基于超宽带雷达的汽车行驶中生命体防碰撞预警方法与流程

本发明涉及一种基于超宽带雷达的汽车行驶中生命体防碰撞预警方法。

背景技术：

从第一次工业革命蒸汽机车的到来到如今新能源汽车的大量涌入，汽车越来越融入人们的生活，生活中的汽车也越来越多，充斥着整个大大小小的城市。然后繁荣的背后总是有着安全的隐患，据统计，中国每年有超过20万人死于道路安全交通事故，其中有1万多名15岁以下儿童，由于驾驶员的疏忽导致的车辆事故更是占了80％以上。

目前现有的汽车防碰撞预警方法，主要实现对障碍物的检测预警，由于障碍物通常静止不移动，因此，设定的安全距离通常较小，这种安全距离对于能够移动的生命体，难以防范事故的发生。尤其是在车速处于高速或低速状态下，使用同一安全距离，会造成潜在的碰撞风险。此外，对与处于障碍物后方的生命体由于处于视野盲区，存在生命体移动发生碰撞的风险。

因此，本发明设计出一种基于超宽带雷达的汽车行驶中生命体防碰撞预警方法，能有效检测出汽车行驶中周边的生命体呼吸信号、位置信号，包括行人，动物和同有驾驶者的道路车辆等，并对危险情况进行提前预警，避免事故的发生，降低了在夜间行驶、障碍物繁多、恶劣天气视野不佳路况发生碰撞的可能性，有效提高了汽车主动安全性能。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于超宽带雷达的汽车行驶中生命体防碰撞预警方法，能在夜间、障碍物繁多、恶劣天气视野不佳的路段上，检测出汽车周边的生命体呼吸信号及具体位置，并提供危险警报信号，避免驾驶员因视野盲区忽视周边人/动物及行驶中的车辆而造成的碰撞等交通事故，解决现有技术中存在的上述问题。

本发明的技术解决方案是：

一种基于超宽带雷达的汽车行驶中生命体防碰撞预警方法，包括如下步骤：

步骤1、根据汽车挂的挡位为前进档或倒档，判断并对应开启前方雷达或后方雷达，前方雷达或后方雷达均采用超宽频生物雷达；

步骤2、超宽频生物雷达向目标区域发射脉冲微波束获得探测区域内生命体情况；

步骤3、在超宽频生物雷达接收到被生命体反射后的回波脉冲后，信号预理器进行初步处理，对信号进行解调、积分、放大、滤波，然后送入中央计算机进行数据处理和分析，若无生命体回波脉冲信号返回，则不触发警报装置；

步骤4、中央计算机对接收的信号进行进一步处理，提取出信号中的生命体呼吸特征信号和距离信号，获得生命体与汽车的距离df；

步骤5、在步骤4中获得生命体与汽车的距离df后，根据不同车速，设定不同的预警距离，包括高车速下预警距离d1和低车速下预警距离d2，设定汽车速度v≧20km/h为高车速，0﹤v﹤20km/h为低车速，当目标生命体在预警距离之内时，触发警报装置。

进一步地，步骤5中高车速下预警距离d1由以下得出：汽车行驶速度为v，设定a＝0.08v+0.63，d为设定安全距离。

进一步地，安全距离d满足条件：当v1满足20km/h<v1<30km/h，d＝1m；当车速d满足30km/h<v1<40km/h，d＝2m；当车速d满足v1≧40km/h，d＝5m。

进一步地，步骤5中低车速下预警距离：d2＝6.5m。

进一步地，当生命体与汽车的距离df≦高车速下预警距离d1，时，汽车语音警报装置启动，对驾驶员进行前方有生命体碰撞的危险预警；当生命体与汽车的距离df≦低车速下预警距离d2时，若汽车为倒车状态，则汽车语音警报装置启动，对驾驶员进行后方有生命体碰撞的危险预警，否则对前方生命体进行防碰撞预警。

本发明的有益效果是：该种基于超宽带雷达的汽车行驶中生命体防碰撞预警方法，通过采用军用和医用方面的雷达生命探测装置，进行设计嵌入到汽车驾驶系统中，能够让驾驶人员及时有效地了解到汽车周边生命体的存在及潜在的危险性，降低了在夜间行驶、障碍物繁多，恶劣天气视野不佳和存在视野盲区的路况发生碰撞的可能性，且时效性高，成本低，安全性较高。

