CN101734241A - 一种在交通工具中提前刹车的控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在交通工具中自动刹车的控制方法，包括如下步骤：a.获取行车指示信息；b.根据所述行车指示信息判断是否需要刹车；c.若确定需要刹车，则发出刹车指示信号。还提供一种在交通工具中用于自动刹车的控制装置，包括：第一获取装置，用于获取行车指示信息；第一判断装置，用于根据所述行车指示信息判断是否需要刹车；以及第一执行装置，用于当确定需要刹车时发出刹车指示信号。还提供一种具备自行刹车功能的交通工具。本发明通过获取行车指示信息来判断是否需要刹车，从而在需要刹车时驾驶员刹车之前自动刹车或者提示驾驶员应该刹车，有效地避免了驾驶员没有及时刹车的可能性，进而减少了交通事故的发生，同时也节约了能源。

Description

一种在交通工具中提前刹车的控制装置及方法

技术领域

本发明涉及交通工具，例如汽车，尤其是用于交通工具中的刹车控制系统，具体地，涉及用于使得所述交通工具可以提前进行刹车的控制装置以及相应的控制方法。

背景技术

交通工具，尤其是汽车已经成为现代社会中必不可少的工作、休闲的工具，例如部分居民会驾驶汽车上下班或者周末出游，而没有自驾车的居民也需要乘坐公交车、轨道交通等工具出行。随着社会物质生活水平的提高，交通工具在人类社会中的普及程度越来越高。

交通工具数量的提升所带来的一个直接的问题是污染的加重以及能源的大量消耗。作为社会可持续发展计划的一部分，节能减排成为目前非常重要的一个任务，而且是全球性、全人类的任务。因此，政府以及环保公益组织倡导居民尽量多地乘坐公共交通，减少在外行驶车辆的数量，从而达到节能减排的目的。另一方面，政府也在积极地推出针对节能交通工具的优惠政策，从而促使交通工具生产厂家积极地研发节能的交通工具，具体可以参考专利：自充式节能环保电动机动车(申请号：200710193926.7)以及节能自给自足式环保电动机动车(申请号：200810081910.1)。此外，也有驾驶员朋友在积极地讨论如何通过提高驾驶技巧来节省已经存在的交通工具的油耗，从而通过每一个交通工具来实际地减少能源消耗。

实际上，尽管交通工具生产厂家确实推出了节能的交通工具，但由于城市交通状况的恶劣或者驾驶人员不注意规范行车，都导致了交通工具不能按照设计目标实现节能减排。例如，我们经常看到一辆汽车在通畅的马路上快速地加速，却在该汽车加速到足够快的速度后因为前方为红灯而不得不再急刹车。这样的驾驶习惯导致了能源被进一步地浪费，同时，驾驶员急刹车的驾驶习惯也可能导致驾乘人员受伤。而遗憾的是，现在的节能交通工具并未将辅助调解驾驶员驾驶习惯的方式作为研发对象之一，也没有将驾乘人员的行车安全等因素考虑在内。

发明内容

针对现有技术中交通工具没有辅助刹车功能的缺陷，本发明的目的是通过辅助刹车系统来提供一种在交通工具中自动刹车的控制方法以及相应的控制装置，从而实现提前刹车的目的。

根据本发明的一个方面，提供一种在交通工具中自动刹车的控制方法，其中，包括如下步骤：a.获取行车指示信息；b.根据所述行车指示信息判断是否需要刹车；c.若确定需要刹车，则发出刹车指示信号。

根据本发明的又一个方面，提供一种在交通工具中用于自动刹车的控制装置，其中，包括：第一获取装置，用于获取行车指示信息；第一判断装置，用于根据所述行车指示信息判断是否需要刹车；以及第一执行装置，用于当确定需要刹车时发出刹车指示信号。

根据本发明的又一个方面，还提供一种具备自行刹车功能的交通工具，其特征在于，包括上述的控制装置。

本发明通过获取行车指示信息来判断是否需要刹车，从而在需要刹车时驾驶员刹车之前自动刹车或者提示驾驶员应该刹车，有效地避免了驾驶员没有及时刹车的可能性，进而减少了交通事故的发生。同时，由于应用本发明可以自动地控制交通工具提前刹车或者提示驾驶员提前刹车，所以可以使得交通工具相对缓慢地刹车，而不是紧急刹车，这在提高驾乘舒适性的同时也节约了能源，避免了急刹车造成的额外的能源消耗。本发明提供的控制装置易于实现，成本低，容易普及，尤其在无线城市中具有较适合的应用。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出根据本发明的一个具体实施方式的，本发明提供的用于控制交通工具提前刹车的控制装置的工作原理示意图；

