专利名称：车道偏离预警系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车用预警系统，特别涉及一种车道偏离预警系统。
背景技术：
根据车辆事故统计报告，车辆偏离车道所引发的事故比例有明显增加的趋势。所谓的车道，是指车辆可行驶的区域，车道线是车道边缘连续的或间断的可见标志，例如黄线、白线等。车辆偏离车道是指车辆驶离当前行驶的车道，车辆的一部分接触或超过车道线，由车辆偏离车道所造成的车辆碰撞事故称为车道偏离事故。车道偏离预警系统(Lane Departure Warning System简称LDWS)即是当车辆高速行驶时，驾驶员由于走神、疲劳、分心等因素无意识地驾驶造成车辆偏离当前行驶的车道，车道偏离预警系统感测后立即自动发出警告，提示驾驶员将车辆驶回应行驶的车道内，避免发生事故。随着车用电子系统的蓬勃发展，越来越多的电子控制单元(ElectronicControlUnit简称ECU)被导入车辆，以提升车辆的性能、安全及舒适，正如同人类的神经网络管控身体各器官使其能够正常运作，车载电子通讯系统及通讯协议能使车辆内为数众多的E⑶相互沟通及协调工作。车辆中E⑶的数量增加，使得传统的小型互联网络(LocalInterconnect Network 简称 LIN)或控制局域网络(Control Area Network 简称 CAN)车载通讯协议难以承担庞大数据量。最近兴起的车用高速通讯协议(FlexRay),其优势在于同时支持时间触发通讯及事件触发通讯，车用高速通讯协议在每一通讯周期内采用静态区段(static segment)及动态区段(dynamic segment)两种传输信号权的分配方式。车内各电子控制单元以总线或星状方式连接于至少一条通讯通道，在时间触发通讯时，各电子控制单元在静态区段中被编定各自的序号，各电子控制单元在一通讯周期的静态区段时间槽内，依据其各自的序号可以以频率同步化的方式产生包括车辆行驶状态数据的感测信号，经由通讯通道传输至其他电子控制单元；在事件触发通讯时，当各电子控制单元感测到事件后，可在一通讯周期的动态区段时间槽内，产生另一包括车辆行驶状态数据的感测信号，经由通讯通道传输至其他电子控制单元。然而，由于应用车用高速通讯协议(FlexRay)的车道偏离警告系统具有高速、低反应时间与保证传输带宽的特性，造成许多不需发出警告的情况却频频发出警告信号，过多错误的警告信号除了可能干扰驾驶员，也可能使得真正应注意偏离车道的警告信号被驾驶员忽略。因此，如何合适地设定车道偏离预警系统的条件，发出准确的警告信号用以预警驾驶员避免发生事故、提升行车安全，即是本发明的主要目的。
发明内容
本发明提供一种车道偏离预警系统，可发出准确的警告信号用以预警驾驶员避免发生事故、提升行车安全。
本发明提供一种车道偏离预警系统，配置于车辆中，其包括多个感测单元、至少一通讯通道、运算模块以及警告信号产生模块。多个感测单元，感测车辆行驶状态，用以频率同步化产生多个感测信号。至少一通讯通道，电性连接于感测单元，用以传输感测信号。运算模块，电性连接于通讯通道，接收感测信号，用以获得感测信号所包括相对应的多笔行驶状态数据，在行驶状态数据符合预设条件时产生控制信号。警告信号产生模块，电性连接于通讯通道，用以根据控制信号而产生警告信号、停止产生警告信号或禁止产生警告信号。在本发明的一实施例中，上述感测单元包括至少一速度感测单元，用以产生包括车辆的速度状态数据的上述感测信号；至少一影像感测单元，用以产生包括车辆行驶的车道状态数据的上述感测信号；至少一车身稳定感测单元，用以产生包括车辆的横摆角速度状态数据的上述感测信号；至少一方向盘转角感测单元，用以产生包括车辆的方向盘转角状态数据的上述感测信号；至少一剎车防抱死系统感测单元，用以产生包括车辆的剎车防抱死系统状态数据的上述感测信号；至少一动力感测单元，用以产生包括车辆的动力状态数据的上述感测信号；以及至少一车身控制系统感测单元，用以产生包括车辆的应急信号、转向信号或雨刮转速状态数据的上述感测信号。 