專利名稱：汽車追尾防撞預警智能控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及雷達探測、信息集中處理、智能控制等綜合技術，特指一種汽車追尾防撞預警智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)應用于當今各類汽車追尾碰撞預防報警、智能控制領域，可實現現代公路交通領域里各類汽車預防追尾碰撞事故的發(fā)生。
背景技術：
汽車在高速公路上追尾碰撞是最常見、也是導致車毀人亡最嚴重的交通事故，多年來，人們一直在為能徹底解決這一難題而努力著，隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，高速公路增多，特別是家用汽車的急劇增加，人們對這類產品的需求越來越迫切。目前，國內外已研制開發(fā)出許多相應的測速產品，世界發(fā)達國家的測速裝備比較完善，針對不同的地區(qū)、地勢及環(huán)境，他們都配有相應的測速產品，無論固定測量還是移動測量、手動測量還是自動測量，都有一定的普及度。
“測速設備”的研究開發(fā)與應用，過程經歷了“固定模式向固定/移動雙重模式”、“手動模式向自動模式”、“單一功能向復合功能”的逐漸轉換，發(fā)達國家“測速設備”的發(fā)展較為完善。斯德克(Stalker)是美國ACI公司(Applied Concepts，Inc)的名牌產品，斯德克提供警用、體育和加速度測試全系列測速雷達，警用雷達系列從簡單的手持靜態(tài)應用到功能強大的車載動態(tài)應用一應俱全。然而，這些產品在汽車上的運用目前均為功能單一、價格昂貴，且無綜合型的智能控制功能部分。

發(fā)明內容
本實用新型的目的是提供一種汽車追尾防撞預警智能控制系統(tǒng)，實現體積小、功能全、價格低、具有智能控制功能且便于在現有各類汽車上加裝的民用產品，解決了現有產品只測距報警無智能控制產品功能單一的問題。
實現上述目的的技術方案為
該系統(tǒng)采取檢測、分析、處理、控制一體化的結構形式，其包括測距雷達和車速、制動傳感器組成的信號采樣部分、系統(tǒng)中央處理部分、顯示報警部分和汽車發(fā)動機供油及制動系統(tǒng)控制裝置組成的控制執(zhí)行部分。其特征在于所述測距雷達為安裝在汽車的前端的多譜勒雷達和安裝在汽車發(fā)動機室內的車速、制動傳感器；系統(tǒng)中央處理部分為位于車室內中控臺內的中央處理單元(單片機)；由汽車發(fā)動機供油及制動系統(tǒng)控制裝置組成的控制執(zhí)行部分安裝于汽車發(fā)動機室內；顯示報警部分位于車室內中控臺上，由系統(tǒng)中央處理單元裝置的面板上設有的顯示報警器的顯示屏和蜂鳴器組成。其液晶顯示器時時顯示與前車車距，蜂鳴報警器在與前車車距≤安全制動距離時，發(fā)出連續(xù)蜂鳴報警聲。
工作時，多譜勒雷達和車速、制動傳感器時時探測與前車車距、自車車速和制動信息，并將采樣信號時時傳遞給中央處理單元(單片機)，其集信號調理、輸入緩沖、采樣保持、數據采集、A/D轉換、CPU處理、D/A轉換、信號放大、顯示報警電路和執(zhí)行控制系統(tǒng)電路于一體的中央處理單元(單片機)，將完成信息智能分析處理，并將處理信息時時輸出，控制安裝于汽車發(fā)動機室部位的發(fā)動機供油系統(tǒng)控制裝置、汽車制動系統(tǒng)控制裝置和位于車室內中控臺上的顯示、報警器，自動完成控制汽車車速、制動和顯示報警任務。實現車距時時探測、中央處理單元(單片機)智能分析處理、自動控制汽車車速、制動與顯示報警的目的。
系統(tǒng)中央處理單元裝置內部安放系統(tǒng)中央處理單元的電路板；其后部板上設有電源線插座、發(fā)動機供油系統(tǒng)控制裝置輸入/輸出線插座、汽車制動系統(tǒng)控制裝置輸入/輸出線插座、多譜勒測距雷達單元輸入/輸出線插座、車速傳感器輸入/輸出線插座和制動傳感器輸入/輸出線插座。