图2示出根据本发明的第一实施例的，控制交通工具自动刹车的控制方法的流程图；

图3示出根据本发明的第一实施例的，在前方存在障碍物情况下控制交通工具自动刹车的控制方法的流程图；

图4示出根据本发明的第二实施例的，根据信号灯状态控制交通工具自动刹车的控制方法的流程图；

图5示出根据本发明的第三实施例的，根据信号灯状态控制交通工具自动刹车的控制方法的流程图；

图6示出根据本发明的第一实施例的，在前方存在障碍物情况下控制交通工具自动刹车的工作原理示意图；

图7示出根据本发明的第二实施例的，在前方存在障碍物情况下控制交通工具自动刹车的工作原理示意图；

图8示出根据本发明的第四实施例的，本发明提供的控制装置控制交通自动刹车的示意图；

图9示出根据本发明的第二实施例的，本发明提供的控制装置根据信号灯状态控制交通工具自动刹车的示意图；

图10示出根据本发明的一个具体实施方式的，本发明提供的控制装置控制交通自动刹车的示意图；

图11示出根据本发明的一个具体实施方式的，交通工具刹车的原理示意图；

图12示出根据本发明的第一实施例的，本发明提供的控制装置的结构示意图；以及

图13示出根据本发明的第二实施例的，本发明提供的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

在现有技术中，交通工具的刹车系统一般通过人为进行操作。通常在行使过程中，驾驶员的精神处于一个高度集中的状态，尤其是在紧急情况或突发状况下，驾驶员即使来得及进行刹车以避免发生车祸，却无法消除自身高度的紧张情绪，这样对驾驶员之后的行车安全性带来不必要的隐患。并且紧急刹车对交通工具的损害是显而易见的，例如耗油、磨损轮胎以及减少刹车系统的寿命等，其中无谓地耗油更是大家不希望看到的。而本发明提供的提前刹车的控制方法，使交通工具在突发事件发生之前提前进行刹车，使驾驶员享受一个舒适的刹车过程，不仅减少了车祸的发生，提高了驾驶安全性，而且增加了交通工具使用寿命的同时也节省了能源。

优选地，本发明提供了一种在交通工具中自动刹车的控制方法以及相应的控制装置。优选的，如图1所示的控制装置4具体地控制交通工具中的刹车控制装置5来实现自动刹车的功能。其中，控制装置4包括探测装置、接收装置、计算机处理系统等。其作用是将采集到的信息(如行车指示信息)经过一系列运算、判断等数据处理过程转变为是否需要执行刹车操作的结果信息。所述控制装置4及其工作原理可以参考图2、图3、图4及图5所示实施例来实现，在此不予赘述。具体地，所述刹车控制系统5与所述控制装置4中的计算机处理系统相连接并由所述计算机系统控制。本领域技术人员理解，所述刹车控制装置5可以是现有技术中存在的设备，其用于辅助制动系统完成刹车动作，例如可以在所述交通工具中安装一个小型马达作为刹车控制系统，具体可以参考专利：汽车自动刹车系统(中国专利号：ZL200620137414.X)；所述刹车控制装置5也可以是现有技术中并不存在的设备，而由本发明提供，这并不影响本发明的实质内容。具体的，制动装置6是一个刹车系统，本领域技术人员理解，所述刹车系统可以参考有关“汽车刹车原理”领域内的书籍来实现。具体地，本发明提供的控制装置4控制何时应该刹车，而这样的控制信号传输给所述刹车控制装置5后，再由该刹车控制装置5具体地控制所述制动装置6来完成刹车操作。

具体地，图2示出了根据本发明的第一实施例的，在交通工具中控制该交通工具提前刹车的控制方法的流程图。在本实施例中，首先执行步骤S101，获取行车指示信息，该行车指示信息包含行车中需要注意的信息，例如信号灯信息或者路障信息等，进一步地，该行车指示信息可以参考图2或图3所示实施例来实现，在此不予赘述。当取得行车指示信息之后，执行步骤S102，即根据步骤S101中所述行车指示信息判断是否需要刹车。若不需要刹车，则重新执行所述步骤S101，即在下一特定时刻再重新获取行车指示信息，根据重新获得的行车指示信息再次判断是否需要刹车，直至该条件被满足。本技术领域人员理解，在行车过程中，上述步骤S101以及S102是一个循环判断的过程，例如可以每隔一个时间间隔判断一次，判断的周期取决于具体实施例的精确程度；而在非行车过程中，例如已经刹车停止行进的情况下则不执行图1所示流程。实际上，在行车过程中，这个循环判断的周期是非常短的，可以是几秒钟，或者更短。具体地，本领域技术人员理解，上述循环的周期，或者说执行图1所示流程的周期可以根据具体需要而设定，例如可以提供一个输入接口，由驾乘人员或交通工具维护人员来人为地设定。进一步地，还可以只允许驾乘人员在系统允许的安全系数内设定循环周期，例如5～20秒，以提高驾驶安全度。

本领域技术人员理解，只有当上述步骤S102的条件被满足时，才能执行步骤S103，即当所述步骤S102的判断结果是肯定时执行所述步骤S103，发出刹车指示信号。优选地，在本实施例中通过提示装置向控制刹车系统的计算机系统发出刹车控制指令。本领域技术人员理解，所述计算机系统在接收到提示装置发出的所述刹车指示信号之后，执行步骤S104，即执行刹车的操作，在该刹车操作执行之后所述交通工具能够正常地刹车。优选地，通过上述计算机系统的配合实现刹车过程。例如如图1所示，在计算机完成计算、处理、判断等一系列程序之后，控制装置4将要求交通工具刹车的控制信号发送给所述(图1所示的)刹车控制装置5，本领域技术人员理解，优选地，所述刹车控制装置5可以由机械控制系统、液压控制系统以及计算机控制系统组成。通过该刹车控制装置5控制制动装置6来完成刹车动作。

在一个变化例中，所述刹车指示信号并不是发送给上述的计算机(辅助)系统，而是直接发送给驾乘人员。例如，优选地，所述提示装置可以是一个声音播放装置，当需要刹车时，则通过所述声音播放装置发出提示刹车的声音。具体的，所述提示刹车的声音必须是能够引起驾驶员注意的，例如，可以是语音提示，也可以是音乐提示，还可以是类似报警的刺耳的声音，也可以几种提示都安装在所述声音播放装置中，并由驾驶员根据不同的路面信息进行选择。在一个实际变化例中，当驾驶员选择声音提示时，所述声音播放装置会根据路面信息对驾驶员的行驶速度进行提醒。例如可在声音播放装置内安装一个类似于报警提示的主观限速装置，本领域技术人员可利用现有技术实现所述装置。本领域技术人员理解，所述播放装置可以与上述震动装置配合使用，例如所述刹车指示信号一边指示该震动装置进行震动，同时指示所述播放装置发出“请准备刹车”的提示声音，则驾驶员在溜号时或睡着时可以被震醒，同时听到提示声音而相应地采取刹车的行动，在此不予赘述。又如所述提示装置是一个光线生成装置，当需要刹车时，则通过所述光线生成装置发出提示刹车的光线。具体的，所述提示刹车的光线应该是限定在交通工具中驾驶员最易看到的某一地方，如仪表盘内，当需要刹车时，所述仪表盘内的光线生成装置发出闪烁的光线，以吸引驾驶员的注意。所述光线生成装置可以是一种光线照射装置，涉及有关光线生成的技术可参考中国专利：激光光线照射装置及激光加工器(申请号：200710140339)。

