防止车道偏离的系统及方法
【专利摘要】本发明提供了一种防止车道偏离的系统及方法。该系统包括：安装在车辆前方的雷达、设置在车辆所在车道两侧的车道线上的第一电子标签和第二电子标签，第一电子标签和第二电子标签的连线与车道的延伸方向垂直；雷达，用于发送微波探测信号；接收第一电子标签发送的第一微波反馈信号和第二电子标签发送的第二微波反馈信号；根据发送微波探测信号和接收到第一微波反馈信号的第一时间间隔和发送微波探测信号和接收到第二微波反馈信号的第二时间间隔计算得到雷达与两侧车道线之间的距离之差的绝对值；若距离之差的绝对值大于设定阈值，则发出车道偏移报警信号。本发明提供的防止车道偏离的系统及方法，可满足各种行驶环境的要求。
【专利说明】
防止车道偏离的系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种防止车道偏离的系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着车辆的普及率越来越高，车辆行驶过程中的安全性问题越来越受到人们的关注。在车辆行驶过程中防止车辆偏离当前车道，在一定程度上可大大降低事故的发生率。
[0003]现有技术中，通过安装在车辆尾部的倒车摄像头获取车道线图像，根据获取的车道线图像确定车辆到车道线的距离，进而确定车辆在当前车道中的位置，从而控制车辆保持在当前车道。
[0004]但现有技术至少存在如下缺陷:依赖于摄像头，在路面上没有明显的车道线标识时无法实现防止车辆偏离车道的功能，无法满足各种行驶环境的要求。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种防止车道偏离的系统及方法，在路面上没有明显的车道线标识时也可实现防止车辆偏离车道的功能，以满足各种行驶环境的要求。
[0006]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]—方面，本发明提供一种防止车道偏离的系统，包括安装在车辆前方的雷达、设置在所述车辆所在车道一侧的车道线上的第一电子标签和设置在所述车道另一侧的车道线上的第二电子标签，所述第一电子标签和所述第二电子标签的连线与所述车道的延伸方向垂直;所述雷达，用于发送微波探测信号;接收所述第一电子标签发送的第一微波反馈信号和所述第二电子标签发送的第二微波反馈信号;根据发送所述微波探测信号和接收到所述第一微波反馈信号的第一时间间隔和发送所述微波探测信号和接收到所述第二微波反馈信号的第二时间间隔计算得到所述雷达与两侧车道线之间的距离之差的绝对值;若所述第距离之差的绝对值大于设定阈值，则发出车道偏移报警信号;所述第一电子标签，用于接收所述微波探测信号，并发送所述第一微波反馈信号;所述第二电子标签，用于接收所述微波探测信号，并发送所述第二微波反馈信号。
[0008]另一方面，本发明提供一种防止车道偏离的方法，包括:雷达发送微波探测信号；第一电子标签接收所述微波探测信号，并发送第一微波反馈信号；第二电子标签接收所述微波探测信号，并发送第二微波反馈信号;所述雷达接收所述第一电子标签发送的所述第一微波反馈信号和所述第二电子标签发送的所述第二微波反馈信号;所述雷达根据发送所述微波探测信号和接收到所述第一微波反馈信号的第一时间间隔和发送所述微波探测信号和接收到所述第二微波反馈信号的第二时间间隔计算得到所述雷达与两侧车道线之间的距离之差的绝对值;若所述距离之差的绝对值大于设定阈值，则所述雷达发出车道偏移报警信号;其中，所述雷达安装在车辆前方，所述第一电子标签设置在所述车辆所在车道一侧的车道线上，所述第二电子标签设置在所述车道另一侧的车道线上，所述第一电子标签和所述第二电子标签的连线与所述车道的延伸方向垂直。
[0009]本发明提供的防止车道偏离的系统及方法，雷达根据发送微波探测信号和接收到电子标签发送的微波反馈信号的时间间隔计算得到雷达与两侧车道线之间的距离之差的绝对值，并在距离之差的绝对值大于设定阈值时发出车道偏移报警信号，以提醒驾驶员控制车辆回归车道的中心，实现防止车道偏离的功能。本发明提供的防止车道偏离的系统及方法，在路面上没有明显的车道线标识时也可确定车辆在当前车道的位置，进而实现防止车辆偏离车道的功能，以满足各种行驶环境的要求。
[0010]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它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的【具体实施方式】。
