CN102582556A - 一种汽车主动防碰撞系统 - Google Patents
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Abstract
一种汽车主动防碰撞系统，包括感知单元、判断决策单元、执行单元。汽车通过由传感器组成的感知单元识别周边和自身的环境，由单片机及软件组成的判断单元根据接收感知单元发来的信息，控制和决定系统的运行，由执行单元接收判断单元的指令，进行报警和紧急自动刹车。本发明在汽车与障碍物的距离小于安全值时，产生报警，如果驾驶员没有采取行动，该系统会自动刹车，防止意外发生。本发明适用于各类电喷控制发动机的机动车使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车主动防碰撞系统，属汽车安全技术领域。
背景技术
据统计，绝大多数交通事故的发生是因为驾驶员没来得及反应，所以现在的研究主要集中在让驾驶员预先知道危险，即汽车防碰撞预警系统。虽然这种系统降低了交通事故的发生率，但有时候即使报警了驾驶员也来不及刹车，这就需要一种更智能的系统，这种系统能报警且能在报警后驾驶员没有或没来得及采取行动时，能自动刹车。
公告号200948775公开了一种自主式汽车防碰撞预警保护装置，该装置包括中央处理模块、道路探测模块、报警电路、气囊驱动模块、防护气囊和ＬＥＤ显示模块；该实用新型通过中央处理模块对气囊驱动模块发出指令，带动防护气囊工作。这种保护装置仍属被动型保护。公告号2784256公开的是一种汽车防碰撞安全感应装置，它包括发射器、接收器和控制装置；控制装置包括电动机、继电器、刹车总成；该装置由于采用传统的继电器控制，在反应的灵敏性方面存在不足。
发明内容
本发明的目的是，为了弥补传统汽车防碰撞的不足，本发明提供一种报警后驾驶员没有或没来得及采取行动时能自动刹车的汽车主动防碰撞系统。
本发明的技术方案是：汽车主动防碰撞系统，包括感知单元、判断决策单元、执行单元；汽车通过由传感器组成的感知单元识别周边和自身的环境，由单片机及软件组成的判断单元根据接收感知单元发来的信息，控制和决定系统的运行，由执行单元接收判断单元的指令，进行报警和紧急自动刹车。
本发明中的感知单元包括距离传感器、速度传感器、方位传感器、节气门位置传感器、制动踏板传感器；距离传感器测量自车到目标车的相对距离，方位传感器测量目标车相对自车的方位，速度传感器测量自车的速度，节气门位置传感器测量节气门的位置，制动踏板传感器测量制动踏板的动作等信息。
判断决策单元是用汇编语言和C语言编程了的单片机；对单片机编制程序，建立行车的安全距离模型，在接收感知单元输送过来的相对距离、方位、速度等信息后，根据安全距离模型来计算安全距离，再与实际距离比较，然后根据比较结果发出命令，传输给执行单元。
执行单元包括报警装置、自动制动、关闭节气门。如果经判断决策单元比较，实际距离大于安全距离，则执行单元不动作；如果实际距离小于安全距离，则执行单元执行命令，由报警装置发出报警，提醒驾驶员采取减速或刹车行动，如果驾驶员没有采取行动，判断单元立即发出执行命令，汽车自动刹车，避免因驾驶员反应不及时可能造成的碰撞车祸损害。
本发明与现有技术比较的有益效果是：当汽车离障碍物的距离小于安全值时，本发明汽车主动防碰撞系统能由各种传感器组成的感知单元、通过由单片机及相应软件构成的判断决策单元，向执行单元发出指令，执行单元则产生报警，如果驾驶员仍没有采取行动，该系统会紧急自动刹车，防止由于驾驶员反应迟钝导致的意外发生。
本发明适用于各类电喷控制发动机的机动车使用。
附图说明
图1汽车主动防碰撞系统的原理框图；
图2汽车主动防碰撞系统的工作过程原理图；
图3汽车主动防碰撞系统的激光测距系统原理图；
图中图号表示：1是距离传感器；2是速度传感器；3是方位传感器；4是节气门位置传感器；5是制动踏板传感器；6是单片机；7是报警装置；8是自动制动；9是节气门关闭；10是感知单元；11是激光二极管；12是准直透镜；13是光分镜；14是目标；15是光电二极管；16是滤光片；20是判断单元；30是执行单元。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