又如所述提示装置还可以是一个视频播放装置，当需要刹车时，则通过所述视频播放装置播出提示刹车的视频。具体的，所述视频播放装置可以是车载液晶显示屏。本领域技术人员理解，计算机事先设定好播放程序，当需要刹车时，计算机程序的开始启动，使得所述提示刹车的视频能够播放。所述视频播放装置会根据路面信息对驾驶员的行驶速度进行提醒，并将合理的速度显示在车载液晶显示屏上。

在一个变化例中，所述提示装置不仅是播放装置，还可以是振动装置。例如当需要刹车时，则向所述震动装置发出震动指示信信号，以使得该震动装置开始震动。本领域技术人员理解，所述震动指示信号可以是一条指令，该指令可以被所述震动装置所识别，且该指令中包含了刹车的具体信息。具体地，所述震动装置的安装位置通常是驾驶员所能感觉到的地方，如可以被安装在驾驶员座椅靠背上，或者安装在方向盘上。当震动装置开始震动时，驾驶员能够很快的感觉到。这样的震动装置可以有效地将已经进入睡眠状态的驾驶员震醒，从而使其采取正确的措施来实现刹车。所述震动装置可以是一个装有凸轮的偏心电动机，且凸轮的重心不在电动机的转轴上，在转动时，由于离心力的作用，使凸轮产生震动。本领域技术人员可以具体参考现有技术实现震动功能，例如手机上的震动功能。

本领域技术人员可以结合现有技术实现上述的提示装置以及相应的控制该提示装置的控制方法，在此不予赘述。

上述图2虚线框A中示出步骤S101及步骤S102用来获取行车指示信息，并根据所述行车指示信息判断是否需要刹车的过程。若所述行车指示信息不满足需要刹车的条件，则重新获取行车指示信息；若所述行车指示信息满足需要刹车的条件，则通过提示装置向控制刹车系统的计算机系统发出刹车控制指令，然后进行刹车操作。具体地，本领域技术人员理解，所述行车指示信息可以包括各种信息，例如优选地可以是指示前方路口信号灯信息以及所述交通工具与前方障碍物之间的距离信息。根据所述行车指示信息所包含信息的不同，可以通过不同方式实现上述虚线框A中的内容。

具体地，图3示出了在第一种优选例中(A1)当行车指示信息指示所述交通工具与前方障碍物相关信息的情况下的流程图。首先，执行步骤S111，探测交通工具与前方障碍物之间的距离。优选地，所述前方障碍物是移动的，例如障碍物可以是如下物体中的任一个：汽车、摩托车、自行车、三轮车、摩托艇、帆船、以及其他非交通工具的障碍物(如纸箱、土堆)，这取决于交通工具的周边环境。优选地，本发明提供的交通工具内设置有距离探测装置，该装置用于探测所述交通工具与前方障碍物之间的距离。优选地，所述探测装置设置于所述交通工具的前端(如图6所示，其中51′表示距离探测装置)，并且能够探测一定距离范围内的物体，例如40米之内，即当前方障碍物与所述交通工具之间的距离开始小于等于40米时，所述距离探测装置开始向(图1所示)接收装置或其他装置发送距离信息，并时刻记录所述距离。本领域技术人员理解，距离探测装置51′可以是激光测距仪、超声波测距仪、红外测距仪、雷达测距仪等。

然后执行步骤S112，获取所述交通工具与前方障碍物之间的距离信息，即被所述距离探测装置记录的距离(表示为S1)信息。接下来执行步骤S113，探测前方障碍物的当前速度信息。优选地，所述交通工具应设置有速度探测装置，且所述速度探测装置设置于所述交通工具的前端(如图6所示，其中52′表示测速装置)。本领域技术人员理解，可以通过多种方式实现本步骤，例如速度探测装置向前方障碍物发射一定波长的波束，再接收所述障碍物的反射的回波，通过回波分析测定所述障碍物的速度(表示为v1)。具体的，速度探测装置52′可以是雷达测速仪，也可以是与十字路口的电子眼的测速装置原理相同的装置等等。执行步骤S114，获取前方障碍物的当前速度信息。此时，再由计算机读取所述交通工具的当前速度(表示为v2)，通过以下公式计算安全距离(表示为So)：

$\mathrm{So}=\frac{({v2}^2-{v1}^2)}{2\mathrm{\μg}}$

由于本发明旨在行车过程中提供一个舒适的行车环境及刹车过程，所以优选地在行驶过程中，实际安全距离(表示为S′)应该大于So，即应在计算机系统内设定一个额外安全距离So′，以便驾驶员提前准备。具体地，所述额外安全距离So′是根据不同的情况而设定的，在计算机系统中，所述额外安全距离So′可以分为几个级别，例如，10米、20米、30米等，并且所述级别是可以在实际行车过程中供驾驶员选择的。当所述交通工具行使在高速公路上时，由于车度较快，驾驶员可以事先设定一个较高的级别(例如So′＝30米)，那么实际安全距离即为(So′+30)米；当所述交通工具行使在一般的街道上时，由于车速较慢，驾驶员无需设定较高的级别(例如So′＝10米)，那么实际安全距离即位(So′+10)米。根据以上所述，可以通过如下公式计算交通工具的实际安全距离：

