一种基于红外的刹车提醒系统和提醒方法技术领域
本发明涉及交通安全技术领域，尤其涉及一种基于红外的刹车提
醒系统和提醒方法。
背景技术
目前在汽车领域，汽车安全驾驶已经成为人们关注的焦点，研究
表明，在发生交通事故的1.5S内提醒驾驶员做出反应是可以很大程度
上避免交通事故的发生的。当驾驶员在驾驶的过程中分心的时候，不
会注意与前车的距离，常常造成追尾的事故，高速的时候尤其危险。
还有一种是在大雾或者晚上等视野不好情况之下，驾驶员不能及时看
清或者分辨前车与自己车辆是否会相撞，等到反应过来的时候往往已
经来不及了。本发明能在安全距离之内提醒驶员刹车，可以大大减少
出事故的概率。
发明内容
本发明提出一种基于红外的刹车提醒系统和提醒方法，使用主动
红外标志点测量车距和车辆相对加速度，根据测量数值，判定车辆是
否会相撞，在安全距离之内提醒驶员刹车。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于红外的刹车提醒系统，包括第一红外发射单元、第二红
外发射单元、摄像头、中央处理器和蜂鸣器，所述第一红外发射单元
和所述第二红外发射单元以固定间距安装在汽车尾部，向车辆后方发
射红外信号；所述摄像头安装在汽车前部，捕获前方车辆尾部发射的
红外信号；所述中央处理器接受并处理所述摄像头捕获的红外信号。
作为优选，所述第一红外发射单元和第二红外发射单元外部设有
漫反射镜。
作为优选，所述第一红外发射单元和第二红外发射单元以0.5S的
间隔闪烁。
作为优选，所述中央处理器为16位单片机。
作为优选，所述中央处理器为32位单片机。
所述基于红外的刹车提醒系统的提醒方法，具体步骤如下：
1)设定安全加速度a0：预先设定车辆安全减速的加速度a0，安全
减速加速度a0的数值存储在中央处理器中；
2)设定车距数值对照表：预先在静止状态下，第一红外发射单元
和第二红外发射单元的间距固定为a米，摄像头的焦距为s，摄像头放
置在距离第一红外发射单元和第二红外发射单元d米处，此时摄像头
成像的第一红外发射单元和第二红外发射单元间距为b米；往后移动
摄像头，使摄像头距离第一红外发射单元和第二红外发射单元为L米，
此时在摄像头成像的第一红外发射单元和第二红外发射单元间距为c
米；根据相似三角形原理，得出L/d＝b/c，按照此方法分别测量摄像
头距离第一红外发射单元和第二红外发射单元为1～1000米时，对应摄
像头成像的第一红外发射单元和第二红外发射单元间距，形成一张数
值对照表，数值对照表存储在中央处理器中；
3)计算相对车速V：根据步骤2)计算出第一红外发射单元和第二
红外发射单元第一次闪烁时两车的车距S1，0.5S后，第一红外发射单
元和第二红外发射单元第二次闪烁时两车的车距S2，根据V1＝(S2-S1)
/0.5，计算出第一个0.5S的时间间隔，两车的平均相对速度V1；1S后，
第一红外发射单元和第二红外发射单元第三次闪烁时两车的车距S3，
根据V2＝(S3-S2)/0.5，计算出第二个0.5S的时间间隔，两车的平均相
对速度V2；
4)计算相对加速度a：根据步骤3)计算的平均相对速度V1和V2，
得出相对加速度a＝(V1–V2)/1。
5)将步骤4)计算的相对加速度a与步骤1)设定安全加速度a0进行
比较，当a>a0时，系统判定后方车辆可以减速，不做任何提示；当a<
a0时，系统判定后方车辆会与前车追尾，中央处理器控制蜂鸣器发出
警报，提醒驾驶员及时减速。
采用本发明的有益效果为：
本发明提供的一种基于红外的刹车提醒系统和提醒方法，通过在
汽车尾部安装两个固定间距的红外发射单元，汽车在行驶过程中，前
车尾部的红外发射单元间隔发射的红外线会被汽车前部的摄像头捕
获，经过中央处理器对红外信号的处理，测量出实际车距和车辆相对
加速度，根据测量数值，判定车辆是否会相撞，在安全距离之内提醒
驶员刹车，可以大大减少出事故的概率，为汽车行驶的主动安全提供
了强有力的支持。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于红外的车距测量系统的结构框图；
