本發(fā)明涉及車輛駕駛安裝輔助領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種車輛近距離盲區(qū)防碰撞報(bào)警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、隨著城市交通密度持續(xù)提升，車輛近場(chǎng)盲區(qū)碰撞事故呈高發(fā)態(tài)勢(shì)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，低速場(chǎng)景下約23％的側(cè)面碰撞與變道事故源于駕駛員對(duì)盲區(qū)內(nèi)移動(dòng)目標(biāo)的感知缺失。
2、現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)車輛近距離盲區(qū)防碰撞的解決要求一般都是像考駕照那樣駕駛前繞車一周觀察，但實(shí)際上很多駕駛員在考取駕照后并不能保持這一習(xí)慣，這也為市場(chǎng)上的車企發(fā)展智能化的防碰撞報(bào)警系統(tǒng)提供了一個(gè)研發(fā)方向，盡管部分高端車型引入傳感器融合技術(shù)，但傳統(tǒng)超聲波雷達(dá)在＜0.5m距離存在探測(cè)盲區(qū)，毫米波雷達(dá)近距雜波抑制不足，攝像頭在夜間/逆光時(shí)失效風(fēng)險(xiǎn)高，單一傳感器報(bào)警策略無法適應(yīng)復(fù)雜場(chǎng)景(如雨天誤觸、狹窄車位誤報(bào))，且缺乏與車輛動(dòng)態(tài)(轉(zhuǎn)向意圖、擋位)的實(shí)時(shí)協(xié)同。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供一種車輛近距離盲區(qū)防碰撞報(bào)警系統(tǒng)。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種車輛近距離盲區(qū)防碰撞報(bào)警系統(tǒng)，包括多模態(tài)感知單元、時(shí)空融合處理單元、自適應(yīng)決策單元、多通道交互單元、執(zhí)行聯(lián)動(dòng)接口單元和動(dòng)態(tài)盲區(qū)風(fēng)險(xiǎn)態(tài)勢(shì)評(píng)估與意圖預(yù)測(cè)單元，其中：
3、所述多模態(tài)感知單元為集成于車輛側(cè)后方的短距寬角毫米波雷達(dá)陣列、扇形聚焦超聲波傳感器陣列及超廣角攝像模組；
4、所述時(shí)空融合處理單元的輸入端連接所述多模態(tài)感知單元，輸出端生成帶置信度的盲區(qū)目標(biāo)列表；
5、所述動(dòng)態(tài)盲區(qū)風(fēng)險(xiǎn)態(tài)勢(shì)評(píng)估與意圖預(yù)測(cè)單元的輸入端連接所述時(shí)空融合處理單元的輸出端及車輛導(dǎo)航/高精定位單元(如接入hd?map數(shù)據(jù))、v2x通信單元(如接入周邊車輛/設(shè)施信息)，輸出端生成包含盲區(qū)目標(biāo)預(yù)測(cè)軌跡、碰撞時(shí)間估計(jì)(ttc)、目標(biāo)行為意圖概率及綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)的態(tài)勢(shì)評(píng)估報(bào)告；
6、所述自適應(yīng)決策單元的輸入端接收態(tài)勢(shì)評(píng)估報(bào)告、盲區(qū)目標(biāo)列表及車輛can總線信號(hào)，輸出端生成分級(jí)預(yù)警指令；
7、所述多通道交互單元包括空間化聲場(chǎng)生成器、方向盤觸覺反饋器及ar-hud投影器，輸入端連接所述自適應(yīng)決策單元；
8、所述執(zhí)行聯(lián)動(dòng)接口單元與車輛aeb控制器、esc控制器及eps控制器建立雙向通信；
9、所述動(dòng)態(tài)盲區(qū)風(fēng)險(xiǎn)態(tài)勢(shì)評(píng)估與意圖預(yù)測(cè)單元包括：
10、a.目標(biāo)軌跡預(yù)測(cè)器：基于目標(biāo)歷史狀態(tài)(位置、速度、加速度)、車輛自身狀態(tài)及環(huán)境約束(車道線、路沿)，使用運(yùn)動(dòng)學(xué)模型或機(jī)器學(xué)習(xí)模型預(yù)測(cè)目標(biāo)未來短期(如3-5秒)軌跡；
11、b.意圖識(shí)別器：結(jié)合目標(biāo)類型(來自目標(biāo)分類單元)、軌跡預(yù)測(cè)、車輛信號(hào)(如轉(zhuǎn)向燈)、v2x信息(如周邊車輛意圖)及交通規(guī)則知識(shí)庫(kù)，預(yù)測(cè)目標(biāo)行為意圖(如切入、橫穿、駐留)；
