汽车防撞预警方法、系统及存储介质与流程

本发明涉及汽车安全的技术领域，尤其是涉及一种汽车防撞预警方法、系统及存储介质。

背景技术：

随着现代社会的快速发展、人类经济能力的不断提升，汽车已经成为人类生活工作中不可或缺的一部分。汽车不断增多为人类带来便利的同时，大量的交通事故也带来了许多人类关注的问题，例如交通安全问题。如何提高汽车驾驶的安全性成为了人类关注的焦点。

每年车祸导致的人员死亡高达六万多，而造成车祸的原因之一为汽车追尾，由于驾驶员在行驶过程中无法得知后方汽车的距离和速度，而导致两辆汽车形成追尾。目前对于汽车预防追尾时间，仅凭借驾驶员的经验和安全距离以躲避追尾的汽车，但是仅凭驾驶员经验进行规避还是会存在安全隐患。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种汽车防撞预警方法，能够检测后方汽车的距离，并在后方车辆靠近本车辆时，发出预警提醒，以提高驾驶员的安全性。

本发明还提出一种汽车防撞预警系统。

本发明还提出一种计算机可读存储介质。

第一方面，本发明的一个实施例提供了汽车防撞预警方法，包括：

若检测存在后方车辆，测量所述后方车辆与本车辆的车间距离；

若所述车间距离位于预设车间距离阈值内，根据所述车间距离计算所述后方车辆和所述本车辆的碰撞时间；

若所述碰撞时间小于预设的时间阈值，发出报警信号。

本发明实施例的汽车防撞预警方法至少具有如下有益效果：若检测存在后方车辆时，测量本车辆与后方车辆的车间距离，根据车间距离计算出碰撞时间，若碰撞时间小于预设的时间阈值，发出报警信号，以提示驾驶员后方车辆存在追尾的可能，以便于驾驶员做出相应的防范措施，从而提高驾驶过程的安全性。

根据本发明的另一些实施例的汽车防撞预警方法，所述测量所述后方车辆与本车辆的车间距离，具体包括：

测量第一时刻所述后方车辆与本车辆的第一车距；

测量第二时刻所述后方车辆与本车辆的第二车距。

根据本发明的另一些实施例的汽车防撞预警方法，所述若所述车间距离位于预设车间距离阈值内，根据所述车间距离计算所述后方车辆和所述本车辆的碰撞时间，具体包括：

若所述车间距离位于预设车间距离阈值内，将所述第一车距和所述第二车距进行计算得到相对速度；

将所述第一时刻、所述第二时刻以及所述相对速度进行计算，得到碰撞时间。

根据本发明的另一些实施例的汽车防撞预警方法，所述测量第一时刻所述后方车辆与本车辆的第一车距，具体包括:

预设所述后方车辆的车宽和摄像头焦距；

测量所述第一时刻所述后方车辆的第一像素值；

将所述第一像素值、所述车宽和所述摄像头焦距进行计算，得到第一车距。

根据本发明的另一些实施例的汽车防撞预警方法，所述测量第二时刻所述后方车辆与本车辆的第二车距，具体包括：

测量所述第二时刻所述后方车辆的第二像素值；

将所述第二像素值、所述车宽和所述摄像头焦距进行计算，得到第二车距。

根据本发明的另一些实施例的汽车防撞预警方法，预设的所述车间距离阈值为：0～120m。

第二方面，本发明的一个实施例提供了汽车防撞预警系统，包括：

检测模块，用于检测后方车辆是否存在；

测量计算模块，用于测量所述后方车辆与本车辆的车间距离；

第一判断模块，用于判断所述车间距离是否位于预设车间距离阈值内以得到第一判断结果；

综合计算模块，用于根据所述第一判断结果将所述车间距离进行计算，得到所述后方车辆和本车辆的碰撞时间；

第二判断模块，用于判断所述碰撞时间是否小于预设的时间阈值以得到第二判断结果；

报警模块，用于根据所述第二判断结果发出报警信号。

本发明实施例的汽车防撞预警系统至少具有如下有益效果：若检测存在后方车辆存在时，测量本车辆与后方车辆的车间距离，并根据车间距离计算出碰撞时间，若碰撞时间小于预设的时间阈值，发出报警信号，以提示驾驶员后方车辆存在追尾的威胁性，以便于驾驶员做出相应的防范措施，从而提高驾驶过程的安全性。