S′＝So+So′

然后执行步骤S115，判断所述与前方障碍物之间的距离是否小于安全距离。具体的，该判断过程通过计算机系统(例如图1所示系统3)完成，当获取所述距离信息之后，在所述计算机系统内，首先计算实际安全距离S′，然后计算机根据获取的距离信息与安全距离相比较。当S1＞S′时，即所述交通工具与前方障碍物之间的距离大于安全距离，则重新执行步骤S111至步骤S114，即在下一特定时刻再次重新获取所述交通工具与前方障碍物之间的距离信息和速度信息，并再次执行步骤S115，计算判断是否小于安全距离，如此循环，直至条件被满足，即直至小于安全距离。

当S1＜S′时，即计算机判断所述交通工具与前方障碍物之间的距离小于安全距离，继续执行步骤S103，即向所述控制刹车系统的计算机系统发出刹车指示信号。本领域技术人员理解，只有当前方障碍物的速度小于所述交通工具的速度时，才会执行所述步骤S103，否则，不存在所述交通工具与前方障碍物撞击的可能性，在此不予赘述。

优选地，所述交通工具内设有接收第三方系统所发出信息的接收装置，其中所述第三方系统所发出信息包括所述交通工具与前方障碍物之间距离的信息。本领域技术人员理解，所述接收第三方系统所发出信息的接收装置可以是接收感测器、信号接收器等。其作用是接收所述交通工具与前方障碍物之间的距离，并将所述距离信息发送给计算机系统以便计算机进行计算和判断。例如，在图3所示实施例的一个变化例中，所述交通工具上也可以设置有一个GPS装置，当所述交通工具行驶在机动车道上时，用以随时获取所述交通工具与前方交通工具之间的距离。本领域技术人员理解，在这样的变化例中，优选地，周围所有交通工具上都设置有一套相同或类似的GPS装置。例如图7所示，交通工具通过GPS卫星(即第三方系统)获得与前方障碍物之间的距离信息，在交通工具的前端以及尾部均安装有一个GPS装置，且前端与尾部的GPS装置是相互关联的。所述交通工具前端的GPS装置通过GPS卫星从前方交通工具尾部的GPS装置获取行车指示信息，优选地，该行车指示信息中包含所述交通工具与前方交通工具之间的距离信息。具体的，所述GPS装置获取距离信息的时间周期可以为1秒钟，在实际驾驶过程中，所述时间周期是根据实际情况而确定的，例如当所述交通工具行驶在高速公路上时，所述时间周期可以更短。优选的，所述交通工具设置有卫星信号接收装置，例如信号接收器。该装置用于接收卫星传送的所述交通工具与前方障碍物之间的距离的信号。

具体地，图3示出了当行车指示信息为所述交通工具与前方障碍物的情况，而图4示出了行车指示信息为前方交通指示信号灯信息的情况(A2)下的流程图。首先执行步骤S121，获取所述前方交通指示信号灯的状态信息。优选地，存在一个与信号灯相关联的发射装置不断地发出该信号灯的相关信息，而在所述交通工具中设置有接收装置，该接收装置接收与信号灯相关联的发射装置发出的前方路口信号灯信息。优选的，所述与信号灯相关联的发射装置发出的信号可以是具有一定频率的电磁波，其频率的大小根据所述前方路口信号灯来确定。例如，当前方路口信号灯为红灯时，所述与信号灯相关联的发射装置发出的信号为高频电磁波；当前方路口信号灯为绿灯时，所述与信号灯相关联的发射装置发出的信号为低频电磁波。同时，与信号灯相关联的发射装置还应该发出所述信号灯何时变化的时间信息。相应地，所述接收装置可以是电磁波接收装置，用于接收上述电磁波信息。本领域技术人员可以利用现有技术实现上述所述接收装置的安装，在此不予赘述。

本领域技术人员理解，在一个变化例中，还可以通过设置于所述交通工具内的其他感应装置或接收装置来实现上述步骤S121。例如，所述与路灯关联的发射装置通过GPRS协议发送当前信号灯信息，而交通工具内设置一支持GPRS协议的信号接收装置以便接收发送装置发出的信号灯信息。本领域技术人员理解，优选地，该信号接收装置接收交通工具正前方最近的信号灯的信息，而在变化例中也可以接收多个位置的信号灯的信息，这并不影响本发明的实质内容。又例如，将一个红外发射装置与信号灯相关联，通过该红外发射装置发送信号灯的即时信息，在交通工具中设置红外接收装置，随时接收前方信号灯信息。

优选地，所述前方路口信号灯的信息有两种情况存在。第一种情况为：所述交通指示信号灯由允许通行状态即将转变为禁止通行状态。此时，获取的前方交通信号灯信息包括允许通行的信息(即信号灯为绿灯)以及即将由允许通行状态转变为禁止通行状态之间的时间长度信息(表示为Δt1，即Δt1时间之后信号灯由绿灯变为红灯)。接下来执行步骤S122，获取交通工具与停车线之间的距离。具体地，所述停车线是建议停车位置的一种；当然，所述建议停车位置还可以是所述交通工具与前方两个信号灯之间连线的距离或其他位置。本领域技术人员理解，优选地，获取所述交通工具与停车线之间的距离可以通过一个红外装置来完成，次优地，也可以通过其他装置来完成。例如，图7示出所述交通工具与停车线之间的距离的示意图。通常，停车线为颜色醒目的白色线(图8中71′表示停车线)，此时所述交通工具通过一个图像摄取设备来获取该停车线与所述交通工具之间的距离，例如一个摄像装置。而在一个变化例中，通过一个红外装置(图8中72′表示红外装置)来获取所述停车建议位置与所述交通工具之间的距离。优选地，所述红外装置可以安装在所述交通工具的前端，并始终由计算机系统控制启动所述红外装置，利用红外线感应前方停车线与红外装置之间的距离，并根据所述红外装置与地面的垂直距离(ho)计算所述交通工具与所述前方停车线的距离(表示为S21)。

