CN101590846A - 车辆防撞自动保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆防撞自动保护系统，该系统在车辆处于危险情况下进行预警提示，并能采取紧急保护措施，从而有效减少交通事故的发生概率，保障车辆和车内人员的安全。该系统包括激光测距仪、高速A/D转换器、DSP控制单片机、凌阳单片机、声光报警单元，LCD显示模块和刹车控制单元，所述激光测距仪测得的前车与己车之间的距离信息，通过高速A/D转化器后送入DSP控制单片机，DSP控制单片机将测得数据与预存安全距离进行比较，超过安全距离，DSP控制单片机输出信号至凌阳单片机，凌阳单片机控制声光报警单元发出报警信号，DSP控制单片机监测两车车距至碰撞临界值时，发出指令启动刹车控制单元制动；LCD显示模块显示相关数据。

Description

车辆防撞自动保护系统

技术领域：

本发明涉及一种车辆安全装置，尤其涉及一种基于DSP技术和激光测距技术结合的汽车主动防撞系统，用以保证车内成员和车辆本身的安全。

背景技术：

目前，汽车防撞技术分为被动式和主动式两种防撞两种。增强汽车的结构(如给汽车前部和尾部均架上保险架)，安装行驶安全带和安全气囊等，这些均属于被动方式的汽车防撞装置，它们只能在一定程度上减少碰撞事故发生时的损失，不能从根本上避免交通事故的发生。因而，从1971年开始人们在汽车主动式防撞技术方面研究很活跃，并随之出现了对主动式汽车防碰撞系统研究的专门领域。但是，截止到今天为止，当代技术在对于主动式汽车防碰撞系统的研究上还存在很大的瓶颈区，并不能做到充分有效的主动防御碰撞。

现在市面上，关于车辆主动防碰撞系统的研究，仅停留在对于主动式安全气囊，主动防止车辆连环碰撞的研究的单一层面上。而应用在汽车防追尾事故上的相关技术，只限于在传统结构上，利用雷达测速仪器，通过控制油泵从而对车辆速度进行限制，人工采取制动的方法。

而雷达技术的应用现在相对不成熟，在车辆短距离的监测上存在一定的可实施性的。但是对于长时间车辆的全程监测方面，则相对较为弱势。其原因如下：

1)一些便宜的设备因频段和灵敏度的问题，雷达测速的效果不好，而效果相对好的在价格上的花费较大，不能广泛应用。

2)雷达测速受干扰性能较差。

3)雷达测速是距离的平方成正比而衰减的，故距离越远，反射会的超声波减少，灵敏度下降很快，从而使得雷达测距方式只适用于较短距离。目前国内外一般的雷达测距议理想测量距离为4米～5米左右，因为一般只能用于汽车倒车防撞系统上，在主动防撞的应用上可实施性不大。

一般事故的发生，绝大多数是在因为驾驶员自身大意的情况下发生的，一般发生时间在1-5秒之间，而上述的汽车防追尾系统，采用的是以提醒为主要方式，需要人工减速或制动的方式，假设驾驶员自身没有注意到系统提醒，不主动对车辆进行减速以及制动，车辆就还是存在追尾以及事故的危险。因此此类系统自身是存在一定的技术瓶颈。

发明内容：

本发明针对现有的技术状况，提供一种车辆防撞自动保护系统，该系统在车辆处于危险情况下进行预警提示，并能采取紧急保护措施，从而有效减少交通事故的发生概率，保障车辆和车内人员的安全。

本发明的目的是通过以下措施实现的：

一种车辆防撞自动保护系统，其特征是：该系统包括激光测距仪、高速A/D转换器、DSP控制单片机、凌阳单片机、声光报警单元，LCD显示模块和刹车控制单元，所述激光测距仪测得的前车与己车之间的距离信息，通过高速A/D转化器后送入DSP控制单片机，DSP控制单片机将测得数据与预存安全距离进行比较，超过安全距离，DSP控制单片机输出信号至凌阳单片机，凌阳单片机控制声光报警单元发出报警信号，DSP控制单片机监测两车车距至碰撞临界值时，发出指令启动刹车控制单元制动；LCD显示模块显示相关数据。

所述声光报警单元包括红色高强度发光二极管和扬声器。

所述凌阳单片机的型号采用SPCE061A)；所述DSP控制单片机的型号采用TMS320LF2407。

刹车控制单元采用控制开关串接入车辆的制动电路。

本发明相比现有技术具有如下优点：

本发明研究的车辆防撞全自动保护装置，针对在行车过程中，全程监控车速，利用激光测距的原理，并结合DSP芯片技术，对所测的距离进行微分运算，当两车间距接近碰撞距离的临界点最大值时，及时发出警报，并自动采取减速措施，当两车车距接近碰撞距离临界点的最小值时，自动采取紧急制动，有效的防止车辆安全事故的发生。

本发明的显著优点是可以实时提供己车前方车辆的距离和相对速度，并能做出预测，在危险发出之前进行预警提示，在紧急情况下启动气刹，最大程度上避免事故的发生，而不是像传统的在事故发生时才采取措施，从而可以有效减少交通事故的发生概率，保障车内成员和车辆本身的安全。

