一种狭窄路段车辆的安全距离提示装置和方法与流程

本发明属于车辆主动安全技术领域，尤其涉及一种狭窄路段车辆的安全距离提示装置和方法。

背景技术：

车辆穿过狭窄空间道路时，由于道路两侧比较狭窄，加之驾驶员对车辆右侧存在视野盲区，当车辆右侧靠近路边障碍物时，很容易发生剐蹭。上述剐蹭问题在大货车上非常常见，而对于满载货物的大货车，剐蹭容易引起货物掉落或车辆驾驶方向失控，危害交通安全。

特别地，当车辆行驶在隧道内或桥梁上时，隧道内的光线和桥梁两侧的构造物均会对驾驶人的视线产生不良影响，上述的剐蹭问题也就更易出现，严重影响驾驶安全性。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种狭窄路段车辆的安全距离提示装置和方法，本发明对于车辆行驶中的横向距离过小进行提示，进而能够避免车辆在隧道、桥梁行驶时与两侧构造物发生剐蹭；同时，对于车辆行驶中的纵向跟车距离过小进行提示，避免前方发生紧急事故造成的车辆追尾事故。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。

(一)一种狭窄路段车辆的安全距离提示装置，包括安装于车辆顶部的感知提示部件、安装于车身两侧的横向距离传感器和安装于车辆前端保险杠的纵向距离传感器；所述感知提示部件包含激光发射器、湿度传感器和数据处理模块；

所述横向距离传感器用于实时获取车辆的车身两侧与路边构造物之间的横向距离，并将该横向距离传输至数据处理模块；

所述纵向距离传感器用于实时获取车辆与前车之间的纵向距离，并将该纵向距离传输至数据处理模块；

所述湿度传感器用于实时获取当前的空气湿度信息，并将该湿度信息传输至数据处理模块；

所述数据处理模块根据接收的横向距离判断是否进行横向安全距离提示，并将判断结果传输给激光发射器；激光发射器启动对应的斜向激光灯向车辆行驶的斜前方发射红色激光，提示驾驶人注意相应侧的横向距离；

所述数据处理模块用于接收车辆can总线传输的车速信息；根据接收的纵向距离、实时车速和湿度信息判断是否进行纵向安全距离提示，并将判断结果传输给激光发射器；激光发射器启动对应的正前向激光灯向车辆行驶的正前方发射红色激光，提示驾驶人注意跟车距离。

进一步地，所述纵向距离传感器为固态激光雷达。

进一步地，所述横向距离传感器为steel-mate雷达距离传感器。

进一步地，所述激光发射器、湿度传感器和数据处理模块设置于透明有机玻璃壳内，所述有机玻璃壳的位于车辆前端的侧面开口，湿度传感器的感应端伸出有机玻璃壳的开口处，所述激光发射器的激光发射端朝向有机玻璃壳的开口处。

进一步地，所述激光发射器包含两个斜向激光灯和一个正前向激光灯，两个斜向激光灯分别发射朝向车辆行驶方向的左前侧和右前侧的激光，正前向激光灯发射朝向车辆行驶方向的激光。

进一步地，所述数据处理模块为arm处理器、单片机或工控机。

(二)一种狭窄路段车辆的安全距离提示方法，包括以下步骤：

步骤1，实时获取车辆的车身两侧与车辆两侧构造物的横向距离、车辆前端与前车的纵向距离和当前空气湿度信息；

步骤2，判断是否需要进行横向距离提示或纵向距离提示，若是，则进行相应提示。

进一步地，所述判断是否需要进行横向距离提示，其具体为：

判断车辆每侧的实时横向距离是否小于预设的横向安全距离阈值，若是，则开启相应侧的激光灯发出红色激光，以提示驾驶人注意相应侧的横向距离。

进一步地，所述判断是否需要进行纵向距离提示，其具体为：

首先，根据空气湿度确定当前道路附着系数；

其次，根据当前道路附着系数和安全视距模型，计算出当前车速下所需的安全制动距离，即最小安全跟车距离；

最后，判断当前实时纵向距离是否小于最小安全跟车距离，若是，则开启正前方的激光灯发出红色激光，以提示驾驶人注意跟车距离；

更进一步地，所述根据空气湿度确定当前道路附着系数为通过统计同车型的历史数据，建立空气湿度与道路附着系数之间的对应关系，再根据该对应关系确定当前道路附着系数；

其中，所述历史数据为通过实验测量得到。

更进一步地，根据当前道路附着系数和安全视距模型，计算出当前车速下所需的安全制动距离，其具体为：

首先，计算车辆驾驶人的最大制动反应距离s1；

s1＝vt1

其中，v为车辆当前车速，t1为驾驶员的制动反应时间；

其次，根据当前道路附着系数，计算制动时间内车辆的行驶距离s2；

其中，g为重力加速度，f为当前道路附着系数，i为道路纵坡度；

最后，将最大制动反应距离和制动时间内车辆的行驶距离求和，得到当前车速下所需的安全制动距离。

与现有技术相比，本发明的有益效果为；

本发明针对狭窄道路上的车辆剐蹭问题，设计了车辆的横向安全距离提示和纵向安全距离提示，使驾驶员能够及时获知车辆的两侧是否存在与其他构造物剐蹭的风险，并指导驾驶员及时调整驾驶方向，以避免剐蹭事故发生；尤其当车辆位于隧道、桥梁等狭窄路段且驾驶员视线较差的环境行驶时，或者是车辆为大货车，驾驶员视线盲区较大的情况下，能够避免车辆出现剐蹭事故，提高交通驾驶安全性；同时，本发明通过结合空气湿度计算当前车辆的安全跟车距离，进而保证车辆的纵向行驶安全，避免驾驶人员在调整左右距离时而忽视了跟车距离而造成的追尾事故，从根本上杜绝驾驶事故的发生。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1为本发明的一种狭窄路段车辆的安全距离提示装置的连接示意图；