在本发明的一实施例中，预设条件包括上述车辆的速度超过一预设值及上述车辆一侧的前轮胎行驶越过一车道上的一车道线时，产生上述警告信号。 在本发明的一实施例中，上述预设条件包括车辆行驶越过上述车道线后超过车身宽度的40%时，停止产生上述警告信号。在本发明的一实施例中，上述预设条件包括驾驶员开启左转或右转向信号时，停止产生或禁止产生上述警告信号。在本发明的一实施例中，上述预设条件包括车辆的剎车防抱死系统开启时，停止产生或禁止产生上述警告信号。在本发明的一实施例中，上述预设条件包括车辆的动力系统开启至最大状态时，停止产生或禁止产生上述警告信号。在本发明的一实施例中，上述预设条件包括驾驶员开启雨刮至最高转速状态时，停止产生或禁止产生上述警告信号。在本发明的一实施例中，上述运算模块包括数据存储单元，用以存储上述预设条件；运算单元，用以产生上述控制信号；以及通讯单元，用以接收上述感测信号及传输上述控制信号。在本发明的一实施例中，上述警告信号产生模块包括扬声器、发光器或震动器或其组合。在本发明的一实施例中，上述警告信号包括声音信号、光线信号或震动信号或其组合，上述警告信号包括声音信号、光线信号或震动信号或其组合。本发明因采用了新式的车用高速通讯协议，并且恰当地设定了车道偏离预警系统的条件，所以本发明的车道偏离预警系统不仅具有高速处理庞大复杂的车辆行驶状态数据的功能，还能在驾驶员无意识地驾驶车辆偏离当前行驶的车道时，实时地发出警告信号，提示驾驶员将车辆驶回应行驶的车道内，避免发生事故，保障驾驶员生命及财产的安全。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图IA为本发明利用车用高速通讯协议(FlexRay)所设计的车道偏离预警系统的方块不意图。图IB为本发明的车道偏离预警系统传输信号排程示意图。图2为本发明的车道偏离预警系统的较佳实施例的功能方块示意图。
图3A至图3C为本发明的车道偏离预警系统判断车道偏离事件的流程示意图。图4为本发明中运算模块的构造方块图。
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的车道偏离预警系统其具体实施方式
、结构、特征及功效，详细说明如后。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式
的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。请参考图1A，其为本发明利用车用高速通讯协议(FlexRay)所设计的车道偏离预警系统的方块示意图。配置于车辆各区域的各种感测单元感测车辆的各种行驶状态，例如车速感测单元A感测车辆的速度，影像感测单元B感测车辆所行驶的车道状况。在本实施例中，车速感测单元A、影像感测单元B、运算模块C及警告信号产生模块D分别电性连接于通讯通道I。值得一提的是，应用车用高速通讯协议(FlexRay)的总线系统还可增加一条通讯通道(又可称为冗余通讯通道，图未示)，两条通讯通道传输信号的带宽甚至可以达到控制局域网络(CAN)总线系统的带宽20倍以上，并且，各种感测单元、运算模块C及警告信号产生模块D还可以以星状拓扑的方式(图未示)分别连接于两条通讯通道上，因此，应用车用高速通讯协议(FlexRay)所设计的车道偏离预警系统能够针对各种车辆行驶状况更实时地发出警告信号，提醒驾驶员避免发生危险。再请参考图1B，其为本发明的车道偏离预警系统传输信号排程示意图。车用高速通讯协议(FlexRay)以一个通讯周期(Communication Cycle)为单位不断地重复,通讯周期 1000 中分为静态区段(static segment) 1100、动态区段(dynamic segment) 1200及网络待机区段(Network Idle Time) 1300，其中可传输信号的区段为静态区段(staticsegment) 1100及动态区段(dynamicsegment) 1200。