CN104960466A - 一种汽车转弯安全辅助系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车转弯安全辅助系统，包括车载电脑控制模块以及与其相连的角度传感模块、纵向测距传感模块、车速传感模块、汽车动力模块、汽车制动模块以及声光警示模块；车载电脑控制模块在实时获取汽车自身转弯状态与其周边状况信息后，通过计算预测汽车行驶路线和周边最近距离的行人或物体信息，判断汽车是否将与行人或其他物体发生碰撞的可能及危险程度；若发现有碰撞危险，立即自动采取中断汽车动力与紧急抱闸等安全措施，并对司机与行人发出声光等警示信号，确保人员、汽车与周边安全。该系统既可安装在内燃机为动力的各种汽车上，还可以应用于各种电动汽车以及多种工程机械上，应用前景广泛，实时性好，易于实现，安装成本低，容易推广。

Description

一种汽车转弯安全辅助系统

技术领域

本发明涉及汽车安全领域，特别是一种汽车转弯安全辅助系统。

背景技术

 汽车已经成为人们出行的重要代步工具，而且每年都在增长。然而它的安全性成为我们不得不关注和考虑的问题，特别是在汽车转弯时，内外轮差的存在，使得原本与汽车有一段距离的人或物，可能被汽车中后部刮到甚至被碾压，尤其是大轴距的大型汽车，如公交车等，当它们转弯时，后轮往里侧移动距离更大、更危险。

每天上下班高峰期，由于人流量、各种车流量异常大，大家都赶着或按时上班上学、或早点回家等，往往这些时候，候在路口等过马路的人群、自行车族、电动自行车等，常常未到红灯转变为绿灯时，就有人开始往前移动了，全然不知或不顾准备转弯尤其是右拐弯的汽车危险极大。此时，好不容易才等到一次通行绿灯的汽车，也急切地往前赶路。倘若司机注意力不够集中或其他什么原因，导致其误判而继续以较快速度转弯时，可能性很大发生车辆碰人、撞人、甚至碾压行人等恶性交通事故。

目前，尚未发现汽车装有转弯安全辅助系统。本发明的汽车转弯安全辅助系统，就是为了改善、解决汽车转弯安全隐患而特别研制的一种汽车安全系统。该系统通过在汽车上安装车载电脑、角度传感器、测距传感器与车速传感器等，在实时获取汽车自身转弯状态与其周边状况等信息后，通过计算预测汽车行驶路线和周边最近距离等信息，借助其车载控制电脑，随时判断汽车是否将与路人或其他物体发生碰撞的可能及危险程度。若发现有碰撞危险，立即自动采取中断汽车动力、紧急抱闸等安全措施，同时对司机与路人发出声光等警示信号，确保人员、汽车与周边安全。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种汽车转弯安全辅助系统，当车辆在转弯时，系统发现汽车可能与路人或物出现高危险碰撞状态时，立即实时自动采取断开汽车动力与紧急刹车动作，并同时对司机与路人自动发出声光等警示信号，确保人员、汽车与周边安全,本发明还可应用于装载机、挖掘机、压路机、推土机、起重机、叉车等各种行走工程机械。

本发明采用以下方案实现：一种汽车转弯安全辅助系统，包括一车载电脑控制模块以及与其相连的角度传感模块、纵向测距传感模块、一车速传感模块、一汽车动力模块、一汽车制动模块以及一声光警示模块；所述角度传感模块包括用以测量汽车转向角度大小的复数个角度传感器以及与其相连采集卡；所述纵向测距传感模块包括复数个测距传感器以及与其相连的采集卡；所述车速传感模块包括用以测量汽车速度大小的复数个车速传感器以及与其相连采集卡；所述测距传感器、角度传感器以及车速传感器与均与其相连的采集卡的输入端相连，用以将采集到的信号输入至所述采集卡进行A/D转换，所述采集卡的输出端与所述车载电脑控制模块相连，将经A/D转换后的信号输入至所述车载电脑控制模块；所述车载电脑控制模块根据实时接收的距离信息、角度信息以及车速信息判断汽车是否会与距离车身最近的路人与物体发送碰撞，若是则控制所述汽车动力模块与汽车制动模块实现汽车减速与紧急制动，并控制所述声光警示模块发出警报。

