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专利号: 2020101227624
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般车辆
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种雨雾天气显示车辆前方碰撞风险区域的装置,其特征在于,包括控制单元、毫米波雷达、CCD工业相机、投影灯、声光报警器;控制单元分别连接毫米波雷达、CCD工业相机、投影灯、声光报警器;

所述毫米波雷达安装在车头位置,用于探测车辆与前方障碍物的相对距离和相对速度;

所述CCD工业相机安装在车头位置,采集前方路面图像信息,提取其纹理和颜色特征,控制单元利用隐马尔可夫模型对其进行建模,预测前方路面属性类型,辨识其附着力系数;

所述投影灯安装在车头位置,根据控制单元计算出的预警距离、制动安全距离和临界安全距离,在前方路面显示不同颜色的图像:当车辆前方无障碍物或与障碍物的距离大于

1.5倍临界安全距离,则在前方路面投影绿色矩形区域;当与障碍物的距离小于1.5倍临界安全距离大于1.2倍临界安全距离,且相对距离呈减小的趋势,则为预警距离,在路面投影黄色矩形区域;当与障碍物的距离小于1.2倍临界安全距离,则为制动安全距离,在路面投影红色矩形区域;

声光报警器在障碍物进入1.2倍临界安全距离以内时,会发出警报提醒驾驶员注意采取制动措施,且警报随着障碍物的距离越近越强烈。

2.根据权利要求1所述的一种雨雾天气显示车辆前方碰撞风险区域的装置,其特征在于,当车辆与障碍物距离小于临界安全距离,且驾驶员未进行正确操作时,控制单元临时获取车辆控制权,进行紧急制动操作。

3.根据权利要求1所述的一种雨雾天气显示车辆前方碰撞风险区域的装置,其特征在于,所述控制单元计算临界安全距离时采用如下公式:其中:ar-max=μg

式中:Smust―临界安全距离,vr―自车速度,ar-max―自车最大制动减速度,Tbr―主动制动时的制动时间,vr-f―相对速度,vf―前车速度,af―前车加速度,d0―两车静止时保持的最小安全距离,g―重力加速度,μ―路面附着力系数。

4.一种雨雾天气显示车辆前方碰撞风险区域的方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:获取车辆自身信息;

步骤2:采集前方路面信息,得出路面附着系数;

步骤3:探测车辆前方障碍物的相对距离和相对速度;

步骤4:计算出当前状态下的临界安全距离;

步骤5:当车辆前方无障碍物或与障碍物的距离大于1.5倍临界安全距离,则在前方路面投影绿色矩形区域;当与障碍物距离小于1.5倍临界安全距离大于1.2倍临界安全距离,且相对距离呈减小趋势时,投影灯在前方路面碰撞风险区域投影的颜色由绿色变为黄色;

当与障碍物距离小于1.2倍临界安全距离时,投影的颜色由黄色变为红色,且车内声光警报器发出警报。

5.根据权利要求4所述的一种雨雾天气显示车辆前方碰撞风险区域的方法,其特征在于,还包括:当与障碍物距离小于临界安全距离且驾驶员未采取正确操作时,控制单元临时控制制动器进行制动。

6.根据权利要求4所述的一种雨雾天气显示车辆前方碰撞风险区域的方法,其特征在于,步骤1中所述的车辆自身信息通过车身传感器与GPS获取,所获取信息包括:车辆速度,车辆加速度,车轮中心速度,车轮角速度,车轮纵向力,车轮法向力,车轮滚动半径,车辆当前位置。

7.根据权利要求4所述的一种雨雾天气显示车辆前方碰撞风险区域的方法,其特征在于,步骤2中所述的采集前方路面信息由CCD工业相机实现,辨识出路面附着系数的具体过程是使用Matlab软件提取所采集图像的纹理特征和颜色特征,纹理特征参数包括能量、熵、惯性矩和相关性,颜色特征参数包括色调、饱和度和亮度;再根据车身传感器测算出的当前路面附着系数和滑移率,建立隐马尔可夫模型,预测前方路面所属类型,以此对其附着力系数进行辨识。

8.根据权利要求4所述的一种雨雾天气显示车辆前方碰撞风险区域的方法,其特征在于,步骤4中所述的临界安全距离模型为:其中:ar-max=μg

式中:Smust―临界安全距离,vr―自车速度,ar-max―自车最大制动减速度,Tbr―主动制动时的制动时间,vr-f―相对速度,vf―前车速度,af―前车加速度,d0―两车静止时保持的最小安全距离,g―重力加速度,μ―路面附着力系数。