一种用于车辆的变道预警方法及系统技术领域
本发明涉及车辆安全技术领域，特别是涉及一种用于车辆的变道预警方法及系
统。
背景技术
随着车辆保有量的增加，发生交通事故的概率也不断提高，特别是在车辆变道过
程中，由于视野盲区的存在，驾驶员很难精准判断盲区是否有车辆从而使得变道过程十分
危险。
目前，为保证变道安全，车辆生产商通过在车辆后保险杠左右处分别安装超声波
雷达以探测车辆侧后方的盲点区域，这在一定程度上降低了车辆变道风险。
但是上述超声波雷达只能探测到车辆后方左右侧3×3米的盲区，不能对其他较远
区域的盲区进行探测，并且当有快速接近自车的车辆靠近，驾驶员若变道会发生危险时，该
雷达也不能进行有效探测并警示驾驶员。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种用于车辆的变道预警方法，通过该方法，不仅能
够扩大车辆侧后方盲点区域探测范围，同时也能够探测快速接近自车的车辆并给予驾驶员
有效的警示作用。
本发明一个进一步的目的是提供一种用于车辆的变道预警系统，该系统不仅能够
扩大车辆侧后方盲点区域探测范围，同时也能够探测快速接近自车的车辆并给予驾驶员有
效的警示作用。
特别地，本发明提供了一种用于车辆的变道预警方法，用于对所述车辆的驾驶员
的潜在的或正在执行的变道行为进行警示，包括：
检测所述车辆周围的目标物，并确定所述目标物相对于所述车辆的相对位置和相
对速度；
根据所述目标物的所述相对位置确定所述目标物是否进入到所述车辆的预设预
警区域；所述预设预警区域包括所述车辆的后视镜盲区以及从所述后视镜盲区向后延伸的
加长区域，所述预设预警区域从所述车辆的尾部向后延伸至少40米的距离；
确定所述目标物进入所述预设预警区域中的所述后视镜盲区和/或所述加长区域
的进入方向；
根据所述目标物的所述进入方向，并根据所述相对速度和/或所述相对位置确定
如果所述车辆要进行变道那么所述车辆与所述目标物是否会有碰撞风险；和
在确定有所述碰撞风险的情况下向所述驾驶员进行报警。
进一步地，在所述目标物从后方或侧方进入到所述加长区域的情况下，根据所述
相对速度和所述相对位置计算如果车辆要进行变道那么所述车辆与所述目标物的碰撞时
间，如果所述碰撞时间小于一预设碰撞时间，则确定有所述碰撞风险；
在所述目标物从后方或侧方进入到所述后视镜盲区的情况下，判断所述目标物的
反射横截面积在所述后视镜盲区内是否超过一预设值，如果是，则确定有所述碰撞风险，否
则确定无所述碰撞风险。
进一步地，在所述目标物从后方或侧方进入到所述加长区域的情况下，根据所述
相对速度和所述相对位置计算如果车辆要进行变道那么所述车辆与所述目标物的碰撞时
间，并且计算所述目标物在所述加长区域内的停留时间，如果所述碰撞时间小于一预设碰
撞时间且所述停留时间超过一预设停留时间，则确定有所述碰撞风险。
进一步地，在所述目标物从前方进入到所述预设预警区域的情况下，确定所述相
对速度是否大于或等于一预设相对速度。
进一步地，如果所述相对速度大于或等于所述预设相对速度，则确定无所述碰撞
风险。
进一步地，在所述相对速度小于所述预设相对速度的情况下，在所述相对速度小
于所述预设相对速度的情况下，若所述目标物从前方进入到所述后视镜盲区，判断所述目
标物的反射横截面积在所述后视镜盲区内是否超过一预设值，如果是，则确定有所述碰撞
风险，否则确定无所述碰撞风险；
若所述目标物从前方进入到所述加长区域，根据所述相对速度和所述相对位置计
算如果车辆要进行变道那么所述车辆与所述目标物的碰撞时间，如果所述碰撞时间小于一
预设碰撞时间，则确定有所述碰撞风险；
可选地，若所述目标物从前方进入到所述加长区域，根据所述相对速度和所述相
对位置计算如果车辆要进行变道那么所述车辆与所述目标物的碰撞时间，并且计算所述目
标物在所述加长区域内的停留时间，如果所述碰撞时间小于一预设碰撞时间且所述停留时
