车辆的实际距离及最小安全跟车距离，实际距离若小于最小安全跟车距离，报警单元会发出报警信号，提醒驾驶人员调整车速或更换车道，即可有效预防车辆相撞。该专利根据两车实际距离与安全距离的对比，来判断是否有相撞危险，而安全距离与天气状况、路面状况等因素有关，因此仅仅通过安全距离的对比来判断不够准确；而且，仍然只是针对前后车辆的监测预警。

在诸多的交通案例中可以看出，很多交通事故发生在十字路口、并行超车等情况，包括车与车之间、车与行人之间；而且驾驶员在开车时，主要精力都是关注前方，对侧向和后向的关注较少。此外，在不同的车速、不同的路面状况下，单纯依靠安全距离来预警，显然偏差是非常大的。因此，现有技术存在诸多的缺陷。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提出一种可以监测车体前、后、左、右四个方向相撞危险的汽车防撞预警系统。本实用新型的目的在于，通过该系统监测车体四个方向的车辆或移动物体的运动信息，保证车体四个方向的整体安全性；同时考虑其他车辆或移动物体运动的方向、与本车的相对速度及与本车的距离，结合动态安全距离阈值和动态反应时间阈值来判断是否有撞车危险，从而有效提高判断的准确性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

该系统包括测控模块（1）、显示模块（2）、语音提示模块（3）、前向传感器（4）、后向传感器（5）、左向传感器（6）、右向传感器（7）。

前向传感器（4）、后向传感器（5）、左向传感器（6）、右向传感器（7）分别安装于车辆外部的前、后、左、右4个位置，监测对应方向的其他车辆或移动物体（9）的运动信息，并实时发送给测控模块（1）计算得到4个方向的其他车辆或移动物体（9）运动的方向、与本车的相对速度及与本车的距离，在显示模块上（2）显示。

每个传感器有自身的测量范围，一般是一个扇形范围，在车辆外部的前后左右四个位置安装传感器，是为了可以监测车辆四周的其他车辆和移动物体（9），然后通过测控模块（1）计算发现是否有撞车危险，从而提醒驾驶员避免事故的发生。

在测控模块（1）中分别预设前、后、左、右4个方向的安全距离阈值和反应时间阈值，由安全距离阈值乘以自动生成的安全系数得到动态安全距离阈值，由反应时间阈值乘以自动生成的安全系数得到动态反应时间阈值。

根据计算得到4个方向的其他车辆或移动物体（9）运动的方向、与本车的相对速度及与本车的距离，计算与本车预计相撞的时间，判断该预计相撞的时间小于动态反应时间阈值、或与本车的距离小于动态安全距离阈值时，控制语音提示模块（3）向驾驶员报警。

所述的自动生成的安全系数是根据本车当前行驶速度、本车不同速度下的刹车距离、天气状况、路面状况，在考虑一定的裕度的情况下实时综合计算获得，且前、后、左、右4个方向的安全系数分别计算。设定安全距离阈值和反应时间阈值，是为了作为参考量来判断车辆是否有相撞的危险。但是车辆在不同速度、不同天气或不同路面的制动距离和制动时间是不同的，所以安全距离阈值和反应时间阈值不能为一个定值，因此需要测控模块（1）根据不同情况生成安全系数，通过安全距离阈值和反应时间阈值乘以安全系数得到动态安全距离阈值和动态反应时间阈值。通过两种阈值的参考来判断车辆是否有相撞的危险，提高了判断的准确性。

所述系统包含防追尾报警器（8），安装于本车后部，当测控模块（1）判断本车后方的其他车辆或移动物体（9）与本车预计相撞的时间小于动态反应时间阈值、或与本车的距离小于动态安全距离阈值时，控制防追尾报警器（8）采用声光向本车后方的其他车辆或移动物体（9）示警。目前车辆与外界沟通的手段一般通过鸣笛或灯光，而这两种手段主要是针对前方的其他车辆或移动物体（9）起作用，因此，驾驶员感觉后面车辆跟车过近时，可通过防追尾报警器（8）进行有效的提醒或警告后面车辆。

左向传感器（6）包含左前向传感器（601）和左后向传感器（602），右向传感器（7）包含右前向传感器（701）和右后向传感器（702）， 均安装于本车车体侧面前部。

当其他车辆或移动物体（9）与本车并行行驶时，左前向传感器（601）和右前向传感器（701）针对本车向其他车辆或移动物体（9）靠近的运动，向本车驾驶员报警；左后向传感器（602）和右后向传感器（702）针对其他车辆或移动物体（9）向本车靠近的运动，控制语音提示模块（3）向驾驶员报警。很多交通事故的发生是由于驾驶员疲劳、走神、看手机等注意力不集中的情况导致的，因此在本车向其他车辆或移动物体（9）靠近时提醒驾驶员提高注意力、在其他车辆或移动物体（9）向本车靠近时提醒驾驶员注意保持安全距离，能够有效预防这类事故。

