專利名稱：車輛安全車距預(yù)警控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛安全車距預(yù)警控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，車輛安全車距預(yù)警控制裝置當(dāng)前的主要問(wèn)題是誤報(bào)率高，再者就是要依靠車輛的制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車輛的主動(dòng)制動(dòng)。對(duì)車輛速度的調(diào)節(jié)主要是通過(guò)控制發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開(kāi)度和自動(dòng)降低檔位來(lái)實(shí)現(xiàn)的。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，汽車已經(jīng)越來(lái)越普遍，隨之而來(lái)的是交通事故的頻發(fā)。 在高速公路上追尾碰撞是交通事故的主要原因，不僅給社會(huì)帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)損失，還嚴(yán)重危害了人的生活及生命健，因此，防追尾碰撞的研究就顯得十分重要。防追尾碰撞一個(gè)很重要的問(wèn)題就是安全模型的問(wèn)題。安全距離模型有很多種，各種模型都是在一定的假設(shè)條件下分析計(jì)算得到的，然而由于實(shí)際路況的復(fù)雜，安全車距并不是一成不變的。通過(guò)MATLAB 仿真分析了安全車距的影響因素，得出不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下安全距離和速度、附著系數(shù)的變化規(guī)律，對(duì)安全距離模型的選擇有一定的參考作用。為滿足行車安全要求而需要保持的最小車頭間距，稱為安全距離；也就是在同一條車道上，保證同向行駛前后兩車安全、高效行駛時(shí)的距離。安全距離過(guò)小，容易發(fā)生追尾事故，不利于車輛的安全行駛；反之，距離過(guò)大，又會(huì)降低道路通行能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于駕駛員類型選擇的車輛安全車距預(yù)警控制裝置。本發(fā)明的車輛安全車距預(yù)警控制裝置，包括信息采集單元、信息處理單元和信息輸出裝置三部分構(gòu)成。信息采集單元主要包括毫米波雷達(dá)、本車速度傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、制動(dòng)傳感器、加速踏板傳感器、路面情況監(jiān)測(cè)器等；信息處理單元主要為中央處理器； 信息輸出裝置包括顯示屏、報(bào)警蜂鳴器、報(bào)警指示燈等。其特征在于中央處理器接收毫米波雷達(dá)、本車速度傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、制動(dòng)傳感器、加速踏板傳感器、路面情況監(jiān)測(cè)器發(fā)送來(lái)的信號(hào)，基于車輛安全車距控制模型，給出控制策略，進(jìn)而觸發(fā)顯示屏、報(bào)警蜂鳴器、報(bào)警指示燈給出相應(yīng)的預(yù)警信息。優(yōu)選的是，所述的數(shù)字信號(hào)處理機(jī)(10)采用TMS320VCM02和ADC芯片THS1206、 flash存儲(chǔ)芯片^F160B3BA90等器件設(shè)計(jì)，該處理機(jī)可實(shí)時(shí)計(jì)算目標(biāo)的距離和速度，并提供了一個(gè)多媒體的報(bào)警顯示平臺(tái)，方便司機(jī)使用。優(yōu)選的是，所述當(dāng)目標(biāo)在1 IOOm之內(nèi)時(shí)，該輸入信號(hào)的頻率保持在7. 1 711. 7kHz之間，幅度保持在-1 +1之間由低噪聲寬帶運(yùn)算放大器THS4022構(gòu)成的電平移位電路將輸入信號(hào)的電平搬移到+1. 5 +3. 5之間，以滿足ADC芯片THS1206對(duì)輸入信號(hào)電平范圍的要求。THS1206以2MHz的頻率對(duì)中信號(hào)(CHl)采樣，A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)被VCM02接收。VC5402對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行2048點(diǎn)FFT運(yùn)算，得到輸入信號(hào)的頻譜和中頻頻率，再根據(jù)公式計(jì)算處前方目標(biāo)的距離和速度。優(yōu)選的是，所述液晶顯示屏用于顯示前車的軌跡、兩車間實(shí)際距離、相對(duì)速度及角度。優(yōu)選的是，所述報(bào)警蜂鳴器可分為長(zhǎng)音和短音兩種，報(bào)警指示燈可以分為紅、黃、 綠三種顏色。當(dāng)提醒報(bào)警時(shí)，黃燈閃，同時(shí)蜂鳴器長(zhǎng)音報(bào)警；當(dāng)危險(xiǎn)報(bào)警時(shí)，紅燈閃，同時(shí)蜂鳴器急促短音報(bào)警；安全狀態(tài)時(shí)，綠燈亮，沒(méi)有聲音提示。