基于機(jī)器視覺的車輛前向防撞自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)及該車輛的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于車輛底盤制動(dòng)控制領(lǐng)域，具體涉及一種車輛前向防撞自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著汽車數(shù)量的急劇增加和物流業(yè)的快速發(fā)展，交通安全問題日益突出。尤其在近期新聞報(bào)道中，在大霧天氣下、濕滑及冰雪路面上，高速公路出現(xiàn)了嚴(yán)重的兩車，甚至多車連續(xù)追尾的事故，造成了嚴(yán)重的人員和財(cái)產(chǎn)的損失，同時(shí)給許多家庭帶來了災(zāi)難和不幸。
[0003]目前，車輛前向防撞預(yù)警系統(tǒng)只采用雷達(dá)或激光等技術(shù)測(cè)量本車和前車之間的距離、相對(duì)車速，通過安全距離模型實(shí)時(shí)計(jì)算兩車之間的距離是否超過了安全距離。通過安裝在駕駛室內(nèi)的報(bào)警器實(shí)時(shí)提醒駕駛員注意前方車輛，安全駕駛。這種前向防撞預(yù)警只在車速比較低和中速情況下，且駕駛員反應(yīng)比較靈敏的情況下，能比較合適的起作用。但是，在車輛速度較高，且駕駛員反應(yīng)不太靈敏的情況下，前向防撞系統(tǒng)則不能完全起作用。容易造成車輛追尾事故的發(fā)生。
[0004]再則，進(jìn)一步地，如果在緊急制動(dòng)情況下，有可能出現(xiàn)車輛的跑偏、側(cè)翻或失去轉(zhuǎn)向能力等問題，影響到車輛的安全穩(wěn)定性。如果車輛低速行駛，駕駛員聽到報(bào)警后要不斷的進(jìn)行點(diǎn)剎，這樣增加了駕駛員的駕駛強(qiáng)度，使駕駛員易于疲勞。因此，基于上述情況，就急需解決在大霧天氣及濕滑或冰雪道路情況下，能不斷監(jiān)視車輛前方路況，并在必要的情況下給駕駛員報(bào)警，修正車輛速度；進(jìn)一步地，同時(shí)在出現(xiàn)緊急情況，駕駛員難以緊急應(yīng)對(duì)時(shí)，車輛能自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，并對(duì)制動(dòng)過程進(jìn)行穩(wěn)定控制，以防止或減輕惡性交通事故的發(fā)生，挽回人員生命、貨物和車輛損失，保證道路的暢通。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)現(xiàn)有前向防撞預(yù)警系統(tǒng)只能報(bào)警而無法對(duì)車輛進(jìn)行制動(dòng)的問題，提供一種基于機(jī)器視覺的車輛前向防撞自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)及該車輛，其系統(tǒng)工作原理簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、布置方便，使用操作簡(jiǎn)單且使用效果好，能在突發(fā)性事故的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的自動(dòng)緊急制動(dòng)，防止或減輕交通事故，以保證車輛行駛的安全性，提高道路的暢通能力。
[0006]另外，進(jìn)一步地，對(duì)于現(xiàn)有存在的制動(dòng)穩(wěn)定控制等技術(shù)問題也進(jìn)行了克服，可以防止在大霧及濕滑或冰雪路面情況下交通事故的發(fā)生，在突發(fā)性事故進(jìn)行自動(dòng)緊急制動(dòng)時(shí)，還可進(jìn)行穩(wěn)定控制，防止或減輕交通事故，以保證車輛行駛的安全性，提高道路的暢通能力。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0008]一種基于機(jī)器視覺的車輛前向防撞自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)，包括報(bào)警器、雷達(dá)、安全行車距離測(cè)算模塊，其特征在于，系統(tǒng)還包括機(jī)器視覺感知裝置、自動(dòng)緊急制動(dòng)裝置、車輛制動(dòng)穩(wěn)定控制裝置、安全距離控制裝置、防撞報(bào)警模塊，具體地:
[0009]機(jī)器視覺感知裝置，包括相連接的視覺探測(cè)傳感器及機(jī)器視覺信息融合處理器；視覺探測(cè)傳感器包括測(cè)距儀、攝像頭，視覺探測(cè)傳感器安裝于汽車的頭部，通過視覺探測(cè)傳感器實(shí)時(shí)探測(cè)前方車輛或障礙物與本車之間的距離、相對(duì)速度并對(duì)路面進(jìn)行識(shí)別；機(jī)器視覺信息融合處理器通過多傳感器信號(hào)濾波與信號(hào)融合算法，獲得包括相對(duì)車速、相對(duì)距離和路面狀況的相關(guān)參數(shù)；機(jī)器視覺感知裝置與安全距離測(cè)算裝置的輸入口連接，將測(cè)量值傳輸給安全距離測(cè)算裝置；
[0010]安全距離控制裝置，安全距離控制裝置包括安全行車距離測(cè)算模塊、決策判定模塊，其中，安全行車距離測(cè)算模塊連接決策判定模塊；安全行車距離測(cè)算模塊根據(jù)探測(cè)的相關(guān)探測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算安全行車距離；決策判定模塊根據(jù)車輛當(dāng)前的狀態(tài)進(jìn)行決策判斷；安全距離控制裝置包括多個(gè)輸出接口，各個(gè)接口分別連接防撞報(bào)警模塊、自動(dòng)緊急制動(dòng)裝置、車輛制動(dòng)穩(wěn)定控制裝置，安全距離控制裝置根據(jù)其決策判定模塊的控制指令，選擇性地實(shí)現(xiàn)相應(yīng)接口的連通；
