CN104163200B - 一种半挂车转向辅助安全系统 - Google Patents

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Abstract

一种半挂车转向辅助安全系统，构成中包括转弯控制器和两个与转弯控制器的输出端口相接的镭射灯组，两个镭射灯组分别位于半挂车的牵引车头驾驶室顶板的左后角和右后角上部，每个镭射灯组通过一个云台与驾驶室顶部连接，所述转弯控制器通过电机控制器驱动每个云台的水平转角电机和俯仰角电机，并通过CAN总线与牵引车头的安全辅助系统连接，半挂车的左右转向开关接转弯控制器的输入端口。本发明利用镭射灯组将半挂车即将行驶的区域照亮，提醒行人及时避让，从而有效避免了交通事故的发生，提高了人们出行的安全性。

Description

一种半挂车转向辅助安全系统
技术领域
本发明涉及一种可在半挂车转弯时为行人和其它车辆预测半挂车运动轨迹的装置，属于汽车技术领域。
背景技术
半挂车的转弯半径一般远大于其牵引车头的转弯半径，因此半挂车转弯时，其车轮的运动轨迹也与牵引车头的行走路线存在较大差异，行人或其它车辆的驾驶员很难准确判断其与半挂车的安全距离，致使半挂车在行人密集的路口转弯时，很容易发生交通事故，因此有必要设计一种能够指示半挂车车轮运行轨迹的装置，使行人和车辆能够有效避让半挂车，保证人们的出行安全。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种半挂车转向辅助安全系统，以解决半挂车转弯时容易发生交通事故的问题。
本发明所述问题是以下述技术方案解决的：
一种半挂车转向辅助安全系统，构成中包括转弯控制器和两个与转弯控制器的输出端口相接的镭射灯组，两个镭射灯组分别位于半挂车的牵引车头驾驶室顶板的左后角和右后角上部，每个镭射灯组通过一个云台与驾驶室顶部连接，所述转弯控制器通过电机控制器驱动每个云台的水平转角电机和俯仰角电机，并通过CAN总线与牵引车头的安全辅助系统连接，半挂车的左右转向开关接转弯控制器的输入端口，车辆的左转向开关、右转向开关分别接智能控制器的输入端口。
上述半挂车转向辅助安全系统，该系统按如下方式运作：
①构造特征角γ，特征角γ的顶点为牵引车绞盘中点在地面上的投影，其一条边经过转向侧镭射灯组在地面上的投影，另一条边经过半挂车转向侧前轮中点在地面上的投影；
②在车辆行驶过程中，转弯控制器实时监测半挂车的左右转向开关的状态，当驾驶员开启左转向开关或右转向开关时，转弯控制器通过CAN总线从牵引车头的安全辅助系统中读取车辆的方向盘转角信号；
③转弯控制器根据当前方向盘转角信号，通过查询预先存储的车辆转弯过程中特征角γ的最小值与方向盘转角的对应表获取该方向盘转角下的；
④转弯控制器利用下式计算出转向侧镭射灯组云台的水平转角和俯仰角：
其中，a为转弯侧镭射灯组与半挂车前车轮的水平距离，a由求得，b为牵引车绞盘与半挂车前车轮的水平距离，c为镭射灯组与牵引车绞盘的水平距离，d为牵引车绞盘与镭射灯组的纵向水平距离，f为镭射灯组到地面的垂直距离；
⑤转弯控制器通过电机控制器驱动转向侧云台的水平转角电机和俯仰角电机，使转向侧云台的水平转角为，俯仰角为，同时点亮转向侧镭射灯组，将半挂车即将行驶的区域照亮，提醒行人及时避让；
⑥当转向开关关闭时，转弯控制器关闭镭射灯组。
上述半挂车转向辅助安全系统，车辆转弯过程中特征角γ的最小值与方向盘转角的对应表通过标定获取。
上述半挂车转向辅助安全系统，构成中还包括用于输入挂车参数的输入按键阵列，所述输入按键阵列的信号输出端接转弯控制器的输入端口。
本发明利用镭射灯组将半挂车即将行驶的区域照亮，提醒行人及时避让，从而有效避免了交通事故的发生，提高了人们出行的安全性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详述。
图1是本发明的电原理图；
图2是半挂车转弯时的侧视图；
图3是图2的俯视图。
图中各标号表示为：1、牵引车头，2、半挂车右前车轮，3、牵引车绞盘，4、半挂车，U1、右侧水平转角电机控制器，U2、右侧俯仰角电机控制器，U3、左侧水平转角电机控制器，U4、左侧俯仰角电机控制器，U5、转弯控制器，M1、右侧水平转角电机，M2、右侧俯仰角电机，M3、左侧水平转角电机，M4、左侧俯仰角电机，TYR、右侧云台，TYL、左侧云台，KB、输入按键阵列，K1、右转向开关，K2、左转向开关，L1、右侧镭射灯组，L2、左侧镭射灯组，、转弯侧镭射灯组水平转角，、转弯侧镭射灯组俯仰角，、牵引车绞盘中心和转向侧镭射灯组在地面投影的连线与牵引车绞盘中心和半挂车转向侧前轮中点在地面投影的连线的夹角，、的最小值，δ、牵引车绞盘和转向侧镭射灯组在地面投影的连线与牵引车头前进方向的夹角，a、转弯侧镭射灯组与半挂车前车轮的水平距离，b、牵引车绞盘与半挂车前车轮的水平距离，c、镭射灯组与牵引车绞盘的水平距离，d、牵引车绞盘与镭射灯组的纵向水平距离，e、牵引车绞盘与镭射灯组的横向水平距离，f、镭射灯组到地面的垂直距离。
具体实施方式
参看图1，本发明在牵引车头选定好挂车后，通过输入按键阵列KB选择挂车长度等参数，转弯控制器利用其标定好的相关数据，自动匹配控制算法中的变量。
两组镭射灯组（右侧镭射灯组L1和左侧镭射灯组L2）分别固定在半挂车牵引车头１顶部两侧。当半挂车通过转弯路口时，驾驶员手动打开转向开关（右转向开关K1或左转向开关K2），此时转弯控制器U5根据牵引车头的安全辅助系统提供的方向盘转角信号计算出半挂车转弯内侧行驶的预期路径，继而点亮转弯内侧的镭射灯组，通过驱动镭射灯组云台电机调节灯头的照射方向，将挂车即将行驶的区域照亮，提醒行人及时避让。镭射灯组还可投射出危险字样或图案，灯组的照射区域可随车辆的转弯不断进行调整，起到警示路人或其他车辆的作用。当转弯完成后，转向辅助系统可自行关闭。
参看图2和图3，a为转弯侧镭射灯组与半挂车前车轮的水平距离，b为牵引车绞盘与半挂车前车轮的水平距离，c为镭射灯组与牵引车绞盘的水平距离，d为牵引车绞盘与镭射灯组的纵向水平距离，e为牵引车绞盘与镭射灯组的横向水平距离，f为镭射灯组到地面的垂直距离，为转弯时，转弯侧镭射灯组水平转角，、转弯侧镭射灯组俯仰角，为牵引车绞盘和转向侧镭射灯组在地面投影的连线与牵引车绞盘和半挂车转向侧前轮中点在地面投影的连线的夹角，δ为牵引车绞盘和转向侧镭射灯组在地面投影的连线与牵引车头前进方向的夹角。
其中参数，c、d、e、f和δ为牵引车头的固有参数，b为挂车固定参数，不同方向盘转角下的最小值可在开发阶段通过标定获得，a、和为转弯中的变量。
计算：
通过以上关系，可求得转弯侧镭射灯组水平转角和转弯侧镭射灯组俯仰角。
挂车参数的设定也可通过DVD的触摸屏实现，这样就可取消输入按键阵列KB。
本发明能够有效避免挂车在人车较多的路口转向时，因转弯半径过大而对其他交通参与者造成伤害。

