專利名稱：一種汽車自適應(yīng)控制安全防撞系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車防撞系統(tǒng)，尤其是涉及一種汽車自適應(yīng)控制安全防撞系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)今汽車領(lǐng)域人們對于汽車的安全越來越看重，但是目前主要的安全措施主要是被動防御如安全氣囊，保險杠緩沖，對于汽車主動預(yù)測危險的安全系統(tǒng)還在起步階段，基于紅外線、超聲波等技術(shù)的雷達(dá)已經(jīng)在汽車防撞的系統(tǒng)中有了部分的應(yīng)用，但是這樣的系統(tǒng)其精確性及穩(wěn)定性都有所欠缺，速度也較慢，把此類系統(tǒng)置于車載上進(jìn)行主動預(yù)測還是存在一定的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種汽車自適應(yīng)控制安全防撞系統(tǒng)。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種汽車自適應(yīng)控制安全防撞系統(tǒng)，其特征在于，包括信號采集模塊、CPU、執(zhí)行模塊、電源模塊、報警模塊，所述的CPU分別與信號采集模塊、執(zhí)行模塊、電源模塊、報警模塊連接；所述的信號采集模塊實時采集汽車運(yùn)行數(shù)據(jù)并將其發(fā)送給CPU，所述的CPU處理后實時判斷兩車的相對距離是否大于以當(dāng)前速度能夠安全制動的距離，若為否，CPU發(fā)送剎車指令給執(zhí)行模塊，并發(fā)送報警指令給報警模塊，所述的執(zhí)行模塊收到指令后進(jìn)行電控制動處理，所述的報警模塊收到指令進(jìn)行報警輸出，否則，不處理。所述的信號采集模塊包括測距組件、車速編碼器。所述的測距組件為激光雷達(dá)測距組件，并采用脈沖波方式工作。所述的激光雷達(dá)測距組件包括激光發(fā)射機(jī)、光學(xué)接收機(jī)、單片機(jī)，所述的激光發(fā)射機(jī)將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機(jī)再把從目標(biāo)反射回來的光脈沖還原成電脈沖， 并傳輸給單片機(jī)。所述的激光雷達(dá)測距組件設(shè)有三個，分別設(shè)在車頭的兩側(cè)和中間部分。
所述的電控制動的優(yōu)先級高于人工制動。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1.采用激光雷達(dá)測距，速度快精度高，數(shù)據(jù)可靠，整套裝置不改變原車結(jié)構(gòu)，保持了原車的性能，只有在超出安全行車范圍時才會加以控制。2.本系統(tǒng)具有自動防撞規(guī)避風(fēng)險的性能，當(dāng)汽車行使前方出現(xiàn)障礙物或者前方車輛緊急制動對本車安全構(gòu)成威脅時，汽車能實施自動減速、自動制動，最終使汽車與障礙物避免相撞。3.整個系統(tǒng)裝置高集成化、高智能化、高適應(yīng)性，集光、電、機(jī)多方面的手段設(shè)計而成，其智能控制，識別處理指令速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人腦的最快反映速度。適用于各種類型汽車的安裝，大大提高了行車的安全。


圖1為本自適應(yīng)控制防撞安全系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)圖；圖2為汽車防撞系統(tǒng)工作示意圖；圖3為裝置車載狀況圖；圖4為激光檢測范圍示意圖；圖5為系統(tǒng)建模結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實施例如圖1、圖3所示，一種汽車自適應(yīng)控制安全防撞系統(tǒng)，包括信號采集模塊、CPU 4、 執(zhí)行模塊6、電源模塊3、報警模塊5，所述的CPU4分別與信號采集模塊、執(zhí)行模塊6、電源模塊3、報警模塊5連接；所述的信號采集模塊實時采集汽車運(yùn)行數(shù)據(jù)并將其發(fā)送給CPU 4，所述的CPU 4處理后實時判斷兩車的相對距離是否大于以當(dāng)前速度能夠安全制動的距離，若為否，CPU 4發(fā)送剎車指令給執(zhí)行模塊6，并發(fā)送報警指令給報警模塊5，所述的執(zhí)行模塊6 收到指令后進(jìn)行電控制動處理，所述的報警模塊5收到指令進(jìn)行報警輸出，否則，不處理。所述的信號采集模塊包括測距組件、車速編碼器2。所述的測距組件為激光雷達(dá)測距組件1，并采用脈沖波方式工作。所述的激光雷達(dá)測距組件1包括激光發(fā)射機(jī)、光學(xué)接收機(jī)、單片機(jī)，所述的激光發(fā)射機(jī)將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機(jī)再把從目標(biāo)反射回來的光脈沖還原成電脈沖，并傳輸給單片機(jī)。