一种基于毫米波雷达的道路车辆防撞警示系统的制作方法

1.本发明属于车辆防撞系统领域，涉及雷达探测技术技术，具体是一种基于毫米波雷达的道路车辆防撞警示系统。


背景技术：

2.随着私家车的大量普及，越来越多的车在路上行驶，道路的复杂程度也越来越严重，行车安全就成了一个重要的课题。
3.现有的道路车辆防撞警示系统能够在车辆行驶时针对动态的车辆或其他物体进行防撞预警，然而，在车辆进行倒车时，现有的防撞警示系统仅能够针对静态的障碍物进行防撞预警，而针对移动中的物体，比如说电动车、行人等，不能对其进行防撞分析，因此无法提前为驾驶人员进行提醒，导致道路车辆防撞警示系统的安全性不高；另外，现有的道路车辆防撞警示系统无法根据危险状态下的各个危险对象的特征对驾驶员的驾驶习惯进行分析，从而无法对危险驾驶的驾驶员进行劝诫。
4.针对上述技术问题，本技术提出一种解决方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于毫米波雷达的道路车辆防撞警示系统，用于解决现有道路车辆防撞警示系统无法在倒车时进行动态预警分析的问题；
6.本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种可以在倒车时进行动态预警分析的道路车辆防撞警示系统。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
8.一种基于毫米波雷达的道路车辆防撞警示系统，包括处理器，所述处理器通信连接有动态分析模块、预警模块、特征分析模块、习惯分析模块以及存储模块；
9.预警模块包括数字音频播放器；
10.所述动态分析模块用于对道路上的车辆进行防撞分析并判定主车辆是否存在碰撞风险；
11.所述特征分析模块用于对分析对象的特征进行提取，分析对象为与主车辆距离最近的动态目标；分析对象的特征包括数字特征与色系特征；
12.所述习惯分析模块用于对主车辆的驾驶状态进行分析。
13.作为本发明的一种优选实施方式，动态分析模块对道路上的车辆进行防撞分析的具体过程包括：将进行防撞分析的车辆标记为主车辆；获取主车辆与分析对象的行进速度并分别标记为主速度zs与分析速度fs，将主车辆与分析对象的距离值标记为jl，通过对主速度、分析速度以及距离值进行数值计算得到分析对象的碰撞系数pz，通过存储模块获取到碰撞阈值pzmax，将碰撞系数pz与碰撞阈值pzmax进行比较并通过比较结果对主车辆是否存在碰撞风险进行判定。
14.作为本发明的一种优选实施方式，碰撞系数pz与碰撞阈值pzmax的比较过程包括：
若碰撞系数wx大于等于碰撞阈值pzmax，则判定主车辆存在碰撞风险，将分析对象标记为碰撞对象，动态分析模块向处理器发送碰撞预警信号，处理器接收到碰撞预警信号后将碰撞预警信号发送至预警模块与特征分析模块，所述预警模块接收到碰撞预警信号后控制数字音频播放器播放提前录制好的碰撞预警提醒语音；若碰撞系数pz小于碰撞阈值pzmax，则判定主车辆不存在碰撞风险。
15.作为本发明的一种优选实施方式，特征分析模块对分析对象的特征进行提取的具体过程包括：对分析对象进行图像拍摄并将得到的图像标记为分析图像，通过特征提取技术分析图像获取分析图像中的字母与数字，将提取得到的字母与数字组成的字符串标记为数字特征，将分析图像放大为像素格图像，通过灰度变换获取像素格图像中各个像素格的灰度值，将0-255的灰度范围分割为若干个灰度区间，将灰度值位于灰度区间的像素格的数量标记为灰度区间的包含量，将包含量数值最高的灰度区间的最大灰度值与最小灰度值的平均值标记为色系特征，特征分析模块将数字特征与色系特征发送至处理器，处理器接收到数字特征与色系特征之后将数字特征与色系特征发送至危险分析模块。
16.作为本发明的一种优选实施方式，习惯分析模块对主车辆的驾驶状态进行分析的具体过程包括：获取l1分钟内处理器接收到碰撞预警信号的次数并标记为危险值wx，l1为数量常量；通过存储模块获取到危险阈值wxmax，将危险系数wx与危险阈值wxmax进行比较：若危险系数wx小于危险阈值wxmax，则判定主车辆的驾驶状态为安全；若危险系数wx大于等于危险阈值wxmax，则判定主车辆的驾驶状态为危险，将l1分钟内的危险对象进行特征比对：若两个危险对象的数字特征与色系特征均不相同，则判定这两个危险对象的特征不同；否则，判定两个危险对象的特征相同。
