CN102509473A - 一种安全车距预警装置 - Google Patents

Abstract

一种安全车距预警装置，包括通信系统和监控系统。通信系统包括汽车预警器、双工天线和中心基台。监控系统包括编解码调制解调器、预警器、中心控制器(数据处理)和高精度时间基准设备。预警器的信号输出端与编解码调制解调器的信号输入端对应连接，中心控制器与解码调制解调器之间通过数据线对应连接，高精度时间基准设备的信号输出端与解码调制解调器的信号输入端对应连接。编解码调制解调器与中心基台之间通过数据线连接。本发明结构简单，操作方便，成本低，在能见度较差时能为高速公路上的车辆进行车距预警。

Description

一种安全车距预警装置

技术领域

本发明属于能见度较差时高速公路的安全车距预警装置领域，特别涉及在能见度较差时汽车车位测定和预警的安全车距预警装置。

背景技术

由于雾的浓淡不均，会造成视觉错误，驾驶员对距离和车速的判断都与实际情况相差较大，视距变短，因此容易发生与前车相撞事故。高速公路上的车速较高，一旦雾天发生交通事故，易形成多车连续追碰的严重事故。因此，使车距始终保持在安全车距范围内，是减少或避免追尾事故发生的关键措施。获取汽车在行进中的准确动态位置是实现该装置功能的前提条件。

目前，已投入使用的罗兰C系统、GPS全球定位系统等不适用于高速公路上的多点相对定位环境，且成本也太高。需要设计一种能准确定位高速公路上汽车位置和作出报警的装置，在能见度较差时，该装置能准确定位高速公路上的汽车位置并在车距超出安全范围时进行报警以提示驾驶员。该预警装置能从根本上解决能见度较差条件下车辆追尾事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全车距预警装置，本装置可解决在能见度较差时高速公路车辆追尾事故中存在的技术问题。结构简单、操作方便、成本低。

采用的技术方案是：

一种安全车距预警装置，包括通信系统和监控系统。通信系统包括汽车预警器、双工天线和中心基台。监控系统包括编解码调制解调器、预警器、中心控制器(数据处理)和高精度时间基准设备。

其技术要点在于：

预警器的信号输出端与编解码调制解调器的信号输入端对应连接，中心控制器与解码调制解调器之间通过数据线对应连接，高精度时间基准设备的信号输出端与解码调制解调器的信号输入端对应连接。编解码调制解调器与中心基台之间通过数据线连接。

汽车预警器在行车全程通过双工天线与中心基台保持联系，汽车预警器通过双工天线将汽车的实时位置传给中心基台，中心基台将得到测位信号通过编解码调制解调器进行数据处理后，将编码后的测位信号传给中心控制器进行数据处理，借助高精度时间基准设备对测位信令的路径传播时延精确测量达到对汽车车位准确测定，并将汽车的准确位置经编解码调制解调器编码成中心控制器能识别和处理信号，进行数据处理。

如果相邻两车距在安全范围内，预警器不发送报警信号。当相邻汽车的车距小于安全车距时，监控系统发出预警信号，通过编解码调制解调器对预警信号进行处理后传给中心基台，中心基台通过双工天线将预警信号传给汽车预警器，从而提醒驾驶员，有效避免在能见度较差(如雾天或夜晚等)时追尾撞车事故。

如图2所示，本发明的工作流程：

(1)中心控制信息的设置

①雾的能见度指数

在白天自然照明(无灯)和夜晚的情况下，雾浓度衰减系数δ与预测的视距V之间存在较为理想的对数线性关系，表达式为

Log_eσ＝nLog_eV+b

式中，b和n是待定参数。由上式，我们可以得到通用的表达式：

$V=\frac{b}{{\mathrm{\σ}}^n}$

因为所有雾的强度的测量都根据光度测量的能见度距离Vp来衡量的，而非衰减系数，故雾指数可以表述成下式：

V＝BV_Pn

②能见度与行车速度的关系

从观测者至不发光物体的视觉范围可由下式计算：

$V=\frac{1}{\mathrm{\σ}}{\mathrm{Log}}_e\frac{1}{c}$

由该式可推导出气象学上的视距(MVR)：

$\mathrm{MVR}=\frac{3}{\mathrm{\σ}}$

从观测者到光强为I的物体的视觉范围可由下式计算：

$V=\frac{1}{\mathrm{\σ}}[{\mathrm{Log}}_e\left(\frac{1}{\mathrm{Et}}\right)-{2\mathrm{Log}}_{e}V]$