根据本发明的另一些实施例的汽车防撞预警系统，所述测量计算模块包括：

预设单元，用于预设所述后方车辆的车宽和摄像头焦距；

第一测量单元，用于测量第一时刻所述后方车辆的第一像素值；

第二测量单元，用于测量第二时刻所述后方车辆的第二像素值；

第一计算单元，用于将所述第一像素值、所述车宽和所述摄像头焦距进行计算，得到第一车距；

第二计算单元，用于将所述第二像素值，所述车宽和所述摄像头焦距进行计算，得到第二车距。

根据本发明的另一些实施例的汽车防撞预警系统，所述综合计算模块包括：

第三计算单元，用于将所述第一车距和所述第二车距进行计算，得到相对速度；

第四计算单元，用于将所述第一时刻、所述第二时刻以及所述相对速度进行计算，得到碰撞时间。

第三方面，本发明的一个实施例提供了计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第一方面的汽车防撞预警方法。

本发明实施例的计算机可读存储介质至少具有如下有益效果：通过计算机可读存储介质执行汽车防撞预警方法，使得汽车防撞预警方法执行简易。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1是本发明实施例中汽车防撞预警方法的一具体实施例流程示意图；

图2是图1中步骤s100的一具体实施例流程示意图；

图3是本发明实施例中汽车防撞预警方法的一具体实施例中本车辆和后方车辆的示意图；

图4是图2中步骤s110的一具体实施例流程示意图；

图5是图2中步骤s120的一具体实施例流程示意图；

图6是本发明实施例中汽车防撞预警方法的一具体实施例中摄像头和后方车辆的俯视图；

图7是图1中步骤s200的一具体实施例流程示意图；

图8是本发明实施例中汽车防撞预警系统的一具体实施例模块框图；

图9是本发明实施例中汽车防撞预警系统的一具体实施例中测量计算模块和综合计算模块的模块框图。

附图标记：100、检测模块；200、测量计算模块；210、预设单元；220、第一测量单元；230、第二测量单元；240、第一计算单元；250、第二计算单元；300、第一判断模块；400、综合计算模块；410、第三计算单元；420、第四计算单元；500、第二判断模块；600、报警模块。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

汽车驾驶的安全性成为人类关注的焦点，汽车追尾成为车祸的原因之一，而目前汽车都是在尾部设置摄像头或者距离传感器。摄像头和距离传感器都用于汽车倒车时使用，只能对于短距离的障碍物进行检测，而对于尾部追尾运动的汽车无法进行检测，更无法在后方车辆逼近时发出报警信息，使得驾驶员在驾驶时存在安全隐患。

为此，本发明申请公开了一种汽车防撞预警方法、系统及存储介质，能够获取后方车辆与本车辆的距离，并通过计算后方车辆和本车辆的碰撞时间是否在预设距时间阈值内，若碰撞时间小于时间阈值，则发出报警声。通过检测后方车辆以较高的车速靠近本车辆时，对驾驶员发出危险预警提醒，使驾驶员对危险可以提前避规后方车辆追尾的风险。

第一方面，参照图1，本发明实施例公开了一种汽车防撞预警方法，包括：

s100、若检测后方车辆存在，测量后方车辆与本车辆的车间距离；

s200、若车间距离位于预设车间距离阈值内，根据车间距离计算后方车辆和本车辆的碰撞时间；

s300、若碰撞时间小于预设的时间阈值，发出报警信号。

其中，需要先检测本车辆后方是否存在后方车辆，而后方车辆检测的方式通过摄像头捕抓本车辆后方的图像，再通过深度学习目标检测网络识别方法识别图像中是否存在车辆，使检测后方车辆是否存在的操作简易。其中，深度学习目标检测网络识别方法是是找出图像中一切感兴味的目的(后方车辆)，肯定它们的位置和大小，是机器视觉范畴的中心问题之一。

其中，图像通过安装在本车辆后方的摄像头捕获，使得摄像头能够准确的获取后方车辆的图像。

若本车辆后方没有后方车辆存在则不启动该汽车防撞预警方法。若检测存在后方车辆，则测量本车辆和后方车辆之间的车间距离。若车间距离位于车间距离阈值内，根据车间距离计算得到后方车辆和本车辆的碰撞时间，当计算得到的碰撞时间小于预设的时间阈值，发出报警信号。若车间距离不位于预设车间距离阈值内，则不进行后方车辆和本车辆的碰撞时间计算，摄像头保持获取后方车辆的图片并测量后方车辆与本车辆的车间距离，直到测量得到的车间距离位于车间距离阈值时才计算本车辆和后方车辆的碰撞时间。通过报警信号以提示驾驶员后方车辆存在追尾的威胁性，以便于驾驶员针对危险提前避规后方车辆追尾的风险。