间超过一预设停留时间，则确定有所述碰撞风险。
进一步地，还包括判断所述驾驶员是否有变道意图；
其中，所述报警包括第一级报警和第二级报警，在有所述碰撞风险但是无所述变
道意图的情况下向所述驾驶员进行所述第一级报警，在有所述碰撞风险且有所述变道意图
的情况下向所述驾驶员进行所述第二级报警。
特别地，本发明还提供了一种用于车辆的变道预警系统，其布置在所述车辆处并
用于对所述车辆的驾驶员的潜在的或正在执行的变道行为进行警示，包括：
目标物检测装置，用于检测所述车辆周围的目标物，并确定所述目标物相对于所
述车辆的相对位置和相对速度；
预警区域进入确定装置，用于根据所述目标物的所述相对位置确定所述目标物是
否进入到所述车辆的预设预警区域并确定进入方向；其中，所述预设预警区域包括所述车
辆的后视镜盲区以及从所述后视镜盲区向后延伸的加长区域，所述预设预警区域从所述车
辆的尾部向后延伸至少40米的距离；所述进入方向包括所述目标物进入所述预设预警区域
中的所述后视镜盲区和/或所述加长区域的方向；
碰撞风险确定装置，用于根据所述目标物的所述进入方向，并根据所述相对速度
和/或所述相对位置确定如果所述车辆要进行变道那么所述车辆与所述目标物是否会有碰
撞风险；和
报警装置，用于在确定有所述碰撞风险的情况下向所述驾驶员进行报警。
进一步地，所述目标物检测装置包括毫米波雷达。
进一步地，还包括变道意图判断装置，用于判断所述驾驶员是否有变道意图；
其中，所述报警装置包括第一级报警单元和第二级报警单元，在有所述碰撞风险
但是无所述变道意图的情况下由所述第一级报警单元向所述驾驶员进行报警，在有所述碰
撞风险且有所述变道意图的情况下由所述第一级和所述第二级报警单元同时向所述驾驶
员进行报警；
可选地，所述第一级报警单元包括邻近于所述车辆两侧中每一侧的外后视镜布置
的报警灯。
本发明的用于车辆的变道预警方法及系统，通过探测车辆后方至少40米距离范围
内的目标物信息，不仅扩大了车辆侧后方盲点区域探测范围，还能够对快速接近自车的车
辆进行探测并及时给予驾驶员有效的警示作用，因而大大提升了车辆变道的安全性。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明
了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。
附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些
附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的用于车辆的变道预警方法的工作流程图；
图2是根据本发明一个实施例的车辆探测范围示意图；
图3是根据本发明一个实施例的关于目标物进入方向确定和碰撞风险判断的具体
的工作流程图；
图4是根据本发明一个实施例的用于车辆的变道预警方法的一种典型工作场景示
意图；
图5根据本发明一个实施例的用于车辆的变道预警系统的原理框图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的用于车辆的变道预警方法的工作流程图，图2是根
据本发明一个实施例的车辆探测范围示意图。参见图1，还可以参见图2，本实施例以图1为
主加以说明。所述用于车辆的变道预警方法用于对所述车辆的驾驶员的潜在的或正在执行
的变道行为进行警示，其一般性的可以包括如下步骤：
S100，检测所述车辆周围的目标物，并确定所述目标物相对于所述车辆的相对位
置和相对速度；
S200，根据所述目标物的所述相对位置确定所述目标物是否进入到所述车辆的预
设预警区域100，若进入所述预设预警区域100，则进入S300，若未进入所述预设预警区域
100，则进入S501，表明不需要报警。所述预设预警区域100包括所述车辆的后视镜盲区以及
从所述后视镜盲区向后延伸的加长区，所述预设预警区域100从所述车辆的尾部向后延伸