静态区段1200以时间槽(Slot)为单位，划分为多个固定长度的时间槽，连接于通讯通道I上的各种感测单元、运算模块C及警告信号产生模块D，在相对应静态区段固定地址的时间槽编订有识别码，例如速度感测单元A相对应于时间槽1101编订识别码为1101a、影像感测单元B相对应于时间槽1102编订识别码为1102b、运算模块C相对应于时间槽1103编订识别码为1103c及警告信号产生模块D相对应于时间槽1104编订识别码为1104d。连接于通讯通道I上的速度感测单元A、影像感测单元B、运算模块C及警告信号产生模块D的频率同步化，当通讯周期1000的频率在时间槽1101时，只有速度感测单元A有权传输包括车辆速度数据的感测信号至通讯通道1，若速度感测单元A在时间槽1101未传输感测信号，速度感测单元A就无权在静态区段的其他时间槽传输感测信号。若速度感测单元A仍需要在通讯周期1000中传输感测信号，速度感测单元A可利用动态区段1200，动态区段1200划分为多个迷你时间槽(图中虚线所示)，每次信号所占用的迷你时间槽数可以依据感测信号所包括的数据量来改变，使用动态区段传输信号时，可以变更各种感测单元、运算模块C及警告信号产生模块D的传输优先权，优先权的表示方式是信号中所包括的优先权识别码，优先权级别较高的数据可以占用较多的迷你时间槽，例如当影像感测单元B在时间槽1102中传输包括车辆偏离车道的感测信号1102B,且速度感测单元A在动态区段1200传输包括车辆速度超过60公里/小时的感测信号1201A，运算模块C接收感测信号1102B及感测信号1201A获得感测信号所包括的多笔行驶状态数据，符合「速度超过60公里/小时及一侧的前轮胎行驶越过车道上的车道线」的预设条件，则判断出「发生车道偏离 事件」，运算模块C可实时地使用动态区段1200传输控制信号1202C至通讯通道I，在此动态区段，若控制信号1202C中包括的优先权识别码1202C-1的等级高于其他信号所包括的优先权识别码的等级，则只有控制信号1202C有权在通讯通道I上传输，警告信号产生模块D经由通讯通道I接收控制信号1202C后，警告信号产生模块D根据控制信号1202C而产生警告信号提醒驾驶员避免发生危险。图2为本发明的车道偏离预警系统的较佳实施例的功能方块示意图。请参考图2，至少一个速度感测单元A、至少一个影像感测单元B、运算模块C、警告信号产生模块D、至少一个车身稳定感测单元E、至少一个方向盘转角感测单元F、至少一个车身控制系统感测单元G、至少一个剎车防抱死系统感测单元H及至少一个动力感测单元J以总线的方式分别电性连接于通讯通道I。速度感测单元A用以产生包括车辆速度状态数据的感测信号；影像感测单元B用以产生包括车辆所行驶的车道状态数据的感测信号；车身稳定感测单元E用以产生包括车辆横摆角速度状态数据的感测信号；方向盘转角感测单元F用以产生包括车辆方向盘转角状态数据的感测信号；车身控制系统感测单元G用以产生包括车辆的应急信号、转向信号或雨刮转速等状态数据的感测信号；剎车防抱死系统感测单元H用以产生包括车辆剎车防抱死系统状态数据的感测信号；以及动力感测单元I用以产生包括车辆动力状态数据的感测信号。值得一提的是，根据车辆的性能、安全及舒适度等各种需求，由配置于车辆各区域的电子控制单元及用以感测车辆各种使用状态的感测单元等所组成的各类电子系统，其分工越来越精细；一种电子系统中相同功能的电子元件，其数量也越来越多，例如装设于车辆四周，以发射电波再接收反射电波的方式来监测车辆与周遭车辆或障碍物距离的多个雷达传感器，其可结合多个影像传感器，用以提供驾驶员及各种电子控制单元更完整且实时的车道状态数据，图2所示车道偏离系统的方块示意图中，连接于通讯通道I的各种感测单元，其数量及种类可根据车道偏离系统所设定的预警条件及实际需求而改变或增减。此外，本发明的车道偏离预警系统还可选择性增加开关J，设置于驾驶座仪表台，电性连接于运算模块C，用以提供驾驶员手动开启或关闭供应电源至运算模块；以及指示灯K，当开关J开启时，车辆的电源供应至运算模块C，指示灯K会亮起，用以显示运算模块C处于工作状态。图3A至图3C为本发明的车道偏离预警系统判断车道偏离事件的流程示意图。