12、c.碰撞風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算器：綜合目標(biāo)預(yù)測(cè)軌跡、本車預(yù)測(cè)軌跡(基于車輛狀態(tài)和駕駛員輸入)、碰撞時(shí)間(ttc)、目標(biāo)類型、意圖概率等因素，計(jì)算動(dòng)態(tài)碰撞風(fēng)險(xiǎn)值；
13、d.態(tài)勢(shì)綜合評(píng)估器：整合上述信息，生成包含風(fēng)險(xiǎn)熱點(diǎn)區(qū)域、關(guān)鍵威脅目標(biāo)標(biāo)識(shí)及預(yù)測(cè)碰撞點(diǎn)的態(tài)勢(shì)報(bào)告。
14、作為本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述短距寬角毫米波雷達(dá)陣列的工作頻段為77-81ghz，探測(cè)角度覆蓋±150°扇形區(qū)域，最小探測(cè)距離≤0.2m；所述扇形聚焦超聲波傳感器陣列的波束角≤30°，縱向分辨率≤5cm；所述超廣角攝像模組支持120db?hdr成像與940nm紅外夜視雙模式。
15、作為本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述時(shí)空融合處理單元包括多傳感器時(shí)鐘同步模塊、動(dòng)態(tài)標(biāo)定補(bǔ)償模塊和環(huán)境自適應(yīng)權(quán)重分配器，其中，多傳感器時(shí)鐘同步模塊基于ptp協(xié)議對(duì)齊各傳感器時(shí)間戳；動(dòng)態(tài)標(biāo)定補(bǔ)償模塊的輸入端連接車輛imu及輪速傳感器，輸出端修正坐標(biāo)系偏移；環(huán)境自適應(yīng)權(quán)重分配器內(nèi)置光照/雨量傳感器接口。
16、作為本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述自適應(yīng)決策單元包括場(chǎng)景識(shí)別引擎、駕駛員狀態(tài)輸入接口和碰撞點(diǎn)預(yù)測(cè)器，其中，場(chǎng)景識(shí)別引擎用于接收轉(zhuǎn)向燈信號(hào)、擋位信號(hào)及方向盤轉(zhuǎn)角；駕駛員狀態(tài)輸入接口連接艙內(nèi)dms攝像頭；碰撞點(diǎn)預(yù)測(cè)器的輸出端連接ar-hud投影器。
17、作為本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述多通道交互單元包括聲場(chǎng)定位控制器、觸覺編碼器和ar圖形生成器，其中，聲場(chǎng)定位控制器用于驅(qū)動(dòng)多通道車載音響生成方位性提示音；觸覺編碼器用于獨(dú)立控制方向盤左右側(cè)振動(dòng)馬達(dá)；ar圖形生成器用于在擋風(fēng)玻璃投射與真實(shí)空間位置對(duì)齊的危險(xiǎn)區(qū)域光帶。
18、作為本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述執(zhí)行聯(lián)動(dòng)接口單元包括受限制動(dòng)指令接口和轉(zhuǎn)向干預(yù)指令接口，其中，受限制動(dòng)指令接口用于向aeb控制器輸出減速度≤0.3g的制動(dòng)請(qǐng)求；轉(zhuǎn)向干預(yù)指令接口用于向eps控制器輸出≤2nm的微力矩請(qǐng)求。
19、作為本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括抗干擾單元，所述抗干擾單元由毫米波雷達(dá)跳頻控制器和超聲波波形分析器組成，其中，毫米波雷達(dá)跳頻控制器支持77-81ghz偽隨機(jī)頻點(diǎn)切換；超聲波波形分析器的輸入端連接超聲波傳感器原始回波信號(hào)。
20、作為本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括目標(biāo)分類單元，所述目標(biāo)分類單元包括金屬特性識(shí)別器和微動(dòng)特征提取器，其中，金屬特性識(shí)別器的輸入端連接超聲波諧振頻率分析電路；微動(dòng)特征提取器的輸入端連接毫米波雷達(dá)微多普勒頻譜數(shù)據(jù)。
21、作為本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括降級(jí)容錯(cuò)單元，所述降級(jí)容錯(cuò)單元包括傳感器失效檢測(cè)器和虛擬盲區(qū)重建模塊，其中，傳感器失效檢測(cè)器用于監(jiān)測(cè)各傳感器數(shù)據(jù)有效性；虛擬盲區(qū)重建模塊的輸入端連接車輛輪速及轉(zhuǎn)向角傳感器，虛擬盲區(qū)重建模塊用于在傳感器失效或環(huán)境干擾導(dǎo)致感知能力下降時(shí)，通過車輛動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)模擬盲區(qū)風(fēng)險(xiǎn)。
