一种车辆行驶预警系统和方法与流程

1.本发明涉及汽车电子技术领域，尤其是涉及一种车辆行驶预警系统和方法。


背景技术：

2.随着汽车的普及，车辆的行驶安全逐渐受到关注。当车辆行驶至安装交通信号灯的路口时，驾驶员需要根据交通信号灯的指示执行相应的操作。例如当信号灯为红灯时，驾驶员应该及时制动以便在路口的停止线前停车。
3.但是，可能会出现由于驾驶员忽视交通信号灯而出现闯红灯的现象。例如，由于前方大车的遮挡，导致后方小车驾驶员无法根据交通信号灯的指示执行相应的操作，从而导致驾驶员或行人的安全。
4.为了克服上述问题，一般通过互联网预先获得交通信号灯的状态，从而达到提前警示驾驶员的作用。但是，互联网质量很差的时候会出现信息传输延时，导致获取的交通信号灯的状态不准确，从而给驾驶员的警示信息准确性不高。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本技术提供一种车辆行驶预警系统和方法，用于提高给驾驶员的警示信息准确性。
6.本技术第一方面提供一种车辆行驶预警系统，所述系统包括：
7.地磁传感器、车道控制器、信号发射天线、微控制单元mcu和智能中央网关icgm；
8.所述地磁传感器，用于当车辆通过所述地磁传感器时，将所述地磁传感器的地址标识通过第一总线发送给所述车道控制器；其中，所述地磁传感器放置于路口停止线前预设距离处，所述地址标识表征所述地磁传感器所在的车道；
9.所述车道控制器，用于根据所述地址标识获取对应车道交通信号灯的状态和所述状态剩余时间，选择所述地址标识对应车道的所述信号发射天线；其中，所述车道控制器通过第二总线与交通信号灯控制系统连接；
10.所述信号发射天线，用于将所述交通信号灯的状态和所述状态剩余时间发送给所述车辆的所述mcu；其中，所述mcu包括信号接收天线；
11.所述mcu，用于将所述交通信号灯的状态和所述状态剩余时间通过第三总线发送给所述车辆的所述icgm；
12.所述icgm，用于根据所述交通信号灯的状态、所述状态剩余时间和所述车辆的速度判断所述车辆满足预设条件时，发出预警提示。
13.可选的，所述icgm具体用于当所述交通信号灯的状态为绿灯时，根据所述车辆的当前速度判断所述车辆是否在所述绿灯剩余时间内通过当前路口停止线，若否，则通过车内喇叭提醒驾驶员减速。
14.可选的，所述icgm具体用于当所述交通信号灯的状态为红灯时，根据所述车辆的当前速度判断所述车辆是否在所述红灯剩余时间内通过当前路口停止线，若是，则通过车
内喇叭提醒驾驶员减速。
15.可选的，所述icgm具体用于当所述车内喇叭提醒驾驶员减速后，根据所述车辆的当前刹车速度判断所述车辆是否在所述状态剩余时间内停止在所述当前路口停止线前，若否，则通过车外喇叭提醒行人避让。
16.可选的，所述车道控制器还用于预先建立所述地址标识与所述地磁传感器所在车道的对应表以及所述信号发射天线与所述地磁传感器所在车道的对应表。
17.可选的，所述mcu还用于当所述车辆开始运行时，初始化所述mcu存储的道路标识为0。
18.可选的，所述车道控制器还用于通过所述信号发射天线发送当前车道的道路标识给所述mcu；其中，所述道路标识表征所述车辆所在的路口；
19.所述mcu判断所述当前车道的道路标识与所述mcu存储的道路标识是否相同，若否，则将所述交通信号灯的状态和所述状态剩余时间通过第三总线发送给所述icgm，并用所述当前道路的标识替换所述mcu存储的道路标识。
20.可选的，所述信号发射天线的定位精度不超过0.1米。
21.本技术第二方面提供一种车辆行驶预警方法，应用于上述的系统，所述方法包括：
22.当车辆通过所述地磁传感器时，所述地磁传感器将所述地磁传感器的地址标识通过第一总线发送给所述车道控制器；其中，所述地磁传感器放置于路口停止线前预设距离处，所述地址标识表征所述地磁传感器所在的车道；
23.所述车道控制器根据所述地址标识获取对应车道交通信号灯的状态和所述状态剩余时间，选择所述地址标识对应车道的所述信号发射天线；其中，所述车道控制器通过第二总线与交通信号系统连接；