式中，c为对比度阈值，Et为照度阈值。Et依赖于背景光强，由下式给定：

Log₁₀Et＝0.675Log₁₀B-5.7

由以上各式可得到较为合理的能见度距离。

假设MVR＝D(m)，行车速度为V(m/s)，如果行车前方有一静态障碍物，那么对应的刹车加速度为a(m/s²)，反应时间为RT(s)，车停稳后与障碍物的距离为M(m)，则有下式成立：

$D=M+V\×\mathrm{RT}+\frac{V^2}{3\×a}$

分两种情况进行分析：

i白天，自然光照

$V=-\frac{1}{\mathrm{\σ}}\mathrm{Lg}\left(\frac{\mathrm{\ϵ}}{C^{*}}\right)$

ii夜晚，车灯照明

$I_T\frac{e^{-\mathrm{\σV}}}{V^2}=K_1{(1-K_2\sqrt{B_b})}^2$

③能见度与最高限速值

用停车视距计算不同能见度时车辆的推荐车速：

D＝Vt/3.6+V²/254μf

摩擦阻力f系数与车速的关系：

f＝1.89×10^-5V²-4.16×10^-3V+0.513

(2)获得车距

车载预警器通过双工天线把汽车的位置传给中心基台，中心基台再将数据传给编解码调制解调器，利用高精度时间基准设备提供的高精度时间基准对测位信令的路径传播时延精确测量，对汽车车位准确测定。

(3)判断车距和预警

将获得的车距输送给中心控制器，利用(1)中的数据对车距和车速进行判断。如果汽车车距在给定的危险车距范围内，则发出预警。

(4)预警信号的反传

发出的预警信号经过编解码调制解调器处理后传给中心基台，中心基台利用双工天线将预警信号传给车辆预警器，从而达到提示驾驶员的作用。

该安全车距预警装置主要针对能见度较差时高速公路上汽车车距的测量和预警，对以往的高速公路能见度测试装置进行了改进，增加了能见度测试装置的功能，且结构简单、成本低、效果好。

其优点在于：本发明结构简单，操作方便，成本低，在能见度较差时能为高速公路上的车辆进行车距预警。

附图说明

图1是本发明的装置结构框图。

图2是本发明的工作流程。

具体实施方式：

一种安全车距预警装置，包括通信系统和监控系统。通信系统包括汽车预警器1、双工天线2和中心基台3。监控系统包括编解码调制解调器4、预警器7、中心控制器(数据处理)5和高精度时间基准设备6。

预警器7的信号输出端与编解码调制解调器4的信号输入端对应连接，中心控制器5与解码调制解调器4之间通过数据线对应连接，高精度时间基准设备6的信号输出端与解码调制解调器4的信号输入端对应连接。编解码调制解调器4与中心基台3之间通过数据线连接。

汽车预警器1在行车全程通过双工天线2与中心基台3保持联系，汽车预警器1通过双工天线2将汽车的实时位置传给中心基台3，中心基台3将得到测位信号通过编解码调制解调器4进行数据处理后，将编码后的测位信号传给中心控制器5进行数据处理，借助高精度时间基准设备6对测位信令的路径传播时延精确测量达到对汽车车位准确测定，并将汽车的准确位置经编解码调制解调器4编码成中心控制器5能识别和处理信号，进行数据处理。

如果相邻两车距在安全范围内，预警器7不发送报警信号。当相邻汽车的车距小于安全车距时，监控系统发出预警信号，通过编解码调制解调器4对预警信号进行处理后传给中心基台3，中心基台3通过双工天线2将预警信号传给汽车预警器1，从而提醒驾驶员，有效避免在能见度较差(如雾天或夜晚等)时追尾撞车事故。

Claims (1)

1.一种安全车距预警装置，包括通信系统和监控系统；通信系统包括汽车预警器(1)、双工天线(2)和中心基台(3)；监控系统包括编解码调制解调器(4)、预警器(7)、中心控制器(5)和高精度时间基准设备(6)，其特征在于：

预警器(7)的信号输出端与编解码调制解调器(4)的信号输入端对应连接，中心控制器(5)与解码调制解调器(4)之间通过数据线对应连接，高精度时间基准设备(6)的信号输出端与解码调制解调器(4)的信号输入端对应连接；编解码调制解调器(4)与中心基台(3)之间通过数据线连接。

Images