左前向传感器（601）和右前向传感器（701）分别检测左前方和右前方与本车呈垂直运动的其他车辆或移动物体（9），当计算出运动轨迹可能出现交叉时，向本车驾驶员报警。十字路口或T字路口是交通事故高发地段，在没有红灯或者车辆及行人闯红灯时，由于驾驶员一般主要关注本车附近的车辆和行人情况，尤其是前方红灯变绿灯时，容易忽视垂直方向的其他车辆或移动物体（9），因此在发现垂直方向存在相撞危险时，及时提醒驾驶员能够有效预防这类事故。

与现有技术相比较，本实用新型具有如下优点：

1）采用前、后、左、右四个方向的传感器，监测车体四个方向的其他车辆或移动物体的运动信息，全方位保证车体的安全性；在可能发生撞车危险的情况下及时向本车驾驶员、其他车辆或移动物体发出预警，有效避免的各类交通事故的发生。

2）根据本车当前行驶速度、本车不同速度下的刹车距离、天气状况、路面状况等因素实时综合计算自动生成安全系数，采用其他车辆或移动物体运动的方向、与本车的相对速度及与本车的距离，结合动态安全距离阈值和动态反应时间阈值来判断是否有撞车危险，相较于传统的安全距离判断更符合实际，从而有效提高预警判断的准确性。

3）采用左前向传感器和右前向传感器针对垂直方向可能发生的相撞危险做出预警，及时提醒驾驶员，有效预防这类高发事故的发生。

附图说明

图1：本结构的连接框图。

图2：前后车可能追尾模拟图。

图3：并行行驶时超车可能相撞的模拟图。

图4：本车与垂直行驶的其他车辆可能相撞模拟图。

图5：各传感器安装位置及其监测的范围示意图。

图中：1-测控模块、2-显示模块、3-语音提示模块、4-前向传感器、5-后向传感器、6-左向传感器、7-右向传感器、8-防追尾报警器、10-本车、11-前车、12-后车、13-左侧并行车辆、14-右侧并行车辆、15-垂直行驶的左车、16-垂直行驶的右车、601-左前向传感器、602-左后向传感器、701-右前向传感器、702-右后向传感器。

具体实施方式

如图1所示，所述系统包括测控模块（1）、显示模块（2）、语音提示模块（3）、前向传感器（4）、后向传感器（5）、左向传感器（6）、右向传感器（7）。

前向传感器（4）、后向传感器（5）、左向传感器（6）、右向传感器（7）分别安装于车辆外部的前、后、左、右4个位置，监测对应方向的其他车辆或移动物体（9）的运动信息，并实时发送给测控模块（1）计算得到4个方向的其他车辆或移动物体（9）运动的方向、与本车的相对速度及与本车的距离，在显示模块上（2）显示。

在测控模块（1）中分别预设前、后、左、右4个方向的安全距离阈值和反应时间阈值，由安全距离阈值乘以自动生成的安全系数得到动态安全距离阈值，由反应时间阈值乘以自动生成的安全系数得到动态反应时间阈值。

根据计算得到4个方向的其他车辆或移动物体（9）运动的方向、与本车的相对速度及与本车的距离，计算与本车预计相撞的时间，判断该预计相撞的时间小于动态反应时间阈值、或与本车的距离小于动态安全距离阈值时，控制语音提示模块（3）向驾驶员报警。

如图2所示，可以看出本车（10）在道路上行驶的时候前车（11）和后车（12）的位置，前向传感器（4）、后向传感器（5）监测前车（11）和后车（12）运动信息，并实时发送给测控模块（1）计算得到前后方向的其他车辆或移动物体（9）运动的方向、与本车的相对速度及与本车的距离，并根据计算得到前车（11）和后车（12）与本车可能相撞的时间，若小于动态反应时间阈值，或与本车的距离小于动态安全距离阈值时，控制语音提示模块（3）向驾驶员报警，当发现后车（12）有追尾本车（10）的危险时控制防追尾报警器（8）采用声光向后车示警。

如图3所示，当本车（10）在道路上行驶，当左侧并行车辆（13）要超车时，可能会有与本车（10）相撞的危险，此时左后向传感器（602）感受到左侧并行车辆（13）有向本车（10）靠近的运动，控制语音提示模块（3）向驾驶员报警，提醒驾驶员保持安全距离。

当本车（10）想要超车时，可能会有与右侧并行车辆（14）相撞的危险，右前向传感器（701）针对本车向右侧并行车辆（14）靠近的运动，向本车驾驶员报警，提醒驾驶员集中注意力。

如图4所示，当本车（10）行驶到十字路口，两侧分别有与本车垂直行驶的车辆时，左前向传感器（601）和右前向传感器（701）分别检测左前方和右前方垂直行驶的左车（15）和垂直行驶的右车（16）、，当计算出运动轨迹可能出现交叉时，向本车驾驶员报警。

如图5所示，前向传感器（4）和后向传感器（5）分别安装于车头和车尾，其监测的范围如图中车前后的虚线扇形部分，左向传感器（6）包含左前向传感器（601）和左后向传感器（602），右向传感器（7）包含右前向传感器（701）和右后向传感器（702），均安装于本车车体侧面前部，其监测的范围如图中车两侧的虚线扇形部分。