24.所述信号发射天线将所述交通信号灯的状态和所述状态剩余时间发送给所述车辆的所述mcu；其中，所述mcu包括信号接收天线；
25.所述mcu将所述交通信号灯的状态和所述状态剩余时间通过第三总线发送给所述车辆的所述icgm；
26.所述icgm根据所述交通信号灯的状态、所述状态剩余时间和所述车辆的速度判断所述车辆满足预设条件时，发出预警提示。
27.可选的，所述信号发射天线将所述交通信号灯的状态和所述状态剩余时间发送给所述车辆的所述mcu，具体包括：
28.所述车道控制器通过所述信号发射天线发送当前车道的道路标识给所述mcu；其中，所述道路标识表征所述车辆所在的路口；
29.所述mcu判断所述当前车道的道路标识与所述mcu存储的道路标识是否相同，若否，则将所述交通信号灯的状态和所述状态剩余时间通过第三总线发送给所述icgm，并用所述当前道路的标识替换所述mcu存储的道路标识。
30.相对于现有技术，本技术上述技术方案的优点在于：
31.本技术实施例提供一种车辆行驶预警系统，该系统包括地磁传感器、车道控制器、信号发射天线、微控制单元mcu和智能中央网关icgm。首先当车辆通过地磁传感器时，地磁传感器将地址标识通过第一总线发送给车道控制器。然后车道控制器根据地址标识获取对应车道交通信号灯的状态和状态剩余时间，并选择对应车道的信号发射天线。通过信号发
射天线将交通信号灯的状态和状态剩余时间发送给车辆的mcu，并通过车辆的mcu将交通信号灯的状态和状态剩余时间通过第三总线发送给车辆的icgm。最后icgm根据交通信号灯的状态、状态剩余时间和车辆的速度判断车辆满足预设条件时，发出预警提示。
32.该预警系统中地磁传感器通过第一总线传递地址标识，车道控制器通过第二总线获取交通信号灯的状态和状态剩余时间，并通过信号发射天线、信号接收天线和第三总线传递交通信号灯的状态和状态剩余时间给icgm。在本系统中，通过总线或天线传递消息，而非通过互联网传递消息，由此可以避免由于互联网质量很差出现的信息传输延时。提高了获取的交通信号灯的状态准确性，从而提高给驾驶员的预警信息准确性。
附图说明
33.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中记载的一些实施例，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它的附图。
34.图1为本技术提供的一种车辆行驶预警系统的示意图；
35.图2为本技术提供的一种车辆行驶预警方法的流程图；
36.图3为本技术提供的一种防止跟车信号干扰方法的流程图。
具体实施方式
37.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.参见图1，图1是本技术提供的一种车辆行驶预警系统的示意图，该系统包括地磁传感器101、车道控制器102、信号发射天线103、微控制单元(microcontroller unit，mcu)104和智能中央网关(intelligent central gateway module，icgm)105，其中icgm105位于车内，图1未示出。
39.下面具体说明车辆行驶预警系统中地磁传感器101、车道控制器102、信号发射天线103、微控制单元mcu104和智能中央网关icgm105的作用。
40.地磁传感器101，用于当车辆通过地磁传感器时，将地磁传感器101的地址标识通过第一总线发送给车道控制器102。
41.需要说明的是，地磁传感器101放置于路口停止线前预设距离处，可以放置于路面上，也可以埋于路面下。本领域技术人员可以根据实际需要设置预设距离，本技术实施例不具体限定预设距离的大小，例如可以为距离路口停止线18米的位置。
