CN103935366A - 基于雷达定位的车辆自动跟随系统及车辆自动跟随方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于雷达定位的车辆自动跟随系统，包括安装在车辆前方的雷达、用于处理雷达数据的处理器、用于控制油门大小的电磁阀以及电控刹车机构，其特征在于：所述电控刹车机构包括伺服电机，所述处理器分别与所述雷达、电磁阀和刹车机构中的伺服电机电连接。本发明的系统通过雷达来即时向处理器提供数据，处理器处理数据并根据判断自动控制电磁阀或电控刹车机构动作，达到车辆自动驾驶跟随前方车辆的目的。另外，本发明还提供了一种应用上述系统的车辆自动跟随方法，该方法具有较高的操作性和实用性。
Description
技术领域
本发明属于机车自动化控制领域，具体涉及一种基于雷达定位的使车辆自动跟随其前方车辆行驶的车辆自动跟随系统以及车辆自动跟随方法。
背景技术
随着城市现代化的发展，汽车作为人们日常的交通工具被逐渐普及，随之而来的是城市交通的拥挤。 “2008福田指数”中,广州人上下班拥堵成本为每人每月273.8元，这仅为根据时间与收入计算出的数据，即时间成本。而单独计算堵车的耗油成本，最保守估计，以目前广州市机动车保有量100万辆计算，广州每年的油耗堵车成本就至少在18亿元以上。可想而知的是，对于全中国而言，每年因堵车而消耗的油量成本应达数百亿元，因此堵车油耗问题亟待解决。
另外，驾驶员在堵车的时候往往需要紧随前面的车辆前行，所以需要经常切换刹车与油门的动作，此过程不但费力，而且容易造成追尾等交通事故。
还有一个问题发生在车辆高速行驶过程中，前方车辆的突然动作，如急刹车等也容易造成交通事故，或者汽车在行驶过程中突然遇到障碍物时，也容易造成事故。
针对上述问题，本发明人通过研究和实验发明了一种基于雷达定位的车辆自动跟随系统及车辆自动跟随方法，以解决上述所有问题。
发明内容
综上所述，本发明的目的是提供一种基于雷达定位的车辆自动跟随系统，通过在车辆上安装该系统可使驾驶员在交通拥堵时无需人力控制油门和刹车，油门和刹车动作完全由本发明的车辆自动跟随系统自动控制完成，而且当车辆前方突然出现障碍物，或者前方车辆急刹车时，本发明的系统能够快速切断油门并进行刹车动作，进而解决了现有车辆在堵车时耗油量大、需要人力来控制车辆行驶以及遇到紧急情况不能自动刹车等问题。
本发明的目的通过以下技术手段得以实现：
本发明的目的之一提供了一种基于雷达定位的车辆自动跟随系统，其包括安装在车辆前方的雷达、用于处理雷达数据的处理器、用于控制油门大小的电磁阀以及电控刹车机构，其特征在于：所述电控刹车机构包括伺服电机，所述处理器分别与所述雷达、电磁阀和刹车机构中的伺服电机电连接。
本发明的目的之二提供了一种上述系统的车辆自动跟随方法，其包括以下步骤：S1）首先设定雷达与前方车辆所需保持的距离L1；S2）通过测量雷达发射信号和目标反射的回波信号之间的时间差，计算出前方车辆与雷达之间的距离L2；S3）处理器判断L1与L2的大小，当L2大于L1时，处理器向与其电连接的用于控制油门大小的电磁阀发送信号，使电磁阀打开，增大油门；当L2小于L1时，处理器向电控刹车机构中的伺服电机和/或用于控制油门大小的电磁阀发送信号，使车辆进行刹车和/或减小油门动作。
进一步，步骤S3中通过计算单位时间内L1数值变化的量来确定油门所需增加或减小的量。
本发明的有益效果：
1）本发明的基于雷达定位的车辆自动跟随系统，其通过雷达来即时向处理器提供数据，处理器处理数据并根据判断自动控制电磁阀或电控刹车机构动作，达到车辆自动驾驶跟随前方车辆的目的，由于油门通过处理器高精度进行控制，使得不会出现一脚油门一脚刹车进而增加耗油量的情况。另外，自动跟随驾驶减轻了驾驶员的驾驶负担，同时使得车辆在高速行驶时遇到紧急情况可自动避险刹车。