附图说明

图1是本发明实施例基于超宽带生物雷达的汽车行驶中生命体预警方法的流程示意图；

图2是实施例中汽车在前进时的前方雷达工作示意图；

图3是实施例中汽车在倒车时的后方雷达工作示意图；

其中：1-汽车，2-生命体，3-探测区域，4-障碍物。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例

实施例的基于超宽带雷达的汽车1行驶中生命体2防碰撞预警方法，实现了在车辆前行和倒车两种模式下对视野盲区，特别是在障碍物4后方的生命体2的检测，uwb雷达探测精度高能准确识别视野盲区中的生命体2，能实现汽车1在前行和倒车时对生命体2的主动预警。

一种基于超宽带雷达的汽车1行驶中生命体2防碰撞预警方法，如图1，包括如下步骤：

步骤1、根据汽车1挂的挡位为前进档或倒档，判断并对应开启前方雷达或后方雷达，前方雷达或后方雷达均采用超宽频生物雷达，即在汽车1档位为前进档时，开启前方雷达；在汽车1档位为倒档时，开启后方雷达，如图2和图3；

步骤2、超宽频生物雷达向目标区域发射脉冲微波束，获得探测区域3内生命体2情况；

步骤3、在超宽频生物雷达接收到被生命体2反射后的回波脉冲后，信号预理器进行初步处理，对信号进行解调、积分、放大、滤波，然后送入中央计算机进行数据处理和分析，若无生命体2回波脉冲信号返回，则不触发警报装置；

步骤4、中央计算机对接收的信号进行进一步处理，提取出信号中的生命体2呼吸特征信号和距离信号，获得生命体2与汽车1的距离df；

步骤5、在步骤4中获得生命体2与汽车1的距离df后，根据不同车速，设定不同的预警距离，包括高车速下预警距离d1和低车速下预警距离d2，实施例中汽车速度v≧20km/h为高车速，0﹤v﹤20km/h为低车速，当目标生命体2在预警距离之内时，触发警报装置。

步骤5中高车速下预警距离d1由以下得出：汽车1行驶速度为v，设定a＝0.08v+0.63，d为设定安全距离。

安全距离d满足条件：当v1满足20km/h<v1<30km/h，d＝1m；当车速d满足30km/h<v1<40km/h，d＝2m；当车速d满足v1≧40km/h，d＝5m。

步骤5中，低速下倒车车速一般小于20km/h，低车速下预警距离：d2＝6.5m。

当d1≦生命体2与汽车1的距离df，时，汽车1语音警报装置启动，对驾驶员进行前方有生命体2碰撞的危险预警；当d2≦生命体2与汽车1的距离df时，若汽车为倒车状态，对驾驶员进行后方有生命体碰撞的危险预警，汽车1语音警报装置启动，对驾驶员进行后方有生命体2碰撞的危险预警，否则对前方生命体2进行防碰撞预警。警报装置由车载音响发出语音警报，并在车内电子显示屏上提示危险信号。

实施例中，超宽频生物雷达即uwb雷达安装在汽车1前保险杠上和后保险杠上，uwb雷达包括信号发射装置和信号接收装置、信号预处理器、数据采集卡和中央计算机五个模块组成，并与车载电路相连接。

uwb雷达向目标区域发射脉冲微波束，用于探测前方生命体2情况。在uwb生物雷达接收到被人体反射后的回波脉冲后，信号预理器进行初步处理，对信号进行解调、积分、放大、滤波，然后送入中央计算机进行数据处理和分析。若无生命体2回波脉冲信号返回，则不触发警报装置。

中央计算机芯片置于车载控制系统中，对接收的信号进行进一步处理，提取出信号中的生命体2呼吸特征信号和距离信号。

实施例的该预警方法能够使驾驶员在视野盲区或视野不佳的路况上发现附近潜在危险的生命体2(人/动物)，降低了发生碰撞的可能性，且时效性高，成本低，安全性较高。