本發(fā)明涉及汽車測速測距領(lǐng)域，更具體地，涉及一種實時測量前方行車車距和車速的測量系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

大量交通事故經(jīng)統(tǒng)計分析，汽車追尾事故占交通事故總數(shù)相當(dāng)比例。造成汽車追尾主要原因是兩車之間距離保持不夠。為保證行駛安全，需要測量前方行車車距和車速，并加以提示司機(jī)。

測車距的方法有雷達(dá)測距，激光測距和視頻測距。雷達(dá)測距、激光測距設(shè)備貴成本高，且一方必須為靜止?fàn)顟B(tài).。視頻測距受光照和拍攝角度及駕駛環(huán)境影響,且算法復(fù)雜。傳統(tǒng)的超聲波傳感器測距，只考慮雙方靜止?fàn)顟B(tài)或一方為移動狀態(tài)，且必須事先知道前方行車車速，在實際情況下卻是不可能的。

雙方都在移動狀態(tài)下，實時測出雙方距離和前方行車車速的方法還未見文獻(xiàn)報道。CN201210524545.3公開了一種汽車行車安全距離控制方法，使用距離測量傳感器測量車距，如果小于安全距離就發(fā)出語音提示。至于使用什么距離測量傳感器，如何測量距離的，都沒有說明。只說明本車車速的測量，前方行車車速的測量方法沒有提及到。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種實時測量前方行車車距和車速的測量系統(tǒng)和方法。本發(fā)明可以在本車與前車都處于運(yùn)動狀態(tài)下，利用超聲波傳感器實時測出雙方距離和前方行車車速。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種實時測量前方行車車距和車速的測量系統(tǒng)，包括測量模塊、處理模塊，測量模塊由測量前方車速和距離的第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器以及霍爾傳感器組成；處理模塊由輸入數(shù)據(jù)的輸入模塊和處理數(shù)據(jù)的控制器組成，所述的第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器、霍爾傳感器以及輸入模塊分別與控制器連接；所述霍爾傳感器用于測量本車的車速，所述第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器用于接收反射波的信號，所述控制器根據(jù)反射波的信號、本車車速計算得出前車車速和兩車車距。

優(yōu)選地，所述第一超聲波傳感器與第二超聲波傳感器安裝在汽車的不同縱向位置，并保證兩傳感器之間具有一定的橫向距離。

優(yōu)選地，所述輸入模塊包括外設(shè)小鍵盤，以便于輸入第一超聲波傳感器與第二超聲波傳感器安裝的縱向距離。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括提示模塊，提示模塊由顯示本車車速、前車車速、兩車距離的顯示器和超出安全閾值后進(jìn)行語音提示的語音系統(tǒng)組成；顯示器與語音系統(tǒng)分別于控制器連接。

上述實時測量前方行車車距和車速的測量系統(tǒng)的測量方法，包括下述步驟：

步驟S1，輸入第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器安裝時的縱向距離x₀；

步驟S2，霍爾傳感器實時測量本車行駛速度v₀；

步驟S3，第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器同時啟動；

步驟S4，控制器的計時器記錄第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器收到反射波的時間T₁和T₂；

步驟S5，控制器運(yùn)算得出前車行駛速度v_front和兩車車距s，由方程組解出：

(v_ch-v_front)*T₁*(v_ch+v₀)/(2*v_ch)＝s (9)

(v_ch-v_front)*T₂*(v_ch+v₀)/(2*v_ch)＝s+x₀ (10)

其中，v_ch為超聲波速度。

優(yōu)選地，還包括提示模塊的下述步驟：

步驟S6，顯示器顯示本車行駛速度v₀、前車行駛速度v_front和兩車車距s

步驟S7，控制器判斷本車車速或兩車距離是否超出閾值，超過閾值則由語音系統(tǒng)發(fā)出語音提示。

優(yōu)選地，所述步驟S1，包括以下步驟：

步驟S11，將第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器安裝在車身的不同縱向位置處；

步驟S12，測量第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器之間的縱向距離x₀；

步驟S13，由小鍵盤輸入第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器之間的縱向距離x₀。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明可以在本車與前車都處于運(yùn)動狀態(tài)下，利用超聲波傳感器實時測出雙方距離和前方行車車速。

