低能见度条件下汽车全方位防追尾及碰撞系统的制作方法

本实用新型涉及汽车安全设备技术领域，涉及一种由预警到防撞，由提醒车主到警示后车的多措施的一种低能见度条件下汽车全方位防追尾及碰撞系统。

背景技术：

近年来在我国机动车数量快速增长的情况下，交通事故及伤亡人数呈不断上升趋势。我国气候多变，公路上时常出现雨、雪、烟雾、雾霾等低能见度天气情况，普通摄像头只能得到模模糊糊画面,有效观察距离大大缩短，驾驶员不能及时清楚地了解周围的环境，极易发生追尾及碰撞等交通事故，很多碰车事故、追尾事故都是因为大雾看不清路而造成的。而且目前汽车防撞技术在能见度较低的条件下侧方防碰撞易被忽视，汽车尾部的警示也存在明显缺陷，尾灯警示效果差，容易使后车忽视发生碰撞，不能全方位的防碰撞。

技术实现要素：

为了解决在低能见度条件下现有技术汽车防追尾系统的不足，本实用新型提供了一种能及时清楚地了解车周围状况且警示效果好，防护功能全的一种低能见度条件下汽车全方位防追尾及碰撞系统。

本实用新型所采用的技术方案是这样实现的：低能见度条件下汽车全方位防追尾及碰撞系统，包括前方测距模块、后方测距模块、左侧测距模块、右侧测距模块、前置光学透雾摄像头、后置光学透雾摄像头、中央处理器、液晶显示器、语音报警器、防追尾激光灯，该系统特征在于：所述前方测距模块和后方测距模块分别安装在汽车的车头和车尾处，所述左侧测距模块和右侧测距模块分别安装在汽车中部的左右两侧；所述前置光学透雾摄像头和后置光学透雾摄像头分别安装在车头和车尾部；4个测距模块和2个摄像头的输出与中央处理器相连，中央处理器为控制中心；所述液晶显示器安装在汽车仪表盘旁边；所述语音报警器安装在汽车驾驶位置处；所述防追尾激光灯安装在汽车尾部的牌照灯处；中央处理器的输出端与液晶显示器、语音报警器、防追尾激光灯相连。

本实用新型与现有技术相比的优点是：前方测距模块和后方测距模块均采用最新研发的77GHz CMOS毫米波雷达芯片，该芯片具有非常高的集成度，包括发射机、接收机、锁相环及调频连续波综合器等模块，毫米波雷达对于物体的穿透性非常好，在适应各种天气情况下的性能也非常好，而且成本很低，具有探测距离远、穿透能力强、测距精度高等优点；安装在车头和车尾部的光学透雾摄像头不受天气、白天夜晚切换的影响，24小时全天候提供高清图像，使驾驶员及时清楚地了解前方路况以及车后路况，防止前行或者倒车时碰撞障碍物以及过路的行人；安装在不同方向的测距模块，覆盖面积更广，时刻保持前后左右的安全车距；防追尾激光灯的红光照射在地上会出现一条最佳距离警示线，专门在夜间和低能见度条件下提醒后面车辆防止追尾。本实用新型有效地解决了现有技术的防撞预警系统的防护功能不全、防撞效果差的问题。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种低能见度条件下汽车全方位防追尾及碰撞系统结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图对本发明做进一步详细说明。

一种低能见度条件下汽车全方位防追尾及碰撞系统，前方测距模块和后方测距模块分别安装在汽车的车头和车尾处，采用77GHz CMOS毫米波雷达芯片，该芯片包括发射机、接收机、锁相环及调频连续波综合器、模拟基带、电源管理等模块，毫米波雷达接收机的结构包括低噪声放大器、混频器、可编程增益放大器、滤波器、直流失调消除电路和 A/D 转换器等。连续波雷达测距是调频连续波（FMCW）测距方式，其基本原理是雷达天线发射连续的调频信号（一般为连续三角形波），当遇到前方障碍物时，会产生与发射信号有一定延时的回波，通过雷达天线接收回波信号，并将发射信号和接收信号进行混频处理，混频后的结果可用其差拍信号间相差来表示雷达与目标的距离，把对应的脉冲信号经微处理器处理计算可得到距离数值，再根据差频信号相差与相对速度关系，计算出目标对雷达的相对速度。

当系统启动后，系统不断的向外发射毫米波，探测前方是否有障碍物。当有障碍物时，接收天线接收发射的回波，经过混频器、放大器和A/D转换器输入中央处理器，中央处理器对其进行相应运算，可以得出目标的距离、角速度和相对速度等数据，通过对速度和距离的分析，判断是否安全，如果不安全，中央处理器则控制语音报警器为驾驶员提供信息并进行提醒，以避免汽车与周围障碍物可能发生的碰撞。

左侧测距模块和右侧测距模块分别安装在汽车中部的左右两侧，采用HC-SR04超声波测距模块,可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到3mm，性能稳定。模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。基本工作原理：

(1)采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号;

(2)模块自动发送8个40kHz的方波，自动检测是否有信号返回；

(3)有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。

测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2。

启动系统后，各个测距模块进行数据采集，前方测距模块用于检测汽车与前车的相对车速和相对距离，将输出信号送入到中央处理器进行处理，中央处理器对其进行相应运算及分析后，计算出相对车速和相对距离信息，并判断是否有追尾的风险，当相对距离小于安全距离时，中央处理器控制语音报警器的输出，语音报警器则输出“与前方障碍物距离XX，请保持XX车速以内”，提醒驾驶员进行相应措施，以免发生追尾。

同理，后方测距模块用于检测汽车与后车的相对车速和相对距离，当相对距离小于安全距离时，语音报警器输出“与后方车辆距离XX，相对速度为XX,请注意驾驶”，此时防追尾激光灯会亮，激光灯的红光照射在地上会出现一条最佳距离警示线，提醒后面车辆注意行驶，防止追尾。

左侧测距模块和右侧测距模块用于检测汽车与左右两侧障碍物或者车辆的距离，当相对距离小于安全距离时，语音报警器输出“与XX障碍物距离XX,请保持XX以外”以免发生碰撞和刮擦。

前置光学透雾摄像头和后置光学透雾摄像头分别安装在车头和车尾处，用于检测车外环境，光学透雾摄像头采用的是透雾镜头，透雾镜头是指在红外光领域的长波长光线(700nm-950nm)的透过率非常高,且同时具备能控制这种高波长光线成像面(CCD成像）功能的镜头，即使在雾气,灰尘,烟雾,小雨等可见光(彩色图像)环境中,也可拍摄到非常清晰、高对比度的黑白影像。液晶显示器安装在汽车仪表盘旁边，用于显示车前的环境以及车后的状况，提高了驾驶员的可视性。语音报警器安装在汽车驾驶位置处，为驾驶员提供相对速度和相对距离信息，提醒驾驶员进行相应措施。防追尾激光灯安装在汽车尾部的牌照灯处，激光灯的红光照射在地上提示最佳距离警示线，专门在夜间或者雨雾天提醒后面车辆防止追尾。

该低能见度条件下汽车全方位防追尾及碰撞系统，对车门平行方向和垂直方向的检测，增加了覆盖面积，防护功能全，同时能使驾驶员清楚地了解车外环境，用来避开前面车辆和障碍物，即使是在重度的雾霾天气下，该系统也能较大地提高能见度并提醒后面车辆注意行驶，提高了行车的安全性和可靠性。

最后应说明的是：上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本试验新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。