中央處理單元CPU處理器設置了“智能控制模式”、“超車模式”和“市區(qū)行駛模式”三種模式。
系統(tǒng)中央處理單元裝置“市區(qū)行駛模式”轉換開關，轉換開關設有2檔及“I”和“0”，轉至“I”檔則進入“市區(qū)行駛模式”，轉至“0”檔則解除“市區(qū)行駛模式”。
“智能控制模式”為汽車正常行駛、系統(tǒng)工作模式。當與前車車距≥安全制動距離時，系統(tǒng)正常工作，時時顯示與前車車距，蜂鳴報警器不響，當與前車車距≤安全制動距離時，液晶顯示器顯示與前車車距，蜂鳴報警器發(fā)出連續(xù)蜂鳴報警聲，同時，中央處理單元CPU處理器將按減速、制動模式程序輸出控制模量信號，執(zhí)行控制系統(tǒng)電路中繼電器接通，使汽車發(fā)動機供油及制動系統(tǒng)控制裝置開始工作，汽車開始減速、制動，當與前車車距≥安全制動距離時，中央處理單元CPU處理器又將恢復智能控制模式，停止減速、制動模式程序控制模量信號的輸出，執(zhí)行控制系統(tǒng)電路中繼電器斷開，汽車發(fā)動機供油及制動系統(tǒng)控制裝置停止工作，汽車恢復正常行駛。
“超車模式”為汽車超車、系統(tǒng)超車工作模式。當汽車需要正常超車時，通過打開超車指示燈(汽車左方向燈)，系統(tǒng)智能控制模式將轉換到“超車模式”，此時，CPU處理器按超車模式程序輸出控制模量信號，執(zhí)行控制系統(tǒng)電路中繼電器斷開，使汽車發(fā)動機供油及制動系統(tǒng)控制裝置停止工作，系統(tǒng)將自動進入超車模式；當完成超車后，只需關閉超車指示燈，系統(tǒng)智能控制模式將轉回換到“智能控制模式”，此時，CPU處理器又按“智能控制模式”程序輸出控制模量信號，系統(tǒng)自動恢復測距智能控制模式。
“市區(qū)行駛模式”為汽車市區(qū)行駛、系統(tǒng)市區(qū)工作模式。當進入市區(qū)時，只需將系統(tǒng)智能控制模式轉換到“市區(qū)行駛模式”，此時，CPU處理器按市區(qū)行駛模式程序輸出控制模量信號，執(zhí)行控制系統(tǒng)電路中繼電器斷開，使汽車發(fā)動機供油及制動系統(tǒng)控制裝置停止工作，系統(tǒng)將自動切斷車速智能控制部分，僅保留測距顯示報警部分，但當采集的信號表明車距≤1～0.5m時，系統(tǒng)將啟動緊急制動控制程序，CPU處理器輸出緊急制動控制模量信號，執(zhí)行控制系統(tǒng)電路中繼電器接通，汽車制動系統(tǒng)控制裝置工作，車將被剎住。
該系統(tǒng)各部件的安裝，由于采取了不破壞原車外型、不改動電氣線路、只在原車基礎上加裝的原則，為各類汽車安裝系統(tǒng)部件帶來了極大的便利。
本實用新型的優(yōu)點在于①系統(tǒng)由于采用一體化設計，實現了車距時時探測、中央處理單元(單片機)智能分析處理、自動控制汽車車速、制動與顯示報警的目的。
②運用電子技術、電路總線技術與設計原理，中央處理單元采用了優(yōu)化集成設計，將信號調理、輸入緩沖、采樣保持、數據采集、A/D轉換、CPU處理、D/A轉換、信號放大、顯示報警電路和執(zhí)行控制系統(tǒng)電路經優(yōu)化組合、集成，形成功能于一體的中央處理單元(單片機)，實現了數據采樣、轉換和智能分析處理及控制的一體化。
③在系統(tǒng)智能控制模式上，考慮了“超車模式”和“市區(qū)行駛模式”，只需通過轉換開關即可實現不同模式的轉換，各模式間轉換關系值明確，判斷程序簡單無交叉，實現了智能分析處理，駕駛人員操作簡單。
④系統(tǒng)各部件的安裝，由于采取了不破壞原車外型、不改動電氣線路、只在原車基礎上加裝的原則，為各類汽車安裝系統(tǒng)部件帶來了極大的便利。


