本发明涉及一种防后车碰撞交互式预警系统、方法及车辆，属于汽车主动安全领域。
背景技术：
传统的汽车信号灯具有示廓、制动提醒、转向提醒、倒车提醒和雾天恶劣天气警示等保障行车安全的预警功能，在正常交通状况和天气条件下基本可保证行车安全。
随着汽车保有量的上升，道路状况变得更为拥挤和复杂，驾驶人员即便保持良好的驾驶风格也无法完全避免由于其他交通参与者的失误对己方造成的安全威胁，有必要通过安全增强型的信号灯提前预警来有效避免因不良驾驶习惯/风格所带来的行车安全隐患。
当前，用来表示汽车异常状况或行车状态变化的汽车信号灯主要有黄光危险警告信号灯以及红光紧急制动灯，其可指代“车辆发生异常”，“视线状况不佳正在谨慎缓慢行驶”等多种状况，但由于表现形式相对单一，仅以灯光颜色进行不同警示含义的区分，容易造成理解歧义，当交通参与者误解时，极易发生行车安全事故。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种防后车碰撞交互式预警系统、方法及车辆，本车以图文并茂的形式向处于潜在碰撞危险中的后车明确传达警示信息，使后车司机无歧义地获取本车驾驶意图后及时采取安全防范措施，提高行车安全性。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种防后车碰撞交互式预警系统，包括交互控制模块和灯端执行模块；所述交互控制模块用于采集本车的行驶状态数据和后方来车信息，若所述本车的行驶状态数据和后方来车信息符合预警条件，则生成交互式预警图像；所述灯端执行模块用于向后方来车图文并茂地显示所述交互式预警图像，以警示其有碰撞风险，进而避免后方来车与本车发生碰撞。
进一步地，所述交互控制模块包括：信息采集单元，用于采集由本车的车速传感器所检测的本车车速v和由本车的后视雷达所检测的后方来车与本车之间的距离l；交互控制单元，用于判断所述车速v和车距l是否符合所述预警条件，若是，则生成所述交互式预警图像；图像输出单元，用于将所述交互式预警图像传输至所述灯端执行模块。
进一步地，所述灯端执行模块包括：图像采集单元，用于接收所述交互式预警图像；像素分发单元，用于根据信号灯的像素布局将所述交互式预警图像分解成所述信号灯的各像素的亮度值；信号灯，所述信号灯包括多个驱动单元及多个多像素的发光元件阵列；各所述驱动单元与各所述发光元件阵列一一对应电连接，各所述驱动单元基于各所述亮度值点亮各所述发光元件阵列的各像素。
进一步地，所述交互式预警图像包括文字部分和/或图形部分；其中，所述文字部分包括“保持车距”或“减速慢行”，所述图形部分包括警示标志。
进一步地，所述发光元件阵列包括多个独立发光单元，所述独立发光单元为自发光led芯片、自发光led芯片与光学零件的组合及液晶显示器中的一种；其中，所述自发光led芯片与光学零件的组合中，自发光led芯片发出的光通过光学零件调节照射亮度和照射范围。
进一步地，所述光学零件为透镜、聚光器和内配光镜中的一种。
本发明第二方面提供一种防后车碰撞交互式预警方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)获取本车的车速和后方来车与本车之间的距离l；(2)判断所述车速v和车距l是否符合预警条件，如符合，则生成交互式预警图像，并向后方来车图文并茂地显示所述交互式预警图像，以警示其有碰撞风险，进而避免后方来车与本车发生碰撞。
进一步地，所述预警条件为：所述车速v≥预设车速，且所述车距l≤预设车距。
进一步地，所述交互式预警图像包括文字部分和/或图形部分；其中，所述文字部分包括“保持车距”或“减速慢行”，所述图形部分包括警示标志。
发明第三方面提供一种车辆，包括第一方面任一技术方案所述的防后车碰撞交互式预警系统，并适于通过所述防后车碰撞交互式预警系统执行第二方面任一技术方案所述的防后车碰撞交互式预警方法。
