本發(fā)明涉及車載系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是一種基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的車輛行駛智能安全系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，現(xiàn)代社會中汽車已成為不可或缺的交通工具。近年來，公路交通運輸量日益增大，汽車工業(yè)的高速發(fā)展給人們帶來方便的同時交通安全也成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點問題。被動防護的安全技術(shù)已逐漸普及，而能夠提供預(yù)警功能的汽車主動安全技術(shù)正在興起。研究認為，危險路段、惡劣天氣、駕駛員危險駕駛行為和反應(yīng)能力等問題是造成事故的主要原因，車輛主動安全系統(tǒng)是解決這些問題的根本途徑。而車載安全系統(tǒng)與汽車本身關(guān)系不大，其開發(fā)成本相對較低，并且適用環(huán)境廣泛，因此正成為一個新研究的熱點。

一直以來，人們所重視的交通安全是撞擊安全，這是一種被動的安全，目的是在事故發(fā)生時將傷害程度降到最低。例如安全氣囊、頭部保護靠墊、安全帶預(yù)拉伸和車身的撞擊力吸收性能等。而今后的交通安全的發(fā)展趨勢是“安全預(yù)防”，一種主動的安全，即“防患于未然”?，F(xiàn)階段，abs(防抱死制動系統(tǒng))、vdc(車輛動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng))等已經(jīng)開始投入使用。在車載安全系統(tǒng)的不斷發(fā)展中，撞擊警報系統(tǒng)、撞擊減輕制動系統(tǒng)、ldws(車道駛離報警系統(tǒng))、來自導(dǎo)航系統(tǒng)的道路信息警報系統(tǒng)等，都成為熱門的前沿研究課題。

目前，一些高級車輛已具備相對成熟的主動安全技術(shù)，豐田推出的規(guī)避碰撞輔助套裝就是將預(yù)碰撞安全系統(tǒng)(pcs)、車道偏離警示系統(tǒng)(lda)、動態(tài)雷達巡航控制系統(tǒng)(drcc)和自動調(diào)節(jié)遠光燈系統(tǒng)(ahb)四種功能打包化、一體化。該系統(tǒng)采用了毫米波雷達+攝像頭雙傳感器，提高了識別性和可靠性。其中車載攝像頭的圖像處理也是車載安全系統(tǒng)的其中一個重要研究方向，圖像處理系統(tǒng)搭載包括行車線及前方車輛識別照相機、紅外線照相機、后方車況照相機、瞬時檢驗照相等技術(shù)裝置。將照相機送出的圖像信號進行處理，進而取出必要的信號，通過分析圖像的邊緣部分，能檢測前方的車輛和車道。通過道路檢測，也可對車道駛離行為發(fā)出警報。將汽車與導(dǎo)航系統(tǒng)連動也是車載安全系統(tǒng)的另一前沿技術(shù)，高性能的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)通過其存儲的地圖信息，在告知司機道路施工等信息的同時，能將在道路上行駛時車載電子控制系統(tǒng)檢出的大的坡度、道路的波動、急轉(zhuǎn)彎和連續(xù)轉(zhuǎn)彎等信息記錄在gps的信息庫上，下次來到該位置附近就可以向司機發(fā)出警報。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的車輛行駛智能安全系統(tǒng)，能夠保障行車安全縮短相關(guān)部門救援和應(yīng)急處置時間，降低人員傷亡和財產(chǎn)損失。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的車輛行駛智能安全系統(tǒng)，包括車路成像模塊、駕駛員危險行為等級評估模塊、車禍預(yù)警模塊和車禍報警模塊；將采集所得的用戶與前方車輛的車距、用戶占用車道和附近車輛信息進行處理，車路成像模塊繪制成實時車路圖；駕駛員危險行為等級評估模塊評估用戶以及周圍車輛的駕駛行為，判斷用戶和周圍車輛是否會發(fā)生碰撞，并對危險路段進行識別，當發(fā)現(xiàn)用戶或者周圍車輛出現(xiàn)危險駕駛行為、用戶和周圍車輛有碰撞危險、用戶行駛至危險路段時，駕駛員危險行為等級評估模塊將對用戶發(fā)出提示；若判斷當前發(fā)生事故，車禍預(yù)警模塊將通過車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)向周圍車輛發(fā)出車禍警報；若當前事故為重大交通事故，車禍報警模塊將通過北斗短報文通知醫(yī)護系統(tǒng)和交通管理系統(tǒng)進行救援。