接下来执行步骤S123，判断所述交通工具以当前速度在信号灯转换为禁止通行状态之前能否开过所述停车线，即所述交通工具与停车线之间的距离是否小于安全距离。具体地，本领域技术人员理解，可以通过如下公式计算所述安全距离：

S′＝v3*Δt1+So′

其中v3表示所述交通工具当前的速度，So′表示额外安全距离，S′表示为实际安全距离。

当S21＞S′时，即所述交通工具在信号灯由允许通行状态转变为禁止通行状态之前不能够以当前速度行驶过所述停车线，则执行步骤S103，发出刹车信息并进行刹车。当S21＜S′时，即所述交通工具在信号灯由允许通行状态转变为禁止通行状态之前可以以当前速度行驶过所述停车线，那么执行步骤S124，获取交通工具与前方信号灯之间的距离。本领域技术人员理解，在路口，通常至少存在两个信号灯，从交通工具正向面对的方向看，这两个信号灯分别位于交通工具的左前方和右前方。在上述实施例中，存在一个与信号灯相关联的发射装置发送与该信号灯相关联的信息，优选地，该信息可以包括发出该信息的时间，这样当所述交通工具接收到该信息时，可以确定其接收时间，根据发出时间与接收时间以及该信号在空气中传播的速度可以确定该交通工具与信号灯的距离，从而可以确定该交通工具与建议停车位置之间的距离。如图9所示，其中S22表示所述交通工具与前方交通指示信号灯之间的水平距离，81′表示与信号灯相关联的发射装置，82′表示安装于所述交通工具前段的接收装置。该接收装置接收所述与信号灯相关联的发射装置发出的信号灯信息，包括发射装置发出的信号的传播速度(表示为vo)、发射时间(t1)以及即将由允许通行状态转变为禁止通行状态之间的时间长度信息(表示为Δt1)等。所述交通工具的接收装置记录接收到该信号时的时间(表示为t2)，并计算信号在空气中传播的时间(表示为Δt＝t2-t1)。本领域技术人员理解，可以通过以下公式计算所述交通工具以当前速度行驶能否在信号灯由允许通行状态转变为禁止通行状态之前开过：

S′＝v3*(Δt1-Δt)+So′

当S22＞S′时，即所述交通工具在信号灯由允许通行状态转变为禁止通行状态之前不能够以当前速度行驶过所述信号灯所在的路口，则判断当所述交通工具在当前速度的基础上以一定的加速度在前方交通指示信号灯转换为禁止通行状态之前是否能够开过所述信号灯所在的路口。本领域技术人员理解，可以通过以下公式计算：

$S^{,}=v3(\mathrm{\Δt}1-t1)+\frac{1}{2}\mathrm{\μg}{(\mathrm{\Δt}1-t1)}^2$

其中，μ为摩擦系数。当S22＞S′时，即所述交通工具在信号灯由允许通行状态转变为禁止通行状态之前以当前速度的基础上以一定的加速度行仍然不能驶过所述信号灯所在的路口，则执行步骤S103，发出刹车信息并进行刹车。当S22＜S′时，即所述交通工具在信号灯由允许通行状态转变为禁止通行状态之前可以当前速度行驶过所述信号灯所在的路口，那么重新执行步骤S121，即在下一特定时刻在重新获取前方信号灯的信息以及所述建议停车位置，并再次判断是否能开过所述建议停车位置，如此循环，直至能够执行步骤S103，即发出刹车指令。本领域技术人员理解，在所述交通工具内的控制装置不断地执行上述步骤的过程中，所述交通工具可能已经开过了当前的信号灯所在位置，此时，则所述控制装置将继续判断下一个信号灯的状态信息，并接收与该下一个信号灯相关联的发射装置发送的信号灯指示信息，在此不予赘述。

在另一种情况下，即：所述交通指示信号灯由禁止通行状态转变为允许通行状态，具体如图5所示。此时，首先执行步骤S131，且通过该步骤所获取的前方交通信号灯信息包括禁止通行的信息(即信号灯为红灯)以及即将由禁止通行状态转变为允许通行状态之间的时间长度信息(表示为Δt2，即Δt2时间之后信号灯由红灯变为绿灯)。具体地，上述获取信息的方法已在前描述过，在此不予赘述。图10示出的是所述交通指示信号灯由禁止通行状态转变为允许通行状态的示意图。接下来执行步骤S132，获取交通工具与停车线之间的距离。如何获取所述交通工具与停车线之间的距离可参照图8的方法，在此不予赘述。然后执行步骤S133，判断所述交通工具以当前速度能否在前方信号灯由禁止通行状态转变为允许通行状态之前开过所述停车线。具体地，可以通过以下公式来计算：

S′＝v3*Δt2+So′

当S21＜S′时，所述交通工具与停车线之间的距离小于实际安全距离，即假如所述交通工具继续以当前的速度行驶，便会在信号灯尚未由禁止通行状态转变为允许通行状态之前开过停车线。所以，此时所述交通工具不能被允许开过停车线，则需要执行步骤S103，发出刹车指令并刹车。当S21＞S′时，所述交通工具与停车线之间的距离大于实际安全距离，即假如所述交通工具继续以当前的速度行驶，在信号灯尚未由禁止通行状态转变为允许通行状态之前并不会到达停车线，此时，不需要刹车。同时，重新执行步骤S131并再次判断，直到条件被满足。