进一步地，所述角度传感用以测量汽车方向盘（汽车转向柱）或汽车转向轮的转动角度，进行检测并获取汽车转向角度大小；所述角度传感器系统还用以测量所述纵向测距传感模块中测距传感器的转角大小。

    进一步地，所述纵向测距传感模块中的至少各一个测距传感器连同与其相连的一驱动电机可共同设置于汽车车头的左右后视镜柄或车头其它突出物上，还可设置于汽车尾部两侧的突出物上；所述驱动电机（或其他动力装置）带动与其相连的测距传感器围绕其自身的垂直轴水平摆动，用以检测距离车身左右距离最近的行人与物体，获取车身与所述行人与物体的距离大小。为保证纵向测距可靠进行，转弯侧的传感器将根据转弯程度，由本系统电脑控制驱动其动力装置带动其转过相应的一个角度（使该传感器朝向行人或物体），并根据该角度大小以及该传感器和物体的纵向距离大小，计算出离车身最近的行人、物体与汽车车身的横向距离。

进一步地，还包括一与所述车载电脑控制模块相连的横向测距传感模块，所述横向测距传感模块包括复数个测距传感器以及与其相连的采集卡，所述测距传感器设置于汽车车上两侧，用以检测距离车身横向距离最近的行人与物体，获取车身与所述行人与物体的横向距离大小。该横向测距传感模块属于提高检测可靠性的辅助模块，若不设置所述横向测距传感模块也不会影响该系统的工作状况。

    进一步地，所述测距传感器包括测距雷达传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器、超声波测距传感器以及视觉传感器。

    进一步地，所述车速传感器通过检测汽车发动机（驱动电机）输出轴、或变速器的任一轴、或汽车驱动轴（驱动轮）或汽车从动轮的转速，获取汽车速度大小。

进一步地，所述汽车动力模块通过改变汽车的驱动力大小以及中断驱动力实现汽车减速与紧急制动，所述驱动力既可以是内燃机，也可以是电动机等其他形式动力，所述汽车减速与紧急制动具体包括以下方法实现：调节发动机节气门角度大小、或调节喷油量（喷气量）大小、或调节点火时刻、或中断点火、或调节电机驱动电流大小、或调整变速器速比、或让离合器立即脱离工作状态、或让汽车处于空挡状态。所述汽车制动模块通过改变汽车的制动力大小以及制动速度实现汽车减速与紧急制动，所述制动动力包括压力油、压气或电力。

进一步地，所述声光报警装置包括LED灯与扬声器，当发生警报时，所述LED灯闪烁提醒司机和行人，所述扬声器发出警报提醒司机和行人。

    进一步地，还包括与所述车载电脑控制模块相连的一显示屏、一存储模块以及一无线网络（或蜂窝电话）发送与接收模块，所述显示屏设置于汽车仪表盘中，用以显示所述车载电脑控制模块的判断过程与判断结果以及车外行人与物体图像；所述存储模块为硬盘，用以存储所述车载电脑控制模块的判断过程与判断结果；所述无线网络发送与接收模块用以实现在发生转弯交通事故时（如汽车动力系统或制动系统调节失灵时）自动向车主与交通管理部门发送故事信息。

    特别的，所述汽车转弯安全辅助系统中的车载电脑控制模块包括硬件部分与智能控制程序，当汽车行驶时，实时接收角度传感器、测距传感器、车速传感模器传来的汽车转弯、行人或物体与车头或车尾及车身距离以及相应的车速信息，经过计算分析自动判断行人或物体是否会与汽车发生碰撞的可能性大小。当该转弯安全辅助系统判断发现该汽车采用原来的车速沿着预期的转弯路径行走时，有可能刮碰路人或物体时，马上减速并通过装在车内外的声光装置实时将多种警示信号传给司机与行人；当该安全辅助系统判断发现，该汽车采用原来的车速沿着预期的转弯路径行走时，一定会发生碰撞或碾压路人或物体时，马上中断汽车动力与紧急刹车，确保汽车与行人安全，同时通过装在车内外的声光装置实时将多种警示信号传给司机与行人。

