专利技术交底书1一种车辆防碰撞预警系统.doc

(word完整版)专利技术交底书1一种车辆防碰撞预警系统专利申请技术交底书（发明或者实用新型）发明名称及技术领域（1)、要求发明名称能够简短、准确地表明本发明创造的技术主题，字数在25个字以内。（2)、所属技术领域是指本发明属于哪一类技术领域,而不是指发明本身是什么,应当简要说明该发明直接所属或者直接应用的技术领域本实用新型属于智能交通领域,涉及车辆防碰撞预警系统.背景（现有）技术(1）、写明对本发明创造的理解、检索、审查有用的背景技术，并且引证反映这些背景技术的文件。尤其要引证包含发明或者实用新型专利申请最接近的现有技术文件。（2）、客观地指出背景技术中存在的本发明需要解决的问题和缺点。2005年之后,在世界范围内，机动车交通事故发生率呈下降趋势，其中很大程度得益于中国在交通事故预防方面所做出的努力和取得的成就.但业内专家、学者和技术人员普遍表示，交通事故预防相关的科学技术还可以乘着高新技术和科研成果的迅猛发展势头继续向前推进。第四代移动网络技术开始向民用拓展，使得很多以往受到通讯和电子技术限制而难以向民用商业转化的智能交通系统（ITS）和智能车辆技术（IVT)得到二次开发.综合应用卫星定位、卫星导航、地理信息系统、传感器、雷达技术、电子计算机、网络、移动通讯、移动终端、云计算、大数据等高新技术的车载驾驶辅助系统（Advanced Driving Assistance Systems）技术和产品正被积极的开发出来驾驶辅助技术的诞生让人类的驾驶行为从完全依靠驾驶员操作和全部依赖被动安全技术的实现方式和理念，进入到了人、机器、环境综合协作的智能驾驶时代。主动安全技术的产生也让交通安全真正做到了“防患于未然”，突破了传统的以降低事故损伤程度的被动安全思想局限，真正挖掘了现代电子、信息技术的潜力，并与交通安全科研成果形成了真正的结合。2012年至2025年，美国和欧洲各国将纷纷制订和出台有关智能车辆和智能交通领域发展的规划和目标。主要依托的就是车载驾驶辅助系统，其中一个重点就是提供更好更安全的驾驶和行车环境。车载主动安全技术也理所当然的成为了世界各国在智能车辆和车载驾驶辅助系统研发的重点。本文基于车载主动安全技术对交通预警的研究正是抓住这个发展势头，依托GIS强大的空间数据处理能力，建立基于GIS的车辆防碰撞预警，通过防碰撞预警主动安全技术，作为减少交通事故的发生的手段之一。技术方案（1）、阐明针对背景技术中存在的缺陷和不足，本发明创造要解决的技术问题。（2）、清楚完整地说明为了解决现有技术中存在的问题或完成本发明创造的任务而采取的新的技术手段和措施，公开到使本专业技术领域中的普通技术人员能够实施本发明为准。权利要求书以此为基础，因此须清楚、完整的写技术方案。（3）、本发明创造采取的新的技术手段和措施与现有技术相比，所具有的优点和积极效果。本实用新型所要解决的技术问题是基于GIS的车辆防碰撞预警方法。包括预警系统组成、决策过程、数据采集方式以及根据天气和道路条件如何确定附着系数等内容；车载主动安全防碰撞预警决策过程设计如下： （1）数据需求。防碰撞预警安全车距模型算法需要驾驶员反应时间、气象信息、道路信息（路面铺设材料)、前后车车速、前后车车距等数据。 (2）数据接收方式。驾驶员反应时间由年龄决定，需要驾驶员通过车载终端系统用户界面（UI）或者远程系统后台输入；车辆行驶的地理位置由车载设备上GPS接收装置配合车载主动安全系统的地理信息管理系统(GIS），即俗称的GPS导航或电子地图系统确定车辆的形式位置；在判断了车辆行驶位置之后，车载系统与远程气象和道路信息提供方进行无线通信,相应的信息提供商会按照车辆所在地理位置为其提供实时（或短间隔时）的气象和道路信息服务,以使车辆预警系统能够判断雨雪雾等不良行车环境和道路铺设材料等数据；前后车车速可以通过CAN总线、车载传感器系统、GPS等方式获得.这些数据都会经过车载终端集成系统被实时采集；前后车车距则由车载雷达测距传感器实时测量。 （3）附着系数的计算.通过无线通信方式接收到的气象和道路信息数据能够提供行驶中车辆所处的气象条件、路面等级和铺设材料等信息,并根据相应路面附着系数算法得到该时刻车辆轮胎对道路路面的附着情况. （4）预警安全车距计算。