優(yōu)選的，車路成像模塊包括北斗系統(tǒng)、微波雷達和車載攝像頭；通過車載攝像頭和微波雷達測量用戶車輛與周圍車輛之間的車距，通過北斗系統(tǒng)進行定位，通過車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將車輛信息推送到周圍車輛，通過導(dǎo)航地圖和危險路段數(shù)據(jù)庫識別危險路段，最終為用戶提供實時車路地圖。

優(yōu)選的，駕駛員危險行為等級評估模塊包括微波雷達、mems陀螺儀和加速度計、車載攝像頭；利用微波雷達測量用戶車輛與周圍車輛之間的車距，利用mems陀螺儀和加速度計檢測自身駕駛習慣，利用車載攝像頭捕捉其他車輛駕駛行為，結(jié)合駕駛員危險行為數(shù)據(jù)庫評定用戶自身及周圍車輛的危險駕駛行為等級；當用戶或周圍車輛出現(xiàn)駕駛員危險行為數(shù)據(jù)庫所述行為時，駕駛員危險行為等級評估模塊通過數(shù)據(jù)的采集與處理，在車路地圖中表示該車輛，通過語音播報提醒用戶注意避讓。

優(yōu)選的，車禍預(yù)警模塊包括微波雷達、mems陀螺儀和加速度計，利用微波雷達測量用戶與前后車輛之間的距離，利用mems陀螺儀和加速度計預(yù)測車間相對距離變化，進行數(shù)據(jù)的采集與處理，根據(jù)安全車距算法，判斷與前方車輛的距離是否安全，是否存在車禍風險，進行預(yù)警。

優(yōu)選的，在好天氣的情況下，當用戶車輛行駛在高速公路上，車速在120～60km/h時，安全車距為s1＝v-10(m)；當用戶車輛行駛在一般道路上，車速在80～40km/h時，安全車距為s1＝v-10(m)；而車速在40～20km/h時，安全車距為s1＝1.4v-26(m)，式中，v單位為千米每小時；在惡劣天氣的情況下，低能見度下需降低車速，車速限制通過具體的能見度大小來判斷；雨天和輕霧天氣下，車距s2＝1.5s1(m)；冰雪、大霧和沙塵的天氣條件下，車距s2＝3s1(m)，式中，s1為好天氣下當前車速對應(yīng)的安全車距。以上安全車距均由反應(yīng)距離、制動距離和車距余度三部分組成。

優(yōu)選的，車禍報警模塊包括碰撞傳感器、mems陀螺儀和加速度計、車載攝像頭；利用碰撞傳感器測量車禍中車輛的碰撞程度，利用mems陀螺儀和加速度計測量車輛的翻側(cè)狀況，利用車載攝像頭觀測車輛的損壞情況，結(jié)合車禍等級數(shù)據(jù)庫，進行數(shù)據(jù)的采集與處理，評定車禍的等級；利用車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)推送消息給相關(guān)人員進行救援。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明在預(yù)防碰撞系統(tǒng)上新增了與車速相關(guān)的實時安全車距計算方法，動態(tài)監(jiān)控行車，預(yù)防追尾；將車路成像的功能從防撞衍生至對所跟車輛駕駛行為的觀測和評估，對危險路段的主動識別判斷，豐富了對行車隱患的判斷；在車禍后可向外推送車禍消息，有利于各類應(yīng)急處置活動的進行，提高救援和現(xiàn)場處理效率；傳感器種類較多且實現(xiàn)功能全面，可以克服各類惡劣天氣對設(shè)備運行的影響，同時具有判定車禍等級的功能，預(yù)計將減少90％以上高速追尾事故以及99％的連環(huán)相撞事故；采用的北斗系統(tǒng)可以打破gps系統(tǒng)在該領(lǐng)域的壟斷，將其精確定位和短報文通信功能結(jié)合于一體，具有抗干擾性強、保密性強、定位精度高、抗衰減性好等多種優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)工作流程示意圖。

圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的車路成像模塊示意圖。

圖4是本發(fā)明的駕駛員危險行為等級評估模塊示意圖。

圖5是本發(fā)明的車禍預(yù)警模塊示意圖。

圖6是本發(fā)明的車禍報警模塊示意圖。

具體實施方式

如圖1和2所示，一種基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的車輛行駛智能安全系統(tǒng)，包括車路成像模塊、駕駛員危險行為等級評估模塊、車禍預(yù)警模塊和車禍報警模塊；將采集所得的用戶與前方車輛的車距、用戶占用車道和附近車輛信息進行處理，車路成像模塊繪制成實時車路圖；駕駛員危險行為等級評估模塊評估用戶以及周圍車輛的駕駛行為，判斷用戶和周圍車輛是否會發(fā)生碰撞，并對危險路段進行識別，當發(fā)現(xiàn)用戶或者周圍車輛出現(xiàn)危險駕駛行為、用戶和周圍車輛有碰撞危險、用戶行駛至危險路段時，駕駛員危險行為等級評估模塊將對用戶發(fā)出提示；若判斷當前發(fā)生事故，車禍預(yù)警模塊將通過車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)向周圍車輛發(fā)出車禍警報；若當前事故為重大交通事故，車禍報警模塊將通過北斗短報文通知醫(yī)護系統(tǒng)和交通管理系統(tǒng)進行救援。

本發(fā)明將采集所得的用戶與前方車輛的車距、用戶占用車道和附近車輛信息進行處理，繪制成實時車路圖。本發(fā)明將評估用戶以及周圍車輛的駕駛行為，判斷用戶和周圍車輛是否會發(fā)生碰撞，并對危險路段進行識別。當發(fā)現(xiàn)用戶或者周圍車輛出現(xiàn)危險駕駛行為，或用戶和周圍車輛有碰撞危險，或用戶行駛至危險路段時，本發(fā)明將對用戶發(fā)出提示。若判斷當前發(fā)生事故，本發(fā)明將通過車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)向周圍車輛發(fā)出車禍警報；若當前事故為重大交通事故，本發(fā)明將通過北斗短報文通知醫(yī)護系統(tǒng)和交通管理系統(tǒng)進行救援。

如圖3所示，車路成像模塊為用戶提供實時車輛所在道路的車路狀況圖，其中包括了定位和導(dǎo)航功能、車距測量功能、危險路段提示功能。定位和導(dǎo)航功能基于北斗系統(tǒng)和導(dǎo)航地圖實現(xiàn)。車距測量功能利用微波雷達和車載攝像頭實現(xiàn)，微波雷達和車載攝像頭相結(jié)合可以精確測量用戶車輛與周圍車輛之間的車距。危險路段提示功能基于車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和危險路段數(shù)據(jù)庫。車路成像模塊結(jié)合危險路段數(shù)據(jù)庫可以識別高速道路交匯口、t形交叉、急彎路、反向彎路、連續(xù)彎路、山區(qū)道路等危險路段；車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以將非隱私狀態(tài)的車輛的位置、速度、占用車道等信息推送到附近車輛。當用戶行駛至危險路段時，本發(fā)明將通過語音對用戶發(fā)出警報，提示用戶小心駕駛；當用戶行駛至可遮蔽來往車輛的危險路段時，如高速道路交匯口和反向轉(zhuǎn)彎，車路成像模塊將利用車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)顯示該路段車輛，提示用戶注意對面車輛。

