一种新型智能车载监控系统及控制方法与流程

本发明涉及车载监控
技术领域：
，具体涉及一种新型智能车载监控系统及控制方法。
背景技术：
车载预警监控系统一直以来都是汽车行业研究的重点项目。此类研究成果丰硕，例如红外探测技术、微波探测技术、超声波探测技术以及激光探测技术等等。这些技术成熟，但受到本身不同种类因素的影响，都没有展现出人们预计的效果。尤其是在驾驶员获取到车载预警监控系统发出的预警信息后，并没有及时采取规避动作时，车辆以及驾驶员的人身安全仍然面对极大的风险。技术实现要素：为此，本发明所要解决的技术问题是，车辆行驶过程中存在安全风险。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：本发明实施例提供了一种新型智能车载监控系统，包括：数据采集模块，安装于车身上，用于采集所述车身周边数据；数据处理模块，与所述数据采集模块连接，用于对数据采集模块采集到的数据进行分析处理，输出预警信息；判断模块，判断驾驶员是否执行规避动作；控制模块，与所述判断模块连接，用于当驾驶员未执行规避动作时，发出规避控制信号；执行模块，与所述控制模块连接，用于根据所述控制模块的规避控制信号执行规避动作。可选地，所述数据采集模块为fmcw毫米波雷达。可选地，还包括延伸组件，所述延伸组件的一端与所述车身连接，另一端与所述数据采集模块连接。可选地，所述延伸组件可朝向探测方向延伸10cm-20cm。可选地，还包括旋转组件，所述旋转组件设置于所述延伸组件和所述数据采集模块之间。可选地，所述规避动作包括刹车、减速、左转、右转、倒车中的任意一种。本发明实施例还提供了一种新型智能车载监控系统的控制方法，包括以下步骤：采集车身周边数据；对采集到的车身周边数据进行分析处理，输出预警信息；判断驾驶员是否执行规避动作；当驾驶员未执行规避动作时，发出规避控制信号；根据所述规避控制信号执行规避动作。可选地，所述车身周边数据包括车辆与目标障碍物之间的相对速度和相对距离。可选地，所述对采集到的车身周边数据进行分析处理，输出预警信息的步骤包括：判断所述车辆与所述目标障碍物之间的相对距离是否小于安全距离；当所述车辆与所述目标障碍物之间的相对距离小于安全距离时，则基于所述车辆与所述目标障碍物之间的相对速度和所述相对距离输出预警信息。可选地，所述基于车辆与目标障碍物之间的相对速度和相对距离输出预警信息的步骤包括：基于所述车辆与目标障碍物之间的相对速度和相对距离获取所述车辆与所述目标障碍物之间的碰撞时间；判断所述碰撞时间是否小于预设值；当所述碰撞时间小于所述预设值时，则输出所述预警信息。本发明的技术方案，具有如下优点：本发明实施例提供的新型智能车载监控系统，数据采集模块用于采集车身周边数据；数据处理模块用于对数据采集模块采集到的数据进行分析处理，并输出预警信息；判断模块用于判断驾驶员是否执行规避动作；控制模块用于当驾驶员未执行规避动作时发出规避控制信号；执行模块根据控制模块的规避控制信号执行规避动作。由此，本发明实施例提供的新型智能车载监控系统可在驾驶员未及时执行规避动作时，自动执行规避动作，为车辆以及驾驶员的人身安全提供了最大的保障，将车辆行使过程中的风险系数降到最低。附图说明为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的新型智能车载监控系统的结构示意图；图2为本发明实施例提供的新型智能车载监控系统的控制方法的流程图。具体实施方式下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。本发明实施例提供了一种新型智能车载监控系统，如图1所示，包括数据采集模块1、数据处理模块2、判断模块3、控制模块4以及执行模块5。