【附图说明】
[0011]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
[0012]图1为本发明提供的防止车道偏离的系统一个实施例的结构示意图；
[0013]图2为77GHz的测距雷达的工作方式示意图；
[0014]图3为相控阵扫描方式的示意图；
[0015]图4为电子标签的最大辐射方向指向来车方向的示意图；
[0016]图5为本发明提供的防止车道偏离的方法一个实施例的流程示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0018]下面结合附图对本发明实施例的防止车道偏离的系统及方法进行详细描述。
[0019]实施例一
[0020]图1为本发明提供的防止车道偏离的系统一个实施例的结构示意图。如图1所示，本发明实施例的防止车道偏离的系统包括安装在车辆前方的雷达11、设置在车辆所在车道一侧的车道线上的第一电子标签12和设置在车道另一侧的车道线上的第二电子标签13。其中，第一电子标签12和第二电子标签13的连线与车道的延伸方向垂直。
[0021 ]雷达11，用于发送微波探测信号;接收第一电子标签12发送的第一微波反馈信号和第二电子标签13发送的第二微波反馈信号;根据发送微波探测信号和接收到第一微波反馈信号的第一时间间隔和发送微波探测信号和接收到第二微波反馈信号的第二时间间隔计算得到雷达11与两侧车道线之间的距离之差的绝对值;若距离之差的绝对值大于设定阈值，则发出车道偏移报警信号。
[0022]第一电子标签12，用于接收微波探测信号，并发送第一微波反馈信号。
[0023]第二电子标签13，用于接收微波探测信号，并发送第二微波反馈信号。
[0024]具体的，如图1所示，在路面施工时将第一电子标签12和第二电子标签13埋放或者粘贴在路面的车道线上且与车道线平齐，第一电子标签12和第二电子标签13的连线与车道的延伸方向垂直，即第一电子标签12和第二电子标签13以车道的中线线为中心对称设置，两个电子标签之间的间距d = 3.3m，为国家标准规定的车道宽度。
[0025]在自动驾驶领域，安装在车辆上的雷达11一般选用77GHz的测距雷达来判定前方车辆与本车之间的距离。如图2所示，这种雷达的适用范围在0-200m以内。采用的原理是，雷达发射一个脉冲波束，前车尾部的金属部件反射这个雷达波，雷达的接收器收到这个反射波之后，计算发射脉冲波和反射波的时间，从而判断与前车之间的距离。而在0-5m的近距离区域，一般采用超声波雷达进行测距。77GHz的测距雷达一般采用如图3所示的相控阵扫描方式，图3中类似菊花的每个花瓣，代表雷达在360度空间中的扫描角度。在同一时刻，雷达天线只扫描菊花的某一个花瓣，下一时刻扫描另一个花瓣。不同的花瓣代表了不同的方向。如果在某一时刻接收到了一个信号，则可以说明在这个时刻，从这个花瓣的方向，有一个信号源发送了一个信号，从而确定了信号源在雷达中的方向。在电动车辆上，同样有类似的雷达，在雷达的一个扫描周期内部，时间划分为若干等份，比如8份，也叫做时隙。在每个时隙内部，雷达扫描车辆前方不同方向的雷达回波，从而确定不同方向上障碍物的距离。
[0026]车辆开启雷达11的测距功能，雷达11发送微波探测信号，位于车道线上的两个电子标签(第一电子标签12和第二电子标签13)接收该微波探测信号，并利用该微波探测信号进行储能，当储能达到工作标准时，两个电子标签(第一电子标签12和第二电子标签13)分别发送一个微波反馈信号(第一电子标签12对应第一微波反馈信号，第二电子标签13对应第二微波反馈信号)，在储能耗尽前，两个电子标签不断的发送微波反馈信号。雷达11接收第一电子标签12发送的第一微波反馈信号和第二电子标签13发送的第二微波反馈信号，根据发送微波探测信号和接收到第一微波反馈信号的第一时间间隔Atl计算得到雷达11与第一电子标签12之间的第一距离al，根据发送微波探测信号和接收到第二微波反馈信号的第二时间间隔At2计算得到雷达11与第二电子标签13之间的第二距离a2，根据第一距离al、第二距离a2和车道宽度d，利用三角函数算法计算得到雷达11与一侧的车道线之间的第三距离dl和雷达11与另一侧的车道线之间的第四距离d2，根据第三距离dl和第四距离d2计算得到雷达11与两侧车道线之间的距离之差的绝对值Ad= I dl-d2 I，若距离之差的绝对值Ad= I dl-d2 I大于设定阈值，则发出车道偏移报警信号，以提醒驾驶员控制车辆回归车道的中心，实现防止车道偏离的功能。
