一种主动防止后车碰撞的方法及系统

文献发布时间：2023-06-19 16:06:26

技术领域

本发明涉及汽车安全技术领域，具体涉及一种主动防止后车碰撞的方法及系统。

背景技术

现有的汽车防撞方法：

一是像特斯拉、蔚来等新能源汽车用的方法，就是通过测量前车的车速和距离，来提示本车的司机控制本车不撞上前方的车，而本发明采用毫米波雷达来测量后方的车速和距离，通过一种显示技术，来告诉后方的车司机控制他自己的车不要追尾我；

另一种最常见的，用在家用轿车上的倒车雷达，这是通过超声波来测量障碍物的距离，提示本车司机控制车不要撞上障碍物或人，但是这种方法不能测量障碍物或后面车的速度，不能判断危险，而且，测量距离最长不超过5米。现实生活中，汽车追尾事故很多，大部分情况都是后面车的司机判断失误造成的。

上述方法都缺乏对后车的主动警示功能；因此，需要提供一种新的方式解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种主动防止后车碰撞的方法及系统；本方法能自动判断危险，提醒后车注意安全，能有效减少追尾事故，本发明采用这种方法，不危险是不提示，也避免了两车正常行驶时对后车的视线干扰。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

本发明提供一种主动防止后车碰撞的系统，包括：主控制器、微波雷达、显示组件；

主控制器连接电源并分别与所述微波雷达、显示组件连接；

所述微波雷达和显示组件均安装在车辆的后部，所述微波雷达用于检测本车与后车的距离，以及后车的车速，所述主控制器根据设定的条件控制所述显示组件显示警示内容，所述显示组件包含一半透明显示屏，用于显示警示内容。

进一步的，所述主控制器包括：微处理器、滤波器、放大器、GPS芯片；

所述微处理器分别与所述放大器、GPS芯片、滤波器连接，所述滤波器用于接收来自微波雷达的差频信息并进行滤波去除干扰噪音，所述放大器将差频信息放大，所述GPS芯片用于获取位置信息和本车速度，所述微处理器根据差频信息计算出后车的速度以及后车与本车的距离并向显示组件发送指令，所述差频信息包括差频一、差频二。

进一步的，所述微波雷达包括：振荡器、功分器、发射天线、接收天线、90度移相器、射频前端放大器、第一混频器、第二混频器；

所述振荡器与所述主控制器连接用于接收来自主控制器的控制信号，所述功分器分别与所述振荡器、发射天线、第一混频器、90度移相器连接，所述射频前端放大器分别与所述第二混频器、第一混频器、接收天线连接，所述第二混频器还与所述90度移相器连接；

所述振荡器用于产生本振源，所述功分器用于将一路输入信号分成多路输出信号，即将振荡器输入的发射信号分成三路，一路给发射天线，一路给90度移相器，一路给第一混频器，射频前端放大器将接收天线接收的接收信号放大后分别发送给第一混频器和第二混频器，90度移相器将来自功分器的发射信号进行九十度移项后发送给第二混频器，第一混频器将来自功分器的发送发射信号和来自射频前端放大器的接收信号进行混频产生差频一，所述第二混频器将来自射频前端放大器的接收信号和来自90度移相器经过九十度移项后的发射信号进行混频产生差频二，所述差频一和差频二发送给主控制器。

进一步的，所述显示组件包括：MCU芯片、通讯电路、半透明显示屏、字库芯片；

所述MCU芯片分别与电源、通讯电路、半透明显示屏、字库芯片连接；所述通讯电路与所述主控制器连接用于接收显示信号，所述MCU芯片配合字库芯片将警示内容传输给半透明显示屏进行显示。