附圖說明

圖1是本發(fā)明測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)意圖。

圖2是本發(fā)明測量方法的流程圖。

圖3是本發(fā)明測量方法的參數(shù)示意圖。

具體實施方式

附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產(chǎn)品的尺寸；對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。附圖中描述位置關(guān)系僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制。

如圖1所示，本實施例中，一種實時測量前方行車車距和車速的測量系統(tǒng)，包括測量模塊、處理模塊和提示模塊，測量模塊由超聲波傳感器1、超聲波傳感器2以及霍爾傳感器組成；處理模塊由小鍵盤和控制器組成；提示模塊由LED顯示器和語音系統(tǒng)組成，所述的超聲波傳感器1、超聲波傳感器2、霍爾傳感器、小鍵盤、LED顯示器以及語音系統(tǒng)分別與控制器連接。

上述實時測量前方行車車距和車速的測量系統(tǒng)的測量方法，包括下述步驟：

步驟S1，輸入超聲波傳感器1和超聲波傳感器2安裝時的縱向距離x₀；

步驟S2，霍爾傳感器實時測量本車行駛速度v₀；

步驟S3，超聲波傳感器1和超聲波傳感器2同時啟動；

步驟S4，控制器的計時器記錄超聲波傳感器1和超聲波傳感器2收到反射波的時間T₁和T₂；

步驟S5，控制器運(yùn)算得出前車行駛速度v_front和兩車車距s，控制器的運(yùn)算為：

設(shè)超聲波傳感器1發(fā)出的超聲波遇到前方待測行車被反射時所用時間為t₁,從被前方待測行車反射到再次被超聲波傳感器1接收所用時間為t₂，則

(v_ch-v_front)*t₁＝s, (1)

(v_ch-v₀)*t₁/(v_ch+v₀)＝t₂, (2)

t₁+t₂＝T₁ (3)

由以上(2)、(3)式可解出：t₁＝T₁*(v_ch+v₀)/(2*v_ch),(4)；

設(shè)超聲波傳感器2發(fā)出的超聲波遇到前方待測行車被反射時所用時間為從被前方待測行車反射到再次被超聲波傳感器2接收所用時間為則

$(v_{ch}-v_{front})*t_1^a=s+x_0,---\left(5\right)$

$(v_{ch}-v_0)*t_1^a/(v_{ch}+v_0)=t_2^a,---\left(6\right)$

$t_1^a+t_2^a=T_2---\left(7\right)$

由以上(6)、(7)式可解出：

由以上(1)、(4)、(5)、(8)式的到方程組并解出前車行駛速度v_front和兩車車距s：

(v_ch-v_front)*T₁*(v_ch+v₀)/(2*v_ch)＝s (9)

(v_ch-v_front)*T₂*(v_ch+v₀)/(2*v_ch)＝s+x₀ (10)

其中，v_ch為超聲波速度；

具體地，還包括提示模塊的下述步驟：

步驟S6，顯示器顯示本車行駛速度v₀、前車行駛速度v_front和兩車車距s

步驟S7，控制器判斷本車車速或兩車距離是否超出閾值，超過閾值則由語音系統(tǒng)發(fā)出語音提示。

具體地，所述步驟S1，包括以下步驟：

步驟S11，將超聲波傳感器1和超聲波傳感器2安裝在車身的不同縱向位置處；

步驟S12，測量超聲波傳感器1和超聲波傳感器2之間的縱向距離x₀；

步驟S13，由小鍵盤輸入超聲波傳感器1和超聲波傳感器2之間的縱向距離x₀。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上步驟介紹僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。