其中，该汽车转弯安全辅助系统主要根据汽车转弯程度与车速大小、所述车载电脑中的预先规则和控制软件，自动驱动位于车头（或车尾部）两侧的纵向距离传感器电机或其他动力装置使该传感器绕其垂直轴转过一定角度，利用纵向测距传感器获取的其与行人或物体的距离信号和其转角大小，自动计算判断行人或物体会否与汽车发生碰撞或可能性大小；同时，设置于汽车车侧的横向测距传感模块中的测距传感器获取的与行人或物体与汽车侧向距离作为补充信息（可选），确保信号更准确可靠。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1）该转弯安全辅助系统，能够利用系统获得的汽车转弯、路人距离信息等，预先判断汽车是否会发生碰撞及其可能性大小。

2）该转弯安全辅助系统的车载电脑控制系统，能在判断会发生碰撞危险的情况下，实时智能干预汽车动力与制动系统，使汽车动力马上中断并紧急刹车，或减少动力使汽车减速等，达到自动避免交通事故的发生。

附图说明

   图1为本发明的系统示意框图。

   图2为本发明中系统在汽车上的安装位置示意图。

   图3 为本发明实施例中通过汽车转向特性预测行驶路线图。

   标号说明：1为纵向测距传感传感模块中的测距传感器、2为横向测距传感传感模块中的测距传感器、3为本系统车载电脑控制模块、显示屏及其车内提醒声光警示模块安装处、4为车外侧面行人提醒声光警示模块、5为汽车动力模块与汽车制动模块。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

本实施例提供一种汽车转弯安全辅助系统，如图1和图2所示，包括一车载电脑控制模块3以及与其相连的角度传感模块、纵向测距传感模块、一车速传感模块、一汽车动力模块、一汽车制动模块以及一声光警示模块；所述角度传感模块包括用以测量汽车转向角度和纵向距离传感器转角大小的复数个角度传感器以及与其相连采集卡；所述纵向测距传感模块包括复数个测距传感器以及与其相连的采集卡；所述车速传感模块包括用以测量汽车速度大小的复数个车速传感器以及与其相连采集卡；所述测距传感器、角度传感器以及车速传感器与均与其相连的采集卡的输入端相连，用以将采集到的信号输入至所述采集卡进行A/D转换，所述采集卡的输出端与所述车载电脑控制模块相连，将经A/D转换后的信号输入至所述车载电脑控制模块；所述车载电脑控制模块根据实时接收的距离信息、角度信息以及车速信息判断汽车是否会与距离车身最近的路人与物体发送碰撞，若是则控制所述汽车动力模块与汽车制动模块实现汽车减速与紧急制动，并控制所述声光警示模块发出警报；

    在本实施例中，所述角度传感器用于检测汽车方向盘、汽车转向柱或汽车转向轮转角，实现检测并获取汽车转向角度大小；所述角度传感器系统还用以测量所述纵向测距传感模块中测距传感器的转角大小。

在本实施例中，所述纵向测距传感模块中的至少各一个测距传感器1及其动力装置安装于汽车左右后视镜柄（或车头两侧的突出物）上、或车尾部两侧的突出物上，用以检测距离车身最近的路人或物体与其距离，并结合获得的该传感器转动角度，获取车身与所述路人与物体的距离大小；所述横向测距传感模块中的测距传感器设置与汽车车上两侧，用以检测距离车身横向距离最近的路人与物体，补充获取车身与所述路人与物体的距离大小。较佳的，所述纵向测距传感模块中测距传感器，可随汽车转弯程度和行驶速度相应地绕垂直轴转过一个角度，并将检测、获取跟汽车距离最近的行人或物体与该传感器的距离大小。

在本实施例中，还包括一与所述车载电脑控制模块相连的横向测距传感模块，所述横向测距传感模块包括复数个测距传感器以及与其相连的采集卡，所述测距传感器2设置于汽车车上两侧，用以检测距离车身横向距离最近的行人与物体，获取车身与所述行人与物体的横向距离大小。该横向测距传感模块属于提高检测可靠性的辅助模块，若不设置所述横向测距传感模块也不会影响该系统的工作状况。

     在本实施例中，所述测距传感器包括测距雷达传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器、超声波测距传感器以及视觉传感器。

