高速公路自车周围车流量实时监测预警装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于汽车驾驶主动预警技术领域，公开了一种高速公路自车周围车流量实时监测预警装置；所述装置包括：4个毫米波雷达、车速传感器、车载CAN总线、CAN总线转换器、微处理器和闪光蜂鸣器；每个毫米波雷达的信号输出端、车速传感器的信号输出端分别与车载CAN总线电连接，车载CAN总线还与CAN总线转换器的信号输入端电连接，CAN总线转换器的信号输出端与微处理器的I/O输入端连接，微处理器的I/O输出端与闪光蜂鸣器的控制端电连接；能够检测自车所处交通环境中的车流量，判断是否存在车速较高且车流量超出阈值的危险状况，以警示驾驶员采取换道或加速等操作时要谨慎，降低驾驶员操作错误的可能性。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于汽车驾驶主动预警
，尤其涉及一种高速公路自车周围车流量实时监测预警装置。
技术介绍
根据近几年的公安部交通事故统计年报数据显示，高速公路连环撞车事故时有发生。由于高速公路驾驶时，车速较快，且随着车速的提高，驾驶员的视界变窄、注视时间减短，对交通环境以及车速的感知能力变差，这时需要驾驶员小心地执行换道、跟车、加减速等操作，尤其是当自车周围车道的车流量超过一定阈值时更要谨慎地驾驶车辆，否则极可能做出不当的主观判断，导致连环碰撞事故的发生。目前已有的主动安全系统多是利用各种传感器检测自车以及前车的行驶动态，做出危险预警，但是未对自车行驶环境中周围的车流量进行监测。在实际交通环境中车流量监测一般通过将摄像头安装在路侧固定的装置上实现，用于导航地图的行驶路径规划，但无法应用于自车所处动态交通环境的监测。
技术实现思路
针对上述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种高速公路自车周围车流量实时监测预警装置，能够检测自车所处交通环境中的车流量，判断是否存在车速较高且车流量超出阈值的危险状况，以警示驾驶员采取换道或加速等操作时要谨慎，降低驾驶员操作错误的可能性。为达到上述目的，本技术的实施例采用如下技术方案予以实现。技术方案一：一种高速公路自车周围车流量实时监测预警装置，所述装置包括：4个毫米波雷达、车速传感器、车载CAN总线、CAN总线转换器、微处理器和闪光蜂鸣器；每个毫米波雷达的信号输出端、车速传感器的信号输出端分别与车载CAN总线电连接，所述车载CAN总线还与所述CAN总线转换器的信号输入端电连接，所述CAN总线转换器的信号输出端与所述微处理器的I/O输入端连接，所述微处理器的I/O输出端与所述闪光蜂鸣器的控制端电连接；所述4个毫米波雷达分别安装在自车前保险杠正中央、自车后保险杠正中央、自车左侧车身正中央、自车右侧车身正中央；所述车速传感器安装在自车车轮轴上；所述CAN总线转换器安装在车内车载CAN总线附近空闲处；所述微处理器固定安装在所述CAN总线转换器附近；所述闪光蜂鸣器固定安装在自车仪表盘上。技术方案一的特点和进一步的改进为：(1)所述4个毫米波雷达，用于实时获取自车周围车流量信息，并将所述自车周围车流量信息发送给所述车载CAN总线；所述车速传感器，用于实时获取自车车速，并将所述自车车速发送给所述车载CAN总线；所述CAN总线转换器，用于获取所述车载CAN总线上传输的信息；所述微处理器，用于当自车车速较高，且自车周围车流量大于安全车流量阈值时，向闪光蜂鸣器发出报警信号；所述闪光蜂鸣器，用于向驾驶员发出警示音。(2)所述4个毫米波雷达分别为ESR(ElectronicScanningRadar)毫米波雷达；所述车速传感器为OEM(OriginalEquipmentManufacturer)车速传感器。(3)所述CAN总线转换器为RS422-CAN总线转换器。(4)所述微处理器采用ARM9处理器，型号为S3C2410；所述闪光蜂鸣器采用AD16-22SM型闪光蜂鸣器。技术方案二：一种高速公路自车周围车流量实时监测预警方法，所述方法应用于技术方案一中所述的预警装置，所述方法包括如下步骤：步骤1，车速传感器实时获取自车当前车速，并将自车当前车速发送到车载CAN总线；CAN总线转换器实时获取所述车载CAN总线上的数据，并将其发送到微处理器；步骤2，设定高速行驶状态车速阈值，所述微处理器根据所述自车当前车速和所述高速行驶状态车速阈值，判断自车是否处于高速行驶状态；步骤3，若自车处于高速行驶状态，则4个毫米波雷达对自车与自车周围车辆的相对距离、相对速度和相对角度进行实时监控，并将监测到的数据发送到车载CAN总线；所述CAN总线转换器实时获取所述车载CAN总线上的数据，并将其发送到微处理器；步骤4，所述微处理器根据自车当前车速、自车与自车周围车辆的相对距离、相对速度和相对角度，计算当前时刻的安全车流量阈值和自车周围预设道路面积范围内的车流量；步骤5，所述微处理器将所述自车周围预设道路面积范围内的车流量与所述当前时刻的安全车流量阈值进行比较，若所述自车周围预设道路面积范围内的车流量大于所述当前时刻的安全车流量阈值，则所述微处理器向所述闪光蜂鸣器发送报警信号；步骤6，所述闪光蜂鸣器根据所述微处理器发送的报警信号，对驾驶员进行报警。