其中，数据采集模块1安装于车身上，用于采集车身周边数据；数据处理模块2与数据采集模块1连接，用于对数据采集模块1采集到的数据进行分析处理，输出预警信息；判断模块3用于判断驾驶员是否执行规避动作；控制模块4与判断模块3连接，用于当驾驶员未执行规避动作时，发出规避控制信号；执行模块5与控制模块4连接，用于根据控制模块4的规避控制信号执行规避动作。由此，本发明实施例提供的新型智能车载监控系统可在驾驶员未及时执行规避动作时，自动执行规避动作，为车辆以及驾驶员的人身安全提供了最大的保障，将车辆行使过程中的风险系数降到最低。作为一种可选实施方式，本实施例中，数据采集模块1为fmcw毫米波雷达。fmcw毫米波雷达是指发射频率受特定信号调制的连续波雷达。fmcw毫米波雷达通过比较任意时刻回波信号频率与此时刻发射信号的频率的之差的方法来得到目标的距离信息，距离正比于两者的频率差。目标的径向速度和距离可由测量的二者频率差处理后得到。与其他测距测速雷达相比，fmcw毫米波雷达的结构更简单。且所需的发射功率峰值较低、容易调制、成本低、信号处理简单，因而是汽车雷达中常用的雷达体制。本发明实施例采用fmcw毫米波雷达作为数据采集模块1，有利于提高调制速率，并且简化了数据采集模块1的结构。后文对fmcw毫米波雷达的工作原理进行了介绍。作为一种可选实施方式，本实施例中，该新型智能车载监控系统中还包括延伸组件，延伸组件的一端与车身连接，另一端与数据采集模块1连接。其中，延伸组件可以包括互相连接的气缸和伸缩杆，伸缩杆与数据采集模块1连接。工作时，通过气缸的驱动作用，驱动伸缩杆伸缩，进而实现数据采集模块1的伸缩，即可根据实际使用需求加长或缩短探测距离。例如，目标物距离车辆较近时，可通过气缸驱动伸缩杆缩回，当目标物距离车辆较远时，可通过气缸驱动伸缩杆伸出，以延长数据采集模块1的可采集范围，实现远距离的探测。作为可替换实施方式，延伸组件可以选用其他可实现伸缩功能的组件实现，均可实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。作为一种可选实施方式，本实施例中，延伸组件可朝向探测方向延伸10cm-20cm。根据实际需求，还可以延伸至更长的距离。作为一种可选实施方式，本实施例中，该新型智能车载监控系统还包括旋转组件，旋转组件设置于延伸组件和数据采集模块1之间。通过旋转组件的设置，可实现数据采集模块1探测角度的调节，即实现多角度自动探测。优选地，旋转组件可带动数据采集模块1旋转360度，实现全方位、无死角地探测，提高该车载监控系统的使用性能。优选地，本实施例中，旋转组件可以包括电机和旋转轴，其中旋转轴的输出端连接数据采集模块1，电机控制旋转轴旋转，进而带动与旋转轴连接的数据采集模块1旋转，该结构较为简单，易实施，便于广泛推广使用。优选地，该车载监控系统包括若干数据采集模块1，若干数据采集模块1分别安装在车身的不同位置处，由此可实现多角度同时进行采集数据，增强了探测效率。本实施例中，规避控制信号包括刹车、减速、左转、右转、倒车等中的任意一种或多种。执行模块5根据收到的刹车、减速、左转、右转、倒车等中的任意一种或多种规避控制信号，执行刹车、减速、左转、右转、倒车等中的任意一种或多种规避动作。例如，可单独控制车辆刹车、减速、左转、右转等，也可以同时控制车辆减速和左转，或者减速和右转，或者减速和倒车等。作为一种可选实施方式，本实施例中，该新型智能车载监控系统中还包括实时视频拍摄装置，实时视频拍摄装置用于在车辆高速行驶状态下拍摄车身周边环境，并传输至车载显示器上，有助于驾驶员及时发现车辆周边存在的潜在危险。本发明实施例还提供了一种新型智能车载监控系统的控制方法，如图2所示，包括以下步骤：步骤s11、采集车身周边数据。