如圖4所示，駕駛危險行為等級評估模塊為用戶測評自身及周圍車輛的危險駕駛行為等級，并進行語音警報，其中包括了用戶車輛的危險駕駛行為等級評估功能、周圍車輛的危險駕駛行為等級評估功能。用戶車輛的危險駕駛行為等級評估功能通過mems陀螺儀和加速度計和駕駛員危險行為數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)，mems陀螺儀和加速度計可測量用戶車輛的速度、加速度和車輛姿態(tài)。駕駛危險行為等級評估模塊將采集的用戶車輛數(shù)據(jù)進行處理，結(jié)合駕駛員危險行為數(shù)據(jù)庫，可以判斷用戶的駕駛狀態(tài)。周圍車輛的危險駕駛行為等級評估功能通過微波雷達、車載攝像頭和駕駛員危險行為數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)。微波雷達可以測量用戶與周圍車輛之間的車距，車載攝像頭用于捕捉其他車輛的架勢行為。駕駛危險行為等級評估模塊將采集的數(shù)據(jù)進行處理，結(jié)合駕駛員危險行為數(shù)據(jù)庫，可以判斷周圍車輛的架勢狀態(tài)。駕駛員危險行為數(shù)據(jù)庫包括了闖紅燈、超速、頻繁更換車道、急剎車、壓線、不打轉(zhuǎn)向燈等駕駛員危險駕駛行為。如果用戶或周圍車輛存在較為嚴重的危險駕駛，駕駛員危險行為等級模塊會通過語音提示用戶注意改正或避讓。

如圖5所示，車禍預(yù)警模塊為用戶預(yù)警駕駛過程中存在的車禍風險，提示用戶注意保持距離或減速。當車距恢復(fù)正常則警報解除。其中包括了測量車距功能，預(yù)測車距相對變化功能和預(yù)警功能。測量車距功能利用微波雷達測量用戶與前后車輛之間的距離。預(yù)測車距相對變化功能利用mems陀螺儀和加速度計，通過測量用戶車輛的加速度，可以預(yù)測車間相對距離變化。預(yù)警功能結(jié)合安全車距算法實現(xiàn)，安全車距算法用于判斷用戶與前方車輛的距離是否安全，是否存在車禍風險。

如圖6所示，車禍報警模塊為用戶判斷當前駕駛車距異常，如果存在車禍風險，將通過語音發(fā)出警報，提示用戶注意保持距離或減速；當車距恢復(fù)正常，警報解除。車禍報警模塊包括車禍碰撞程度測量功能、車輛翻側(cè)狀況測量功能、車輛損壞狀況觀測功能和推送車禍消息功能。車禍碰撞程度測量功能利用碰撞傳感器實現(xiàn)，碰撞傳感器可以檢測汽車碰撞的強度信號。車禍報警模塊將對汽車碰撞的強度信號進行處理，判斷車禍狀況。車輛翻側(cè)狀況測量功能利用mems陀螺儀和加速度計實現(xiàn)，mems陀螺儀和加速度計通過測量車輛的姿態(tài)，以實現(xiàn)對車輛翻側(cè)狀況的判斷。車輛損壞狀況觀測功能由車載攝像頭實現(xiàn)，車禍報警模塊處理車載攝像頭采集的圖像，對車輛損壞狀況進行判斷。推送車禍消息功能通過結(jié)合車禍等級數(shù)據(jù)庫、車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和北斗系統(tǒng)實現(xiàn)，車禍報警模塊將車禍碰撞程度、車輛翻側(cè)狀況和車輛損壞狀況的數(shù)據(jù)進行綜合性處理，評估車禍等級。車禍發(fā)生后，車禍報警模塊利用車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，為附近車輛推送車禍狀況，其中包括車禍地點、時間、路段擁堵狀況和車禍等級，提示用戶繞開車禍路段，避免擁堵。當事故較為嚴重，車禍報警模塊通過北斗短報文將車禍信息發(fā)送給警方及醫(yī)療系統(tǒng)，及時實施救援和車禍處理。

盡管本發(fā)明就優(yōu)選實施方式進行了示意和描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，只要不超出本發(fā)明的權(quán)利要求所限定的范圍，可以對本發(fā)明進行各種變化和修改。