Claims (3)

1.一种半挂车转向辅助安全系统，其特征是，包括转弯控制器(U5)和两个与转弯控制器(U5)的输出端口相接的镭射灯组，两个镭射灯组分别位于半挂车的牵引车头(1)驾驶室顶板的左后角和右后角上部，每个镭射灯组通过一个云台与驾驶室顶部连接，所述转弯控制器(U5)通过电机控制器驱动每个云台的水平转角电机和俯仰角电机，并通过CAN总线与牵引车头(1)的安全辅助系统连接，车辆的左转向开关、右转向开关分别接智能控制器(U5)的输入端口；
所述系统按如下方式运作：
①构造特征角γ，特征角γ的顶点为牵引车绞盘中点在地面上的投影，其一条边经过转向侧镭射灯组在地面上的投影，另一条边经过半挂车转向侧前轮中点在地面上的投影；
②在车辆行驶过程中，转弯控制器(U5)实时监测半挂车的左右转向开关的状态，当驾驶员开启左转向开关(K2)或右转向开关(K1)时，转弯控制器(U5)通过CAN总线从牵引车头(1)的安全辅助系统中读取车辆的方向盘转角信号；
③转弯控制器(U5)根据当前方向盘转角信号，通过查询预先存储的车辆转弯过程中特征角γ的最小值γmin与方向盘转角的对应表获取该方向盘转角下的γmin；
④转弯控制器(U5)利用下式计算出转向侧镭射灯组云台的水平转角α和俯仰角β：
α＝arccos[(a2+c2-b2)/2ac]-90+arcsin(d/c)
β＝90-arctan(a/f)
其中，a为转弯侧镭射灯组与半挂车前车轮的水平距离，a由求得，b为牵引车绞盘与半挂车前车轮的水平距离，c为镭射灯组与牵引车绞盘的水平距离，d为牵引车绞盘与镭射灯组的纵向水平距离，f为镭射灯组到地面的垂直距离；
⑤转弯控制器(U5)通过电机控制器驱动转向侧云台的水平转角电机和俯仰角电机，使转向侧云台的水平转角为α，俯仰角为β，同时点亮转向侧镭射灯组，将半挂车即将行驶的区域照亮，提醒行人及时避让；
⑥当转向开关关闭时，转弯控制器(U5)关闭镭射灯组。
2.根据权利要求1所述的半挂车转向辅助安全系统，其特征是，车辆转弯过程中特征角γ的最小值γmin与方向盘转角的对应表通过标定获取。
3.根据权利要求2所述的半挂车转向辅助安全系统，其特征是，构成中还包括用于输入挂车参数的输入按键阵列(KB)，所述输入按键阵列(KB)的信号输出端接转弯控制器(U5)的输入端口。
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