参照图2，在一些实施例中，步骤s100具体包括：

s110、若检测后方车辆存在；

s120、测量第一时刻后方车辆与本车辆的第一车距；

s130、测量第二时刻后方车辆与本车辆的第二车距。

通过摄像头捕抓图片，然后通过深度学习目标检测网络识别方法识别图片中是否存在后方车辆，若图片中存在后方车辆，则分别在第一时刻和第二时刻测量本车辆和后方车辆的距离，以得到第一车距和第二车距。根据第一车距和第二车距判断后方车辆和本车辆的速度，即可计算出后方车辆与本车辆的碰撞，以便于根据碰撞时间确定是否发出报警信息，以提示驾驶人员后方车辆存在追尾的威胁性。

其中，本车辆上设置摄像头，且摄像头的安装高度是已知的，因此通过获取摄像头的焦距能够计算出第一车距和第二车距，而且图像中纵向像素以及水平线坐标分别为第一高度、第二高度，根据第一高度、第二高度和焦距能够计算得到第一车距和第二车距。参照图3，其中图3中b2为第一时刻的后方车辆，b1为第二时刻的后方车辆，第一车距和第二车距的计算根据小孔成像原理，因此，第一车距和第二车距的计算公式为：

式中d1为第二车距，d2为第一车距，y1为第二高度，y2为第一高度，h为车身高度，且车身高度是固定设置的。

因此，通过第一高度和第二高度能够计算出第一车距和第二车距，以便于后方车辆和本车辆相对速度计算简易。

在一些实施例中，由于后方车辆和本车辆并不是都保持同一条直线上的，因此直接根据第一高度和第二高度测量第一车距和第二车距会存在误差。由于本车辆和后方车辆存在一定的偏斜，因此需要计算实际本车辆和后方车辆的第一车距和第二车距。参照图4和图5，因此，步骤s120具体包括：

s121、预设后方车辆的车宽和摄像头焦距；

s122、测量第一时刻后方车辆的第一像素值；

s123、将第一像素值、车宽和摄像头焦距进行计算，得到第一车距。

步骤s130具体包括：

s131、测量第二时刻后方车辆的第二像素值；

s132、将第二像素值、车宽和摄像头焦距进行计算，得到第二车距。

参照图6，其中图6为摄像头与后方车辆的俯视图，d为后方车辆与本车辆的距离，w为后方车辆的宽度，f为摄像头焦距，x为后方车辆在图像中的像素值，因此根据相似三角定理可以得到d、w、f、x的关系，如下：

则根据公式得到后方车辆与本车辆的车间距离，如下：

通过根据公式(3)计算出来的第一车距和第二车距更加准确。且第一车距和第二车距的计算公式为：

通过公式(4)第一车距和第二车距根据第一像素值和第二像素值计算，计算出第一车距和第二车距更加准确。

在一些实施例中，参照图7，步骤s200具体包括：

s210、若车间距离位于预设车间距离阈值内，将第一车距和第二车距进行计算得到相对速度；

s220、将第一时刻、第二时刻以及相对速度进行计算，得到碰撞时间。

其中，后方车辆和本车辆的车间距离位于预设车间距离阈值内具体为，第一车距位于预设车间距离阈值内，且第二车距位于预设车间距离阈值内。若第一车距不位于预设车间距离阈值内，则不计算本车辆和后方车辆的相对速度。若第一车距不位于预设车间距离阈值内，且第二车距位于预设车间距离阈值内，则需要再次获取第三时刻本车间距离与后方车辆的第三车间距离，则第二车距相当于第一车距，第三车间距离相当于第二车距，且检测第三车间距离是否在预设车间距离阈值内，若第三车间距离在预设车间距离阈值内则判断本车辆和后方车辆的相对速度。若第一车距位于预设车间距离阈值内，第二车距不位于预设车间距离阈值内，则不需要计算本车辆和后方车辆的相对速度，说明后方车辆在行驶过程不会碰撞到本车辆。

其中，预设车间距离阈值为0～120m，以检测本车辆后方0～120m内是否存在后方车辆。

根据第一时刻和第二时刻计算得到本车辆运行的时间，然后根据第一车距和第二车距计算在运行的时间内本车辆和后方车辆的相对速度，且相对速度的计算公式如下：

因此，根据公式(5)计算得到相对速度简易。

根据相对速度和第一车距能够计算出碰撞时间，且碰撞时间计算公式为：

因此只需要根据第一像素值、第二像素值、第一时刻和第二时刻之间的差值即可计算出本车辆和后方车辆的碰撞时间。

得知碰撞时间后将碰撞时间与预设的时间阈值比较，若碰撞时间大于预设的时间阈值，则不发出报警信号，若碰撞时间小于时间阈值，则发出报警信号，以提示驾驶人员后方车辆对本车辆存在追尾的威胁，以便于驾驶人员做出对应的预防措施，以减少事故发生，提高驾驶的安全性。

