CN101320093B - 汽车主动安全控制系统及其控制方法 - Google Patents

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本发明涉及一种汽车主动安全控制系统，包括检测模块，检测模块通过中央处理器与制动执行模块和预警模块相连，检测模块输出电信号至中央处理器，由中央处理器驱动制动执行模块和预警模块动作。本发明还包含一种汽车主动安全控制系统的控制方法。根据本发明，由检测模块实时检测车辆前后左右四个方向的物体之间的距离以及相对速度，并输出电信号至中央控制器中代入算法计算、判断，由中央控制器驱动制动执行模块和预警模块动作。本发明能够在各种可能出现危险的情况下提供全方位的预警，并且能够在驾驶员没有采取行动的情况下自动采取制动措施，避免由于驾驶员注意力不集中而导致潜在危险存在，提高了驾驶时的安全性。

Description

汽车主动安全控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及汽车领域，尤其是一种汽车主动安全控制系统及其控制方法。
背景技术
以前的汽车安全设计着重点在安全带、气囊、保险杠等被动安全技术，进入90年代以来，随着生活水平的提高和汽车消费量的增大，无论是汽车消费者还是政府管理者都对汽车安全性的期望越来越高，传统的对碰撞后乘员的保护技术已经远远不能满足现在交通对汽车安全的需求，主动安全技术已成为现代交通系统的迫切需求，而以先进的汽车电子产品集成化、通讯及信息技术在汽车上的应用为特征的新一轮汽车技术革命使得汽车主动技术得以实现，在主动安全系统中预警和制动系统的控制尤为重要。
新一代智能安全技术充分考虑各方面和多种需求，实现人机一体化，达到人车共同判断，共同决策和协调统一。未来的汽车将成为各种尖端电子技术的载体或者说21世纪的汽车将是移动的智能控制平台，智能制动，智能加速，智能减速智能转向将是未来汽车的基本特征。智能主动安全技术能够在各种可能出现危险的情况下提前通知用户并且在驾驶员没有采取行动的情况下自动采取减速、制动等措施，避免驾车时由于驾驶员注意力不集中和未及时采取行动导致的潜在危险，具有良好的发展前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够实现智能制动、预警且安全可靠的汽车主动安全控制系统及控制方法。
为实现上述目的，本发明提供的一种汽车主动安全控制系统，包括检测模块，检测模块通过中央处理器与制动执行模块和预警模块相连，检测模块输出电信号至中央处理器，由中央处理器驱动制动执行模块和预警模块动作。
本发明的另一方案是提供一种汽车主动安全控制系统的控制方法，它包括下列步骤：
(1)传感器实时检测车辆与前、后、左、右四个方向物体之间的距离L1、L2、L3、L4以及前后、左右方向的相对速度S1、S2，并根据算法计算出前后方向的预警距离Lw和制动距离Lb，以及左右方向的安全距离Lcs，设定最大距离Lmax；
(2)判断L1或L2是否大于Lw、小于等于Lmax且在缩小，若判断结果为否，则驱动预警模块动作，并返回步骤(1)；
(3)判断L3或L4是否小于等于Lcs且在缩小，若判断结果为否，则驱动预警模块动作，并返回步骤(1)；
(4)若步骤(2)中判断的结果为是，则判断L1或L2是否大于Lb、小于等于Lw且在缩小，若判断结果为否，则驱动预警模块动作并返回步骤(1)；
(5)若步骤(3)中判断的结果为是，则驱动预警模块动作，直至车辆处于安全状态后返回步骤(1)；
(6)若步骤(4)中判断的结果为是，则判断L1或L2是否小于等于Lb且在缩小，若判断结果为否，则驱动预警模块动作并返回步骤(1)；
(7)若步骤(6)中判断的结果为是，则驱动预警模块和制动执行模块动作，直至车辆处于安全状态后返回步骤(1)；
本发明通过传感器实时扫描，并将检测到的距离和速度信号输入中央处理器中代入算法计算、判断后驱动制动执行模块和预警模块动作。可见，本发明能够在各种可能出现危险的情况下提供全方位的预警，并且能够在驾驶员没有采取行动的情况下自动采取制动措施，避免由于驾驶员注意力不集中而导致潜在危险存在，提高了驾驶时的安全性。
附图说明
图1是本发明的原理框图；
图2是本发明的工作流程图。
具体实施方式
一种汽车主动安全控制系统，包括检测模块10，检测模块10通过中央处理器20与制动执行模块60和预警模块相连，检测模块10输出电信号至中央处理器20，由中央处理器20驱动制动执行模块60和预警模块动作，如图1所示。
结合图1，所述的预警模块包括显示模块30、LED提示模块40、语音提示模块50，检测模块10的输出端与中央处理器20的输入端相连，中央处理器20的输出端分别与显示模块30、LED提示模块40、语音提示模块50和制动执行模块60的输入端相连，检测模块10内设有超声波传感器，超声波传感器安装在车辆的前、后、左、右四个方向。
超声波传感器实时以每秒30次的速度扫描前方圆锥形三维区域，其最远有效范围为30米，因此，车辆与物体之间的最大距离Lmax默认为30米，最大距离Lmax的值也可依据不同类型的传感器而定，超声波传感器将检测到的车辆与前、后、左、右四个方向物体之间的距离信号以及相对速度信号传送至中央处理器20，由中央处理器20根据如下算法公式计算、判断：
L＝(S/3.6)×C(S≠0)
式中，L为车辆与前、后、左、右四个方向物体之间的距离，其单位为米。L分为Lw、Lb、Lcs三种，其中，Lw为开始预警的前方或后方距离(以下简称：预警距离)，Lb为开始制动的前方或后方距离(以下简称：制动距离)，Lcs为左右两侧的安全距离(以下简称：安全距离)。S为车辆与前后、左右两个方向物体之间的相对速度，其单位为千米/小时。S分为S1和S2两种，其中，S1为前后方向的相对速度，S2为左右方向的相对速度。C为参数，在不同的行车环境下取不同值：