如圖2所示，當(dāng)兩車同向行駛時，本車的激光發(fā)射機(jī)9將電脈沖變成光脈沖發(fā)出脈沖狀的紅外激光束8照射前方，并利用可反光部件的反射光7，通過光學(xué)接收機(jī)10檢測前車反射光7，將光脈沖還原成電脈沖送入處理器，單片機(jī)根據(jù)時間差計算出其距離，該部分電路由發(fā)光部、受光部、信號調(diào)理電路等組成，本系統(tǒng)采用激光掃描的方式對前方扇形路段進(jìn)行掃描探測與前車或者障礙物距離，這種探測可以在黑夜或者大霧天氣得到比人感官更加可靠的數(shù)據(jù)，由于激光雷達(dá)發(fā)射光束集中，采用單一發(fā)射方式無法有效檢測前方一定距離， 故在汽車前方安裝3個激光雷達(dá)測距模塊，如圖4所示，以最小的檢測到的距離為準(zhǔn)，若兩邊測量距離遠(yuǎn)小于中間測出的距離，表明有車輛或其他事物插入兩車間，報警模塊5將報警，通過激光雷達(dá)測距組件1探測得到的與前方車輛或者障礙物相對車距d，同時由車自身的車速編碼器2測出自身當(dāng)前速度Vtl，由此結(jié)合自身剎車能夠達(dá)到的加速度情況通過CPU4 計算出最大行駛速度Vmax，由此可以計算出當(dāng)前車速制動到靜止需要距離的S，當(dāng)d大于本車能夠制動的距離S,車輛行駛就是安全的，所以采集兩車距離d并確保S小于等于d即可， 如果d < S執(zhí)行模塊6就會發(fā)出指令采用電控制動系統(tǒng)對剎車進(jìn)行控制以調(diào)節(jié)速度Vtl并且此優(yōu)先級大于人工剎車和油門，同時由報警模塊5發(fā)出報警提示，由此S發(fā)生改變，再根據(jù)加速度傳感器采集實時車輛加速度α，再由車速編碼器2得到新的車速后反饋至CPU4進(jìn)行比較，如此得到一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，直到S再次進(jìn)入安全的行車范圍。算法具體實現(xiàn)過程如下
1、數(shù)據(jù)的建立兩車同向行駛，車間有距離S,當(dāng)本車速度大于前車速度，兩車會不斷接近，要避免同向行駛的兩車相撞，就需要實時判斷兩車的相對距離d，然后控制行車速度，使車輛安全行駛，故兩車不發(fā)生追尾的條件是d ≥ SS是汽車以當(dāng)前速度Y0能夠安全制動的距離
權(quán)利要求
1.一種汽車自適應(yīng)控制安全防撞系統(tǒng)，其特征在于，包括信號采集模塊、CPU、執(zhí)行模塊、電源模塊、報警模塊，所述的CPU分別與信號采集模塊、執(zhí)行模塊、電源模塊、報警模塊連接；所述的信號采集模塊實時采集汽車運(yùn)行數(shù)據(jù)并將其發(fā)送給CPU，所述的CPU處理后實時判斷兩車的相對距離是否大于以當(dāng)前速度能夠安全制動的距離，若為否，CPU發(fā)送剎車指令給執(zhí)行模塊，并發(fā)送報警指令給報警模塊，所述的執(zhí)行模塊收到指令后進(jìn)行電控制動處理，所述的報警模塊收到指令進(jìn)行報警輸出，否則，不處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車自適應(yīng)控制安全防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述的信號采集模塊包括測距組件、車速編碼器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車自適應(yīng)控制安全防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述的測距組件為激光雷達(dá)測距組件，并采用脈沖波方式工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車自適應(yīng)控制安全防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述的激光雷達(dá)測距組件包括激光發(fā)射機(jī)、光學(xué)接收機(jī)、單片機(jī)，所述的激光發(fā)射機(jī)將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機(jī)再把從目標(biāo)反射回來的光脈沖還原成電脈沖，并傳輸給單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車自適應(yīng)控制安全防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述的激光雷達(dá)測距組件設(shè)有三個，分別設(shè)在車頭的兩側(cè)和中間部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車自適應(yīng)控制安全防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述的電控制動的優(yōu)先級高于人工制動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車自適應(yīng)控制安全防撞系統(tǒng)，包括信號采集模塊、CPU、執(zhí)行模塊、電源模塊、報警模塊，所述的CPU分別與信號采集模塊、執(zhí)行模塊、電源模塊、報警模塊連接；所述的信號采集模塊實時采集汽車運(yùn)行數(shù)據(jù)并將其發(fā)送給CPU，所述的CPU處理后實時判斷兩車的相對距離是否大于以當(dāng)前速度能夠安全制動的距離，若為否，CPU發(fā)送剎車指令給執(zhí)行模塊，并發(fā)送報警指令給報警模塊，所述的執(zhí)行模塊收到指令后進(jìn)行電控制動處理，所述的報警模塊收到指令進(jìn)行報警輸出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有采用激光雷達(dá)測距速度快精度高，系統(tǒng)高集成化，高適應(yīng)性，主動預(yù)測保證行車安全等優(yōu)點。
文檔編號B60W10/06GK102556062SQ20101059042
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者卞大衛(wèi), 崔廣斌, 莊揚(yáng), 張穎 申請人:上海工程技術(shù)大學(xué)