图1所示为本发明汽车主动防碰撞系统的原理框图。本发明汽车主动防碰撞系统，包括感知单元10、判断决策单元20、执行单元30。汽车通过感知单元10识别周边和自身的环境。感知单元10是汽车主动避撞系统实现的基础，包括自车到目标车的相对距离，目标车相对自车的方位，自车的速度，节气门位置，制动踏板等信息。距离传感器1测量自车到目标车的相对距离，方位传感器3测量目标车相对自车的方位，速度传感器2测量自车的行驶速度，节气门位置传感器4测量节气门的位置，制动踏板传感器5测量制动踏板的动作。在这些测量中，距离测量是感知单元中的关键。本发明采用自制激光测距系统来测距。
判断单元20是整个系统的关键，控制和决定了系统的运行、准确性。判断单元20接收感知单元10输送过来的信息，并输出控制信息给执行单元30。判断单元20由单片机6来决策。预先对单片机6进行编程，建立行车的安全距离模型，在接收感知单元10输送过来的相对距离，速度等信息后，根据安全距离模型来计算安全距离， 再比较安全距离与实际距离，然后发出命令。
执行单元30是接收判断单元20的命令，在判断单元20中，如果实际距离大于安全距离，则执行单元30不行动，如果实际距离小于安全距离，则执行单元30执行命令，由报警装置发出报警，提醒驾驶员采取减速或刹车行动，如果驾驶员没有采取行动，则判断单元20发出命令，汽车自动刹车。
本发明实施例汽车主动防碰撞系统的工作过程如图2所示，由激光测距系统对外界进行扫描，如果没有障碍物，则又重新开始扫描；如果有障碍物，激光测距系统把所测信息自车到障碍物的距离数据传给单片机6，汽车的行驶速度信息也传入单片机6，单片机6通过预先已建立的模型计算安全距离，再判断实际距离是否大于安全距离模型，如果大于安全距离，则不报警，又重新检测障碍物；如果小于安全距离，则报警。报警后，判断驾驶员是否减速或刹车，如果是，则不报警，又重新检测障碍物；如果否，则计算机发出命令，自动刹车。
本发明实施例中采用了自制的激光测距系统，该系统原理如图3所示，当单片机6下达测距开始指令，激光二极管驱动电路收到指令后利用高速场效应管作为纳秒开关，通过电容充放电来产生脉宽很窄的大电流脉冲，驱动激光二极管11发出脉冲，激光二极管发射出的激光脉冲是发散的，经准直透镜12后变成直线的，一部分光经过分光镜13反射经滤光片16后到光电二极管15，再通过信号放大器，触发计数器开始计时，另外一部分光到了二维扫描装置，由于目标14的高度不一样，用二维扫描装置可以知道目标14的存在，光经目标14反射后，由于光信号很弱和很杂，需要再经滤光片16，到达光电二极管15，经过信号放大器、滤波、主放大、整形后输出至计数器，使计数器停止计数。再根据相应的公式就可以算出距离了。
Claims (1)
1.一种汽车主动防碰撞系统，其特征是，所述系统包括感知单元、判断决策单元、执行单元；汽车通过由传感器组成的感知单元识别周边和自身的环境，由单片机及软件组成的判断单元根据接收感知单元发来的信息，控制和决定系统的运行，由执行单元接收判断单元的指令，进行报警和紧急自动刹车；
所述感知单元包括距离传感器、速度传感器、方位传感器、节气门位置传感器、制动踏板传感器；距离传感器测量自车到目标车的相对距离，方位传感器测量目标车相对自车的方位，速度传感器测量自车的速度，节气门位置传感器测量节气门的位置，制动踏板传感器测量制动踏板的动作信息；
所述判断决策单元是用汇编语言和C语言编程了的单片机；对单片机编制程序，建立行车的安全距离模型，在接收感知单元输送过来的相对距离、方位、速度信息后，根据安全距离模型来计算安全距离，再与实际距离比较，然后根据比较结果发出命令，传输给执行单元；
所述执行单元包括报警装置、自动制动、关闭节气门；如果经判断决策单元比较，实际距离大于安全距离，则执行单元不动作；如果实际距离小于安全距离，则执行单元执行命令，由报警装置发出报警，提醒驾驶员采取减速或刹车行动，如果驾驶员没有采取行动，判断单元立即发出执行命令，汽车自动刹车，避免因驾驶员反应不及时可能造成的碰撞车祸损害。
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