[0011]安全距離控制裝置的輸入口連接設(shè)于車輛上的各輪速傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器；
[0012]自動(dòng)緊急制動(dòng)裝置連接驅(qū)動(dòng)輪的制動(dòng)氣室；
[0013]防撞報(bào)警模塊連接報(bào)警器；
[0014]車輛制動(dòng)穩(wěn)定控制裝置的多個(gè)接口分別連接車輛防抱死ABS系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)ASR、發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0015]進(jìn)一步地，所述的機(jī)器視覺感知裝置的測(cè)距儀采用利用連續(xù)毫米波雷達(dá)、超聲波測(cè)距測(cè)速、激光測(cè)距測(cè)速、紅外測(cè)距儀中的一個(gè)或多個(gè)，攝像頭采用LED攝像頭、微光攝像頭、紅外夜視攝像頭及激光紅外攝像頭中的一個(gè)或多個(gè)。
[0016]進(jìn)一步地，自動(dòng)緊急制動(dòng)裝置包括緊急制動(dòng)電磁閥、雙向單通閥和三通閥，緊急制動(dòng)電磁閥連接儲(chǔ)氣筒，接到緊急制動(dòng)指令時(shí)，緊急制動(dòng)電磁閥啟動(dòng)，使儲(chǔ)氣筒的氣壓通過雙向單通閥和三通閥流向驅(qū)動(dòng)輪的制動(dòng)氣室，實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)緊急制動(dòng)。
[0017]進(jìn)一步地，所述的決策判定模塊包括防撞預(yù)測(cè)控制模塊、車體轉(zhuǎn)彎狀態(tài)判斷模塊，所述的安全行車距離測(cè)算模塊與防撞預(yù)測(cè)控制模塊連接，安全行車距離測(cè)算模塊用于判斷車輛在不同速度狀態(tài)下的安全制動(dòng)距離和制動(dòng)力度；防撞預(yù)測(cè)決策模塊根據(jù)安全制動(dòng)距離、本車車速和安全行駛距離進(jìn)行判斷決策，以進(jìn)行對(duì)車輛不同程度的智能控制，防撞預(yù)測(cè)控制模塊設(shè)有多個(gè)輸出接口，第一輸出接口連接防撞報(bào)警模塊，第二輸出接口連接自動(dòng)緊急制動(dòng)裝置、第三輸出接口連接車輛制動(dòng)穩(wěn)定控制裝置，第一輸入接口連接車體轉(zhuǎn)彎狀態(tài)判斷模塊、第二輸入接口連接安全行車距離測(cè)算模塊；車體轉(zhuǎn)彎狀態(tài)判斷模塊連接轉(zhuǎn)角傳感器。
[0018]進(jìn)一步地，所述的車輛制動(dòng)穩(wěn)定控制裝置包括車輛狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊、穩(wěn)定方式控制模塊，穩(wěn)定控制方式控制模塊根據(jù)從車輛狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊獲得的實(shí)時(shí)車速、行車距離與安全距離的差距，而與不同的接口連接；穩(wěn)定控制方式控制模塊的第一接口連接車輛緊急制動(dòng)防抱死ABS循環(huán)控制模塊，車輛緊急制動(dòng)防抱死ABS循環(huán)控制模塊在高速情況下緊急制動(dòng)時(shí)啟動(dòng)，車輛制動(dòng)穩(wěn)定控制裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛的速度和車輪的滑移率，滑移率達(dá)到剎車防抱死ABS門限條件時(shí)，第一接口被激活，剎車防抱死ABS功能被激活，進(jìn)入ABS調(diào)解循環(huán)，車輛在ABS控制功能下實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)剎車；第二接口連接正常剎車模塊，滑移率未達(dá)到剎車防抱死ABS門限條件時(shí)，第二接口啟用；第三接口連接緩速制動(dòng)控制裝置，緩速制動(dòng)控制裝置通過總線向發(fā)動(dòng)機(jī)MECU申請(qǐng)減速，以實(shí)現(xiàn)緩速制動(dòng)控制，在低速情況下需要緊急制動(dòng)時(shí)，該接口啟用。
[0019]進(jìn)一步地，所述的車輛制動(dòng)穩(wěn)定控制裝置還包括驅(qū)動(dòng)防滑控制模塊，驅(qū)動(dòng)防滑控制模塊包括起步單側(cè)輪打滑控制模塊和同軸車輪打滑控制模塊，驅(qū)動(dòng)防滑控制裝置連接車輪上的輪速傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輪的滑轉(zhuǎn)率，并依據(jù)單側(cè)打滑還是同軸打滑，分別啟動(dòng)起步單側(cè)輪打滑控制裝置或同軸車輪打滑控制模塊；起步單側(cè)輪打滑控制模塊，連接緊急制動(dòng)電磁閥和ABS電磁閥，并控制兩閥同時(shí)啟動(dòng)；同軸車輪打滑控制模塊連接發(fā)動(dòng)機(jī)，并向發(fā)動(dòng)機(jī)MECU申請(qǐng)扭矩控制，實(shí)現(xiàn)防滑控制。
[0020]進(jìn)一步地，所述的車輛制動(dòng)穩(wěn)定控制裝置與發(fā)動(dòng)機(jī)或機(jī)器視覺信息融合