技术方案二的特点和进一步的改进为：(1)步骤2具体包括：步骤2具体包括：设定高速行驶状态车速阈值为高速公路的最低限速60Km/h；若所述自车当前车速大于所述高速行驶状态车速阈值，则微处理器判断自车当前处于高速行驶状态。(2)步骤4具体包括：当前时刻的安全车流量阈值Ts采用如下计算公式：自车周围预设道路面积范围内的车流量T采用如下计算公式：其中，k为自车所在高速公路的车道数；t为当前车流量的更新周期，设置为3s；Vi为第i车道的车速，取第i车道上车辆速度的平均值，单位为m/s；L为车身长度，设置为5m；Dsi为第i车道上两车间的安全距离，Di为第i车道上的车间距，单位为m。(3)第i车道的车速和第i车道上两车间的安全距离的计算方法为：记第1车道为自车所在车道，则第1车道的车速即为自车当前车速；i不等于1时，对于毫米波雷达监测到的第i车道上的任意一个运动车辆与自车的相对距离、相对速度和相对角度，通过将该运动车辆与自车的相对速度加上自车当前车速，即得到该运动车辆的车速，对第i车道上的其他运动车辆也计算得到对应的车速，并将监测到的第i车道上的多个运动车辆的车速进行平均，从而得到第i车道的车速，单位为m/s；将第i车道的车速转化为单位为km/h的车速值，该车速值即为第i车道上两车间的安全距离。(4)第i车道上的车间距的计算方法为：记第1车道为自车所在车道，计算第1车道上自车前方车辆与自车的相对距离、第1车道上自车后方车辆与自车的相对距离的平均值，并将其作为第1车道上的车间距；i不等于1时，获取毫米波雷达监测到的第i车道上所有运动车辆中距离自车的相对距离较短的相邻两个运动车辆，并将该相邻两个运动车辆的车间距作为第i车道上的车间距。本技术实施例提供的一种高速公路自车周围车流量实时监测预警装置及方法，该装置能够检测自车所处交通环境中的车流量，判断是否存在车速较高且车流量超出安全阈值的危险状况，并提示驾驶员谨慎采取合适的操作，降低驾驶员操作错误的可能性。进一步，整个高速公路自车周围车流量实时监测预警装置，只需毫米波雷达、车速传感器和闪光蜂鸣器和微处理器等即可实现，投资费用少，结构简单，技术可靠，无需对车辆进行过多改装，适合规模化推广；增加驾驶安全，减少事故发生。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种高速公路自车周围车流量实时监测预警装置的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种高速公路自车周围车流量实时监测预警方法的流程示意图；图3为本技术实施例提供的一种高速公路自车周围车流量实时监测预警本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速公路自车周围车流量实时监测预警装置，其特征在于，所述装置包括：4个毫米波雷达、车速传感器、车载CAN总线、CAN总线转换器、微处理器和闪光蜂鸣器；每个毫米波雷达的信号输出端、车速传感器的信号输出端分别与车载CAN总线电连接，所述车载CAN总线还与所述CAN总线转换器的信号输入端电连接，所述CAN总线转换器的信号输出端与所述微处理器的I/O输入端连接，所述微处理器的I/O输出端与所述闪光蜂鸣器的控制端电连接；所述4个毫米波雷达分别安装在自车前保险杠正中央、自车后保险杠正中央、自车左侧车身正中央、自车右侧车身正中央；所述车速传感器安装在自车车轮轴上；所述CAN总线转换器安装在车内车载CAN总线附近空闲处；所述微处理器固定安装在所述CAN总线转换器附近；所述闪光蜂鸣器固定安装在自车仪表盘上。

【技术特征摘要】
1.一种高速公路自车周围车流量实时监测预警装置，其特征在于，所述装置包括：4个毫米波雷达、车速传感器、车载CAN总线、CAN总线转换器、微处理器和闪光蜂鸣器；每个毫米波雷达的信号输出端、车速传感器的信号输出端分别与车载CAN总线电连接，所述车载CAN总线还与所述CAN总线转换器的信号输入端电连接，所述CAN总线转换器的信号输出端与所述微处理器的I/O输入端连接，所述微处理器的I/O输出端与所述闪光蜂鸣器的控制端电连接；所述4个毫米波雷达分别安装在自车前保险杠正中央、自车后保险杠正中央、自车左侧车身正中央、自车右侧车身正中央；所述车速传感器安装在自车车轮轴上；所述CAN总线转换器安装在车内车载CAN总线附近空闲处；所述微处理器固定安装在所述CAN总线转换器附近；所述闪光蜂鸣器固定安装在自车仪表盘上。2.根据权利要求1所述的一种高速公路自车周围车流量实时监测预警装置，其特征在于，所述4个毫米波雷达，用于实时获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：张名芳，刘新雨，付锐，郭应时，袁伟，宋柱，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61