[0027]为便于雷达辨别接收到的微波反馈信号的来源，第一微波反馈信号中可携带有第一电子标签12的第一电子编码，第二微波反馈信号中可携带有第二电子标签13的第二电子编码。
[0028]在自动驾驶领域，若距离之差的绝对值Ad=I dl-d2 I大于设定阈值，雷达11还可自动触发车辆的控制单元控制车辆回归到车道的中心。
[0029]为避免干扰，提高准确性，第一电子标签12和第二电子标签13中的天线可采用定向天线，且定向天线的辐射方向指向来车方向，如图4所示，可定向接收雷达11发送的微波探测信号，并定向发送微波反馈信号至雷达。
[0030]本发明实施例的防止车道偏离的系统，雷达根据发送微波探测信号和接收到电子标签发送的微波反馈信号的时间间隔计算得到雷达与两侧车道线之间的距离之差的绝对值，并在距离之差的绝对值大于设定阈值时发出车道偏移报警信号，以提醒驾驶员控制车辆回归车道的中心，实现防止车道偏离的功能。本发明提供的防止车道偏离的系统，在路面上没有明显的车道线标识时也可确定车辆在当前车道的位置，进而实现防止车辆偏离车道的功能，可满足各种行驶环境的要求。
[0031]实施例二
[0032]图5为本发明提供的防止车道偏离的方法一个实施例的流程示意图。如图5所示，本发明实施例的防止车道偏离的方法可通过上述图1所示实施例的防止车道偏离的系统实现，具体可包括:
[0033]S501，雷达发送微波探测信号。
[0034]S502，第一电子标签接收微波探测信号，并发送第一微波反馈信号。
[0035]S503，第二电子标签接收微波探测信号，并发送第二微波反馈信号。
[0036]S504，雷达接收第一电子标签发送的第一微波反馈信号和第二电子标签发送的第二微波反馈信号。
[0037]S505，雷达根据发送微波探测信号和接收到第一微波反馈信号的第一时间间隔和发送微波探测信号和接收到第二微波反馈信号的第二时间间隔计算得到雷达与两侧车道线之间的距离之差的绝对值。
[0038]S506，若距离之差的绝对值大于设定阈值，则雷达发出车道偏移报警信号。
[0039]其中，雷达安装在车辆前方，第一电子标签设置在车辆所在车道一侧的车道线上，第二电子标签设置在车道另一侧的车道线上，第一电子标签和第二电子标签的连线与车道的延伸方向垂直。
[0040]进一步的，步骤S505具体可包括以下步骤:根据第一时间间隔计算得到雷达与第一电子标签之间的第一距离;根据第二时间间隔计算得到雷达与第二电子标签之间的第二距离;根据第一距离、第二距离和车道的宽度计算雷达与一侧的车道线之间的第三距离和雷达与另一侧的车道线之间的第四距离;根据第三距离和第四距离计算得到距离之差的绝对值。
[0041]进一步的，第一微波反馈信号中可携带有第一电子标签的第一电子编码，第二微波反馈信号中可携带有第二电子标签的第二电子编码。
[0042]进一步的，本发明实施例的防止车道偏离的方法还可包括:若距离之差的绝对值大于设定阈值，则雷达触发车辆的控制单元控制车辆回归到车道的中心。
[0043]进一步的，第一电子标签和第二电子标签中的天线具体可为定向天线，定向天线的辐射方向指向车辆的来车方向。
[0044]具体的，本发明实施例的防止车道偏离的方法的具体过程可参见上述实施例一中的相关描述，此处不再赘述。
[0045]本发明实施例的防止车道偏离的方法，雷达根据发送微波探测信号和接收到电子标签发送的微波反馈信号的时间间隔计算得到雷达与两侧车道线之间的距离之差的绝对值，并在距离之差的绝对值大于设定阈值时发出车道偏移报警信号，以提醒驾驶员控制车辆回归车道的中心，实现防止车道偏离的功能。本发明提供的防止车道偏离的方法，在路面上没有明显的车道线标识时也可确定车辆在当前车道的位置，进而实现防止车辆偏离车道的功能，可满足各种行驶环境的要求。
[0046]本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0047]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种防止车道偏离的系统，其特征在于，包括安装在车辆前方的雷达、设置在所述车辆所在车道一侧的车道线上的第一电子标签和设置在所述车道另一侧的车道线上的第二电子标签，所述第一电子标签和所述第二电子标签的连线与所述车道的延伸方向垂直； 所述雷达，用于发送微波探测信号；接收所述第一电子标签发送的第一微波反馈信号和所述第二电子标签发送的第二微波反馈信号;根据发送所述微波探测信号和接收到所述第一微波反馈信号的第一时间间隔和发送所述微波探测信号和接收到所述第二微波反馈信号的第二时间间隔计算得到所述雷达与两侧车道线之间的距离之差的绝对值;若所述距离之差的绝对值大于设定阈值，则发出车道偏移报警信号； 所述第一电子标签，用于接收所述微波探测信号，并发送所述第一微波反馈信号； 所述第二电子标签，用于接收所述微波探测信号，并发送所述第二微波反馈信号。