2）本发明的车辆自动跟随方法具有较高的操作性和实用性。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明进行详细说明：
实施例1 一种基于雷达定位的车辆自动跟随系统
本实施例中，所述基于雷达定位的车辆自动跟随系统包括安装在车辆前方的雷达、用于处理雷达数据的处理器、用于控制油门大小的电磁阀以及电控刹车机构，所述处理器为可编程的控制器或带有显示屏和控制按钮的微型处理器，所述电磁阀具体地可安装在发动机的供油管路上，所述电控刹车机构包括伺服电机，所述处理器分别与所述雷达、电磁阀和刹车机构中的伺服电机电连接。优选的，所述雷达包括控制器和侦测器，所述侦测器包括发射器和接收器，所述控制器与处理器电连接，所述控制器即用于信号处理，以计算出雷达与前方目标之间的距离。所述电控刹车机构可以有多种机械设计形式，其原因是现有技术中存在多种刹车机构和刹车方法，本实施例不能一一列举，为使得本领域的普通技术人员更容易实施本专利，在此，本实施例中列举一种简单、有效的电控刹车机构，其结构是：在伺服电机的动力输出轴上设置主动齿轮，在刹车机构中与刹车踏板相连接的连杆上设置从动齿条，并使得主动齿轮与从动齿条相互啮合，通过伺服电机控制主动齿轮的旋转来带动连杆和刹车踏板一起运动，达到电控刹车的目的。
实施例2 一种车辆自动跟随方法
本实施例中，所述车辆自动跟随方法，其包括以下步骤：S1）首先设定雷达与前方车辆所需保持的距离L1，当然，所述L1也可以是一个范围值；S2）通过测量雷达发射信号和目标反射的回波信号之间的时间差，计算出前方车辆与雷达之间的距离L2；S3）处理器判断L1与L2的大小，当L2大于L1时，处理器向与其电连接的用于控制油门大小的电磁阀发送信号，使电磁阀打开，增大油门；当L2小于L1时，处理器向电控刹车机构中的伺服电机和/或用于控制油门大小的电磁阀发送信号，使车辆进行刹车和/或减小油门动作。优选的，步骤S3中通过计算单位时间内L1数值变化的量来确定油门所需增加或减小的量，例如：当单位时间内L1数值增加的量较大，说明前方车辆已经加速行驶，需要处理器控制电磁阀打开，加大油门油量，当单位时间内L1数值增加的量较小，说明前方车辆已经与雷达之间的距离在缓慢的增加，需要处理器控制电磁阀打开，以少量增加油门油量，进而达到自动跟随、合理控制供油量以降低油耗的目的。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种基于雷达定位的车辆自动跟随系统，包括安装在车辆前方的雷达、用于处理雷达数据的处理器、用于控制油门大小的电磁阀以及电控刹车机构，其特征在于：所述电控刹车机构包括伺服电机，所述处理器分别与所述雷达、电磁阀和刹车机构中的伺服电机电连接。
2.一种如权利要求1中所述系统的车辆自动跟随方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1）首先设定雷达与前方车辆所需保持的距离L1；
S2）通过测量雷达发射信号和目标反射的回波信号之间的时间差，计算出前方车辆与雷达之间的距离L2；
S3）处理器判断L1与L2的大小，当L2大于L1时，处理器向与其电连接的用于控制油门大小的电磁阀发送信号，使电磁阀打开，增大油门；当L2小于L1时，处理器向电控刹车机构中的伺服电机和/或用于控制油门大小的电磁阀发送信号，使车辆进行刹车和/或减小油门动作。
3.如权利要求2中所述的车辆自动跟随方法，其特征在于，步骤S3中通过计算单位时间内L1数值变化的量来确定油门所需增加或减小的量。
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