圖1系統(tǒng)設計方案框圖圖2系統(tǒng)結構框圖圖3.系統(tǒng)控制框圖圖4系統(tǒng)中央處理單元(單片機)框圖圖5系統(tǒng)中央處理單元裝置外型示結構意圖圖6系統(tǒng)中央處理單元(單片機)數據控制流程圖圖7計算機程序流程圖附圖中1.多譜勒測距雷達單元；2.自車車速傳感器；3.制動傳感器；4.系統(tǒng)中央處理單元；5.顯示器和報警器；6.發(fā)動機供油系統(tǒng)控制裝置和汽車制動系統(tǒng)控制裝置；7.“市區(qū)行駛模式”轉換開關；8.電源線插座；9.發(fā)動機供油系統(tǒng)控制裝置輸入/輸出線插座；10.汽車制動系統(tǒng)控制裝置輸入/輸出線插座；11.多譜勒測距雷達單元輸入/輸出線插座；12.車速傳感器輸入/輸出線插座；13.制動傳感器輸入/輸出線插座。
具體實施方式
如圖1所示，為系統(tǒng)設計方案。其通過傳感器時時采集行車車況數據，并將各種數據傳遞給系統(tǒng)中央處理部分，經系統(tǒng)中央處理器智能分析，輸出各種控制量，以達到自動控制行車車況的目的。
如圖2所示，本實用新型采取檢測、分析、處理、控制一體化的結構形式，將探頭、多譜勒測距雷達單元(1)、車速傳感器(2)和制動傳感器(3)分別安裝在汽車的前端和發(fā)動機室內，時時探測與前車車距、自車車速和制動信息，并將采樣信號時時傳遞給位于車室內的中央處理單元(4)，中央處理單元(4)集信號調理、輸入緩沖、采樣保持、數據采集、A/D轉換、CPU處理、D/A轉換、信號放大、顯示報警電路和執(zhí)行控制系統(tǒng)電路于一體，完成信息智能分析處理，并將處理信息時時輸出，控制安裝于汽車發(fā)動機室部位的發(fā)動機供油系統(tǒng)控制裝置、汽車制動系統(tǒng)控制裝置(6)和位于車室內的顯示報警器(5)，自動控制完成汽車減速、制動和顯示報警任務。實現車距時時探測、中央處理單元智能分析處理、自動控制汽車減速、制動與顯示報警的目的。
如圖3所示，采樣電路模塊采用目前通用標準接口電路，將雷達測距、自車車速和制動傳感器信號接收下來，并傳遞給系統(tǒng)中央處理單元(4)，系統(tǒng)中央處理單元(4)按程序智能分析處理，分別輸送給顯示報警控制電路、發(fā)動機供油系統(tǒng)控制電路和制動系統(tǒng)控制電路，顯示報警控制電路將控制液晶顯示器和蜂鳴器報警器；發(fā)動機供油系統(tǒng)控制電路和制動系統(tǒng)控制電路通過各自的直流繼電器分別控制發(fā)動機供油系統(tǒng)控制裝置和汽車制動系統(tǒng)控制裝置。整個系統(tǒng)由汽車蓄電池提供電源，系統(tǒng)中央處理單元由電壓轉換、穩(wěn)壓電路提供VDD+5V。
如圖4所示，系統(tǒng)中央處理單元(4)即單片機，采用了優(yōu)化集成設計，將信號調理、輸入緩沖、采樣保持、數據采集、A/D轉換、CPU處理、D/A轉換、信號放大、顯示報警電路和執(zhí)行控制系統(tǒng)電路經優(yōu)化組合、集成，形成功能于一體的中央處理單元(單片機)，實現數據采樣、轉換和智能分析處理及控制的一體化。CPU處理芯片采用目前市場上較為流行的單片機CPU處理芯片AT89C51。
如圖5所示，系統(tǒng)中央處理單元裝置安裝于車內駕駛中控臺上，其面板上設有顯示報警器(5)的顯示屏和蜂鳴器以及“市區(qū)行駛模式”轉換開關(7)，轉換開關設有2檔及“I”和“0”，轉至“I”檔則進入“市區(qū)行駛模式”，轉至“0”檔則解除“市區(qū)行駛模式”；其裝置內部安放系統(tǒng)中央處理單元(4)的電路板；其后部板上設有電源線插座(8)、發(fā)動機供油系統(tǒng)控制裝置輸入/輸出線插座(9)、汽車制動系統(tǒng)控制裝置輸入/輸出線插座(10)、多譜勒測距雷達單元輸入/輸出線插座(11)、車速傳感器輸入/輸出線插座(12)和制動傳感器輸入/輸出線插座(13)。