42.每个地磁传感器101均具有对应的地址标识，通过地址标识可以知道地磁传感器101所在的车道。例如，参见图1，左转车道的地址标识可以为001，直行车道的地址标识可以为002，右转车道的地址标识可以为003，不同车道的地址标识不同。
43.当有车辆经过的时候，地磁传感器101将该地磁传感器的地址标识通过第一总线传递给车道控制器102，以便车道控制器102可以通过地址标识获取有车辆通过的车道的交
通信号灯的状态以及所述状态的剩余时间。
44.本技术实施例不具体限定第一总线的种类，例如第一总线可以为内部集成电路(inter-integrated circuit，i2c)总线。
45.车道控制器102，用于根据地址标识获取对应车道交通信号灯的状态和所述状态剩余时间，选择地址标识对应车道的信号发射天线。
46.需要说明的是，车道控制器通过第二总线与交通信号灯控制系统连接，且通过第二总线获取交通信号灯的状态和所述状态剩余时间。本技术实施例不具体限定第二总线的种类，可以与第一总线相同，也可以与第二总线不相同。例如第二总线可以为i2c总线。
47.车道控制器102根据地址标识获得通过地磁传感器101的车辆所在的车道，然后获取该车道对应的交通信号灯的状态和所述状态剩余时间，并选择该车道对应的信号发射天线103，以便将获取的交通信号灯的状态和所述状态剩余时间发送给车辆。
48.以上述图1的例子为例，车道控制器102获得的地址标识为001，则该车道为左转车道，车道控制器102通过第二总线获取左转车道的交通信号灯的状态和所述状态剩余时间，例如为绿灯，该绿灯的剩余时间为10秒。
49.需要说明的是，车道控制器102可以预先建立地址标识与地磁传感器所在车道的对应表以及信号发射天线与地磁传感器所在车道的对应表。获取地址标识后通过对应表查找到所述地址标识对应的车道以及该车道对应的信号发射天线。
50.信号发射天线103，用于将交通信号灯的状态和所述状态剩余时间发送给车辆的mcu104；其中，mcu104包括信号接收天线。
51.需要说明的是，参见图1，每个车道均有对应的信号发射天线103，该信号发射天线位于交通信号灯监控杆上。信号发射天线103与交通信号灯控制系统通过总线连接。
52.信号发射天线103将车道控制器102获取的交通信号灯的状态和所述状态剩余时间发送给车辆的mcu104。
53.需要说明的是，该车辆需要具有与信号发射天线对应的信号接收天线，以便在信号发射天线发射信息后，车辆具有的信号接收天线接收信息。
54.本技术实施例不限定信号接收天线在车辆的位置，例如可以与车辆的mcu集成在一起，安装于车辆后窗玻璃上。
55.本技术实施例不具体限定信号发射天线与信号接收天线的种类。例如信号发射天线为专用短距离通信(dedicated short range communications，dsrc)相控阵智能天线，信号接收天线为dsrc接收天线。
56.在一种可能的实现方式中，由于相邻车道信号可能会互相干扰，可以采用定位精度不超过0.1米的信号发射天线，通过最佳波束形成定位技术实现对带信号接收天线车辆的高精度定位。
57.mcu104，用于将交通信号灯的状态和状态剩余时间通过第三总线发送给车辆的icgm105。
58.需要说明的是，本技术实施例不具体限定第三总线的种类，可以与前述总线相同，也可以与前述总线不相同。例如第三总线可以为控制器局域网(controller area network，can)总线。
59.icgm105，用于根据交通信号灯的状态、所述状态剩余时间和车辆的速度判断车辆
满足预设条件时，发出预警提示。
60.icgm105在获取从mcu104传递的交通信号灯的状态和所述状态剩余时间后，结合车辆的速度，当判断车辆满足预设条件时，发出对应的预警提示。
61.在一种可能的实现方式中，当icgm105获取的交通信号灯的状态为绿灯时，根据车辆的当前速度和预设距离判断车辆是否在绿灯剩余时间内通过当前路口停止线，若否，则通过车内喇叭提醒驾驶员减速。
62.进一步的，当车内喇叭提醒驾驶员减速后，icgm105根据车辆的当前刹车速度判断车辆是否能在绿灯剩余时间内停止在当前路口停止线前，若否，则通过车外喇叭提醒行人避让。