图2为本发明中第一红外发射单元和第二红外发射单元示意图；
图3为本发明中测距模型示意图；
图4为本发明中车距为d的成像示意图；
图5为本发明中车距为L的成像示意图。
图中，1-第一红外发射单元；2-第二红外发射单元；3-摄像头；
4-中央处理器；5-蜂鸣器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明进行清楚、完整的说明。
如图1所示，本发明提供了一种基于红外的车距测量系统，包括
第一红外发射单元1、第二红外发射单元2、摄像头3、中央处理器4
和蜂鸣器5，第一红外发射单元1和第二红外发射单元2以固定的间距
安装在汽车尾部，由车载电源进行供电，向车辆后方发射红外信号；
摄像头3安装在汽车前部，捕获前方车辆尾部发射的红外信号；中央
处理器4安装在车辆内部，由车载电源进行供电，中央处理器4接受并
处理所述摄像头捕获的红外信号。
进一步的，如图2所示，第一红外发射单元1和第二红外发射单元
2外部设有漫反射镜6。
进一步的，第一红外发射单元和第二红外发射单元以0.5S的间隔
闪烁。
进一步的，中央处理器4为16位单片机或32位单片机。
如图3-5所示，基于红外的刹车提醒系统的提醒方法，具体步骤
如下：
1)设定安全加速度a0：预先设定车辆安全减速的加速度a0，根据
公知常识一般认为50米为汽车车速达一百公里刹车减速的安全距离，
假设汽车为匀减速运动，则安全加速度
a0＝((100/3.6)^2-0^2)/(2*50)＝7.71m/s^2，安全减速加速度a0＝7.71m/s^2
的数值存储在中央处理器4中；
2)设定车距数值对照表：预先在静止状态下，第一红外发射单元
1和第二红外发射单元2的间距固定为a米，摄像头3的焦距为s，摄像
头3放置在距离第一红外发射单元1和第二红外发射单元2为d米处，此
时摄像头3成像的第一红外发射单元1和第二红外发射单元2间距为b
米；往后移动摄像头3，使摄像头3距离第一红外发射单元1和第二红
外发射单元2为L米，此时在摄像头3成像的第一红外发射单元1和第二
红外发射单元2间距为c米；根据相似三角形原理，得出L/d＝b/c，按照
此方法分别测量摄像头距离第一红外发射单元1和第二红外发射单元
2为1～1000米时，对应摄像头3成像的第一红外发射单元1和第二红外
发射单元2间距，形成一张数值对照表，数值对照表存储在中央处理
器4中；
3)计算相对车速V：根据步骤2)计算出第一红外发射单元和第二
红外发射单元第一次闪烁时两车的车距S1，0.5S后，第一红外发射单
元和第二红外发射单元第二次闪烁时两车的车距S2，根据V1＝(S2-S1)
/0.5，计算出第一个0.5S的时间间隔，两车的平均相对速度V1；1S后，
第一红外发射单元和第二红外发射单元第三次闪烁时两车的车距S3，
根据V2＝(S3-S2)/0.5，计算出第二个0.5S的时间间隔，两车的平均相
对速度V2；
4)计算相对加速度a：根据步骤3)计算的平均相对速度V1和V2，
得出相对加速度a＝(V1–V2)/1。
5)将步骤4)计算的相对加速度a与步骤1)设定安全加速度a0进行
比较，当a>a0时，系统判定后方车辆可以减速，不做任何提示；当a<
a0时，系统判定后方车辆会与前车追尾，中央处理器4控制蜂鸣器5发
出警报，提醒驾驶员及时减速。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发
明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利
用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和
修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术
实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本
发明技术方案的保护范围。