一般地，采集到的车身周边数据主要包括车辆与目标障碍物之间的相对速度和相对距离等。步骤s12、对采集到的车身周边数据进行分析处理，输出预警信息。通过采集到的车辆与目标障碍物之间的相对速度和相对距离等信息判断当前车辆是否处于风险状态，若处于风险状态，则输出预警信息，提示驾驶员采取相应规避动作。步骤s13、判断驾驶员是否执行规避动作。具体地，通过对车辆的行驶状态是否有相应的变化，来判断驾驶员是否已经执行规避动作。步骤s14、当驾驶员未执行规避动作时，发出规避控制信号。当驾驶员未执行规避动作，此时车辆仍处于风险状态下，则发出规避控制信号。其中，规避控制信号包括刹车、减速、左转、右转、倒车等中的任意一种或多种。例如，规避控制信号可以仅为刹车、可以仅为减速，可以仅为左转等。也可以是减速加左转，可以是减速加右转等。需要说明的是，规避控制信号与预警信息相关联，不同的预警信息对应的规避控制信号不相同。当驾驶员已经执行了规避动作时，则不发出规避控制信号，继续执行步骤s12。步骤s15、根据规避控制信号执行规避动作。即，根据收到的刹车、减速、左转、右转、倒车等中的任意一种或多种规避控制信号，执行刹车、减速、左转、右转、倒车等中的任意一种或多种规避动作。例如，可单独控制车辆刹车、减速、左转、右转等，也可以同时控制车辆减速和左转，或者减速和右转，或者减速和倒车等。本发明实施例提供的新型智能车载监控系统的控制方法可在驾驶员未及时执行规避动作时，自动执行规避动作，为车辆以及驾驶员的人身安全提供了最大的保障，将车辆行使过程中的风险系数降到最低。下面对fmcw毫米波雷达的工作原理进行介绍：采用fmcw毫米波雷达，结合多普特频移技术，使其测量相对速度和相对距离。设其多普勒频移为：dp，声波频率为：bp,声源频率为：yp，即可得，dp＝bp-yp其发射波的频率和时间呈周期性变化。设发射波和回波的时间差为δt，即可得，δt＝2d/v设其发射波中频率为ff，δf为混频差，k为发射波和回波相同的斜率，即可得，ff＝δf-dp＝k*δt-dp设其回波中频率为hf，δf为频率差，k为发射波和回波相同的斜率，即可得，hf＝δf+dp＝k*δt+dp由于fmcw毫米波雷达要测出与障碍物的相对速度，设其为vx，相对速度与发射波频率和回波中频率密切相关。即可得，vx＝c*(hf-ff)/4fz由于发射波和回波之间只存在着时间差的不同，所以，根据上述公式，即可求出fmcw毫米波雷达和障碍物之间的相对距离。由与发射波的频率呈周期性三角变化，根据这一特性，设混频差δf为δf＝hf-ff设其相对距离dx，这里可借用上述公式，δf信号带宽，即可得，dx＝c*t*δf/4*δf＝[c*t(hf-ff)]/(4*δf)由此获取到相对速度和相对距离。实际应用时，判断fmcw毫米波雷达探测到的车辆与障碍物之间的相对距离是否小于安全距离，当相对距离是否小于安全距离时，结合车辆与障碍物之间的相对速度，发出预警信息。具体地，可通过以下公式计算得出车辆与目标物的碰撞时间：设两者的碰撞时间为pt，两者的碰撞距离δd，前方车速vq，本方车速vb，可得pt＝δd/δv＝δd/(vb-vq)将计算得出的碰撞时间和预设值相比较，若碰撞时间小于预设值，输出预警信息，若驾驶员未采取相应规避动作，则该监控系统自动执行规避动作。下面对车辆与障碍物之间的安全距离进行描述：由于最小的安全距离是由前方车辆和本方车辆的运动状态共同决定的，所以设以下的几个变量：设驾驶员的反应时间为t1；制动时间为t2；减速状态下持续的时间为t3；匀速状态下时间t4；本车制动前的速度为vb；前方车制动前的速度为vq；两车的最大减速度为am。基于车的运动状态，可分为三种状态：①静止状态：前车速度为0，即静止。