[发明专利]一种智能化的汽车车道变换预警系统及其预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及车辆安全驾驶领域，特别涉及一种智能化的汽车车道变换预警系统及其预警方法。 

背景技术

在高速公路上，车辆的换道与超车是常见的驾驶员操作行为，它是驾驶员根据周围车辆的车速、车距等周边环境信息，调整并完成自身驾驶目标策略的综合行为过程。在这样复杂的过程中，驾驶员极可能对安全换道和超车的可行性做出不当的判断，使行驶的车辆处在潜在的碰撞之中。目前，在汽车行驶换道过程中，大部分驾驶员都是通过目视和经验来执行车道变换行为，有时候驾驶员已开始换道，但此时目标车道上的车距发生了不利于换到的变化，有的驾驶员还不愿放弃换道，因为后方空间已不够他重返原始车道，假如此时超车道前方有车辆时，换道的潜在危险就非常大，这样，很容易引发交通事故。 

目前，国内外有大量的研究人员在车辆安全辅助换道预警中做了相关研究，其技术方案大多数是通过使用高清摄像机、图像处理器以及轮速传感器来采集本车前后方以及目标车道的信息，然后通过采集转换电路将摄录的图像转换为数字信号，并由微处理器根据相应的信息检测出相对车距、相对速度和相对加速度，进而给驾驶员车道变换提供一些有用信息以及给出相应的预警信号。但是，现今大多技术方案存在一个重大的固有缺陷：一旦在雨天、雪天、雾天等恶劣天气以及在夜晚的情况下，摄像机因受光线度的影响，采集的数据会产生很 大的偏差，甚至在极端恶劣天气的情况下采集不到数据，这样会给驾驶员带来很严重的误导，给安全行驶埋下了隐患，达不到真正实现车道变换辅助安全驾驶的目的。 

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种智能化的汽车车道变换预警系统及其预警方法，通过激光雷达探测器采集准确的信息，采用微处理器及时进行数据处理，并通过显示屏的显示不同颜色换道信息，能够及时为驾驶员提供准确的换道信息，减少交通事故的发生。 

为了达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案予以实现。 

一种智能化的汽车车道变换预警系统，包括用于采集目标车辆行驶状况信息的前探测器和后探测器、用于采集本车速度的速度传感器、用于采集本车方向盘转角的角度传感器、用于处理目标车辆行驶状况信息和控制显示预警信息的微处理器、用于显示本车与目标车辆的速度以及相关预警信息的显示屏、用于产生危险提示声音的报警器。 

所述的微处理器，采用CMOS 8位单片机单片机，安装在一个机盒内，其四个输入口P1.0、P1.1、P1.2、P1.3分别与前探测器、后探测器、速度传感器及角度传感器的输出端电连接，其二个输出口P1.4、P1.5分别与显示屏和报警器输入端连接。 

所述的前探测器和后探测器为结构性能相同的激光雷达，前探测器的输出端与单片机的P1.0输入口电连接，后探测器的输出端与单片机的P1.1输入口电连接，它们分别安装在车辆前、后保险杆正中位置。 

所述的速度传感器采用轮速传感器，其输出端与单片机的P1.2输入口连接，安装在车辆左前轮上。 

所述的角度传感器采用转角传感器，其输出端与单片机的P1.3输入口连接，安装在车辆方向盘上。 

所述显示屏，采用液晶显示屏或OLED显示屏，其输入端与单片机的P1.4输出口连接，安装于汽车仪表盘右侧。 

所述的报警器，采用蜂鸣器或动圈喇叭，其输入端与单片机的P1.5输出口连接，安装于车内后视镜的背面。 

一种智能化的汽车车道变换预警系统方法，包括以下步骤： 

步骤一：在微处理器中设置最小的车头时距数据和TTC预警时间范围。 

步骤二：前探测器采集本车前方车辆信息，并传输给微处理器； 

步骤三：后探测器采集本车后方车辆信息，并传输给微处理器； 

步骤四：微处理器根据接收到的本车前后方信息与设定的最小的车头时距数据和TTC预警时间范围计算实时碰撞时间TTC； 

步骤五：根据速度传感器所测出的本车绝对速度以及探测器采集的本车与目标车辆的相对速度计算目标车辆的绝对速度； 

步骤六：角度传感器采集汽车方向盘转角，并传输给微处理器； 

步骤七：显示屏显示目标车辆速度、本车速度； 

步骤八：当TTC≥10s时，液晶显示屏的颜色显示区显示为绿色条； 

步骤九：当6≤TTC＜10s时，液晶显示屏的颜色显示区显示为黄色条； 

步骤十：当0≤TTC＜6s时，液晶显示屏的颜色显示区显示为红色条；