22、作為本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述多模態(tài)感知單元中毫米波雷達(dá)安裝于車尾兩側(cè)，超聲波傳感器沿側(cè)裙等間距排布，攝像模組固定于外后視鏡殼體底部；所述執(zhí)行聯(lián)動(dòng)接口單元通過車輛以太網(wǎng)總線與aeb/esc/eps控制器通信。
23、本發(fā)明的有益效果：
24、本發(fā)明通過創(chuàng)新性多模態(tài)感知單元組合與分層處理架構(gòu)，結(jié)合新增的動(dòng)態(tài)盲區(qū)風(fēng)險(xiǎn)態(tài)勢(shì)評(píng)估與意圖預(yù)測(cè)單元，實(shí)現(xiàn)了對(duì)車輛側(cè)后方0.2-10米全盲區(qū)的高精度、智能化覆蓋，不僅能在復(fù)雜環(huán)境與極端場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)高可靠目標(biāo)識(shí)別與分類，更能深度解析盲區(qū)動(dòng)態(tài)態(tài)勢(shì)，預(yù)測(cè)潛在碰撞對(duì)象的軌跡與意圖，評(píng)估前瞻性碰撞風(fēng)險(xiǎn)；自適應(yīng)決策單元基于此更全面的態(tài)勢(shì)信息，結(jié)合車輛實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)與駕駛員狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了更精準(zhǔn)、更及時(shí)的場(chǎng)景化風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)；直覺化多通道交互單元為駕駛員提供基于風(fēng)險(xiǎn)態(tài)勢(shì)的無干擾方向性提示；受限執(zhí)行聯(lián)動(dòng)接口單元在關(guān)鍵危險(xiǎn)瞬間提供主動(dòng)安全兜底保障；還配備了抗干擾單元、目標(biāo)分類單元及降級(jí)容錯(cuò)單元，確保魯棒性，綜上，本發(fā)明構(gòu)建了從“環(huán)境感知-態(tài)勢(shì)理解-風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)-智能決策-直覺交互-受控執(zhí)行”的閉環(huán)防護(hù)體系，顯著超越了現(xiàn)有技術(shù)對(duì)盲區(qū)的靜態(tài)或簡(jiǎn)單動(dòng)態(tài)感知，有效降低駕駛員盲區(qū)碰撞焦慮，大幅提升車輛近場(chǎng)安全防護(hù)的智能化水平和主動(dòng)預(yù)防能力。
1.一種車輛近距離盲區(qū)防碰撞報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：包括多模態(tài)感知單元(1)、時(shí)空融合處理單元(2)、自適應(yīng)決策單元(3)、多通道交互單元(4)、執(zhí)行聯(lián)動(dòng)接口單元(5)和動(dòng)態(tài)盲區(qū)風(fēng)險(xiǎn)態(tài)勢(shì)評(píng)估與意圖預(yù)測(cè)單元(6)，其中：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛近距離盲區(qū)防碰撞報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述短距寬角毫米波雷達(dá)陣列的工作頻段為77-81ghz，探測(cè)角度覆蓋±150°扇形區(qū)域，最小探測(cè)距離≤0.2m；所述扇形聚焦超聲波傳感器陣列的波束角≤30°，縱向分辨率≤5cm；所述超廣角攝像模組支持120db?hdr成像與940nm紅外夜視雙模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛近距離盲區(qū)防碰撞報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述時(shí)空融合處理單元(2)包括多傳感器時(shí)鐘同步模塊、動(dòng)態(tài)標(biāo)定補(bǔ)償模塊和環(huán)境自適應(yīng)權(quán)重分配器，其中，多傳感器時(shí)鐘同步模塊基于ptp協(xié)議對(duì)齊各傳感器時(shí)間戳；動(dòng)態