接近物体侦测的预警系统及方法与流程

1.本发明是关于一种侦测预警系统，尤指一种接近物体侦测的预警系统及方法。


背景技术：

2.雷达侦测系统，例如盲点侦测系统(blind spot detection system)、后方碰撞警示系统(rear crash collision warning system)、碰撞预防系统(pre crash system)等，目前已经非常成熟的运用在智能型车辆上，例如运用在先进驾驶辅助系统（advanced driver assistance system,adas）中，这些雷达侦测系统的使用，都是为了确保在车辆行驶过程中，不与他人或物体发生碰撞的状况，让行车更加的安全。
3.然而，常常听说故障车停放在路边，由于该故障车后方来车没有注意而撞上，造成车内或车旁的人员受撞击因而受伤或者死亡的情形。除此之外，警察在临检时摆放路障，或是在犯罪现场以静止的车体作为掩护时，若未查觉有来车快速的靠近，可能会造成人员随着来车碰撞而受伤。
4.现有一种侦测警示系统，是静态放置而用以预防来车碰撞，其利用雷达来侦测来车的接近速度或接近距离，作为判断是否为危险车辆的依据。然而，当来车的接近速度或接近距离达到设定的范围内，此时若来车的行驶路径为远离而不具威胁性，系统仍会持续发出警告，因而导致现场人员误判来车为危险车辆，进而造成害怕或恐慌的情况发生。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明提供一种接近物体侦测的预警系统及方法，通过侦测接近物体的移动路径，当判断移动路径在警示路径中并符合确认条件时，运算处理单元输出警示讯号，并进行警告。
6.本发明的一项实施例提供一种侦测接近物体接近的预警系统，接近物体可为车辆，预警系统包括一侦测单元、一储存单元以及一运算处理单元。侦测单元侦测所述接近物体的一移动路径，并转换为一侦测讯号并输出；储存单元储存一预警资讯，预警资讯包括一于侦测区域内所设定的警示路径、以及一确认所述接近物体持续移动在警示路径的确认条件，其中警示路径有一警示区以及一缓冲区，警示区以侦测单元所能侦测的一预定宽度延伸，缓冲区则扩张于警示区外；运算处理单元分别与侦测单元以及储存单元电性连接，接收侦测讯号以获得所述接近物体实时的移动路径，在侦测到所述接近物体移动至缓冲区内时启动确认条件的运算判断，且移动路径在警示路径之中并符合确认条件时，运算处理单元输出一警示讯号。
7.较佳地，侦测单元于一侦测区域内侦测所述接近物体的一相对距离以获得一碰撞时间，预警资讯包括一碰撞时间预设值，运算处理单元接收侦测讯号以获得所述接近物体实时的碰撞时间，在移动路径在警示区之中并符合确认条件，且判断碰撞时间等于或小于碰撞时间预设值时，运算处理单元输出警示讯号。
8.较佳地，确认条件为一计数预设值，所述接近物体进入缓冲区时开始计数一计数
实际值，如计数实际值已达计数预设值，运算处理单元判断移动路径在警示区之中符合确认条件；另外地计数实际值未达计数预设值，运算处理单元判断移动路径在警示区之中不符合确认条件。
9.较佳地，所述警示区为一直线警示区，其以预定宽度而往同一方向呈直线延伸，缓冲区在直线警示区两旁扩张且距离对称。
10.较佳地，所述警示区为一曲线警示区，以预定宽度的两端点和所述接近物体位置的一所在点呈三点连线所构成的三角区域，随所述接近物体的移动路径离开曲线警示区，并且符合一远离条件时，改以所述接近物体符合远离条件时的所在点和两端点三点连线所构成的三角区域重新定义曲线警示区，以此类推，直至符合确认条件且运算处理单元输出警示讯号，或者所述接近物体通过侦测单元而远离。