(1)对于Lw＝(S1/3.6)×C(S1≠0)，系统定义
当S1＝0时，Lw＝1
当0＜S1≤60时，C＝0.5
当60＜S1≤100时，C＝0.6
当60＜S1时，C＝0.7
(2)对于Lb＝(S1/3.6)×C(S1≠0)，系统定义
当S1＝0时，Lb＝1
当0＜S1≤60时，C＝0.3
当60＜S1≤100时，C＝0.4
当60＜S1时，C＝0.5
(3)对于Lcs＝(S2/3.6)×C(S2≠0)，系统定义
当S2＝0时，Lcs＝0.8
当0＜S2≤60时，C＝0.5
当60＜S2≤100时，C＝0.6
当60＜S2时，C＝0.7
为便于说明，定义车辆与前、后、左、右四个方向物体之间的距离分别为L1、L2、L3和L4。本系统启动后，进入传感器实时扫描状态，传感器将检测到的距离和速度信号传输至中央传感器20，由中央传感器20代入上述算法进行计算，首先对前后方向的距离和速度进行计算并判断：
当L1和L2均大于Lmax时，显示模块30通过显示屏显示：“前后距离安全”，并返回传感器实时扫描状态；
当Lw＜(L1或L2)≤Lmax且呈缩短趋势时，显示屏显示实时距离和物体的方向，即物体在前方或后方，并返回传感器实时扫描状态；
当Lb＜(L1或L2)≤Lw且呈缩短趋势时，显示屏实时显示距离，语音提示模块50循环通知驾驶员当时的距离和物体方向，例如语音提示：“XX方向车距太近请注意。”，并返回传感器实时扫描状态；
当L1≤Lb且呈缩短趋势时，分以下三种情况对待：
其一，当车辆处于向前行驶状态时，显示屏实时显示距离和物体方向，语音提示模块50循环通知驾驶员：“前车距太近，正在制动！请注意。”，此时制动执行模块60动作，直至车辆处于安全状态时返回传感器实时扫描状态；
其二，当车辆处于向后行驶状态时，显示屏实时显示距离和物体方向，车前部高亮度LED灯每秒闪烁3次，提示前方车辆注意车距，语音提示模块50循环通知驾驶员：“前方车距太近！请注意。”，直至车辆处于安全状态时返回传感器实时扫描状态；
其三，当车辆处于静止状态时，显示屏实时显示距离和物体方向，车前部高亮度LED灯每秒闪烁3次，提示前方车辆注意车距，语音提示模块50循环通知驾驶员：“前方车距太近！请注意。”，直至车辆处于安全状态时返回传感器实时扫描状态。
当L2≤Lb且呈缩短趋势时，分以下三种情况对待：
其一，当车辆处于向后行驶状态时，显示屏实时显示距离和物体方向，车尾部高亮度LED灯每秒闪烁3次，提示后方若有车辆或行人注意保持距离，语音提示模块50循环通知驾驶员：“后车距太近，正在制动！请注意。”，此时制动执行模块60动作，直至车辆处于安全状态时返回传感器实时扫描状态；
其二，当车辆处于向前行驶状态时，显示屏实时显示距离和物体方向，车尾部高位LED提示灯灯每秒闪烁3次，提示后方车辆注意车距，避免追尾，语音提示模块50循环通知驾驶员：“后方车距太近！请注意。”，直至车辆处于安全状态时返回传感器实时扫描状态；
其三，当车辆处于静止状态时，显示屏实时显示距离和物体方向，车尾部高亮度LED提示灯每秒闪烁3次，提示后方车辆注意车距，语音提示模块50循环通知驾驶员：“后方车距太近！请注意。”，直至车辆处于安全状态时返回传感器实时扫描状态。
对左右方向的距离和速度进行如下判断：
当L3和L4均大于Lcs时，显示模块30通过显示屏显示“安全距离”，并返回传感器实时扫描状态；
当(L3或L4)≤Lcs且呈缩短趋势时，显示屏显示物体方位和实时距离，相应的左侧或右侧高亮度LED灯每秒闪烁3次，提示相应方位车辆注意保持距离，语音提示模块50提示：“XX方向有移动物体接近。”，直至车辆处于安全状态时返回传感器实时扫描状态。
以下结合图2对本发明的工作流程作进一步的说明：
(1)传感器实时检测车辆与前、后、左、右四个方向物体之间的距离L1、L2、L3、L4以及前后、左右方向的相对速度S1、S2，并根据算法计算出前后方向的预警距离Lw和制动距离Lb，以及左右方向的安全距离Lcs，设定最大距离Lmax；
(2)判断L1或L2是否大于Lw、小于等于Lmax且在缩小，若判断结果为否，则驱动显示模块30动作，通过显示屏显示距离安全并返回步骤(1)；
(3)判断L3或L4是否小于等于Lcs且在缩小，若判断结果为否，则驱动显示模块30动作，通过显示屏显示距离安全并返回步骤(1)；
(4)若步骤(2)中判断的结果为是，则判断L1或L2是否大于Lb、小于等于Lw且在缩小，若判断结果为否，则驱动显示模块30动作，通过显示屏显示实时距离并返回步骤(1)；
(5)若步骤(3)中判断的结果为是，则驱动显示模块30、LED提示模块40、语音提示模块50动作，直至车辆处于安全状态后返回步骤(1)；
(6)若步骤(4)中判断的结果为是，则判断L1或L2是否小于等于Lb且在缩小，若判断结果为否，则驱动显示模块30和语音提示模块50动作并返回步骤(1)；
(7)若步骤(6)中判断的结果为是，则驱动制动执行模块60、显示模块30、LED提示模块40和语音提示模块50动作，直至车辆处于安全状态后返回步骤(1)。
综上所述，本发明的核心在于通过传感器实时检测车辆前后左右四个方向的物体之间的距离以及相对速度，并输出电信号至中央控制器中代入算法进行计算、判断，由中央控制器20驱动制动执行模块60和预警模块动作，实现制动和预警。在每次制动执行模块60执行完毕后，待车辆减速至安全状态后，自动恢复不动作状态。若用户不想启动本系统，在驾驶过程中也可按下“屏蔽”按钮，屏蔽本系统。