(tài)標(biāo)定補(bǔ)償模塊的輸入端連接車輛imu及輪速傳感器，輸出端修正坐標(biāo)系偏移；環(huán)境自適應(yīng)權(quán)重分配器內(nèi)置光照/雨量傳感器接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛近距離盲區(qū)防碰撞報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述自適應(yīng)決策單元(3)包括場(chǎng)景識(shí)別引擎、駕駛員狀態(tài)輸入接口和碰撞點(diǎn)預(yù)測(cè)器，其中，場(chǎng)景識(shí)別引擎用于接收轉(zhuǎn)向燈信號(hào)、擋位信號(hào)及方向盤轉(zhuǎn)角；駕駛員狀態(tài)輸入接口連接艙內(nèi)dms攝像頭；碰撞點(diǎn)預(yù)測(cè)器的輸出端連接ar-hud投影器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛近距離盲區(qū)防碰撞報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述多通道交互單元(4)包括聲場(chǎng)定位控制器、觸覺編碼器和ar圖形生成器，其中，聲場(chǎng)定位控制器用于驅(qū)動(dòng)多通道車載音響生成方位性提示音；觸覺編碼器用于獨(dú)立控制方向盤左右側(cè)振動(dòng)馬達(dá)；ar圖形生成器用于在擋風(fēng)玻璃投射與真實(shí)空間位置對(duì)齊的危險(xiǎn)區(qū)域光帶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一車輛近距離盲區(qū)防碰撞報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述執(zhí)行聯(lián)動(dòng)接口單元(5)包括受限制動(dòng)指令接口和轉(zhuǎn)向干預(yù)指令接口，其中，受限制動(dòng)指令接口用于向aeb控制器輸出減速度≤0.3g的制動(dòng)請(qǐng)求；轉(zhuǎn)向干預(yù)指令接口用于向eps控制器輸出≤2nm的微力矩請(qǐng)求。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛近距離盲區(qū)防碰撞報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：還包括抗干擾單元，所述抗干擾單元由毫米波雷達(dá)跳頻控制器和超聲波波形分析器組成，其中，毫米波雷達(dá)跳頻控制器支持77-81ghz偽隨機(jī)頻點(diǎn)切換；超聲波波形分析器的輸入端連接超聲波傳感器原始回波信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛近距離盲區(qū)防碰撞報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：還包括目標(biāo)分類單元，所述目標(biāo)分類單元包括金屬特性識(shí)別器和微動(dòng)特征提取器，其中，金屬特性識(shí)別器的輸入端連接超聲波諧振頻率分析電路；微動(dòng)特征提取器的輸入端連接毫米波雷達(dá)微多普勒頻譜數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛近距離盲區(qū)防碰撞報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：還包括降級(jí)容錯(cuò)單元，所述降級(jí)容錯(cuò)單元包括傳感器失效檢測(cè)器和虛擬盲區(qū)重建模塊，其中，傳感器失效檢測(cè)器用于監(jiān)測(cè)各傳感器數(shù)據(jù)有效性；虛擬盲區(qū)重建模塊的輸入端連接車輛輪速及轉(zhuǎn)向角傳感器，虛擬盲區(qū)重建模塊用于在傳感器失效或環(huán)境干擾導(dǎo)致感知能力下降時(shí)，通過車輛動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)模擬盲區(qū)風(fēng)險(xiǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛近距離盲區(qū)防碰撞報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：所述多模態(tài)感知單元(1)中毫米波雷達(dá)安裝于車尾兩側(cè)，超聲波傳感器沿側(cè)裙等間距排布，攝像模組固定于外后視鏡殼體底部；所述執(zhí)行聯(lián)動(dòng)接口單元(5)通過車輛以太網(wǎng)總線與aeb/esc/eps控制器通信。