當(dāng)然也可以錄入人的說(shuō)話聲報(bào)警。優(yōu)選的是，目標(biāo)距離和速度通過(guò)顯示屏實(shí)時(shí)顯示。優(yōu)選的是，所述通過(guò)蜂鳴器以及發(fā)光二極管進(jìn)行聲光報(bào)警閃存用來(lái)存放處理主程序代碼，當(dāng)信號(hào)處理機(jī)脫機(jī)運(yùn)行時(shí)，主程序代碼能夠在系統(tǒng)加電后自動(dòng)裝載到DSP片內(nèi)RAM 中運(yùn)行。顯而易見(jiàn)，本發(fā)明的車輛安全車距預(yù)警控制裝置，特征在于中央處理器接收毫米波雷達(dá)、本車速度傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、制動(dòng)傳感器、加速踏板傳感器、路面情況監(jiān)測(cè)器發(fā)送來(lái)的信號(hào)，基于車輛安全車距控制模型，給出控制策略，進(jìn)而觸發(fā)顯示屏、報(bào)警蜂鳴器、報(bào)警指示燈給出相應(yīng)的預(yù)警信息。提高了報(bào)警的質(zhì)量。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明；圖1為本發(fā)明的車輛安全車距預(yù)警控制裝置的最佳實(shí)施例的示意圖。附圖標(biāo)記1.信息采集單元2.信息處理單元3.信息輸出裝置4.毫米波雷達(dá)5.本車速度傳感器6.轉(zhuǎn)向角傳感器7.制動(dòng)傳感器8.加速踏板傳感器9.路面情況監(jiān)測(cè)器10.中央處理器11.信息輸出裝置包括顯示屏12.報(bào)警蜂鳴器13.報(bào)警指示燈
具體實(shí)施例方式圖1所示為本發(fā)明的一最佳實(shí)施例。如圖1所示，本發(fā)明的最佳實(shí)施例的車輛安全車距預(yù)警控制裝置，包括信息采集單元(1)，主要包括毫米波雷達(dá)G)、本車速度傳感器(5)、轉(zhuǎn)向角傳感器(6)、制動(dòng)傳感器(7)、加速踏板傳感器(8)和路面情況監(jiān)測(cè)器(9)；信息處理單元O)，主要為中央處理器(11)；信息輸出裝置(3)，包括顯示屏(12)、報(bào)警蜂鳴器(13)、報(bào)警指示燈(14)；其特征在于中央處理器(11)接收毫米波雷達(dá)G)、本車速度傳感器(5)、轉(zhuǎn)向角傳感器(6)、制動(dòng)傳感器(7)、加速踏板傳感器(8)和路面情況監(jiān)測(cè)器(9)發(fā)送來(lái)的信號(hào)，基于車輛安全車距控制模型，給出控制策略，進(jìn)而觸發(fā)顯示屏(12)、報(bào)警蜂鳴器(13)、報(bào)警指示燈(14)，給出相
應(yīng)的預(yù)警信息。本實(shí)施例的車輛安全車距預(yù)警控制裝置工作原理如下由信息采集單元不斷地采集相關(guān)信息，如車間距離、相對(duì)速度、自車速度、有無(wú)轉(zhuǎn)向、有無(wú)制動(dòng)等，并將此信息傳送至信息處理單元。信息處理單元根據(jù)自車速度、相對(duì)速度以及所建立的安全距離計(jì)算模型，計(jì)算出當(dāng)時(shí)應(yīng)保持的安全距離并與實(shí)測(cè)車間距離相比較。若實(shí)測(cè)車間距離大于提醒報(bào)警距離，則進(jìn)入下一工作循環(huán)；若實(shí)測(cè)車間距離小于提醒報(bào)警距離，則進(jìn)行一次報(bào)警，提醒駕駛員松油門并做好剎車準(zhǔn)備；當(dāng)實(shí)測(cè)車間距離大于危險(xiǎn)報(bào)警距離，則進(jìn)行二次報(bào)警，促使駕駛員立即制動(dòng)，以免追尾事故的發(fā)生。液晶顯示屏用于顯示兩車間距離及相對(duì)速度，報(bào)警蜂鳴器和報(bào)警指示燈用于提供聲音報(bào)警和指示燈報(bào)警。及時(shí)的報(bào)警可以有效地提醒駕駛員，促使其采取合適的應(yīng)對(duì)措施。當(dāng)駕駛員沒(méi)有反應(yīng)時(shí)，車輛將自動(dòng)采取相應(yīng)的措施。本裝置在考慮駕駛員特性的駕駛員模型算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行安全車距判定具有以下特點(diǎn)(1)精度更高基于多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)采集，進(jìn)行綜合的分析；(2)虛警率低在以下情況下不進(jìn)行預(yù)警1)駕駛員采取了安全措施時(shí)不予報(bào)警；2)在車速較低時(shí)不予報(bào)警；3)根據(jù)駕駛員不同特征設(shè)定報(bào)警時(shí)機(jī)；4)根據(jù)不同路況設(shè)定報(bào)警時(shí)機(jī)。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的描述雖然有助于理解本發(fā)明，但本發(fā)明絕不限于此圖示實(shí)施例。相反，在權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明作出各種改進(jìn)和替換。
權(quán)利要求