11.较佳地，远离条件为所述接近物体如前述往曲线警示区远离时的移动路径先后撷取多个路径点，并由运算处理单元比对多个路径点中的首路径点至末路径点为逐渐远离曲线警示区时，视为符合远离条件；另外地多个路径点中的首路径点至末路径点非逐渐远离曲线警示区时，视为不符合远离条件。
12.较佳地，还包括一曲线警示区，以预定宽度的两端点和所述接近物体位置的一所在点呈三点连线所构成的三角区域，随所述接近物体的移动路径离开曲线警示区，并且符合一远离条件时，改以所述接近物体符合远离条件时的所在点和两端点三点连线所构成的三角区域重新定义曲线警示区，以此类推，直至符合确认条件且运算处理单元输出警示讯号，或者所述接近物体通过侦测单元而远离。
13.较佳地，远离条件为所述接近物体如前述往曲线警示区远离时的移动路径先后撷取多个路径点，并由运算处理单元比对多个路径点中的首路径点至末路径点为逐渐远离曲线警示区时，视为符合远离条件；另外地多个路径点中的首路径点至末路径点非逐渐远离曲线警示区时，视为不符合远离条件。
14.本发明的一项实施例提供侦测接近物体接近的预警方法，其步骤包括：通过一侦测单元于一侦测区域内侦测所述接近物体的一移动路径，并转换为一侦测讯号并输出；通过一储存单元储存一预警资讯，预警资讯包括一于侦测区域内所设定的警示路径、以及一确认所述接近物体持续移动在警示路径的确认条件，其中警示路径有一警示区以及一缓冲区，警示区以侦测单元所能侦测的一预定宽度延伸，缓冲区扩张于警示区外；分别与侦测单元以及储存单元电性连接的运算处理单元接收侦测讯号以获得所述接近物体实时的移动路径，在侦测到所述接近物体移动至缓冲区内时启动确认条件的运算判断，且移动路径在警示路径之中并符合确认条件时，运算处理单元输出一警示讯号。
15.较佳地，侦测单元于一侦测区域内侦测所述接近物体的一相对距离以获得一碰撞时间，预警资讯包括一碰撞时间预设值，运算处理单元接收侦测讯号以获得所述接近物体实时的碰撞时间，在移动路径在警示区之中并符合确认条件，且判断碰撞时间等于或小于碰撞时间预设值时，运算处理单元输出警示讯号。
16.较佳地，确认条件为一计数预设值，所述接近物体进入缓冲区时开始计数一计数实际值，如计数实际值已达计数预设值，运算处理单元判断移动路径在警示区之中符合确认条件，另外地计数实际值小于计数预设值，运算处理单元判断移动路径在警示区之中不符合确认条件。
17.较佳地，所述警示区一直线警示区以预定宽度而往同一方向呈直线延伸，缓冲区在直线警示区两旁扩张且距离对称。
18.较佳地，所述警示区为一曲线警示区，以预定宽度的两端点和所述接近物体位置的一所在点呈三点连线所构成的三角区域，随所述接近物体的移动路径离开曲线警示区后，并且符合一远离条件时，改以所述接近物体符合远离条件时的所在点和两端点三点连线所构成的三角区域重新定义曲线警示区，以此类推，直至符合确认条件且运算处理单元输出警示讯号，或者所述接近物体通过侦测单元而远离。
19.较佳地，远离条件为所述接近物体如前述往曲线警示区远离时的移动路径先后撷取多个路径点，并由运算处理单元比对多个路径点中的首路径点至末路径点为逐渐远离曲线警示区时，视为符合远离条件，另外地多个路径点中的首路径点至末路径点非逐渐远离曲线警示区时，视为不符合远离条件。