17.作为本发明的一种优选实施方式，数字特征的比对过程包括：将两个数字特征的字符串分别标记为第一串与第二串，随机选取第一串中的一个字符并标记为标记字符，判定第二串中是否存在与标记字符相同的字符：
18.若存在，则将对应字符标记为匹配字符，将标记字符与匹配字符分别从第一串与第二串中删除，在第一串中重新选取一个字符作为标记字符进行字符比对；
19.若不存在，则在第一串中重新选取一个字符作为标记字符进行字符比对；
20.直至第一串中的所有字符均作为标记字符完成字符比对，则将第一串与第二串中删除的字符数量的和值标记为sc，将第一串与第二串的字符数量的和标记为zs，将sc与zs的比值标记为删除比，通过存储模块获取删除阈值，将删除比与删除阈值进行比较：若删除比大于删除阈值，则判定两个危险对象的数字特征相同，否则，判定两个危险对象的数字特征不同。
21.作为本发明的一种优选实施方式，将特征相同的危险对象的数量标记为危险数量，将数值最大的危险数量标记为重合值ch，将重合值ch与危险值wx的比值标记为重合比cb，通过存储模块获取到重合阈值cbmax；将重合比cb与重合阈值cbmax进行比较：
22.若重合比cb小于重合阈值cbmax，则判定主车辆的驾驶员具有危险驾驶习惯，习惯分析模块向处理器发送危险驾驶预警信号，处理器接收到危险驾驶预警信号后将危险驾驶预警信号发送至预警模块，预警模块接收到危险驾驶预警信号后控制数字音频播放器播放提前录制好的危险预警提醒语音，在驾驶行为结束后，处理器向主车辆驾驶员的手机终端发送危险驾驶劝诫短信；
23.若重合比cb大于等于重合阈值cbmax，则判定主车辆的驾驶员具有赌气驾驶习惯，习惯分析模块向处理器发送赌气驾驶预警信号，处理器接收到赌气驾驶预警信号后将赌气驾驶预警信号发送至预警模块，预警模块接收到赌气驾驶预警信号后控制数字音频播放器播放提前录制好的赌气预警提醒语音，在驾驶行为结束后，处理器向主车辆驾驶员的手机终端发送赌气驾驶劝诫短信。
24.本发明具备下述有益效果：
25.1、通过动态分析模块可以在车辆行驶和倒车时对其进行动态防撞分析并得到分析对象的碰撞系数，通过碰撞系数的数值大小可以对主车辆是否存在碰撞风险进行判定，从而对主车辆进行提前预警，防止出现碰撞事故，提高车辆行驶与倒车的安全性；
26.2、通过特征分析模块可以对存在碰撞风险的分析对象进行特征提取分析，分析对象的特征包括数字特征与色系特征，通过一定时间内分析对象的特征重合度来判定主车辆是否存在危险驾驶的行为，从而通过危险对象的特征对主车辆的驾驶行为进行监控；
27.3、通过习惯分析模块可以对一定时间内出现碰撞预警信号的次数进行获取，然后通过危险值的数值大小对主车辆的驾驶状态是否安全进行判定，在驾驶状态为危险的情况下，对导致驾驶状态为危险的因素进行分析，通过特征对比的方式对主车辆驾驶员是否具有危险驾驶习惯，从而可以及时对主车辆驾驶员进行劝导。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
29.图1为本发明整体的系统框图；
30.图2为本发明实施例一的系统框图；
31.图3为本发明实施例二的系统框图。
具体实施方式
32.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
33.如图1所示，一种基于毫米波雷达的道路车辆防撞警示系统，包括处理器，处理器通信连接有动态分析模块、预警模块、特征分析模块、习惯分析模块以及存储模块。其中，预警模块包括数字音频播放器，数字音频播放器是一种可储存、组织与播放音讯档案格式的装置，常被称为“mp3播放器”，存储模块用于数据存储。
34.实施例一
35.在车辆进行倒车时，现有的防撞警示系统仅能够针对静态的障碍物进行防撞预警，而针对移动中的物体，比如说电动车、行人等，不能对其进行防撞分析，因此无法提前为驾驶人员进行提醒，导致道路车辆防撞警示系统存在安全隐患。