具体地，参考图3、图6、图8、图9以及图10，本领域技术人员理解，在图3所示实施例的一个变化例中，在步骤S112之前或之后还要获取信号灯的状态，例如如图8至图10所示的实施例那样。在这样的变化例中，在图3所示步骤S115之后还需要判断当前信号灯的状态。如果步骤S115的判断结果是否定的，还需要进一步判断信号灯状态是否为禁止通行状态，如果是，则同样需要执行步骤S103，即需要提示驾驶员提前刹车。换句话说，在图6所示实施例的基础上，还需要进一步地参考图8至图10所示实施例中的一个来获取信号灯的状态，并确定是否可以通行。本领域技术人员结合上述实施例可以实现这样的变化例，在此不予赘述。

为了本领域技术人员更加方便地实现上述实施例，图11示出的一个交通工具在陆地上行驶过程中刹车时的受力情况。其中N表示为支持力，mg表示为重力，F表示为在刹车过程中所述交通工具所受到的阻力，a表示为加速度。具体地，支持力与重力是平衡的，即N＝mg；阻力为重力与摩擦系数的乘积，即F＝μmg，其中μ为摩擦系数；所述交通工具的加速度a＝F/m＝μg。

当所述交通工具在水平方向上只受到阻力时，刹车的加速度为a＝μg。而在实际行驶过程中，交通工具还有自身的牵引力，牵引力大小不同导致交通工具实际的加速度也不同。本领域技术人员理解，交通工具自身加速度的大小需根据不同情况而定，在此不予赘述。

上述实施例重点描述了本发明提供的控制方法的流程，图12结合图9对本发明提供控制装置的具体结构予以描述。优选地，在本实施例中，所述控制装置4被置于一个汽车(即交通工具)内，本领域技术人员理解，所述控制装置4可以被固化在所述汽车内，例如将该控制装置4的功能结合在所述汽车原有的计算机控制装置(系统)中实现，也可以是灵活地置于所述汽车内，例如以一个独立的计算机控制系统的形式存在。具体地，在本实施例中，所述控制装置4包括第一获取装置41、第一判断装置42以及第一执行装置43，其中，所述第一获取装置41用于获取行车指示信息；所述第一判断装置42用于根据所述行车指示信息判断是否需要刹车；所述第一执行装置43用于当确定需要刹车时发出刹车指示信号。通过这三个部件的配合，可以实现使得汽车提前刹车的功能。

结合图7所示实施例，在这样的实施例中，所述行车指示信息由一个与路口的信号灯相关联的无线发射装置发送，其中包括前方路口是否红灯的信息。具体地，所述第一获取装置包括第一接收装置411，其用于接收所述行车指示信息。相适应地，所述第一判断装置包括第二判断装置421，其用于判断所述行车指示信息是否指明前方路口为红灯；以及第一确定装置422，其用于当前方路口为红灯时确定需要刹车。仍然相适应地，所述第一执行装置包括第三执行装置432，其用于通过提示装置发出所述刹车指示信号。优选地，所述第三执行装置包括第五执行装置4321，其用于通过所述光线生成装置发出提示刹车的光线。。本领域技术人员可以理解，在本实施例中，当前方路口的信号等为禁止通行状态时，所述第一确定装置422向装置432发出需要停车的指令，相应地，所述装置432中的第五执行装置4321产生光线来提示驾驶员应提前刹车以保持平稳的速度。例如，当所述汽车车速比较快时，需要尽快地刹车，则光线变化频率比较快；相反，则光线变化频率比较慢，或者光线更加鲜艳、刺眼等。

本领域技术人员理解，在本实施例中，所述与信号灯相关联的无线发射装置可以基于蓝牙协议或者GPRS协议或者SMS协议或者WiFi协议或者Wimax协议中的任一种发送所述行车指示信息，而该行车指示信息通过信号灯指挥系统获取，或者通过读取控制信号灯的芯片的内部数据获取，这并不影响本发明的实质内容。相应地，所述第一接收装置411也基于对应的协议从而可以接收并解码所述行车指示信息。优选地，所述无线发射装置置于所述信号灯的下部；在一个变化例中，所述无线发射装置也可以置于一个路口附近的高楼上，且其基于多个路口的多个信号灯的状态分时或同时发送与这些信号灯状态相对应的行车指示信息。

在一个变化例中，所述第一接收装置可以被省略，而所述第一获取装置从第三方系统读取前方路口信号灯的状态信息作为所述行车指示信息。具体地，每个信号灯的状态发生变化的时间都存储在该第三方系统内，而信号灯严格按照时间变化状态，此时，所述第一获取装置可以通过读取数据库的方式获取这些预定的状态，不予赘述。

在一个变化例中，所述第五执行装置被省略，所述第三执行装置321包括第四执行装置(图12中未示出)，其用于通过所述声音播放装置发出提示刹车的声音，例如语音播报“请急刹车”或者“请缓慢地刹车”，语音内容取决于第一判断装置的处理结果。在又一个变化例中，所述第三执行装置包括第六执行装置(图12中未示出)，其用于通过所述视频播放装置播出提示刹车的视频。在另一个变化例中，所述第三执行装置包括第七执行装置(图12中未示出)，其用于向所述震动装置发出震动指示信号，以使得该震动装置开始震动。进一步地，本领域技术人员理解，这些第四执行装置至第七执行装置可以被组合使用，例如同时采用第四执行装置以及第六执行装置，即通过语音与视频相配合的方式提示驾驶员应该刹车。