20.较佳地，还包括一曲线警示区，以预定宽度的两端点和所述接近物体位置的一所在点呈三点连线所构成的三角区域，随所述接近物体的移动路径离开曲线警示区后，并且符合一远离条件时，改以所述接近物体符合远离条件时的所在点和两端点三点连线所构成的三角区域重新定义曲线警示区，以此类推，直至符合确认条件且运算处理单元输出警示讯号，或者所述接近物体通过侦测单元而远离。
21.较佳地，远离条件为所述接近物体如前述往曲线警示区远离时的移动路径先后撷取多个路径点，并由运算处理单元比对多个路径点中的首路径点至末路径点为逐渐远离曲线警示区时，视为符合远离条件，另外地多个路径点中的首路径点至末路径点非逐渐远离曲线警示区时，视为不符合远离条件。
22.较佳地，所述侦测单元为雷达侦测模组，其侦测所述接近物体在缓冲区外移动时有一第一侦测次数，而侦测所述接近物体进入缓冲区内时有一第二侦测次数，第二侦测次数在相同侦测时间是高于第一侦测次数。
23.较佳地，警示讯号运算处理单元于所述接近物体行驶在警示区时所输出，相较于运算处理单元于所述接近物体行驶在缓冲区时所输出的警示程度为高。
24.借此，接近物体所侦测到的移动路径是在警示路径之中，并且必须符合所述确认条件，以确认所述接近物体确实是持续地移动在警示路径内，而当条件符合时才会确认接近物体处于即将冲撞的危险状态，运算处理单元也才会输出警示讯号进行警告，以解决误判接近物体处于危险状态的问题，避免因误判所发出的警告造成人员害怕或恐慌的情形发生。
附图说明
25.图1为本发明的预警系统的方块图；图2为本发明的预警系统及方法在直线模式下的流程图；图3为本发明的预警系统及方法侦测接近物体接近并已达警告状态的示意图；图4为本发明的预警系统及方法侦测接近物体接近但未达警告状态的示意图；图5为本发明的预警系统及方法在曲线模式下的流程图；图6为本发明的预警系统及方法侦测接近物体接近但未达警告状态的示意图；图7本发明的预警系统及方法侦测接近物体接近并已达警告状态的示意图。
26.附图标记说明100：预警系统；10：侦测单元；20：储存单元；30：运算处理单元；a、b、c、d：路径点；l：警示路径；p：移动路径；p1、p2：端点；p3、p4：所在点；v：接近物体；w：预定宽度；z1：直线警示区；z2：缓冲区；z3、z4：曲线警示区；z5、z6：缓冲区。
具体实施方式
27.为便于说明本发明于上述发明内容一栏中所表示的中心思想，现以具体实施例表达。实施例中各种不同物件是按适于说明的比例、尺寸、变形量或位移量而描绘，而非按实际元件的比例予以绘制，合先叙明。
28.请参阅图1至图7所示，本发明提供一种接近物体侦测的预警系统及方法，所述侦测接近物体接近的预警系统100，其包括一侦测单元10、一储存单元20以及一运算处理单元30，所述预警系统100为以静态放置在故障车(图中未示)或以三角警示锥等物体呈现，以进行接近物体v接近的侦测，于本发明的实施例中，接近物体v可为一移动车辆，实际上任何的接近物体都可作为侦测的标的，例如也可应用于落石侦测、水域船只的接近物体侦测，所述侦测接近物体接近的预警方法一并说明如下：侦测单元10于一侦测区域(图中未示)内侦测接近物体v的一移动路径p(于本实施例中所述移动车辆的行驶路径)，并转换为一侦测讯号输出；储存单元20用以储存一预警资讯，预警资讯包括一警示路径l以及一确认条件，警示路径l是于侦测区域内设定，所述确认条件在于确认接近物体v持续行驶在警示路径l；运算处理单元30分别与侦测单元10以及储存单元20电性连接，用以接收侦测单元10所输出的前述侦测讯号，以获得接近物体v即时移动路径p。