    在本实施例中，所述车速传感器用于检测汽车发动机（驱动电机）、变速器的某一轴、驱动轴（驱动轮）或汽车从动轮转速，获取汽车速度大小。

    在本实施例中，所述汽车动力模块5通过改变汽车的驱动力大小以及中断驱动力实现汽车减速，所述驱动力既可以是内燃机，也可以是电动机等其他形式动力，所述实现汽车减速或中断动力具体为调节发动机节气门角度大小、或调节喷油量（喷气量）大小、或调节点火时刻、或中断点火、或调节电机驱动电流大小、或调整变速器速比、或让离合器立即脱离工作状态、或让汽车处于空挡状态；所述汽车制动模块5通过改变汽车的制动力大小以及制动速度实现汽车减速与紧急制动，所述制动动力包括压力油、压气或电力。

    在本实施例中，所述声光报警装置4包括LED灯与扬声器，当发生警报时，所述LED灯闪烁提醒司机和行人，所述扬声器发出警报提醒司机和行人。

    在本实施例中，还包括一与所述车载电脑控制模块相连的显示屏，所述显示屏设置于汽车仪表盘中，用以显示所述车载电脑控制模块的判断过程与判断结果。

在本实施例中，还包括一与所述车载电脑控制模块相连的存储模块，所述存储模块为硬盘，用以存储所述车载电脑控制模块的判断过程与判断结果，便于司机使用与日后管理。

在本实施例中，还包括与车载电脑控制模块相连的无线网络（或蜂窝电话）的发送与接收模块，用于发生转弯交通事故时（如汽车动力系统或制动系统调节失灵时），自动向车主、交通管理部门（交警）等发送相关信息、信号等。

 在本实施例中，所述汽车转弯安全辅助系统中的车载电脑控制模块包括硬件部分与智能控制程序，当汽车行驶时，实时接收角度传感器、测距传感器、车速传感模器传来的汽车转弯、行人或物体与车头或车尾上设置的测距传感器的距离、测距传感器转角大小、行人或物体与设置于汽车两侧的测距传感器的距离（可选）、以及相应的车速信息，经过计算分析自动判断行人或物体是否会与汽车发生碰撞的可能性大小。当该转弯安全辅助系统判断发现该汽车采用原来的车速沿着预期的转弯路径行走时，有可能刮碰路人或物体时，马上减速并通过装在车内外的声光装置实时将多种警示信号传给司机与行人；当该安全辅助系统判断发现，该汽车采用原来的车速沿着预期的转弯路径行走时，一定会发生碰撞或碾压路人或物体时，马上中断汽车动力与紧急刹车，确保汽车与行人安全，同时通过装在车内外的声光装置实时将多种警示信号传给司机与行人。

较佳的，该汽车转弯安全辅助系统主要根据所述车载电脑控制模块根据预先规则和汽车转弯程度大小与车速大小，自动驱动位于车头（或车尾部）两侧的纵向测距传感器电机或其他动力装置使该传感器绕其垂直轴转过一定角度，通过纵向测距传感器获取的与行人或物体的距离信号和其转角大小，并借助转角大小与测得的距离大小自动计算判断行人或物体会否与汽车发生碰撞或可能性大小；此时，设置于汽车车侧的横向测距传感模块中的测距传感器获取的与行人或物体与汽车侧向距离作为补充信息，确保信号准确可靠，系统控制无误。

    在本实施例中，如图3所示为已知汽车转角大小时，计算汽车转弯过程前后轮的内轮差的示意图，当汽车的轴距L、轮距B与汽车转角δ已知时，有关参数计算公式如下所示：转向半径：R=L/δ；前轮内轮的转向半径：R1=(R-B/2)/cosα；

后轮内轮的转向半径：R2=R-B/2；后轮转弯时向内移动距离：△R=R1-R2；以此预测不同转角汽车的行驶轨迹，并与探测的汽车周围事物结合，通过车载电脑控制模块计算预测汽车是否将与路人或其他物体发生碰撞的可能及危险程度。