至少40米的距离；在这里，40米并不是固定不变的，其可以是20米、30米甚至是70米，以能够
探测到目标物并及时警示驾驶员实现安全变道为准。
S300，确定所述目标物进入所述预设预警区域100中的所述后视镜盲区和/或所述
加长区域的进入方向；
S400，根据所述目标物的所述进入方向，并根据所述相对速度和/或所述相对位置
确定如果所述车辆要进行变道那么所述车辆与所述目标物是否会有碰撞风险，当确定有所
述碰撞风险时，进入S500，否则进入S501；和
S500，在确定有所述碰撞风险的情况下向所述驾驶员进行报警。
本方法通过探测车辆后方至少40米距离范围内的目标物信息，不仅扩大了车辆侧
后方盲点区域探测范围，还能够对快速接近自车的车辆进行探测并及时给予驾驶员有效的
警示作用，因而大大提升了车辆变道的安全性。
图3是根据本发明一个实施例的关于目标物进入方向确定和碰撞风险判断的具体
的工作流程图，如图3所示，在S300中，确定所述目标物的进入方向步骤包括从后方或侧方
进入到所述预设预警区域步骤S301和从前方进入到所述预设预警区域步骤S302。所述从后
方或侧方进入到所述预设预警区域步骤S301包括从后方或侧方进入到所述加长区域步骤
S303和从后方或侧方进入到所述后视镜盲区步骤S304。
在所述目标物从后方或侧方进入到所述加长区域的情况下，步骤S402根据所述相
对速度和所述相对位置计算如果车辆要进行变道那么所述车辆与所述目标物的碰撞时间，
如果所述碰撞时间小于一预设碰撞时间，则进入步骤S404确定有所述碰撞风险，若大于或
等于所述预设碰撞时间，则进入步骤S405确定无所述碰撞风险。在这里，所述预设碰撞时间
可以为3.5s。
在所述目标物从后方或侧方进入到所述后视镜盲区的情况下，步骤S403判断所述
目标物的反射横截面积在所述后视镜盲区内是否超过一预设值，如果是，则进入步骤S404
确定有所述碰撞风险，否则进入步骤S405确定无所述碰撞风险。在这里，所述预设值可以是
50％，优选地，所述预设值可以是70％，反射横截面积(RCS)为雷达波束扫射到的横截面积，
其反映雷达波束的反射能量。
在本发明另一个实施例中，在所述目标物从后方或侧方进入到所述加长区域的情
况下，根据所述相对速度和所述相对位置计算如果车辆要进行变道那么所述车辆与所述目
标物的碰撞时间，并且步骤S402计算所述目标物在所述加长区域内的停留时间，如果所述
碰撞时间小于一预设碰撞时间且所述停留时间超过一预设停留时间，则确定有所述碰撞风
险。在这里，所述预设碰撞时间可以为3.5s，所述预设停留时间可以为300ms。在这种情况
下，之所以要判断所述目标物在加长区域内的停留时间，可以是为了防止目标物突然减速、
加速或者变道离开预警区域而错误的警示驾驶员变道危险。
进一步地，在所述目标物从前方进入到所述预设预警区域的情况下，步骤S401确
定所述相对速度是否大于或等于一预设相对速度。如果所述相对速度大于或等于所述预设
相对速度，则确定无所述碰撞风险。如果相对速度小于所述预设相对速度，则进入步骤S305
所述目标物从前方进入到所述加长区域和步骤S306所述目标物从前方进入到所述后视镜
盲区。
当所述目标物从前方进入到所述加长区域，进入步骤S402进行碰撞风险判断，当
所述目标物从前方进入到所述后视镜盲区，进入步骤S403进行碰撞风险判断。
在本发明一个实施例中，若所述目标物从前方进入到所述加长区域，根据所述相
对速度和所述相对位置计算如果车辆要进行变道那么所述车辆与所述目标物的碰撞时间，
并且计算所述目标物在所述加长区域内的停留时间，如果所述碰撞时间小于一预设碰撞时
间且所述停留时间超过一预设停留时间，则确定有所述碰撞风险。
此外，在S400中，当判断车辆有碰撞风险后，还会进一步判断所述驾驶员是否有变
道意图，并以此来将报警等级划分为两级，具体为在S500中，判断所述车辆有所述碰撞风险