29.所述的确认条件，其于本实施例为一计数预设值，接近物体v进入警示路径l时开始计数一计数实际值，如所述计数实际值已达所述计数预设值，运算处理单元30判断接近物体v的移动路径p在警示路径l之中符合所述确认条件。反之，所述计数实际值未达所述计数预设值，运算处理单元30则判断接近物体v的移动路径p在警示路径l之中不符合所述确认条件。
30.于本实施例中，所述计数预设值为5，所述计数实际值为0至5，计数过程是当接近物体v在警示路径l外时不计数，此时计数实际值等于0；当接近物体v进入警示路径l后开始计数，直到计数实际值等于5时，计数实际值达到计数预设值。计数预设值以及计数实际值可视状况进行调整，并不以上述的实施例为限。
31.本实施例进一步由侦测单元10于侦测区域内侦测接近物体v的一相对距离以获得一碰撞时间（time to collision, ttc），所述碰撞时间是侦测单元10测得所述相对距离后，对所述相对距离进行微分而获得接近物体v的一相对速度，并以所述相对距离除以所述相对速度而获得。于本实施例中，所述预警资讯包括一碰撞时间预设值，此述碰撞时间预设值约为3.5秒。于本实施例中，经侦测接近物体v的移动路径p在警示路径l之中并符合前述确认条件，且判断前述碰撞时间等于或小于前述碰撞时间预设值时，而由运算处理单元30输出一警示讯号。本发明所述运算处理单元30输出所述警示讯号的条件，并不以包括判断前述碰撞时间等于或小于前述碰撞时间预设值为局限，意即侦测接近物体v的移动路径p在警示路径l之中并符合前述确认条件时，运算处理单元30即可输出所述警示讯号，而本实施
例中进一步由运算处理单元30判断前述碰撞时间等于或小于前述碰撞时间预设值再发出所述警示讯号，仅为一种实施例，本发明不以此例为限。
32.所述侦测接近物体接近的预警系统于本实施例中包括一“直线模式”以及一“曲线模式”。于前述的“直线模式”下，警示路径l包括一直线警示区z1以及一缓冲区z2(如图3、4所示)，缓冲区z2为扩张于直线警示区z1外，直线警示区z1以侦测单元10所能侦测的一预定宽度w延伸，而于本实施例中，直线警示区z1是以预定宽度w而往同一方向呈直线延伸，缓冲区z2则在直线警示区z1两旁扩张且距离对称。
33.如图2所示，为所述“直线模式”下的侦测接近物体v的接近流程，并配合图3所示，当接近物体v未进入缓冲区z2时为不计数，表示接近物体v并未进入警示路径l，此时预警系统100处于待命状态；当接近物体v进入缓冲区z2内时，开始启动所述确认条件的运算判断，于本实施例中即计数实际值由0开始往上计数至5，过程中若接近物体v离开缓冲区z2则往下计数至计数实际值为0。当计数实际值由0开始往上计数至5的过程中，接近物体v不论是在缓冲区z2，或从缓冲区z2进入直线警示区z1，而在计数到达5时，因计数实际值达到计数预设值，运算处理单元30判断接近物体v的移动路径p在警示路径l之中符合所述确认条件。
34.综上所述，若运算处理单元30已判断接近物体v的移动路径p在直线警示区z1内，且接近物体v的移动路径p也符合所述确认条件，于本实施例中进一步由运算处理单元30判断接近物体v所测得的碰撞时间是否等于或小于前述碰撞时间预设值3.5秒，即接近物体v所测得的碰撞时间是否在前述碰撞时间预设值3.5秒内。换言之，当运算处理单元30判断接近物体v所测得的碰撞时间大于前述碰撞时间预设值3.5秒，预警系统100处于不警告的状态；而当运算处理单元30判断接近物体v所测得的碰撞时间等于或小于前述碰撞时间预设值3.5秒时，便判断接近物体v为处于危险状态的危险车辆，此时再输出所述警示讯号以进行警告(例如蜂鸣或闪灯)，让所述故障车内或在旁的人员能及时获知有危险车辆接近，并尽快闪避。