图2为本发明实施例的横向安全距离提示示意图；

图3为本发明实施例的纵向安全距离提示示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例及效果作进一步详细描述。

参考图1-3，本发明提供的一种狭窄路段车辆的安全距离提示装置，包括安装于车辆顶部的感知提示部件、安装于车身两侧的横向距离传感器和安装于车辆前端保险杠的纵向距离传感器；所述感知提示部件包含激光发射器、湿度传感器和数据处理模块；激光发射器、湿度传感器和数据处理模块设置于一个透明有机玻璃壳内，所述有机玻璃壳的位于车辆前端的侧面开口，湿度传感器的感应端伸出有机玻璃壳的开口处，所述激光发射器的激光发射端朝向有机玻璃壳的开口处，以使有机玻璃壳可以保护激光发射器、湿度传感器和数据处理模块等不受风吹雨淋，延长其使用寿命，同时保证了激光发射器和湿度传感器能够正常工作。

所述横向距离传感器用于实时获取车辆的车身两侧与路边构造物之间的横向距离，并将该横向距离通过rs232串口传输至数据处理模块；所述纵向距离传感器用于实时获取车辆与前车之间的纵向距离，并将该纵向距离通过rs232串口传输至数据处理模块；

所述湿度传感器用于实时获取当前的空气湿度信息，并将该湿度信息通过rs232串口传输至数据处理模块；所述数据处理模块根据接收的横向距离判断是否进行横向安全距离提示，并将判断结果传输给激光发射器；激光发射器启动对应的斜向激光灯向车辆行驶的斜前方发射红色激光，提示驾驶人注意相应侧的横向距离；所述数据处理模块用于接收车辆can总线传输的车速信息；根据接收的纵向距离、实时车速和湿度信息判断是否进行纵向安全距离提示，并将判断结果传输给激光发射器；激光发射器启动对应的正前向激光灯向车辆行驶的正前方发射红色激光，提示驾驶人注意跟车距离。

本发明实施例中采用innoviz提供的高分辨率的固态激光雷达，其具体型号为innovizpro，作为纵向距离传感器；数据处理模块为arm处理器、单片机或工控机；激光发射器型号为banner-s186eld；布置在车辆两侧的横向距离传感器的型号为steel-mate雷达距离传感器。

本发明中的激光发射器包含两个斜向激光灯和一个正前向激光灯，两个斜向激光灯分别发射朝向车辆行驶方向的左前侧和右前侧的激光，用于提醒驾驶员注意车辆与两侧之间的横向距离。该横向偏斜角度可以是一个较为宽泛的范围，只要能够使驾驶员知晓车辆偏离方向即可。正前向激光灯发射朝向车辆行驶方向的激光，用于提醒驾驶员注意跟车距离。这些激光灯的向下的照射角度根据车辆高度不同而不同，以车内驾驶员能够看到为标准进行调整安装。

本发明提供的一种狭窄路段车辆的安全距离提示方法，包括以下步骤：

步骤1，实时获取车辆的车身两侧与车辆两侧构造物的横向距离、车辆前端与前车的纵向距离和当前空气湿度信息；

步骤2，判断是否需要进行横向距离提示或纵向距离提示，若是，则进行相应提示。

具体地，

参考图1，对于横向距离提示：判断车辆每侧的实时横向距离是否小于预设的横向安全距离阈值(此值一般设定为30cm)，若是，则开启相应侧的激光灯发出红色激光，以提示驾驶人注意相应侧的横向距离；驾驶员根据提示及时调整车辆与靠近侧路面之间的距离；在驾驶员调整车辆与道路靠近侧之间的距离时，安装在车辆两侧之间的距离传感器会实时探测车辆与道路两侧之间的距离，当距离调整到大于横向安全距离阈值时，激光发射器结束发射激光。

参考图2，对于纵向距离提示，其具体为：

(a)根据空气湿度确定当前道路附着系数：通过统计同车型的历史数据，建立空气湿度与道路附着系数之间的对应关系，再根据该对应关系确定当前道路附着系数；

其中，所述历史数据为通过实验测量得到。

(b)根据当前道路附着系数和安全视距模型，计算出当前车速下所需的安全制动距离，即最小安全跟车距离；

具体地：首先，计算车辆驾驶人的最大制动反应距离s1；

s1＝vt1

其中，v为车辆当前车速，t1为驾驶员的制动反应时间，一般取0.8-2.0s，；

其次，根据当前道路附着系数，计算制动时间内车辆的行驶距离s2；

其中，g为重力加速度，f为当前道路附着系数，i为道路纵坡度；

最后，将最大制动反应距离和制动时间内车辆的行驶距离求和，得到当前车速下所需的安全制动距离。

(c)判断当前实时纵向距离是否小于最小安全跟车距离，若是，则开启正前方的激光灯发出红色激光，以提示驾驶人注意跟车距离。驾驶员根据正前方激光提示信息可以采取合适的制动或减小发动机节气门的措施，调节当前跟车距离，保证行车安全。通过此种主动提示方法，避免车辆与道路隧道侧之间的剐蹭，降低追尾事故发生的风险，实现隧道道路、桥梁道路等狭窄路段的运输安全与高效。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。