即，车距：d1＝vh(t1+t2+t3/2)+δs②匀速或加速状态：若本车车速小于前方的车辆，两车距离加大，不会出现碰撞危险时刻；若本车车速大于前方的车辆，两车距离减小，当两车速度相同时，会出现碰撞危险时刻。即，车距：③减速或制动停止：当前车处于减速或者是减速停车状态，即。不管两车同时停止还是其中一辆先停下，当本车速度为0，处于最危险时刻。即，车距：本发明实施例所提供的车载监控系统采用linux操作系统作为控制系统，车载系统与嵌入式的linux操作系统较为匹配。基于外部的设备文件，都可以在dev、opt等目录下进行文件修正、提取参数等。通过这些参数的调用，来实现内部linux程序软件对外部设备的命令操作以及外部设备的执行。本申请中对毫米波雷达的原始数据处理主要分为三个模块：(1)can-usb初始化程序；(2)毫米波雷达驱动程序；(3)毫米波雷达数据计算程序。主要采用的硬件为dsp28335数据处理芯片，tms320f28335数字控制器，以及32位浮点处理单元的高性能处理器。(1)can-usb初始化程序dsp作为核心处理器，主要负责接收毫米波探测障碍物的原始数据。在接收前，对can-usb设备进行初始化。(2)毫米波雷达驱动程序根据denso毫米波雷达特性进行分析处理，毫米波雷达传送数据的方式是在规定的时间内给毫米波雷达的can的地址写入激活的指令，能够正常的工作并发回目标信息的原始数据。①对于canid110地址checksum的具体计算公式：msg[7]＝0x08+0x01+0x10+msg[1]+msg[2]+msg[3]+msg[4]+msg[5]+msg[6]②对于canid110地址checksum的具体计算公式：msg1[7]＝0x08+0x01+0x11+msg1[1]+msg1[2]+msg1[3]+msg1[4]+msg1[5]+msg1[6](3)毫米波雷达数据计算程序denso毫米波雷达在一个周期内可以同时扫描多达6个障碍物，并且获取其原数据，以8位的数据形式存储于毫米波雷达can地址上。下面对本申请所采用的嵌入式linux操作系统进行描述：(1)制作嵌入式linux的操作系统，能够实现信息的数据的采集、数据的处理分析、发送预警信号和显示预警视频的功能。①sd卡②universalbootloader(uboot映像)；③ubuntukylin-16.04-desktop-amd64(linux操作系统)；④串口、usb等工具等等。(2)制作一张sd卡，可独立驱动将sd卡载入sd读卡器，再由usb接口链接到pc机上，待识别sd卡后，进行相应的步骤操作。(3)开发独立nandflash闪存根据系统的需求，对开发板的的存储器进行清空处理。待处理结束，将开发板的com接口和微机接口连接，启动电源后，进行重新设置dnw终端软件。选择dnw终端，是其功能性较为稳定。(4)将linux系统写好放入到开发版nandflash中①先将sd卡进行格式化后，启动sd卡，并将串口数据线连接开发板的com接口和pc机串口；②进行一系列的相关操作③断开开发板的电源并且将拨板开关设置为nandflash寄存器启动；下表为sd卡启动拨码开关表：引脚号p8p7p6p5p4p3p2p1引脚定义selnandom4om3om2om1gpn15gpn14gpn13sd卡启动11111000下表为nandflash启动拨码开关表：(5)待确认所有的步骤处理结束后，重新启动电源，linux操作就写入到开发板nandflash中，linux在平台上就可以正常启动。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。当前第1页12