    在所述车载电脑控制模块计算并判断得到以上数据时，所述显示屏显示汽车周边环境和显示汽车转弯轨迹，司机可在显示屏上能够直观的看出汽车转弯轨迹与探测到的周围行人或物体有无交叉点，若有交叉点说明有发生碰撞的可能，则所述车载电脑控制模块将控制声光报警模块通过LED灯闪烁提醒司机和行人，通过扬声器出警报提醒司机和行人；如果汽车与行人或物体的距离太近时所述车载电脑控制模块不仅控制提醒装置，而且还直接干预司机操作，控制动力系统及时自动采取断开动力与紧急刹车，确保人员与车辆的安全。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。本发明还可直接应用于装载机、挖掘机、压路机、推土机、起重机、叉车等各种行走工程机械，这些应用也属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种汽车转弯安全辅助系统，其特征在于：包括一车载电脑控制模块以及与其相连的角度传感模块、纵向测距传感模块、一车速传感模块、一汽车动力模块、一汽车制动模块以及一声光警示模块；所述角度传感模块包括用以测量汽车转向角度大小的复数个角度传感器以及与其相连采集卡；所述纵向测距传感模块包括复数个测距传感器以及与其相连的采集卡；所述车速传感模块包括用以测量汽车速度大小的复数个车速传感器以及与其相连采集卡；所述测距传感器、角度传感器以及车速传感器与均与其相连的采集卡的输入端相连，用以将采集到的信号输入至所述采集卡进行A/D转换，所述采集卡的输出端与所述车载电脑控制模块相连，将经A/D转换后的信号输入至所述车载电脑控制模块；所述车载电脑控制模块根据实时接收的距离信息、角度信息以及车速信息判断汽车是否会与距离车身最近的路人与物体发送碰撞，若是则控制所述汽车动力模块与汽车制动模块实现汽车减速与紧急制动，并控制所述声光警示模块发出警示。

2.据权利要求1所述的一种汽车转弯安全辅助系统，其特征在于：所述角度传感用以测量汽车方向盘或汽车转向轮的转动角度，进行检测并获取汽车转向角度大小；所述角度传感器系统还用以测量所述纵向测距传感模块中测距传感器的转角大小。

3.根据权利要求1所述的一种汽车转弯安全辅助系统，其特征在于：所述纵向测距传感模块中的至少各一个测距传感器连同与其相连的一驱动电机共同设置于汽车车头的左右后视镜柄以及汽车尾部两侧的突出物上，所述驱动电机带动与其相连的测距传感器围绕其自身的垂直轴水平摆动，用以检测距离车身左右距离最近的行人与物体，获取车身与所述行人与物体的距离大小。

4.根据权利要求1所述的一种汽车转弯安全辅助系统，其特征在于：还包括一与所述车载电脑控制模块相连的横向测距传感模块，所述横向测距传感模块包括复数个测距传感器以及与其相连的采集卡，所述测距传感器设置于汽车车上两侧，用以检测距离车身横向距离最近的行人与物体，获取车身与所述行人与物体的横向距离大小。

5.根据权利要求1所述的一种汽车转弯安全辅助系统，其特征在于：所述测距传感器包括测距雷达传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器、超声波测距传感器以及视觉传感器。

6.根据权利要求1所述的一种汽车转弯安全辅助系统，其特征在于：所述车速传感器通过检测汽车发动机、变速器的某一轴、驱动轴或汽车从动轮的转速，获取汽车速度大小。

7.根据权利要求1所述的一种汽车转弯安全辅助系统，其特征在于：所述汽车动力模块通过改变汽车的驱动力大小以及中断驱动力实现汽车减速与紧急制动，具体包括以下方法实现：调节发动机节气门角度大小、调节喷油量大小、调节点火时刻、中断点火、调节电机驱动电流大小、调整变速器速比、将离合器立即脱离工作状态或将汽车处于空挡状态。

8.根据权利要求1所述的一种汽车转弯安全辅助系统，其特征在于：所述汽车制动模块通过改变汽车的制动力大小以及制动速度实现汽车减速与紧急制动，所述制动动力包括压力油、压气或电力。

9.根据权利要求1所述的一种汽车转弯安全辅助系统，其特征在于：所述声光报警模块包括LED灯与扬声器，当所述声光报警模块发出警示时，所述LED灯闪烁提醒司机和行人，所述扬声器发出警报提醒司机和行人。

10.根据权利要求1所述的一种汽车转弯安全辅助系统，其特征在于：还包括与所述车载电脑控制模块相连的一显示屏、一存储模块以及一无线网络发送与接收模块，所述显示屏设置于汽车仪表盘中，用以显示所述车载电脑控制模块的判断过程与判断结果以及车外行人与物体图像；所述存储模块为硬盘，用以存储所述车载电脑控制模块的判断过程与判断结果；所述无线网络发送与接收模块用以实现在发生转弯交通事故时自动向车主与交通管理部门发送故事信息。