请先参考图3A，车道偏离预警系统开启后运算模块进入待机状态，步骤S301运算模块经由通讯通道在一通讯周期内接收多笔车辆行驶状态数据后，首先，步骤S302运算模块查询车辆所行驶的车道宽度是否小于2. 8米，若查询为是，运算模块维持待机状态，若查询为否；步骤S303运算模块查询车辆速度是否低于55公里/小时飞O公里/小时，若查询为是，运算模块维持待机状态；若查询为否；步骤S304运算模块查询是否开启左或右转信号，若查询为是，运算模块判断为驾驶员有意识地要进行转弯，运算模块在左或右转信号关闭2秒后恢复待机状态，若查询为否；步骤S305运算模块查询车辆的剎车防抱死系统是否开启，若查询为是，运算模块判断为驾驶员有意识地在进行闪避车道危险状况，运算模块维持待机状态，若判断为否，则进行下一步骤。请参考图3B，接续图3A中所示的判断流程，步骤S306运算模块查询车辆动力系统是否开启至最大状态，例如喷油嘴及节气门瞬间开启至最大，运算模块判断为驾驶员有意识地在进行闪避车道危险状况，运算模块维持待机状态，若判断为否；步骤S307运算模块查询车辆一侧的轮胎是否压着内侧车道线行驶，若查询为是，运算模块判断为驾驶员要进行转弯，运算模块维持待机状态，若查询为否；步骤S308运算模块查询雨刮是否开启至最高转速状态，若查询为是，运算模块判断车辆在暴雨状态下行驶，在暴雨情况下，车道线辨·识精度很低，车道偏离预警系统不能准确预警驾驶员，运算模块发出禁止产生警告信号的控制信号C02，警告信号产生模块接收此种控制信号后发出2秒的警告信号提示车道偏离预警系统中止预警，直到驾驶员降低雨刮转速，运算模块恢复待机状态；若判断为否，则进行下一步骤。再请参考图3C，接续图3B中所示的判断流程，步骤S309运算模块查询车辆速度是否超过60公里/小时且一侧的前轮胎是否同时行驶越过宽度大于10厘米小于55厘米的车道线，若查询为否，运算模块维持待机状态，若查询为是，运算模块判断为发生车道偏离事件，运算模块发出产生警告信号的控制信号C01，警告信号产生模块接收此种控制信号后产生警告信号预警驾驶员；接着，步骤S310运算模块再查询车辆行驶越过车道线后是否超过车身宽度的40%，若查询为是，运算模块判断为驾驶员有意识地进行变换车道，运算模块发出停止产生警告信号的控制信号C03，警告信号产生模块接收此种控制信号后停止产生警告信号，若查询为否，运算模块判断为持续发生车道偏离事件，运算模块持续发出产生警告信号的控制信号C01，警告信号产生模块接收此种控制信号后持续产生警告信号预警驾驶员。详细来说，警告信号产生模块可包括扬声器、发光器或震动器或其组合，例如，警告信号产生模块可连接于车内影音设备，警告信号产生模块接收控制信号后产生声音警告信号；发光器可设置于驾驶座仪表台或车内后视镜上，警告信号产生模块接收控制信号后产生光线警告信号；震动器可设置于方向盘或驾驶员座椅上，警告信号产生模块接收控制信号后产生震动警告信号。警告信号产生模块产生声音信号、光线信号或震动信号或其组合，用以预警驾驶员。值得一提的是，图3所示为运算模块在一个通讯周期内所进行的判断流程，运算模块以一通讯周期为单位，反复进行上述流程来查询及判断各种车辆行驶状态数据。图4为本发明中运算模块的构造方块图。请参考图4，运算模块C包括数据存储单元41、运算单元42及通讯单元43。数据存储单元41用以存储车道偏离预警系统产生警告信号的预设条件；运算单元42接收各种车辆行驶状态数据，判断车辆行驶状态数据符合预设条件时，用以产生控制信号；通讯单元43可频率同步化编译符合车用高速通讯协议的信号，自通讯通道I接收各种感测单元所产生的感测信号传输至运算单元42及接收运算单元42所产生的控制信号传输至通讯通道I。值得一提的是，运算模块C还可通过设置于车辆的端口(图未示)连接外部主机，经由外部主机进行预设条件的更新、记录检测及功能除错等工作，用以提升及确保车道偏离预警系统的性能。综上所述，在本发明的车道偏离预警系统因为应用了新式的车用高速通讯协议，并且恰当地设定了车道偏离预警系统的条件，所以本发明的车道偏离预警系统不仅具有高速处理庞大复杂的车辆行驶状态数据的功能，在不需要发出警告的情况不会频频误发警告信号干扰驾驶员，更能够在驾驶员由于走神、疲劳、分心等因素无意识地驾驶造成车辆偏离当前行驶的车道时，实时地发出警告信号，提示驾驶员将车辆驶回应行驶的车道内，避免发 生事故，保障驾驶员生命及财产的安全。