通过本发明的上述技术方案，实时监测本车车速和后方来车与本车之间的车距，当车速和车距满足预警条件时，则利用阵列式信号灯显示交互式预警图像，向后方来车图文并茂地传达诸如“保持车距”、“减速慢行”的警示信息，带有明确含义的图形警示意图明确，带有文字的图形警示含义更加明确，可有效避免由于后车司机的认知偏差所造成的理解歧义，使后车司机能在看到警示信息后第一时间采取制动等安全防范措施，将两车碰撞的风险扼杀在萌芽状态，大大增强行车安全性，提高了汽车的主动安全性能。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1为本发明系统一实施例的原理框图；
图2为本发明系统另一实施例的原理框图；
图3为本发明系统一实施例中单个发光元件阵列的结构示意图；
图4为本发明方法一实施例的流程图；
图5为本发明系统或方法一实施例中的交互式预警图像的示例图一；
图6为本发明系统或方法一实施例中的交互式预警图像的示例图二；
图7为本发明系统或方法一实施例中的交互式预警图像的示例图三；
图8为本发明系统或方法一实施例中的交互式预警图像的示例图四；
图9为本发明系统或方法一实施例中的交互式预警图像的示例图五；
图10为本发明系统一实施例中多个发光元件阵列组合的结构示意图。
附图标记说明
光源1；聚光器2；连接板3。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
如图1所示，本发明防后车碰撞交互式预警系统的一个实施例，包括交互控制模块和灯端执行模块；所述交互控制模块用于采集本车的行驶状态数据和后方来车信息，若所述本车的行驶状态数据和后方来车信息符合预警条件，则生成交互式预警图像；所述灯端执行模块用于向后方来车图文并茂地显示所述交互式预警图像，以警示其有碰撞风险，进而避免后方来车与本车发生碰撞。交互式预警图像是带有明确含义的图形，其警示意图明确；交互式预警图像或为带有文字的图形，其警示含义更加明确。这样可有效避免由于后车司机的认知偏差所造成的理解歧义，使后车司机能在看到警示信息后第一时间采取制动等安全防范措施。
具体地，如图2所示，所述交互控制模块包括信息采集单元，用于采集由本车的车速传感器所检测的本车车速v和由本车的后视雷达所检测的后方来车与本车之间的距离l；交互控制单元，用于判断所述车速v和车距l是否符合所述预警条件，若是，则生成所述交互式预警图像；图像输出单元，用于将所述交互式预警图像传输至所述灯端执行模块。
具体地，如图2所示，所述灯端执行模块包括图像采集单元，用于接收所述交互式预警图像；像素分发单元，用于根据所述信号灯的像素布局将所述交互式预警图像分解成所述信号灯的各像素的亮度值；信号灯，所述信号灯包括多个驱动单元及多个多像素的发光元件阵列；各所述驱动单元与各所述发光元件阵列一一对应电连接，各所述驱动单元基于各所述亮度值点亮各所述发光元件阵列的各像素。图2中，一个驱动单元对应一个发光元件阵列，每个驱动单元具有m路控制信号输出端，m的具体数值与该对应的发光元件阵列中独立发光单元的数量相同，一路控制信号控制一个独立发光单元。
具体地，所述发光元件阵列包括多个独立发光单元，所述独立发光单元为自发光led芯片、自发光led芯片与光学零件的组合及液晶显示器中的一种；其中，所述自发光led芯片与光学零件的组合中，自发光led芯片发出的光通过光学零件调节照射亮度和照射范围；其中，所述光学零件为透镜、聚光器和内配光镜中的一种。如图3所示，发光元件阵列包括9个独立发光单元，按三行三列排布，每个独立发光单元包括光源1和聚光器2，各独立发光单元之间通过连接板3连接成一个矩阵式发光元件阵列，光源1可选择led。在该实施例中，led发出的光经聚光器2射出，具体地，聚光器2包括入射面、导光柱、出光柱和出射面，led发出的光经入射面依次进入导光柱和出光柱，最终由出射面射出。led发出的光经聚光器2进行光学处理后可以聚焦于固定区域，并提供足够的亮度，使后车司机在较远的距离就可轻松辨识。作为一种替代方案，根据实际使用环境，聚光器2可替换为透镜或内配光镜，该二者均可将led发出的光聚焦于固定区域，并提供足够的亮度。光源1发光的颜色可预先设置，或选用多色光源，根据实际需要进行现场控制选择。