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述雷达具体用于: 根据所述第一时间间隔计算得到所述雷达与所述第一电子标签之间的第一距离； 根据所述第二时间间隔计算得到所述雷达与所述第二电子标签之间的第二距离； 根据所述第一距离、所述第二距离和所述车道的宽度计算所述雷达与所述一侧的车道线之间的第三距离和所述雷达与所述另一侧的车道线之间的第四距离； 根据所述第三距离和所述第四距离计算得到所述距离之差的绝对值。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述第一微波反馈信号中携带有所述第一电子标签的第一电子编码，所述第二微波反馈信号中携带有所述第二电子标签的第二电子编码。4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述雷达还用于: 若所述距离之差的绝对值大于所述设定阈值，则触发所述车辆的控制单元控制所述车辆回归到所述车道的中心。5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述第一电子标签和所述第二电子标签中的天线为定向天线，所述定向天线的福射方向指向所述车辆的来车方向。6.一种防止车道偏离的方法，其特征在于，包括: 雷达发送微波探测信号； 第一电子标签接收所述微波探测信号，并发送第一微波反馈信号； 第二电子标签接收所述微波探测信号，并发送第二微波反馈信号； 所述雷达接收所述第一电子标签发送的所述第一微波反馈信号和所述第二电子标签发送的所述第二微波反馈信号； 所述雷达根据发送所述微波探测信号和接收到所述第一微波反馈信号的第一时间间隔和发送所述微波探测信号和接收到所述第二微波反馈信号的第二时间间隔计算得到所述雷达与两侧车道线之间的距离之差的绝对值； 若所述距离之差的绝对值大于设定阈值，则所述雷达发出车道偏移报警信号； 其中，所述雷达安装在车辆前方，所述第一电子标签设置在所述车辆所在车道一侧的车道线上，所述第二电子标签设置在所述车道另一侧的车道线上，所述第一电子标签和所述第二电子标签的连线与所述车道的延伸方向垂直。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据发送所述微波探测信号和接收到所述第一微波反馈信号的第一时间间隔和发送所述微波探测信号和接收到所述第二微波反馈信号的第二时间间隔计算得到所述雷达与两侧车道线之间的距离之差的绝对值包括:根据所述第一时间间隔计算得到所述雷达与所述第一电子标签之间的第一距离；根据所述第二时间间隔计算得到所述雷达与所述第二电子标签之间的第二距离； 根据所述第一距离、所述第二距离和所述车道的宽度计算所述雷达与所述一侧的车道线之间的第三距离和所述雷达与所述另一侧的车道线之间的第四距离； 根据所述第三距离和所述第四距离计算得到所述距离之差的绝对值。8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述第一微波反馈信号中携带有所述第一电子标签的第一电子编码，所述第二微波反馈信号中携带有所述第二电子标签的第二电子编码。9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，还包括: 若所述距离之差的绝对值大于所述设定阈值，则所述雷达触发所述车辆的控制单元控制所述车辆回归到所述车道的中心。10.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述第一电子标签和所述第二电子标签中的天线为定向天线，所述定向天线的福射方向指向所述车辆的来车方向。
【文档编号】B60W30/12GK105835891SQ201610051693
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年1月26日
【发明人】徐勇, 陈昆盛, 林伟, 李文锐, 邹禹, 勾晓菲, 刘鹏, 李丹
【申请人】乐卡汽车智能科技（北京）有限公司