附图说明：

图1为本发明的原理框图。

图2为本发明的自动刹车控制原理说明图。

图3为本发明的控制过程图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的描述：

如图1、图2所示，本发明的车辆防撞自动保护系统包括：激光测距仪、高速A/D转换器、DSP控制单片机、凌阳单片机、声光报警单元，LCD显示模块和刹车控制单元。它采用激光测量车距，DSP控制单片机与A/D转换器、凌阳单片机(SPCE061A)的级联作为控制器共同处理信号。激光测距仪的最大接收距离为128M。提示报警模块由语音报警扬声器和高亮度发光二极管组成。激光信号发射器安装于车辆前端。本发明通过不断的测量车辆相对距离的变化率(相对速度)来计算车辆是否有相撞的可能性。若有可能就立即启动示警刹车装置减少车辆相撞的概率。

其中，激光测距仪测得前车与己车之间的距离信息，通过高速A/D转化器将模拟信号转化为数字信号，输出的距离信号后送入DSP控制单片机，DSP控制单片机将距离信号与其内预存安全距离信息进行比较，超过安全距离，DSP控制单片机输出信号至凌阳单片机，凌阳单片机控制扬声器报警和高亮度发光二极管闪烁，发出报警信号。DSP控制单片机实时监测两车车距，当到达设定的碰撞临界值时，发出指令启动刹车控制单元制动，自动制动刹车。LCD显示模块显示车辆前方的车辆与己车的距离，以其与己车的相对速度，可以让驾驶员把握。

关于自动刹车控制的实现以红旗CA7220型轿车真空助力伺服制动系统(图2)为例说明，图中1为储液罐；2为真空伺服气室；3为制动主缸；4为控制阀；5为制动踏板机构；6为制动信号灯液压开关；7为真空单向阀；8为左前轮缸；9为真空供能管路；10为感载比例阀；11为左后轮缸。

将该车的制动信号灯液压开关的控制电路两端并联一条通路且该通路的由刹车控制单元控制其导通，这样就可以在原有的汽车只能人工制动的状况改装成可以根据程序判定自动刹车了。对于其他车型只需找到汽车的制动信号开关，将该开关控制并联一路接入本发明的电路中即可，之所以采用并联是因为除了程序判定需要刹车外驾驶员根据情况自己也要能启动刹车。

本发明的车辆防撞自动保护系统，可加载到车辆原有的的刹车系统，在车辆安装一个指示灯以警告司机及时进行刹车操作；警告无效后启动示警刹车装置进行强制刹车减速，保证车辆和人身安全。

如图3所示，本发明的车辆全面自动保护系统，其控制过程包括以步骤：

a)初始化所述控制装置，设置汽车行驶安全预警距离s0，车距s，时间t0、t1、t2、t3、t4，频率X1、X2，速度V1、V2；

b)采用激光测距仪的激光发射器发出激光信号，测得返回时间t，求得车距s；

c)由步骤b所测的车距信号判断车辆是否在安全预警距离s0内；

d)当车辆距离在步骤c所述的安全预警距离s0内，进入步骤f；

e)当车辆距离不在步骤c所述的安全预警距离s0内，进入步骤b；

f)红灯亮，每t1时间计算速度v，持续t2时间，计算t2时间内平均相对速度v1；

g)判断v1是否能引起车距小于安全预警距离s0；

1.)否；撤销所有示警措施，进入步骤c；

2.)是；进入步骤h；

h)红灯以X1HZ闪烁，喇叭报警，t3时间后测距s；

i)判断车辆是否减速；

1.)是，t4时间后测相对车速v，进入步骤g；

2.)否，进入步骤j；

j)红灯以X2HZ闪烁，喇叭报警，汽车刹车启动，车前后紧急闪烁灯亮。

Claims (5)

1、一种车辆防撞自动保护系统，其特征是：该系统包括激光测距仪、高速A/D转换器、DSP控制单片机、凌阳单片机、声光报警单元，LCD显示模块和刹车控制单元，所述激光测距仪测量的前车与己车之间的距离信息，并经高速A/D转化器后送入DSP控制单片机，DSP控制单片机将测得数据与预存安全信息比较，超过安全距离，DSP控制单片机输出信号至凌阳单片机，凌阳单片机控制声光报警单元发出报警信号，DSP控制单片机同时监测两车车距至碰撞临界值时，发出指令启动刹车控制单元紧急制动车辆；LCD显示模块显示相关数据。

2、根据权利要求1所述的车辆防撞自动保护系统，其特征是：所述声光报警单元包括红色高强度发光二极管和扬声器。

3、根据权利要求1所述的车辆防撞自动保护系统，其特征是：所述凌阳单片机的型号采用SPCE061A)；所述DSP控制单片机的型号采用TMS320LF2407。

4、根据权利要求1所述的车辆防撞自动保护系统，其特征是：所述刹车控制单元的控制信号串接入车辆的制动电路。

5、根据权利要求1所述的车辆防撞自动保护系统，其特征是：激光测距仪设置在车辆前部外侧。

Images