63.在一种可能的实现方式中，当icgm105获取的交通信号灯的状态为红灯时，根据所述车辆的当前速度判断车辆是否在红灯剩余时间内通过当前路口停止线，若是，则通过车内喇叭提醒驾驶员减速。
64.进一步的，当车内喇叭提醒驾驶员减速后，icgm105根据车辆的当前刹车速度判断车辆是否能在红灯剩余时间内停止在当前路口停止线前，若否，则通过车外喇叭提醒行人避让。
65.需要说明的是，若当前的信号灯状态包括黄灯，则当获取的交通信号灯为绿灯时，则所述状态剩余时间包括绿灯剩余时间和黄灯剩余时间。当获取的交通信号灯为黄灯，需要结合黄灯后的交通信号灯的状态进行判断。
66.当黄灯后的交通信号灯的状态为绿灯，则所述状态剩余时间包括绿灯剩余时间和黄灯剩余时间。当黄灯后的交通信号灯的状态为红灯，则所述状态剩余时间为黄灯剩余时间。
67.在一种可能的实施方式中，当同一车道车辆出现跟随情况的时候，会出现前后车辆的信号出现干扰的情况。为了克服信号干扰，mcu104还用于当车辆重新启动时，初始化mcu104存储的道路标识为0。
68.mcu104会存储上一次通过路口的道路标识，在每一次车辆重新启动后，可以初始化mcu104存储的道路标识为0。
69.需要说明的是，道路标识用于区分车辆所在的不同路口，每个路口的道路标识均不相同。以上述图1的例子为例，在该路口左转车道的道路标识为1001，下一个路口左转车道的道路标识为1002。相同路口不同车道的道路标识可以相同可以不同，本技术实施例不具体限定。
70.车道控制器102还用于通过信号发射天线103发送当前车道的道路标识给mcu104，mcu104判断当前路口的道路标识与mcu104存储的道路标识是否相同，如果不同，证明车辆第一次接收来自当前路口的道路标识，则将交通信号灯的状态和所述状态剩余时间通过第三总线发送给icgm105，并用当前道路的标识替换mcu104存储的道路标识。
71.如果当前路口的道路标识与mcu104存储的道路标识相同，证明车辆已经接收过当前路口的道路标识，即该车辆已经获取过交通信号灯的状态和所述状态剩余时间，无需再进行获取。
72.由于车辆依次通过地磁传感器，先通过地磁传感器的车辆先进行道路标识的判断，后通过地磁传感器的车辆后进行道路标识的判断，判断具有先后顺序，交通信号灯的状
态和所述状态剩余时间的发送也具有相应的先后顺序，因此不会出现前后车辆的交通信号灯的状态和所述状态剩余时间接收混乱的情况。
73.本技术实施例提供一种车辆行驶预警系统，该系统包括地磁传感器、车道控制器、信号发射天线、微控制单元mcu和智能中央网关icgm。首先当车辆通过地磁传感器时，地磁传感器将地址标识通过第一总线发送给车道控制器。然后车道控制器根据地址标识获取对应车道交通信号灯的状态和状态剩余时间，并选择对应车道的信号发射天线。通过信号发射天线将交通信号灯的状态和状态剩余时间发送给车辆的mcu，并通过车辆的mcu将交通信号灯的状态和状态剩余时间通过第三总线发送给车辆的icgm。最后icgm根据交通信号灯的状态、状态剩余时间和车辆的速度判断车辆满足预设条件时，发出预警提示。
74.该预警系统中地磁传感器通过第一总线传递地址标识，车道控制器通过第二总线获取交通信号灯的状态和状态剩余时间，并通过信号发射天线、信号接收天线和第三总线传递交通信号灯的状态和状态剩余时间给icgm。在本系统中，通过总线或天线传递消息，而非通过互联网传递消息，由此可以避免由于互联网质量很差出现的信息传输延时。提高了获取的交通信号灯的状态准确性，从而提高给驾驶员的预警信息准确性。
75.本发明实施例除了提供车辆行驶预警系统外，还提供了车辆行驶预警方法，应用于上述车辆行驶系统。
76.如图2所示，该图为一种车辆行驶预警方法的流程图。
77.s201：当车辆通过所述地磁传感器时，所述地磁传感器将所述地磁传感器的地址标识通过第一总线发送给所述车道控制器；其中，所述地磁传感器放置于路口停止线前预设距离处，所述地址标识表征所述地磁传感器所在的车道；