实际的信号灯包括多个如图3所示的发光元件阵列，即是由多个发光元件阵列(可视为小阵列)组成的阵列(可视为大阵列)，如图10所示，为由四个小阵列组成的大阵列，总共有36个独立发光单元。假使图10所示的大阵列构成完整的信号灯显示单元，需要显示“慢”这个字，则需该大阵列中的下列独立发光单元同时点亮(左为第一列，上为第一行)：第一列第三行，第二列所有，第三列第四行，第四列之第一、二、三、四、六行，第五列之第一、二、三、四、五行和第六列之第一、二、三、四、六行，即这些需要点亮的独立发光单元与“慢”字具有对应关系，该对应关系预先存储在像素分发单元中，实际需要显示“慢”字时，直接调用像素分发单元中的该对应关系进行分配和定位相应的独立发光单元即可，像素分发单元的信号输出端电连接至各驱动单元，只需使能与该独立发光单元电连接的驱动单元的相应一路控制信号输出端即可达到点亮该独立发光单元的目的。
作为一种替换，图3和图10中的独立发光单元可为自发光led芯片或液晶显示器，这两种独立发光单元的控制模式与上述自发光led芯片与光学零件组合形式的独立发光单元相同，实现的显示功能也相同，只是最终显示的图像亮度和清晰度有所差异，此处不再赘述。
具体地，如图5-9所示，所述交互式预警图像包括文字部分和/或图形部分；其中，所述文字部分包括“保持车距”或“减速慢行”或其简略表达，如“慢”、“减速”等；所述图形部分包括警示标志，如惊叹号“！”等。实际使用时，该交互式预警图像可以只有文字部分，如图5和6所示；也可以只有图形部分，如图7所示；也可以同时具有文字部分和图形部分，如图8和9所示。当然，图形并不限于图示的，可以是任何具有明确含义的警示符号；文字也不限于图示的，只要能表达保持车距或减速慢行的明确含义即可。
如图4所示，本发明的防后车碰撞交互式预警方法的一个实施例，包括如下步骤：s101获取本车车速v和后方来车与本车之间的距离l；s102判断v和l是否符合预警条件，如符合，则进入步骤s103，如不符合，则返回步骤s101；s103生成交互式预警图像，并向后方来车图文并茂地显示该交互式预警图像。不断循环上述步骤。
具体地，所述预警条件基于预设车距或安全车距进行设置，如，当本车车速v≥100km/h时，后车与本车的安全车距应控制在100m以上(不含100m)。举例来说，如果本车的车速传感器检测到实际车速v≥100km/h，后视雷达检测到后车与本车之间的实际车距l≤100m，则实际车距＜安全车距，此时，如预警条件设置为本车车速v≥100km/h且后车与本车的车距l≤100m，则上述示例已符合该预警条件，将激活预警功能，生成交互式预警图像，并在本车尾部的信号灯上显示交互式预警图像，如图5-9所示，向后方来车图文并茂地传达诸如“保持车距”、“减速慢行”的警示信息，带有文字的图形警示含义明确，可有效避免由于后车司机的认知偏差所造成的理解歧义，使后车司机能在看到警示信息后第一时间采取制动等安全防范措施，将两车碰撞的风险扼杀在萌芽状态，大大增强行车安全性，提高了汽车的主动安全性能。