1.一種車輛安全車距預(yù)警控制裝置，包括信息采集單元(1)，主要包括毫米波雷達(dá)(4)、本車速度傳感器( 、轉(zhuǎn)向角傳感器(6)、 制動(dòng)傳感器(7)、加速踏板傳感器(8)和路面情況監(jiān)測(cè)器(9)；信息處理單元O)，主要為中央處理器(11)；信息輸出裝置(3)，包括顯示屏(12)、報(bào)警蜂鳴器(13)、報(bào)警指示燈(14)；其特征在于中央處理器(11)接收毫米波雷達(dá)G)、本車速度傳感器(5)、轉(zhuǎn)向角傳感器(6)、制動(dòng)傳感器(7)、加速踏板傳感器(8)、路面情況監(jiān)測(cè)器(9)和駕駛員類型選擇(10) 發(fā)送來(lái)的信號(hào)，基于車輛安全車距控制模型，給出控制策略，進(jìn)而觸發(fā)顯示屏(12)、報(bào)警蜂鳴器(13)、報(bào)警指示燈(14)，給出相應(yīng)的預(yù)警信息。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛安全車距預(yù)警控制裝置，其特征在于中央處理器(11)采用TMS320VC5402和ADC芯片THS1206、flash存儲(chǔ)芯片^F160B3BA90設(shè)計(jì)，該處理機(jī)可實(shí)時(shí)計(jì)算目標(biāo)的距離和速度，并提供了一個(gè)多媒體的報(bào)警顯示平臺(tái)，方便司機(jī)使用。
3.如權(quán)利要求1或2所述的車輛安全車距預(yù)警控制裝置，其特征在于當(dāng)目標(biāo)在1 IOOm之內(nèi)時(shí)，信號(hào)的頻率保持在7. 1 711. 7kHz之間，幅度保持在_1 +1之間由低噪聲寬帶運(yùn)算放大器THS4022構(gòu)成的電平移位電路將輸入信號(hào)的電平搬移到+1. 5 +3. 5之間，以滿足ADC芯片THS1206對(duì)輸入信號(hào)電平范圍的要求；THS1206以2MHz的頻率對(duì)中信號(hào) (CHl)采樣，A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)被V⑶402接收；V⑶402對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行2048點(diǎn)FFT運(yùn)算， 得到輸入信號(hào)的頻譜和中頻頻率，再根據(jù)公式計(jì)算處前方目標(biāo)的距離和速度。THS1206共有 4個(gè)單輸入通道，中頻信號(hào)進(jìn)入輸入通道CHl，而輸入通道CH2沒(méi)有接任何信號(hào)；通過(guò)對(duì)ADC 控制寄存器的設(shè)置，使THS1206工作在雙通道連續(xù)轉(zhuǎn)換方式。
4.如權(quán)利要求1或3所述的車輛安全車距預(yù)警控制裝置，其特征在于液晶顯示屏用于顯示前車的軌跡、兩車間實(shí)際距離、相對(duì)速度及角度。
5.如權(quán)利要求1或3所述的車輛安全車距預(yù)警控制裝置，其特征在于報(bào)警蜂鳴器分為長(zhǎng)音和短音兩種，報(bào)警指示燈采用紅、黃、綠三種顏色，當(dāng)提醒報(bào)警時(shí)，黃燈閃，同時(shí)蜂鳴器長(zhǎng)音報(bào)警；當(dāng)危險(xiǎn)報(bào)警時(shí)，紅燈閃，同時(shí)蜂鳴器急促短音報(bào)警；安全狀態(tài)時(shí)，綠燈亮，沒(méi)有聲音提示。
6.如權(quán)利要求1或3所述的車輛安全車距預(yù)警控制裝置，其特征在于目標(biāo)的距離和速度通過(guò)顯示屏實(shí)時(shí)顯示。
7.如權(quán)利要求1或3所述的車輛安全車距預(yù)警控制裝置，其特征在于通過(guò)蜂鳴器以及發(fā)光二極管進(jìn)行聲光報(bào)警閃存用來(lái)存放處理主程序代碼，當(dāng)信號(hào)處理機(jī)脫機(jī)運(yùn)行時(shí)，主程序代碼能夠在系統(tǒng)加電后自動(dòng)裝載到DSP片內(nèi)RAM中運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車輛安全車距預(yù)警控制裝置，包括信息采集單元(1)、信息處理單元(2)和信息輸出裝置(3)。信息采集單元主要包括毫米波雷達(dá)(4)、本車速度傳感器(5)、轉(zhuǎn)向角傳感器(6)、制動(dòng)傳感器(7)、加速踏板傳感器(8)、路面情況監(jiān)測(cè)器(9)和駕駛員類型選擇(10)；信息處理單元為中央處理器(11)；信息輸出裝置包括顯示屏(12)、報(bào)警蜂鳴器(13)、報(bào)警指示燈(14)。中央處理器(11)接收毫米波雷達(dá)(4)、本車速度傳感器(5)、轉(zhuǎn)向角傳感器(6)、制動(dòng)傳感器(7)、加速踏板傳感器(8)和路面情況監(jiān)測(cè)器(9)發(fā)送來(lái)的信號(hào)，基于車輛安全車距控制模型，給出控制策略，進(jìn)而觸發(fā)顯示屏(12)、報(bào)警蜂鳴器(13)、報(bào)警指示燈(14)給出相應(yīng)的預(yù)警信息。
文檔編號(hào)B60R21/01GK102582555SQ201110193168
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者王學(xué)偉, 陳雪梅, 高薪, 魏中華 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)