36.请参阅图2所示，动态分析模块用于对道路上的车辆进行防撞分析：将进行防撞分析的车辆标记为主车辆，获取与主车辆距离最近的动态目标并标记为分析对象，动态目标包括汽车、电动车、自行车以及行人；获取主车辆与分析对象的行进速度并分别标记为主速度zs与分析速度fs，将主车辆与分析对象的距离值标记为jl，距离值由毫米波雷达进行采集，毫米波雷达是工作在毫米波波段探测的雷达，通常毫米波是指30～300ghz频域的，毫米波的波长介于微波和厘米波之间，因此毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的一些优点。通过公式pz＝(α1
×
zs α2
×
fs)/(α3
×
jl)得到分析对象的碰撞系数pz，需要说明的是，碰撞系数是一个主车辆按照当前状态继续行驶时与分析对象产生碰撞的可能性，碰撞系数的数值越大则表示主车辆按照当前状态继续行驶时与分析对象产生碰撞的可能性越高，其中α1、α2以及α3均为比例系数，且α3＞α2＞α1＞0；通过存储模块获取到碰撞阈值pzmax，将碰撞系数pz与碰撞阈值pzmax进行比较：若碰撞系数wx大于等于碰撞阈值pzmax，则判定主车辆存在碰撞风险，将分析对象标记为碰撞对象，动态分析模块向处理器发送碰撞预警信号，处理器接收到碰撞预警信号后将碰撞预警信号发送至预警模块与特征分析模块，预警模块接收到碰撞预警信号后控制数字音频播放器播放提前录制好的碰撞预警提醒语音；若碰撞系数pz小于碰撞阈值pzmax，则判定主车辆不存在碰撞风险。需要说明的是，动态分析模块在具体工作时包括行驶状态与倒车状态，行驶状态与倒车状态所对应的碰撞阈值的数值不同，且可以理解的，行驶状态的碰撞阈值要远高于倒车状态的碰撞阈值，行驶状态与倒车状态的碰撞阈值的数值均通过模拟实验由管理人员自行设置；通过动态分析模块的工作模式的切换即可满足在行驶与倒车时对主车辆进行动态防撞预警分析，在车辆行驶和倒车时对其进行动态防撞分析并得到分析对象的碰撞系数，通过碰撞系数的数值大小可以对主车辆是否存在碰撞风险进行判定，从而对主车辆进行提前预警，防止出现碰撞事故，提高车辆行驶与倒车的安全性。
37.实施例二
38.针对于具有危险驾驶习惯的主车辆司机，全方位的动态预警分析系统不仅不能够对其驾驶行为进行约束，反而可能会由于更全面的防撞预警功能制造的安全行车环境而变得更加放肆，因此，在此时如果不对主车辆的驾驶员进行驾驶行为进行分析并约束，动态防撞预警分析系统可能会适得其反，反而使交通安全事故的发生概率变高。
39.请参阅图2所示，特征分析模块接收到碰撞预警信号后对分析对象的特征进行提取：对分析对象进行图像拍摄并将得到的图像标记为分析图像，通过特征提取技术分析图像获取分析图像中的字母与数字，将提取得到的字母与数字组成的字符串标记为数字特征，将分析图像放大为像素格图像，通过灰度变换获取像素格图像中各个像素格的灰度值，将0-255的灰度范围分割为若干个灰度区间，将灰度值位于灰度区间的像素格的数量标记为灰度区间的包含量，将包含量数值最高的灰度区间的最大灰度值与最小灰度值的平均值标记为色系特征，特征分析模块将数字特征与色系特征发送至处理器，处理器接收到数字特征与色系特征之后将数字特征与色系特征发送至危险分析模块，对分析对象的数字特征与色系特征进行收集的作用在于，判定短时间内多次出现碰撞预警的分析对象是否为同一个分析对象，若是，则说明主车辆与分析对象的驾驶员可能存在开赌气车的行为，需要及时对主车辆的驾驶人员进行情绪降温，防止由于情绪不受控制而导致安全事故发生；若不是，则说明主车辆的驾驶人员可能存在危险驾驶的习惯，需要在驾驶行为结束后对驾驶人员进
行劝诫。
40.习惯分析模块用于对主车辆的驾驶状态进行分析：获取l1分钟内处理器接收到碰撞预警信号的次数并标记为危险值wx，l1为数量常量；通过存储模块获取到危险阈值wxmax，将危险系数wx与危险阈值wxmax进行比较：若危险系数wx小于危险阈值wxmax，则判定主车辆的驾驶状态为安全；若危险系数wx大于等于危险阈值wxmax，则判定主车辆的驾驶状态为危险，此时便需要将导致驾驶状态为危险的原因进行分析，通常来说原因有两个，一是主车辆驾驶人员由于某些因素导致情绪难以控制，与分析对象的驾驶人员在道路上飙车“较量”，二是主车辆驾驶人员具有危险驾驶的习惯，而判定原因的方式为特征比对，将l1分钟内的危险对象进行特征比对：若两个危险对象的数字特征与色系特征均不相同，则判定这两个危险对象的特征不同；否则，判定两个危险对象的特征相同；将特征相同的危险对象的数量标记为危险数量，将数值最大的危险数量标记为重合值ch，将重合值ch与危险值wx的比值标记为重合比cb，重合比是一个表示在一定时间内主车辆与同一个分析对象出现碰撞预警的频繁程度的数值，重合比的数值越高则表示在一定时间内主车辆与同一个分析对象出现碰撞预警的频繁程度越高，即导致驾驶状态为危险的原因为第一种原因的可能性也就越高。