如圖6所示，系統(tǒng)中央處理單元(單片機)數據控制流程。
如圖7所示，計算機程序流程圖。
當信號采樣部分采集信號后，中央處理單元CPU處理器選擇進入三種不同的控制模式，同時顯示報警部分可進行工作1、“智能控制模式”當與前車車距≥安全制動距離時，系統(tǒng)選擇Y；當與前車車距≤安全制動距離時，系統(tǒng)選擇N，蜂鳴報警器發(fā)出連續(xù)蜂鳴報警聲，同時，按減速、制動模式程序輸出控制模量信號；2、“超車行駛模式”當汽車需要正常超車時，通過打開超車指示燈(汽車左方向燈)，人工控制將轉換到“超車行駛模式”，當完成超車后，只需關閉超車指示燈，系統(tǒng)將轉回換到“智能控制模式”；3、“市區(qū)行駛模式”當進入市區(qū)時，人工控制將換到“市區(qū)行駛模式”，但當采集的信號表明車距≤1～0.5m時，系統(tǒng)將啟動緊急制動控制程序，車將被剎住。
權利要求1.汽車追尾防撞預警智能控制系統(tǒng)，其包括測距雷達和車速、制動傳感器組成的信號采樣部分、系統(tǒng)中央處理部分、顯示報警部分，其特征在于所述測距雷達為安裝在汽車的前端的多譜勒測距雷達(1)；系統(tǒng)中央處理部分為位于車室內中控臺內的中央處理單元(4)，中央處理單元由采樣電路模塊、緩沖、放大電路及A/D轉換電路模塊、帶人工干預控制單元的CPU處理器、模量輸出電路和控制電路模塊組成；并設有安裝于汽車發(fā)動機室內部發(fā)動機供油及汽車制動系統(tǒng)控制裝置(6)組成的控制執(zhí)行部分。
2.根據權利要求1所述的汽車追尾防撞預警智能控制系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)中央處理單元裝置“市區(qū)行駛模式”轉換開關(7)，轉換開關設有2檔即“I”和“0”。
3.根據權利要求1所述的汽車追尾防撞預警智能控制系統(tǒng)，其特征在于顯示報警部分為位于車室內中控臺上，在系統(tǒng)中央處理單元裝置的面板上設有顯示報警器(5)的顯示屏和蜂鳴器。
4.根據權利要求1所述的汽車追尾防撞預警智能控制系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)中央處理單元裝置內部安放系統(tǒng)中央處理單元的電路板；其后部板上設有電源線插座(8)、發(fā)動機供油系統(tǒng)控制裝置輸入/輸出線插座(9)、汽車制動系統(tǒng)控制裝置輸入/輸出線插座(10)、多譜勒測距雷達單元輸入/輸出線插座(11)、車速傳感器輸入/輸出線插座(12)和制動傳感器輸入/輸出線插座(13)。
專利摘要本實用新型可應用于各類汽車預防追尾碰撞車速檢測、自動控制領域。其采取檢測、分析、處理、控制一體化的結構形式，將多譜勒雷達和車速、制動傳感器分別安裝在汽車的前端和發(fā)動機室內，時時探測與前車車距、自車車速和制動信息，并將采樣信號時時傳遞給位于車室內的中央處理單元(單片機)，中央處理單元集信號調理、輸入緩沖、采樣保持、數據采集、A/D轉換、CPU處理、D/A轉換、信號放大、顯示報警電路和執(zhí)行控制系統(tǒng)電路于一體，完成信息智能分析處理，并控制安裝于汽車發(fā)動機室部位的發(fā)動機供油系統(tǒng)控制裝置、汽車制動系統(tǒng)控制裝置和位于車室內的顯示報警器，完成自動控制汽車減速、制動和顯示報警任務。實現了車距時時探測、中央處理單元(單片機)智能分析處理、自動控制汽車減速、制動與顯示報警的目的。
文檔編號B60W30/09GK2767268SQ200420080420
公開日2006年3月29日 申請日期2004年10月21日 優(yōu)先權日2004年10月21日
發(fā)明者臧曙 申請人:中國人民解放軍鎮(zhèn)江船艇學院