35.再配合图4所示，若运算处理单元30同样判断接近物体v的移动路径p在直线警示区z1内，且接近物体v的移动路径p也符合所述确认条件，但是接近物体v所测得的碰撞时间到达前述碰撞时间预设值3.5秒内之前，即已驶出直线警示区z1外，此时接近物体v所测得的碰撞时间即使到达前述碰撞时间预设值3.5秒内，因接近物体v已驶出直线警示区z1外，对故障车内或在旁的人员并不会造成危险，运算处理单元30不输出所述警示讯号而不进行警告，避免故障车内或在旁的人员害怕或恐慌。
36.本实施例中于前述的“曲线模式”下，以预定宽度w的两端点p1、p2和接近物体v位置的一所在点p3呈三点连线所构成的三角区域为曲线警示区z3、z4，并有缓冲区z5、z6在曲线警示区z3、z4两旁扩张(如图6、7所示)。如图5所示，为所述“曲线模式”下的侦测接近物体接近流程，并配合图6所示，当接近物体v未进入缓冲区z5、z6时为不计数，表示接近物体v并未进入警示路径l，此时预警系统100处于待命状态。而当接近物体v进入缓冲区z5内时开始计数，同样计数实际值由0开始往上计数至5，过程中若接近物体v进入曲线警示区z3后再离开，则往下计数至计数实际值为0。
37.如图6、7所示，随接近物体v的移动路径p改变，如接近物体v的移动路径p离开曲线警示区z3，并且符合一远离条件，例如于本实施例中，所述远离条件为接近物体v如前述往曲线警示区z3远离时的移动路径p先后撷取路径点a、b、c、d等四个路径点(如图6所示)，并
由运算处理单元30比对路径点a、b、c、d中的首路径点a至末路径点d为逐渐远离曲线警示区z3，此时改以接近物体v符合远离条件时的所在点p4和两端点p1、p2三点连线所构成的三角区域重新定义曲线警示区z4，以及缓冲区z6(如图7所示)，以此类推，直至符合所述确认条件且运算处理单元30输出所述警示讯号，或者接近物体v通过侦测单元10而远离。反之，路径点a、b、c、d中的首路径点a至末路径点d若非逐渐远离曲线警示区z3时，视为不符合所述远离条件，此时仍维持曲线警示区z3而不会重新定义。
38.当“曲线模式”下，接近物体v进入缓冲区z5或缓冲区z6，计数实际值由0开始往上计数至5，接近物体v从缓冲区z5进入曲线警示区z3，或从缓冲区z6进入曲线警示区z4，而在持续计数到达5时，因计数实际值达到计数预设值，运算处理单元30判断接近物体v的移动路径p在警示路径l之中符合所述确认条件。
39.综上所述，若运算处理单元30已判断接近物体v的移动路径p在曲线警示区z3或曲线警示区z4内，且接近物体v的移动路径p也符合所述确认条件，此时同样由运算处理单元30判断接近物体v所测得的碰撞时间是否等于或小于前述碰撞时间预设值3.5秒。换言之，当运算处理单元30判断接近物体v所测得的碰撞时间大于前述碰撞时间预设值3.5秒，预警系统100处于不警告的状态；而当运算处理单元30判断接近物体v所测得的碰撞时间等于或小于前述碰撞时间预设值3.5秒时(如图7所示)，便判断接近物体v为处于危险状态的危险车辆，此时再输出所述警示讯号以进行警告，让所述故障车内或在旁的人员能及时获知有危险车辆接近，并尽快闪避。若接近物体v驶出曲线警示区z4外(图中未示)，此时接近物体v所测得的碰撞时间即使到达前述碰撞时间预设值3.5秒内，对故障车内或在旁的人员并不会造成危险，运算处理单元30不输出所述警示讯号而不进行警告，避免故障车内或在旁的人员害怕或恐慌。
