一种驾驶车辆的避碰系统及方法与流程

1.本发明涉及无人驾驶车辆技术领域，具体涉及一种驾驶车辆的避碰系统及方法。


背景技术：

2.中国专利cn104648394a公开了一种基于机器视觉的车辆智能避碰系统，属于自动控制技术领域；包括arm控制器、视频信号采集卡、信号调理模块a、信号调理模块c、模糊控制器a、模糊控制器b、信号调理模块d、信号调理模块b、ccd摄像头、车速传感器、转角传感器、制动执行单元、转向执行单元、转向速度传感器、测距传感器；
3.对于传统的交通系统，车辆主动安全主要是针对车辆本身的主动控制。例如，abs用于提供轮胎和道路之间的最大摩擦力，并保持车辆的制动稳定性。电子稳定控制(esc)是在现有abs控制不同车轮制动力的基础上提出的一种提高车辆横摆稳定性的方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的就在于解决上述背景技术的问题，而提出一种驾驶车辆的避碰系统及方法。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种驾驶车辆的避碰系统，包括获取模块、确定模块、比对模块和控制模块；
7.获取模块，对驾驶车辆周围的环境进行拍摄，并获取驾驶车辆的特征；
8.确定模块，以驾驶车辆为中心，建立避碰防护圈，该避碰防护圈包括第一安全圈和第二安全圈，第一安全圈包括急停安全圈、降速安全圈和告警安全圈，第二安全圈包括禁偏安全圈、微调安全圈和报警安全圈；
9.比对模块，将驾驶员实际操作时间m与预设驾驶员反应操作的时间t1和t2进行比较，判断是否出现驾驶员操作延迟；
10.控制模块，用于接收比对模块的数据，并通过服务器将信号发送给汽车管理器，对刹车进行强制控制，对方向盘进行强制纠正。
11.作为本发明进一步的方案：驾驶车辆周围环境包括以车辆行驶方向为基准的前后方向环境和两侧方向环境。
12.作为本发明进一步的方案：获取模块采用双目测距装置，双目测距装置包括设于车身上的两个摄像头，以及与摄像头相连接的距离计算单元；摄像头还与激光传感器连接。
13.作为本发明进一步的方案：急停安全圈的安全区域值h1大于降速安全圈的安全区域值h1，降速安全圈的安全区域值h1大于告警安全圈的安全区域值h1。
14.作为本发明进一步的方案：禁偏安全圈的安全区域值h2大于微调安全圈的安全区域值h2，微调安全圈的安全区域值h2大于报警安全圈的安全区域值h2。
15.作为本发明进一步的方案：比对模块包括神经反应传感器；神经反应传感器分别设置在刹车和方向盘上，用来检测驾驶员在踩刹车和打方向盘等一系列动作所需反应的时间。
16.一种驾驶车辆的避碰方法,包括以下步骤：
17.步骤1：对驾驶车辆周围的环境进行拍摄，并获取驾驶车辆的特征；
18.步骤2：通过确定模块建立第一安全圈和第二安全圈，第一安全圈用于车辆前后方向的距离设定，第二安全圈用于车辆两侧方向的距离设定；并根据第一安全圈和第二安全圈，获得驾驶员反应时间的预设值；
19.步骤3：驾驶员实际操作时间与预设值进行比较，判断是否出现驾驶员操作延迟；
20.步骤4：若驾驶员出现操作延迟，控制模块强制工作。
21.作为本发明进一步的方案：第一安全圈的模型建立，包括以下步骤：
22.步骤1：获取驾驶车辆的参数；参数包括车辆的长度a和车辆的宽度b，前车的速度v1和己车的速度v2,前车与己车的距离为l；
23.步骤2：构建驾驶车辆模型，并确定激光传感器的安全区域值h1，其中，h1＝t(v1-v2)+a/2；t1为预设驾驶员反应操作的时间。
24.作为本发明进一步的方案：第二安全圈的模型建立，包括以下步骤：
25.步骤1：获取驾驶车辆的参数；参数包括车辆的长度a和车辆的宽度b，侧车的速度v1和己车的速度v2,侧车与己车的距离为l，以及侧车的偏移角度α，该偏移角度α为方向盘转向的角度；
26.步骤2：构建驾驶车辆模型，并确定激光传感器的安全区域值h2，其中，h2＝t2v1cosα+b/2，v1t2sinα＝v2t2+l；t2为预设驾驶员反应操作的时间。
27.本发明的有益效果：
28.本发明通过确定模块建立第一安全圈和第二安全圈，并通过第一安全圈和第二安全圈来得到驾驶员反应操作时间，从而得到驾驶员安全模型，然后，通过比对模块将驾驶员实际操作时间与预设的反应操作时间进行比对，从而通过控制模块对汽车管理器进行通信连接，从而使得驾驶员及时反应操作缓慢，也可以保证驾驶车辆的安全，不会与其他车辆之间发生碰撞的问题；以及第一安全圈和第二安全圈，可以对车辆的四周进行监测，不仅可以避免前后车辆发生碰撞追尾，还可以避免两侧车辆发生碰撞的问题，大大提高车辆在行驶过程中安全系数。
附图说明
29.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
30.图1是本发明的系统框图。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
32.实施例1
33.请参阅图1所示，本发明为一种驾驶车辆的避碰系统，包括获取模块、确定模块、比对模块和控制模块；