在图12所示实施例的基础上，图13进一步示出根据第五实施例的控制装置的内部结构图。具体地，所述第一获取装置41′包括第二获取装置412，其用于获取所述交通工具与建议停车位置之间的距离信息，所述建议停车位置可以是白色的停车线，或者两个路灯形成的连线或者是人行横道线，这并不影响本发明的实质内容。相适应地，所述第一判断装置42′包括第二确定装置423，其用于当所述行车指示信息指示前方路口为红灯且所述交通工具与所述建议停车位置之间的距离低于安全距离时确定需要刹车。本领域技术人员理解，在本实施例中，如果信号灯指示为允许通行状态时则不需要提示驾驶员刹车，反之则需要判断安全距离的问题以确定是否需要刹车。具体地，参考图8或图10可以确定所述交通工具与建议停车位置之间的距离，例如通过一个摄像装置获取停车线与交通工具的距离等等；而在一个变化例中，参考图7，还可以通过一个卫星信号接收装置获取停车线与交通工具的距离，或者获取当前交通工具与其前方的交通工具之间的距离等等，在此不予赘述。

相适应地，在本实施例中，所述第一执行装置43′包括第二执行装置431，其用于向所述交通工具内部的控制刹车系统的计算机系统发出刹车控制指令。在本实施例中，交通工具内部存在一个刹车控制装置5来具体地控制刹车装置以实现刹车，而本发明提供的第二执行装置431则向所述刹车控制装置5发出刹车指令进而借助交通工具原有的刹车系统实现本发明的目的。具体地，所述第二执行装置431发出的指令包括了刹车的力度，从而可以保障舒适性。这样的力度可以通过交通工具与建议停车位置的距离、交通工具的速度来确定，在此不予赘述。

在上述图12、图13所示实施例的一个变化例中，所述第一执行装置43可以同时包括图12、图13所示的第二执行装置以及第三执行装置，即本发明提供的第二执行装置在控制交通工具内原有刹车控制装置进行刹车的同时所述第三执行装置还通过语音、视频等方式提示驾驶员来刹车，这样可以从多角度提高驾乘的安全性以及舒适性。

在上述图12、图13所示实施例的另一个变化例中，所述第一获取装置包括第三获取装置(图中未示出)，其用于获取所述交通工具与前方障碍物之间的距离。相适应地，所述第一判断装置包括第三判断装置(图中未示出)，其用于判断所述行车指示信息是否指明所述交通工具与前方障碍物之间的距离小于安全距离；以及第三确定装置(图中未示出)，其用于当所述交通工具与前方障碍物之间的距离小于安全距离时确定需要刹车。当确定需要刹车后，则通过图12或图13所示的第一执行装置来完成刹车提示操作，从而实现平稳刹车的过程。

具体地，所述第三获取装置可以包括第三接收装置(图中未示出)，其用于接收所述距离探测装置发出的所述交通工具与前方障碍物之间的距离的信息；或者在一个变化例中，所述第三获取装置可以包括第四接收装置(图中未示出)，用于接收所述卫星信号接收装置发出的所述交通工具与前方障碍物之间的距离的信息，这并不影响本发明的实质内容。

结合上述实施例，本领域技术人员理解，本发明提供的控制装置可以应用于多种交通工具，例如汽车、摩托车、摩托艇以及轮船等。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (33)

1.一种在交通工具中自动刹车的控制方法，其中，包括如下步骤：

a.获取行车指示信息；

b.根据所述行车指示信息判断是否需要刹车；

c.若确定需要刹车，则发出刹车指示信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述交通工具的刹车系统由计算机系统控制，其中所述步骤c中的发出刹车指示信号的步骤包括如下步骤：

c1.向所述控制刹车系统的计算机系统发出刹车控制指令。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述步骤c中的发出刹车指示信号的步骤还包括如下步骤：

-通过提示装置发出所述刹车指示信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述提示装置包括声音播放装置，其中所述通过提示装置发出所述刹车指示信号的步骤包括如下步骤：

-通过所述声音播放装置发出提示刹车的声音。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述提示装置还包括光线生成装置，其中所述通过提示装置发出所述刹车指示信号的步骤包括如下步骤：

-通过所述光线生成装置发出提示刹车的光线。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中，所述提示装置还包括视频播放装置，其中所述通过提示装置发出所述刹车指示信号的步骤包括如下步骤：

-通过所述视频播放装置播出提示刹车的视频。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述提示装置包括一震动装置，所述步骤c中的发出刹车指示信号的步骤还包括如下步骤：

-向所述震动装置发出震动指示信号，以使得该震动装置开始震动。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述行车指示信息是指示前方路口是否为红灯的信息，所述步骤a包括如下步骤：

a1.接收所述行车指示信息。

其中，所述步骤b包括如下步骤：

b1.判断所述行车指示信息是否指明前方路口为红灯；

b2.若前方路口为红灯，则确定需要刹车。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述行车指示信息还包括指示所述建议停车位置与所述交通工具之间的距离的信息，其中，所述步骤a还包括如下步骤：

a2.获取所述交通工具与建议停车位置之间的距离信息；

其中，所述步骤b包括如下步骤：

-若所述行车指示信息指示前方路口为红灯，且所述交通工具与所述建议停车位置之间的距离低于安全距离，则确定需要刹车。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述交通工具设置有卫星信号接收装置，该装置用于接收卫星传送的所述交通工具与所述建议停车位置之间的距离的信号，其中，所述步骤a还包括如下步骤：

-接收所述卫星信号接收装置发出的所述交通工具与前方障碍物之间的距离的信息；

其中，所述步骤b包括如下步骤：

-若所述行车指示信息指示前方路口为红灯，且所述交通工具与所述建议停车位置之间的距离低于安全距离，则确定需要刹车。

11.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述行车指示信息包括所述交通工具与前方障碍物之间的距离，所述步骤a包括如下步骤：

a1′.获取所述行车指示信息；

其中，所述步骤b包括如下步骤：

b1′.判断所述行车指示信息是否指明所述交通工具与前方障碍物之间的距离小于安全距离；

b2′.若所述交通工具与前方障碍物之间的距离小于安全距离，则确定需要刹车。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述交通工具设置有距离探测装置，该装置用于探测所述交通工具与前方障碍物之间的距离，其中，所述步骤a1′包括如下步骤：