驾驶员反应时间、路面附着系数、前后车车距、车速等数据最终都会被送达预警安全车距计算模块中，这是整个防碰撞子系统的核心算法模块。（5）得到预警安全车距数据。经过上步模块的计算，可以得到此刻行驶车辆与前车的防碰撞预警安全车距。 (6）安全车距被预警播报模块调用.预警播报模块对接收到预警安全车距和车载雷达传感器实时采集的前后车车距进行实时比较判断,一旦达到预警安全车距，则启动预警播报功能。 （7）车载预警播报设备.车载预警播报设备是最后提醒驾驶员的最终物理设备,具体实现方式多样，视觉提醒、听觉提醒、嵌入车载终端系统语音提醒等都是常见的形式.（8）驾驶员得到预警信息并做出相应判断和决定。安全预警距离模型。分析了车辆行驶过程中纵向碰撞的机理，研究了基于制动过程和车间时距的预警安全距离模型,分析了模型的特性并提出了改进模型；前后车实时车速、前后车实时距离、安全距离计算方法、决策和触发方式等是防碰撞功能实现的基本组成。安全距离的计算、决策判断、预警触发等功能的实现都是通过车载终端微控制单元 MCU 进行数据处理和完成触发功能。行车车速的采集一般使用 CAN 总线数据采集模块。在某些对数据传输速率要求比较高的安全系统或产品中，由于 CAN 总线采集到的车速数据首先需要经过一个协议解析的过程,然后才能将经过解析的数据通传输到终端进行后续相关操作，因此在对碰撞预警这类对数据实时性要求高系统设计中，也可使用第三方传感器产品对行车速度进行测量.防碰撞预警安全距离模型分析与仿真。对预警安全距离模型进行参数标定分析,并通过数值代入和仿真手段对模型的特性进行了研究。具体实施例(1）、实施例是对发明的进一步描述,是发明技术方案的具体化，很多情况下，这一部分内容与第四部分重复，但实施例的内容更详尽。至少应当提供一个实施本发明的例子。实施例应当详细、具体地描述本专业普通技术人员实施和再现本人发明所需的一切必要条件，如参数、材料、设备、工具等等,以及必要的规格、型号,如果其中使用了新物质或者自已制备的材料,还应当说明其制造方法。在描述具体结构时，各构件应标有与附图一致的标记.（2)对于产品的发明，具体实施方式应结合附图详细描述产品的机械构成或电路构成,说明各部分之间的相互关系，例如它们之间的连接关系、配合关系等，必要时还应说明其动作过程或操作步骤。涉及方法发明时，除写明步骤外，还应写出其工艺条件。行车碰撞由车速和驾驶人反应时间两项指标决定，并反映为“安全车距。因此对于行车碰撞的研究也就是对安全车距的研究；对行车碰撞的预防也就是危险车距的预防。行车碰撞原理如图1所示。 图1 行车碰撞原理距离的实时测量主要使用传感器技术。应用在行车防碰撞系统上的主要有：微波测距、雷达测距、红外线测距、超声波测距、激光测距、毫米波测距等技术。各种测距技术具有自身的特点。首先，不同技术的测距范围不同，红外线测距一般应用于近距离低速行车期间对车辆周边和车后部进行障碍物测距.不同技术受气候和天气的影响也不尽相同，雷达要比激光传感器对天气的要求更低，因此应用也更广泛一些。 在传感器的布置上，一般的汽车厂商针对中、高档次车型有些已经配备了原厂雷达设备,与车身结合度较好；对于售后(Aftermarket）自我安装的情况,则一般测距传感器设备主要安装在车辆前方的车标上下或中网内部。测距传感器和测速传感器是整个防碰撞系统的主要数据输入组成部分,他们采集的数据通过 MCU 微控制单元进行防碰撞安全距离的计算和决策判断并在最终通过终端的预警装置实现防碰撞预警功能。测距系统组成如图1所示。图2 测距系统附图及附图说明（1)、应提供能充分反映本发明技术特征的附图（附图有零件图、装配图、电路图、线路图、流程图、方框图、曲线示意图、形状示意图等，可酌情选用)。主要零部件应按顺序作出标记(一般用阿拉伯数字顺序编号）。附图均为示意图，不须标注尺寸及工艺要求.对附图图面,应当简要说明其编号和名称。图1通过雷达设备的测距功能，在行车过程中实时获取车距信息，并通过声音提示方式进行行车碰撞监测提醒；图2车道偏离监测功能原理图，在车辆前部布置行车安全辅助摄像头，通过影像分析手段实时监控车辆运行状态.车辆偏离车道后，会在驾驶室内通过视觉和听觉方式提醒驾驶员。具体过程为:在驾驶室内两侧 A 柱上分别安装视觉提醒设备和一个声音提醒设备，当车辆偏出车道后，监测系统发出声音提醒信号,同时闪亮偏出侧的视觉提醒设备图1前雷达布置方案图2 车道偏离监测功能原理图