40.以上为分别说明直线模式与曲线模式，实际使用时，可单独以直线模式或曲线模式侦测接近物体v接近，也可直线模式与曲线模式并行，例如同时以直线模式与曲线模式侦测接近物体v接近，或者直线模式与曲线模式以交替的方式侦测接近物体v接近，让侦测接近物体接近的模式能更为灵活的运用，以减少误判的情况发生。
41.由上述的说明不难发现本发明的特点，主要在于：1.本发明所提供的接近物体侦测的预警系统及方法，在于接近物体的移动路径p是在警示路径l之中，并且必须符合所述确认条件，以确认接近物体v确实是持续地行驶在警示路径。当上述条件都符合时，才会确认接近物体为处于危险状态，而运算处理单元30才会输出警示讯号，以进行警告，以解决误判接近物体为处于危险状态的问题，避免因误判所发出的警告造成人员害怕或恐慌的情形发生。
42.2.本发明所提供的接近物体侦测的预警系统及方法，进一步以侦测单元10对接近物体所侦测到的碰撞时间，除前述接近物体的移动路径p是在警示路径l之中且须符合所述确认条件，并须由运算处理单元30判断是在碰撞时间预设值之内，才会确认接近物体为处于危险状态而输出前述警示讯号以进行警告，借此述碰撞时间以辅助判断接近物体为处于危险状态的正确性。
43.3.本发明所提供的接近物体侦测的预警系统及方法，在接近物体v的移动路径p是从侧边进入时，可在曲线模式下获得良好的侦测及预警效果，且能视接近物体v的移动路径p调整警示区的范围(如前述曲线警示区z3调整至曲线警示区z4)，借此进一步能达到精准
侦测接近物体v的移动路径p的功效。
44.进一步地，所述侦测单元10于本实施例中为雷达侦测模组，其侦测接近物体v行驶在缓冲区z2、z5、z6外时有一第一侦测次数，而侦测所述接近物体v行驶在缓冲区z2、z5、z6内时有一第二侦测次数，所述第二侦测次数在相同侦测时间是高于第一侦测次数。举例而言，当接近物体v行驶在缓冲区z2、z5、z6外，侦测单元10测得的一第一侦测次数例如每秒仅50次，属于慢侦测模式；当接近物体v行驶在缓冲区z2、z5、z6内时，侦测单元10可测得的一第二侦测次数例如每秒仅500次，属于快侦测模式。因此，通过接近物体v行驶在缓冲区z2、z5、z6外为慢侦测模式，相对于快侦测模式能比较省电，借此可使侦测单元10侦测时可达到省电的效果。
45.进一步地，接近物体v行驶在缓冲区z2、z5、z6时即可开始输出警示讯号以进行警告，而所述警示讯号运算处理单元30于接近物体v行驶在警示区z1、z3、z4时输出，相较于运算处理单元30于接近物体v行驶在缓冲区z2、z5、z6时输出的警示程度为高。换言之，接近物体v行驶在缓冲区z2、z5、z6而开始输出警示讯号以进行警告时的警示程度较低(例如蜂鸣器声响较小或警示灯闪动频率较低)，提供人员可在接近物体v行驶在缓冲区z2、z5、z6时即可发觉，且接近物体v若行驶至警示区z1、z3、z4时，警示程度则提高(例如蜂鸣器声响较大或警示灯闪动频率较高)，以协助人员获知情况危急而尽快闪避。
46.此外，预警系统100进行接近物体v接近的侦测，于上述实施例中是以静态放置在故障车或以三角警示锥等物体呈现为例说明，但是不以此为限，预警系统100也可以是在所放置的车辆移动中进行侦测，例如预警系统100放置在车辆的侧后方，当所述车辆开始倒车时，也可通过预警系统100在其侦测范围内，进行所述车辆后方有正向或侧向接近物体接近的侦测，且在测得接近物体时输出所述警示讯号以进行警告，借此也能达到倒车防撞的功效。
47.以上所举实施例仅用以说明本发明而已，非用以限制本发明的范围。举凡不违本发明精神所从事的种种修改或变化，都属本发明权利要求保护的范畴。