-接收所述距离探测装置发出的所述交通工具与前方障碍物之间的距离的信息。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述交通工具设置有卫星信号接收装置，该装置用于接收卫星传送的所述交通工具与前方障碍物之间的距离的信号，其中，所述步骤a1′包括如下步骤：

-接收所述卫星信号接收装置发出的所述交通工具与前方障碍物之间的距离的信息。

14.一种在交通工具中用于自动刹车的控制装置，其中，包括：

第一获取装置，用于获取行车指示信息；

第一判断装置，用于根据所述行车指示信息判断是否需要刹车；以及

第一执行装置，用于当确定需要刹车时发出刹车指示信号。

15.根据权利要求14所述的控制装置，其中，所述交通工具的刹车系统由计算机系统控制，其中所述第一执行装置包括：

第二执行装置，用于向所述控制刹车系统的计算机系统发出刹车控制指令。

16.根据权利要求14或15所述的控制装置，其中，所述第一执行装置还包括：

第三执行装置，用于通过提示装置发出所述刹车指示信号。

17.根据权利要求16所述的控制装置，其中，所述提示装置包括声音播放装置，其中所述第三执行装置包括：

第四执行装置，用于通过所述声音播放装置发出提示刹车的声音。

18.根据权利要求16或17所述的控制装置，其中，所述提示装置还包括光线生成装置，其中第三执行装置包括：

第五执行装置，用于通过所述光线生成装置发出提示刹车的光线。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的控制装置，其中，所述提示装置还包括视频播放装置，其中所述第三执行装置包括：

第六执行装置，用于通过所述视频播放装置播出提示刹车的视频。

20.根据权利要求14至19中任一项所述的控制装置，其中，所述提示装置包括一震动装置，所述第一执行装置还包括：

第七执行装置，用于向所述震动装置发出震动指示信号，以使得该震动装置开始震动。

21.根据权利要求14至20中任一项所述的控制装置，其中，所述行车指示信息是指示前方路口是否为红灯的信息，所述第一获取装置包括：

第一接收装置，用于接收所述行车指示信息。

其中，所述第一判断装置包括：

第二判断装置，用于判断所述行车指示信息是否指明前方路口为红灯；以及

第一确定装置，用于当前方路口为红灯时确定需要刹车。

22.根据权利要求21所述的控制装置，其中，所述行车指示信息还包括指示所述建议停车位置与所述交通工具之间的距离的信息，其中，所述第一获取装置还包括：

第二获取装置，用于获取所述交通工具与建议停车位置之间的距离信息。

23.根据权利要求21所述的控制装置，其中，所述交通工具设置有卫星信号接收装置，该装置用于接收卫星传送的所述交通工具与所述建议停车位置之间的距离的信号，其中，所述第一获取装置还包括：

第二接收装置，用于接收所述卫星信号接收装置发出的所述交通工具与前方障碍物之间的距离的信息。

24.根据权利要求22或23所述的控制装置，其中，所述第一判断装置包括：

第二确定装置，用于当所述行车指示信息指示前方路口为红灯且所述交通工具与所述建议停车位置之间的距离低于安全距离时确定需要刹车。

25.根据权利要求14至24中任一项所述的控制装置，其中，所述行车指示信息包括所述交通工具与前方障碍物之间的距离，所述第一获取装置包括：

第三获取装置，用于获取所述行车指示信息；

其中，所述第一判断装置包括：

第三判断装置，用于判断所述行车指示信息是否指明所述交通工具与前方障碍物之间的距离小于安全距离；以及

第三确定装置，用于当所述交通工具与前方障碍物之间的距离小于安全距离时确定需要刹车。

26.根据权利要求25所述的控制装置，其中，所述交通工具设置有距离探测装置，该装置用于探测所述交通工具与前方障碍物之间的距离，其中，所述第三获取装置包括：

第三接收装置，用于接收所述距离探测装置发出的所述交通工具与前方障碍物之间的距离的信息。

27.根据权利要求25所述的控制装置，其中，所述交通工具设置有卫星信号接收装置，该装置用于接收卫星传送的所述交通工具与前方障碍物之间的距离的信号，其中，所述第三获取装置包括：

第四接收装置，用于接收所述卫星信号接收装置发出的所述交通工具与前方障碍物之间的距离的信息。

28.根据权利要求8所述的方法和/或根据权利要求22所述的控制装置，其特征在于，所述行车指示信息由与路灯相关联的发射装置发出。

29.根据权利要求28所述的方法和/或控制装置，其特征在于，所述发射装置是采用如下通讯方式中的任一种或任多种的装置：

-WiFi；

-WiMax；

-GPRS；以及

-GPS。

30.根据权利要求1至10中任一项所述的方法和/或根据权利要求14至29中任一项所述的控制装置，其中，所述建议停车位置为如下位置中的任一个：

-停车线；

-两个路灯形成的连线；或者

-人行横道线。

31.根据权利要求11至13中任一项所述的控制方法和/或权利要求25至30中任一项所述的控制装置，其中，所述前方障碍物包括：位于所述交通工具前方的交通工具。

32.一种具备自行刹车功能的交通工具，其特征在于，包括根据权利要求15至31中任一项所述的控制装置。

33.根据权利要求32所述的交通工具，其中，包括如下设备中的任一项：

-汽车；

-摩托车；

-摩托艇；以及

-轮船。

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