本发明还提供一种主动防止后车碰撞的方法，该方法包括如下步骤：

S1.微波雷达获取差频信息并发送给主控制器；

S2.主控制器根据差频信息计算出本车与后车的距离以及后车的车速并发送指令给显示组件；

S3.显示组件根据主控制器的指令显示警示内容。

进一步的，步骤S1具体包括如下步骤：

S11、振荡器根据微处理器的指令产生本振源，功分器将本振源产生的发射信号发送给发射天线、90度移相器、第一混频器，发射天线将发射信号发送出去；

S12、射频前端放大器将接收天线接收到的接收信号放大后发送给第一混频器、第二混频器；

S13、第一混频器将功分器发送过来的发射信号和射频前端放大器发送过来的接收信号进行混频产生差频一，第二混频器将经过90度移相器九十度移项后的发射信号和射频前端放大器发送过来的接收信号进行混频产生差频二，将差频一、差频二发送给微处理器。

进一步的，步骤S2具体包括如下步骤：

S21、微处理器获取差频一和差频二，计算出后车的车速以及本车与后车的距离；

S22、微处理器根据GPS芯片的数据判断车辆行使的位置和本车速度；

S23、微处理器根据设定的条件判断，如果在非高速路上，测算得出两车距离越来越远，则说明后车速度比本车慢，则不计算后车的速度，也不进行提示，如果计算出两车距离越来越近，则说明后车速度比本车快，要计算出后车速度和两车的距离，若通过计算得出本车与后车距离小于设定的安全距离，则微处理器给MCU芯片发送指令，MCU芯片提取字库内容在半透明显示屏进行滚动显示；

S24、如果微处理器根据GSP芯片的数据判断车辆在高速路上，测算得出两车距离越来越远，则说明后车速度比本车慢，则不计算后车的速度，也不提示，如果计算得出两车距离越来越近，则说明后车速度比本车快，要计算出后车速度和两车的距离，并判断后车速度是否超过100公里/小时，如果超过100公里/小时且两车距离小于100米，发出警示信息；如果没有超过100公里/小时，两车距离小于50米，也发出警示信息。

进一步的，通过差频一和差频二计算本车与后车的距离公式为：

如果发现两车距离越来越近，

通过差频一和差频二计算两车相对速度的公式为：

这两个公式中只要测出Δf1和Δf2，也就是两个混频器出来的两个差频其他的参数都是已知的。

本车的速度通过GPS芯片能读出，则后车的速度为(下面这个公式是后车速度比本车快时的算法，如果比本车慢是别外一种算法，因在本专利应用中比本车慢时无需提示，所以这种也情况无需计算，这里也省略比本车慢时的表述)：

R：两车的距离；

c：为光速；

Δt：接收信号与发射信号之间的时间延迟；

Δf：差频，接收信号与发射信号之间的频率变化；

Δf

Δf2：差频二；

v：两车相对速度；

λ：本振信号波长；

B：调频带宽；

T：调频周期；

f：本振频率；

采用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

1.采用微波雷达，根据频率的差值，计算出后车的速度以及后车与本车的相对距离，经过主控制器的计算，如果行驶位置、速度和相对距离达到设定条件，则显示组件进行提示，主动让后车进行减速避险；

2.显示组件的显示器件为半透明状态，使用过程中不影响观察车后情况，同时不使用时候，没有提示，也不影响后车的视线。

附图说明

图1是本发明的向后车发出警示的示意图；

图2是本发明的整体框图；

图3是本发明的三角波调频信号原理图；

图4是本发明的主控制器的结构框图；

图5是本发明的微波雷达结构框图；

图6是本发明的显示组件结构框图；

图7是本发明整体流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1-2所示，本发明提供一种主动防止后车碰撞的系统，该系统包括：主控制器、微波雷达、显示组件；

主控制器连接电源并分别与所述微波雷达、显示组件连接；

如图4所示，所述主控制器包括：微处理器、滤波器、放大器、GPS芯片；

如图5所示，所述微波雷达包括：振荡器、功分器、发射天线、接收天线、90度移相器、射频前端放大器、第一混频器、第二混频器；

如图6所示，所述显示组件包括：MCU芯片、通讯电路、半透明显示屏、字库芯片；

如图7所示，本发明还提供一种主动防止后车碰撞的方法，该方法包括如下步骤：