78.s202：所述车道控制器根据所述地址标识获取对应车道交通信号灯的状态和所述状态剩余时间，选择所述地址标识对应车道的所述信号发射天线；其中，所述车道控制器通过第二总线与交通信号系统连接；
79.s203：所述信号发射天线将所述交通信号灯的状态和所述状态剩余时间发送给所述车辆的所述mcu；其中，所述mcu包括信号接收天线；
80.s204：所述mcu将所述交通信号灯的状态和所述状态剩余时间通过第三总线发送给所述车辆的所述icgm；
81.s205：所述icgm根据所述交通信号灯的状态、所述状态剩余时间和所述车辆的速度判断所述车辆满足预设条件时，发出预警提示。
82.在一种可能的实现方式中，当icgm105获取的交通信号灯的状态为绿灯时，根据车辆的当前速度和预设距离判断车辆是否在绿灯剩余时间内通过当前路口停止线，若否，则通过车内喇叭提醒驾驶员减速。
83.进一步的，当车内喇叭提醒驾驶员减速后，icgm105根据车辆的当前刹车速度判断车辆是否能在绿灯剩余时间内停止在当前路口停止线前，若否，则通过车外喇叭提醒行人避让。
84.在一种可能的实现方式中，当icgm105获取的交通信号灯的状态为红灯时，根据所述车辆的当前速度判断车辆是否在红灯剩余时间内通过当前路口停止线，若是，则通过车内喇叭提醒驾驶员减速。
85.进一步的，当车内喇叭提醒驾驶员减速后，icgm105根据车辆的当前刹车速度判断
车辆是否能在红灯剩余时间内停止在当前路口停止线前，若否，则通过车外喇叭提醒行人避让。
86.需要说明的是，若当前的信号灯状态包括黄灯，则当获取的交通信号灯为绿灯时，则所述状态剩余时间包括绿灯剩余时间和黄灯剩余时间。当获取的交通信号灯为黄灯，需要结合黄灯后的交通信号灯的状态进行判断。
87.当黄灯后的交通信号灯的状态为绿灯，则所述状态剩余时间包括绿灯剩余时间和黄灯剩余时间。当黄灯后的交通信号灯的状态为红灯，则所述状态剩余时间为黄灯剩余时间。
88.该预警系统中地磁传感器通过第一总线传递地址标识，车道控制器通过第二总线获取交通信号灯的状态和状态剩余时间，并通过信号发射天线、信号接收天线和第三总线传递交通信号灯的状态和状态剩余时间给icgm。icgm根据交通信号灯的状态、所述状态剩余时间和车辆的速度判断车辆满足预设条件时，发出预警提示。在本系统中，通过总线或天线传递消息，而非通过互联网传递消息，由此可以避免由于互联网质量很差出现的信息传输延时，提高了获取的交通信号灯的状态准确性，从而提高给驾驶员的预警信息准确性。
89.在一种可能的实现方式中，为了解决跟车干扰问题，步骤203具体包括以下步骤，参见图3，该图为本技术提供的一种防止跟车信号干扰方法的流程图。
90.s301：所述车道控制器通过所述信号发射天线发送当前车道的道路标识给所述mcu；其中，所述道路标识表征所述车辆所在的路口；
91.s302：所述mcu判断所述当前车道的道路标识与所述mcu存储的道路标识是否相同，若否，则将所述交通信号灯的状态和所述状态剩余时间通过第三总线发送给所述icgm，并用所述当前道路的标识替换所述mcu存储的道路标识。
92.由于车辆依次通过地磁传感器，先通过地磁传感器的车辆先进行道路标识的判断，后通过地磁传感器的车辆后进行道路标识的判断，判断具有先后顺序，交通信号灯的状态和所述状态剩余时间的发送也具有相应的先后顺序，因此不会出现前后车辆的交通信号灯的状态和所述状态剩余时间接收混乱的情况，由此可以克服由于跟车导致的信号干扰问题。
93.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于系统实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
94.以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。