预警条件是随着本车实际车速v的变化而变化的，如，当v≥80km/h时，后车与本车的安全车距应控制在80m以上，此时，预警条件可设为本车车速v≥80km/h且后车与本车的车距l≤80m。以此类推，可根据不同车速预设不同的预警条件，以在不同的行驶状态下均能有效提供安全预警。这些预警条件可以分两部分预先存储于交互控制单元中，第一部分为本车车速，第二部分为安全车距，并可根据实测车速v与第一部分的比较结果调用相应的预警条件，如实测本车车速为100km/h，则相应调用第一部分为本车车速v≥100km/h的那个预警条件，该预警条件的第二部分为后车与本车的车距l≤100m，如此时检测到后车与本车之间的实际车距l≤100m，则落入该预警条件，从而激活预警功能，如检测到后车与本车之间的实际车距l＞100m，则未落入该预警条件而不激活预警功能。
安装有本发明防后车碰撞交互式预警系统的车辆明显比只有传统信号灯的车辆具有更高的主动安全性，可将预警系统与传统信号灯进行整合，信号灯整体的体积不会变大，主动安全功能却有较大的提升。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。
1.一种防后车碰撞交互式预警系统，其特征在于，包括交互控制模块和灯端执行模块；所述交互控制模块用于采集本车的行驶状态数据和后方来车信息，若所述本车的行驶状态数据和后方来车信息符合预警条件，则生成交互式预警图像；所述灯端执行模块用于向后方来车图文并茂地显示所述交互式预警图像，以警示其有碰撞风险，进而避免后方来车与本车发生碰撞。
2.根据权利要求1所述的防后车碰撞交互式预警系统，其特征在于，所述交互控制模块包括：
信息采集单元，用于采集由本车的车速传感器所检测的本车车速v和由本车的后视雷达所检测的后方来车与本车之间的距离l；
交互控制单元，用于判断所述车速v和车距l是否符合所述预警条件，若是，则生成所述交互式预警图像；
图像输出单元，用于将所述交互式预警图像传输至所述灯端执行模块。
3.根据权利要求2所述的防后车碰撞交互式预警系统，其特征在于，所述灯端执行模块包括：
图像采集单元，用于接收所述交互式预警图像；
像素分发单元，用于根据信号灯的像素布局将所述交互式预警图像分解成所述信号灯的各像素的亮度值；
信号灯，所述信号灯包括多个驱动单元及多个多像素的发光元件阵列；各所述驱动单元与各所述发光元件阵列一一对应电连接，各所述驱动单元基于各所述亮度值点亮各所述发光元件阵列的各像素。
4.根据权利要求1所述的防后车碰撞交互式预警系统，其特征在于，所述交互式预警图像包括文字部分和/或图形部分；其中，所述文字部分包括“保持车距”或“减速慢行”，所述图形部分包括警示标志。
5.根据权利要求3所述的防后车碰撞交互式预警系统，其特征在于，所述发光元件阵列包括多个独立发光单元，所述独立发光单元为自发光led芯片、自发光led芯片与光学零件的组合及液晶显示器中的一种；其中，所述自发光led芯片与光学零件的组合中，自发光led芯片发出的光通过光学零件调节照射亮度和照射范围。
6.根据权利要求6所述的防后车碰撞交互式预警系统，其特征在于，所述光学零件为透镜、聚光器和内配光镜中的一种。
7.一种防后车碰撞交互式预警方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)获取本车的车速和后方来车与本车之间的距离l；
(2)判断所述车速v和车距l是否符合预警条件，如符合，则生成交互式预警图像，并向后方来车图文并茂地显示所述交互式预警图像，以警示其有碰撞风险，进而避免后方来车与本车发生碰撞。
8.根据权利要求7所述的防后车碰撞交互式预警方法，其特征在于，所述预警条件为：所述车速v≥预设车速，且所述车距l≤预设车距。
9.根据权利要求7或8所述的防后车碰撞交互式预警方法，其特征在于，所述交互式预警图像包括文字部分和/或图形部分；其中，所述文字部分包括“保持车距”或“减速慢行”，所述图形部分包括警示标志。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的防后车碰撞交互式预警系统，并适于通过所述防后车碰撞交互式预警系统执行权利要求7-9任一项所述的防后车碰撞交互式预警方法。
技术总结