通过存储模块获取到重合阈值cbmax；将重合比cb与重合阈值cbmax进行比较：若重合比cb小于重合阈值cbmax，则判定主车辆的驾驶员具有危险驾驶习惯，习惯分析模块向处理器发送危险驾驶预警信号，处理器接收到危险驾驶预警信号后将危险驾驶预警信号发送至预警模块，预警模块接收到危险驾驶预警信号后控制数字音频播放器播放提前录制好的危险预警提醒语音，在驾驶行为结束后，处理器向主车辆驾驶员的手机终端发送危险驾驶劝诫短信；若重合比cb大于等于重合阈值cbmax，则判定主车辆的驾驶员具有赌气驾驶习惯，习惯分析模块向处理器发送赌气驾驶预警信号，处理器接收到赌气驾驶预警信号后将赌气驾驶预警信号发送至预警模块，预警模块接收到赌气驾驶预警信号后控制数字音频播放器播放提前录制好的赌气预警提醒语音，在驾驶行为结束后，处理器向主车辆驾驶员的手机终端发送赌气驾驶劝诫短信，通过危险值的数值大小对主车辆的驾驶状态是否安全进行判定，在驾驶状态为危险的情况下，对导致驾驶状态为危险的因素进行分析，通过特征对比的方式对主车辆驾驶员是否具有危险驾驶习惯，从而可以及时对主车辆驾驶员进行劝导。
41.获取特征对比的两个危险对象的数字特征与色系特征，将两个数字特征的字符串分别标记为第一串与第二串，随机选取第一串中的一个字符并标记为标记字符，判定第二串中是否存在与标记字符相同的字符，若存在，则将对应字符标记为匹配字符，将标记字符与匹配字符分别从第一串与第二串中删除，在第一串中重新选取一个字符作为标记字符进行字符比对；若不存在，则在第一串中重新选取一个字符作为标记字符进行字符比对；直至第一串中的所有字符均作为标记字符完成字符比对，则将第一串与第二串中删除的字符数量的和值标记为sc，将第一串与第二串的字符数量的和标记为zs，将sc与zs的比值标记为删除比，通过存储模块获取删除阈值，将删除比与删除阈值进行比较：若删除比大于删除阈值，则判定两个危险对象的数字特征相同，否则，判定两个危险对象的数字特征不同。
42.一种基于毫米波雷达的道路车辆防撞警示系统，工作时，动态分析模块用于对道路上的车辆进行防撞分析并判定主车辆是否存在碰撞风险，在存在碰撞风险时，采用特征分析模块对分析对象的特征进行提取，并通过特征比对的方式对主车辆的驾驶行为与驾驶
习惯进行分析与劝诫，对驾驶人员进行监督。
43.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
44.上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式pz＝(α1
×
zs α2
×
fs)/(α3
×
jl)；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的碰撞系数；将设定的碰撞系数和采集的样本数据代入公式，任意三个公式构成三元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到α1、α2以及α3的取值分别为1.15、1.25和2.95；
45.系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的碰撞系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如碰撞系数与距离值的数值成反比。
46.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
47.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。