34.获取模块，对驾驶车辆周围的环境进行拍摄，并获取驾驶车辆的特征；
35.其中，驾驶车辆周围环境包括以车辆行驶方向为基准的前后方向环境和两侧方向环境；获取模块采用双目测距装置，双目测距装置包括设于车身上的两个摄像头，以及与摄像头相连接的距离计算单元，具体的，距离计算单元根据摄像头获取的图片采用双目测距技术进行测距；以及该摄像头还与激光传感器连接；
36.确定模块，以驾驶车辆为中心，建立避碰防护圈，该避碰防护圈包括第一安全圈和第二安全圈，第一安全圈包括急停安全圈、降速安全圈和告警安全圈，第二安全圈包括禁偏安全圈、微调安全圈和报警安全圈；
37.该第一安全圈用于车辆前后方向的距离设定，第二安全圈用于车辆两侧方向的距离设定；因为车辆前后方向的主要危险来源于两个车辆之间的相互碰撞追尾，车辆两侧方向的主要危险来源于方向盘的偏移，导致汽车偏移原来的车道，导致发现碰撞的问题；所以两者的危险分别来自于车速和方向盘偏移角度大小的问题；
38.其中，第一安全圈的模型建立，包括以下步骤：
39.步骤1：获取驾驶车辆的参数；参数包括车辆的长度a和车辆的宽度b，前车的速度v1和己车的速度v2,前车与己车的距离为l；
40.步骤2：构建驾驶车辆模型，并确定激光传感器的安全区域值h1，其中，h1＝t(v1-v2)+a/2；t1为预设驾驶员反应操作的时间；
41.急停安全圈的安全区域值h1大于降速安全圈的安全区域值h1，降速安全圈的安全区域值h1大于告警安全圈的安全区域值h1；急停安全圈的安全区域值h1中预设驾驶员反应操作的时间t1为(t1，t2)，降速安全圈的安全区域值h1中预设驾驶员反应操作的时间t1为(t2，t3)，告警安全圈的安全区域值h1中预设驾驶员反应操作的时间t1为(t3，t4)；预设驾驶员反应操作的时间t是通过大量样本统计得到的；
42.第二安全圈的模型建立，包括以下步骤：
43.步骤1：获取驾驶车辆的参数；参数包括车辆的长度a和车辆的宽度b，侧车的速度v1和己车的速度v2,侧车与己车的距离为l，以及侧车的偏移角度α，该偏移角度α为方向盘转向的角度；
44.步骤2：构建驾驶车辆模型，并确定激光传感器的安全区域值h2，其中，h2＝t2v1cosα+b/2，v1t2sinα＝v2t2+l；t2为预设驾驶员反应操作的时间；
45.禁偏安全圈的安全区域值h2大于微调安全圈的安全区域值h2，微调安全圈的安全区域值h2大于报警安全圈的安全区域值h2；禁偏安全圈的安全区域值h2中预设驾驶员反应操作的时间t2为(t5，t6)，微调安全圈的安全区域值h2中预设驾驶员反应操作的时间t2为(t6，t7)，报警安全圈的安全区域值h2中预设驾驶员反应操作的时间t2为(t7，t8)；预设驾驶员反应操作的时间t2是通过大量样本统计得到的；
46.比对模块，将驾驶员实际操作时间m与预设驾驶员反应操作的时间t1和t2进行比较，判断是否出现驾驶员操作延迟；
47.而驾驶员实际操作时间所涉及的设备，包括神经反应监测终端；神经反应监测终端包括神经反应传感器；神经反应传感器分别设置在刹车和方向盘上，用来检测驾驶员在踩刹车和打方向盘等一系列动作所需反应的时间；并将检测到的反应时间数据发送给网络服务器，网络服务器接收到该当前反应时间数据后，与确定模块中的预设驾驶员反应操作
的时间t1和t2进行比较；
48.例如，当驾驶员踩刹车的实际时间为m1，若m1分别对应落入到(t1，t2)、(t2，t3)和(t3，t4)，而此时车辆也正常处于急停安全圈、降速安全圈和告警安全圈的范围内，则由驾驶员进行手动操作；而m1处于的预设驾驶员反应操作的时间t1与对应第一安全圈不能相对应，则将信号传输给控制模块；
49.相同的，当驾驶员踩刹车的实际时间为m2，若m2分别对应落入到(t5，t6)、(t6，t7)和(t7，t8)，而此时车辆也正常处于禁偏安全圈、微调安全圈和报警安全圈的范围内，则由驾驶员进行手动操作；而m1处于的预设驾驶员反应操作的时间t2与对应第二安全圈不能相对应，则将信号传输给控制模块；
50.控制模块，用于接收比对模块的数据，并通过服务器将信号发送给汽车管理器，对刹车进行强制控制，对方向盘进行强制纠正。
51.实施例2
52.一种驾驶车辆的避碰方法，包括以下步骤：
53.步骤一：对驾驶车辆周围的环境进行拍摄，并获取驾驶车辆的特征；
54.步骤二：以驾驶车辆为中心，建立避碰防护圈，该避碰防护圈包括第一安全圈和第二安全圈，第一安全圈包括急停安全圈、降速安全圈和告警安全圈，第二安全圈包括禁偏安全圈、微调安全圈和报警安全圈；同时，根据第一安全圈和第二安全圈，得知预设驾驶员反应操作的时间t1和t2；
55.步骤三：将驾驶员实际操作时间m与预设驾驶员反应操作的时间t1和t2进行比较，判断是否出现驾驶员操作延迟；
56.步骤四：用于接收比对模块的数据，并通过服务器将信号发送给汽车管理器，对刹车进行强制控制，对方向盘进行强制纠正。
57.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。