Claims (3)

1.一种汽车主动安全控制系统的控制方法，汽车主动安全控制系统包括检测模块，检测模块通过中央处理器与制动执行模块和预警模块相连，检测模块输出电信号至中央处理器，由中央处理器驱动制动执行模块和预警模块动作，所述检测模块内设有传感器，控制方法包括下列步骤：
(1)传感器实时检测车辆与前、后、左、右四个方向物体之间的距离L1、L2、L3、L4以及前后、左右方向的相对速度S1、S2，并根据算法计算出前后方向的预警距离Lw和制动距离Lb，以及左右方向的安全距离Lcs，设定最大距离Lmax；
(2)判断L1或L2是否大于Lw、小于等于Lmax且在缩小，若判断结果为否，则驱动预警模块动作，并返回步骤(1)；
(3)判断L3或L4是否小于等于Lcs且在缩小，若判断结果为否，则驱动预警模块动作，并返回步骤(1)；
(4)若步骤(2)中判断的结果为是，则判断L1或L2是否大于Lb、小于等于Lw且在缩小，若判断结果为否，则驱动预警模块动作并返回步骤(1)；
(5)若步骤(3)中判断的结果为是，则驱动预警模块动作，直至车辆处于安全状态后返回步骤(1)；
(6)若步骤(4)中判断的结果为是，则判断L1或L2是否小于等于Lb且在缩小，若判断结果为否，则驱动预警模块动作并返回步骤(1)；
(7)若步骤(6)中判断的结果为是，则驱动预警模块和制动执行模块动作，直至车辆处于安全状态后返回步骤(1)。
2.根据权利要求1所述的汽车主动安全控制系统的控制方法，其中，所述的预警距离Lw＝(S1/3.6)×C1(S1≠0)，C1为参数；
所述的制动距离Lb＝(S1/3.6)×C2(S1≠0)，C2为参数；
所述的安全距离Lcs＝(S2/3.6)×C3(S2≠0)，C3为参数。 
3.根据权利要求2所述的汽车主动安全控制系统的控制方法，其中，C1、C2、C3的值见下表：
Figure FSB00000528793700021
。
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