但是无所述变道意图的情况下向所述驾驶员进行第一级报警，有所述碰撞风险且有所述变
道意图的情况下向所述驾驶员进行第二级报警。
更具体的，判断驾驶员是否有变道意图可以根据车辆的转向灯是否开启来进行，
若转向灯开启，那么判断驾驶员有变道意图，否则无变道意图。同时，所述第一级报警可以
为由车辆门模块控制的门内三角板处的报警灯常亮或者外后视镜处布置的报警灯常亮以
警示驾驶员变道危险，所述第二级报警可以为启动由车辆门模块控制的车辆相应侧的门内
三角板处的报警灯频闪或者外后视镜处布置的报警灯频闪以加强警示作用，同时启动由仪
表控制单元控制的仪表蜂鸣器进行声音报警以警示驾驶员变道危险，在这里，报警灯的频
闪频率可以为4HZ。
另外，在本发明一个实施例中，为使变道意图的判断更为准确，还可以采用如下方
法进行，如表1所示，表1为驾驶员变道意图分析表，其以方向盘转角、转向灯信息、横摆角速
率和自车相对车道线位置为变量，且各自的权重分别为0.3、0.4、0.1和0.2，利用加权平均
的方法来计算驾驶员的变道意图，当加权平均结果大于0.6即判断为有变道意图，否则判断
为无变道意图，如表1中第一行，在方向盘转角大于标定值，未打转向灯，横摆角速率小于标
定值，自车相对车道线位置小于0.7m的情况下，系统判定驾驶员无变道意图(表中综合判断
结果显示“×”)，其他情况下依次计算判定即可，在这里方向盘转角的标定值可以是90°/s，
横摆角速率可以是0.25rad/s(可标定)。
根据上述方法判定驾驶员的变道意图，相较于只根据转向灯信息来判定，结果会
更加准确，因而后续工作也会更加有效与顺利，这大大避免了比如因转向灯误打等情况发
生而导致执行第二级报警情况的发生。
表1驾驶员变道意图分析表
当然，在其他的实施例中，为使驾驶员的变道意图判断地更准确，还可以在表1的
基础上增加诸如车速信息等这样的变量并重新分配权重，同时重新拟定加权平均结果，也
可以重新设置若干新的变量并分配权重，拟定加权平均结果。总之，只要能够提高驾驶员判
定结果准确性的方案且本领域技术人员能够实现，均在本实施例保护范围内。
图4给出了用于车辆的变道预警方法的一种典型工作场景示意图，如图4所示，在
自车1处设置有95百分位的驾驶员眼椭圆中心2，其侧后方分布有目标车辆3，同时其周围地
面也由字母A、B、C、D、E、F、G、H、O、J表示而被划分成不同的区域，在这些区域中，若有车辆进
入由FGBC表示的区域内，则必会报警，若有车辆进入由ADGH表示的区域内，则根据实际情况
有可能会报警，若有车辆进入由FCG表示的区域内，并且两车将要碰撞的时间小于3.5s，则
必会报警。在这里，所述两车将要碰撞的时间(Time to collision，缩写TTC)可以采用以下
方程式计算：
其中aRel、vRel、dRel、t分别表示相对加速度、相对速度、相对距离、以及所求的两车
将要碰撞的时间，所述相对加速度、相对速度、相对距离可以通过所述毫米波雷达探测得
出。
在本实施例的这种工况下，目标车辆3完全位于O线之后，部分位于F线左侧，完全
位于G线右侧，部分位于E线和J线之间，在这种情况下，可以判定目标车辆3对自车1变道完
全构成了威胁，且由于目标车辆3行驶的不确定性，所以所述车辆两侧均需要同时报警，如
此，才能保证自车1变道的安全性。
图5给出了用于车辆的变道预警系统的原理框图，如图5所示，一种用于车辆的变
道预警系统布置在所述车辆处并用于对所述车辆的驾驶员的潜在的或正在执行的变道行
为进行警示，其一般性的可以包括目标物检测装置10、预警区域进入确定装置20、碰撞风险
确定装置30和报警装置40。所述目标物检测装置10用于检测所述车辆周围的目标物，并确
定所述目标物相对于所述车辆的相对位置和相对速度。所述预警区域进入确定装置20用于
根据所述目标物的所述相对位置确定所述目标物是否进入到所述车辆的预设预警区域并