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种车道偏离预警系统，配置于ー车辆中，其特征是其包括 多个感测単元，感测该车辆行驶状态，用以频率同步化产生多个感测信号，该些感测信号分别包括相对应的多笔行驶状态数据； 至少一通讯通道，电性连接于该些感测单元，用以传输该些感测信号； ー运算模块，电性连接于该通讯通道，接收该些感测信号，用以获得该些行驶状态数据，并在该些行驶状态数据符合ー预设条件时产生ー控制信号；以及 一警告信号产生模块，电性连接于该通讯通道，用以根据该控制信号而产生一警告信号、停止产生该警告信号或禁止产生该警告信号。
2.根据权利要求I所述的车道偏离预警系统，其特征是该些感测单元包括 至少ー速度感测单元，用以产生包括该车辆的速度状态数据的该感测信号； 至少ー影像感测单元，用以产生包括该车辆行驶的车道状态数据的该感测信号； 至少ー车身稳定感测单元，用以产生包括该车辆的横摆角速度状态数据的该感测信号；至少一方向盘转角感测单元，用以产生包括该车辆的方向盘转角状态数据的该感测信号；至少ー剎车防抱死系统感测単元，用以产生包括该车辆的剎车防抱死系统状态数据的该感测信号； 至少ー动力感测单元，用以产生包括该车辆的动カ状态数据的该感测信号；以及至少ー车身控制系统感测単元，用以产生包括该车辆的应急信号、转向信号或雨刮转速状态数据的该感测信号。
3.根据权利要求2所述的车道偏离预警系统，其特征是该预设条件包括该车辆的速度超过ー预设值及该车辆一侧的前轮胎行驶越过一车道上的一车道线吋，产生该警告信号。
4.根据权利要求3所述的车道偏离预警系统，其特征是该预设条件包括该车辆行驶越过该车道线后超过车身宽度的40%时，停止产生该警告信号。
5.根据权利要求2所述的车道偏离预警系统，其特征是该预设条件包括驾驶员开启左转或右转向信号时，停止产生或禁止产生该警告信号。
6.根据权利要求2所述的车道偏离预警系统，其特征是该预设条件包括该车辆的剎车防抱死系统开启时，停止产生或禁止产生该警告信号。
7.根据权利要求2所述的车道偏离预警系统，其特征是该预设条件包括该车辆的动力系统开启至最大状态时，停止产生或禁止产生该警告信号。
8.根据权利要求2所述的车道偏离预警系统，其特征是该预设条件包括驾驶员开启雨刮至最高转速状态时，停止产生或禁止产生该警告信号。
9.根据权利要求I所述的车道偏离预警系统，其特征是该运算模块包括 一数据存储単元，用以存储该预设条件； 一运算单元，用以产生该控制信号；以及 一通讯单元，用以接收该些感测信号及传输该控制信号。
10.根据权利要求I所述的车道偏离预警系统，其特征是该警告信号产生模块包括扬声器、发光器或震动器或其组合，该警告信号包括声音信号、光线信号或震动信号或其组ロ o
全文摘要
本发明涉及车道偏离预警系统，其配置于车辆中，其包括多个感测单元、至少一通讯通道、运算模块以及警告信号产生模块。多个感测单元，感测车辆行驶状态，用以频率同步化产生多个感测信号。通讯通道，电性连接于感测单元，用以传输感测信号。运算模块，电性连接于通讯通道，接收感测信号，用以获得感测信号中相对应的多笔行驶状态数据，在行驶状态数据符合预设条件时产生控制信号。警告信号产生模块，电性连接于通讯通道，用以根据控制信号而产生警告信号、停止产生警告信号或禁止产生警告信号。本发明可以发出准确的警告信号以预警驾驶员避免发生事故、提升行车安全。
文档编号B60W50/08GK102951159SQ20121044254
公开日2013年3月6日 申请日期2012年11月7日 优先权日2012年11月7日
发明者陈彦, 郑士岑, 陈文强, 韦兴民, 赵福全 申请人:浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司, 浙江吉利控股集团有限公司