其中，报警信号根据后方车辆的类型做出不同等级的报警信号。比如识别出后方车辆为大卡车，则输出一级报警信号，若后方车辆为小汽车，则输出二级报警信号，若后方车辆为自行车，则输出三级报警信号。一级报警信号为紧急报警，二级报警信号为中级报警，三级报警信号为一般报警。通过根据不同的车辆类型进行不同级别的报警，以提示驾驶人员后方车辆的类型以及存在的风险性，以便于驾驶人员根据不同等级的报警信号做出对应的预防措施。

其中，汽车防撞预警方法具体为采用单目视觉方法计算得到后方车辆和本车车辆的第一车距和第二车距，以便于得到车间距离后计算得到相对速度，再根据相对速度计算得到碰撞时间。原始检测后方车辆的车距采用雷达方法，而本发明申请通过采用单目视觉方法测量后方车辆和本车辆的车间距离，解决了雷达方法检测距离短的弊端，且解决了基于雷达方法不能识别靠近物体是否为车辆的弊端。而且采用单目视觉方法只需要采用长焦距镜头即可计算出后方车辆与本车辆的车间距离，且雷达安装复杂，调试过程繁琐，本发明申请只需要将摄像头安装在汽车尾部即可，操作简易，无需安装多个雷达，进而节省了汽车防撞预警方法的成本，因此通过安装摄像头计算得到后方车辆和本车辆的车间距离，使得汽车防撞预警方法具有更高的检测距离和更高的预警精度。

下面参考图1至图7以一个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的汽车防撞预警方法。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对发明的具体限制。

通过安装在本车辆上的摄像头获取后方的图像，若捕抓的图像中通过深度学习目标检测网络识别方法识别出存在后方车辆，此时需要测量后方车辆在第一时刻的第一像素值，然后测量后方车辆在第二时刻的第二像素值，根据将第一像素值、车宽和摄像头焦距计算得到第一车距，根据第二像素值、车宽和摄像头焦距计算得到第二车距。若第一车距和第二车距都在预设的车间距离阈值内，则根据第一车距、第二车距、第一时刻和第二时刻计算得到相对速度，根据相对速度和第一车距能够计算得到碰撞时间。判断碰撞时间是否小于预设的时间阈值，若碰撞时间小于时间阈值，则发出报警信号。根据后方车辆的类型输出不同等级的报警信号，以便于驾驶员根据不同等级的报警信号做出对应的防范措施，进而避免事故发生，从而提高驾驶过程的安全性。

第二方面，参照图8，本发明实施例公开了一种汽车防撞预警系统，包括：检测模块100、测量计算模块200、第一判断模块300、第二判断模块500一级报警模块600；检测模块100用于检测后方车辆是否存在；测量计算模块200用于测量后方车辆与本车辆的车间距离；第一判断模块300用于判断车间距离是否位于预设车间距离阈值内以得到第一判断结果；综合计算模块400用于根据第一判断结果将车间距离计算，得到后方车辆和本车辆的碰撞时间；第二判断模块500用于判断碰撞时间是否小于预设的时间阈值以得到第二判断结果；报警模块600用于根据第二判断结果发出报警信号。

检测模块100检测本车辆后方存在后方车辆后，测量计算模块200测量本车辆和后方车辆的车间距离，第一判断模块300判断车间距离是否位于车间距离阈值，若是车间距离位于车间距离阈值内综合计算模块400根据车间距离计算出后方车辆与本车辆的碰撞时间，若第二判断模块500判断出碰撞时间小于预设的时间阈值时，发出报警信号，以提示驾驶员后方车辆存在追尾的威胁性，以减少驾驶过程的危险性。提高驾驶员的安全性。

在一些实施例中，参照图9，测量计算模块200包括：预设单元210、第一测量单元220、第二测量单元230、第一计算单元240以及第二计算单元250，预设单元210用于预设后方车辆的车宽和摄像头焦距；第一测量单元220用于测量第一时刻后方车辆的第一像素值；第二测量单元230用于测量第二时刻后方车辆的第二像素值；第一计算单元240用于将第一像素值、车宽和摄像头焦距进行计算，得到第一车距；第二计算单元250用于将第二像素值，车宽和摄像头焦距进行计算，得到第二车距。

在一些实施例中，综合计算模块400包括：第三计算单元410以及第四计算单元420，第三计算单元410用于将第一车距和第二车距进行计算，得到相对速度；第四计算单元420用于将第一时刻、第二时刻以及相对速度进行计算，得到碰撞时间。

其中，一种汽车防撞预警系统的执行过程具体参照第一方面的一种汽车碰撞预警方法，此处不再赘述。

第三方面，一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行如第一方面的汽车防撞预警方法。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。