确定进入方向；其中，所述预设预警区域包括所述车辆的后视镜盲区以及从所述后视镜盲
区向后延伸的加长区域，所述预设预警区域从所述车辆的尾部向后延伸至少40米的距离；
所述进入方向包括所述目标物进入所述预设预警区域中的所述后视镜盲区和/或所述加长
区域的方向。所述碰撞风险确定装置30用于根据所述目标物的所述进入方向，并根据所述
相对速度和/或所述相对位置确定如果所述车辆要进行变道那么所述车辆与所述目标物是
否会有碰撞风险。所述报警装置40用于在确定有所述碰撞风险的情况下向所述驾驶员进行
报警。
所述用于车辆的变道预警系统通过探测车辆后方至少40米距离范围内的目标物
信息，不仅扩大了车辆侧后方盲点区域探测范围，还能够对快速接近自车的车辆进行探测
并及时给予驾驶员有效的警示作用，因而大大提升了车辆变道的安全性。
具体的，所述目标物检测装置10可以包括毫米波雷达101(图2所示)，位于所述车
辆的侧后方，在这里，所述毫米波雷达101可以为77GHz毫米波雷达。其中，毫米波雷达采集
车辆相关信息的技术原理为：通过发射连续的变频电磁波信号，并接收目标车辆反射回的
电磁波能量，计算相对距离、相对速度；通过调频多普勒雷达工作模式，可以有效定位目标
车辆的角度、速度和距离，具体为，多普勒频移fd＝2Vr/λ＝(2Vcosθ)/λ，式中Vr＝V cosθ是
目标相对于雷达的相对速度，λ为雷达波长，V为目标的绝对速度，θ为目标方向和雷达波束
之间的夹角，极坐标下记录发射波束角度与反射角度，即可得到相应的目标角度。
进一步地，在本发明一个实施例中，所述用于车辆的变道预警系统还包括变道意
图判断装置，用于判断所述驾驶员是否有变道意图，例如可以是前述的用于判断转向灯是
否开启的电子控制装置。同时，所述报警装置包括第一级报警单元和第二级报警单元，在有
所述碰撞风险但是无所述变道意图的情况下由所述第一级报警单元向所述驾驶员进行报
警，在有所述碰撞风险且有所述变道意图的情况下由所述第一级和所述第二级报警单元同
时向所述驾驶员进行报警。在这里，所述第一级报警单元可以包括邻近于所述车辆两侧中
每一侧的外后视镜布置的报警灯或者门内三角板处的报警灯，所述第二级报警单元可以为
由仪表控制单元控制的仪表蜂鸣器。
此外，在本发明一个实施例中，所述用于车辆的变道预警系统还可以包括控制开
关，用于启动和关闭所述变道预警系统，所述控制开关可以设置在车辆仪表盘处，并由仪表
控制单元传递开关信号，所述控制开关还可以设置在车辆多媒体液晶屏处，并由多媒体交
互系统控制单元传递开关信号，此外，所述控制开关还可以通过车身控制单元控制实现一
键开启与关闭，当然，也可以有其他的开启与关闭方式，只要符合能够开启/关闭所述系统
均可。
进一步地，为更好的警示驾驶员变道危险，以及使得驾驶员明白车辆报警的原因，
所述用于车辆的变道预警系统还可以包括人机交互界面，用于显示变道危险信息，在这里，
所述人机交互界面可以是行车电脑的显示屏，碰撞风险确定装置30通过传递变道危险信号
至行车电脑，可以很容易地将变道危险信息显示在所述显示屏上。
此外，毫米波雷达101可以包括主雷达和从雷达，所述主雷达与所述从雷达可以通
过私有控制器局域网络连接，所述主雷达与所述车载控制器局域网络可以通过公共控制器
局域网络连接，所述预警区域进入确定装置20和所述碰撞风险确定装置30可以在所述主雷
达处。
此外，在本发明一个实施例中，为保证所述变道预警系统能够正常运行，通常还包
括自检单元，用于在启用所述变道预警系统前检测其是否有故障。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的示例性
实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定
或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为
覆盖了所有这些其他变型或修改。