CN105270176A - 一种安全车距保持控制方法和一种安全车距保持控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安全车距保持控制方法和一种安全车距保持控制系统，控制系统包括控制装置、车速检测装置、前车车距检测装置和后车车距检测装置，所述控制装置采样连接所述车速检测装置、前车车距检测装置和后车车距检测装置，所述控制装置具有用于输出相应的油门信号的控制信号输出端；控制装置运行至少一个模块，用于执行以下指令：根据当前车速信号、本车与前车之间的前车车距和本车与后车之间的后车车距对应找到一个设定的油门控制信号，根据该油门控制信号实现对车辆发动机的转速控制。即车辆在行驶过程能够与前车和后车都保持在安全车距范围内，增加了行驶的安全性，减少了交通事故的发生。而且，该控制方法简单易行，便于推广应用。

Description

一种安全车距保持控制方法和一种安全车距保持控制系统

技术领域

本发明涉及一种安全车距保持控制方法和一种安全车距保持控制系统，属于汽车安全行驶技术领域。

背景技术

随着当今社会的发展，汽车在寻常百姓之间越来越普及，但是，随着汽车保有量越来越多，道路上，特别是在节假日高速公路上私家车越来越多，随着而来的是在高速公路上发生车祸，一般为两个车或者更多的车发生碰撞的几率越来越大。一旦有车发生碰撞，按照行驶车速和驾驶员的反应时间来看，后车就可能会牵连进去，由此可能会引发所谓的“连环”碰撞现象。这不但造成道路阻塞，而且会造成很大的经济损失，最重要的是，给人身安全带来很大的威胁。

安全车距是指汽车安全行驶状态下前车与本车之间的最小距离，按照《中华人民共和国道路交通安全法》规定：机动车在高速公路上行驶，车速超过每小时100公里时，安全车距为100米以上；车速低于每小时100公里时，最小安全车距不得少于50米。若在高速行驶状态下，保持上述安全车距，就可以减少交通事故的发生。

申请号为201210475616.5的中国专利申请公开了一种用于车辆的车距控制系统和方法，检测本车与前车之间的车距，当小于安全距离的上限时，控制本车减速，同时，当本车与后车之间的车距小于安全车距的上限时，控制制动灯点亮，以提醒后方车辆。这种方法虽然能够有效防止与前车的碰撞，由于车祸一般情况下发生很突然，后车在没有及时看到制动灯的情况下，也会造成对本车的追尾；另外，后车即使在看到制动灯的同时进行刹车，有时因后车与本车的车距过于小，也无法及时避免车祸的发生，造成追尾的交通事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全车距保持控制方法，用以解决传统的车距控制方法无法有效实现汽车安全行驶的问题。本发明同时提供一种实施该方法的安全车距保持控制系统。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种安全车距保持控制方法，根据当前车速信号、本车与前车之间的前车车距和本车与后车之间的后车车距对应找到一个设定的油门控制信号，根据该油门控制信号实现对车辆发动机的转速控制。

所述根据当前车速信号、本车与前车之间的前车车距和本车与后车之间的后车车距对应找到一个设定的油门控制信号具体包括以下步骤：

1)、根据当前车速信号得到其对应的安全车距，并获取本车与前车之间的前车车距和本车与后车之间的后车车距；

2)、计算所述前车车距与所述安全车距的前车车距误差值和所述后车车距与所述安全车距的后车车距误差值；

3)、同时根据所述前车车距误差值和后车车距误差值对应找到一个设定的油门控制信号。

所述对应找到一个设定的油门控制信号具体为：在事先得到的关系表中对应找到一个设定的油门控制信号；所述关系表为车速信号、前车车距和后车车距与油门控制信号一一对应的关系表。

所述对应找到一个设定的油门控制信号具体为：将当前车速信号、前车车距和后车车距代入到设定的模型中，然后对应得到一个设定的油门控制信号；所述模型中有车速信号、前车车距和后车车距与油门控制信号一一对应的关系。

利用模糊算法实现所述步骤3)，具体为：

设置有n个等级的前车车距误差值，n个等级的后车车距误差值，m个等级的油门信号；其中一个等级的前车车距误差值和其中一个等级的后车车距误差值对应一个等级的油门信号；

根据实时检测的前车车距误差值和后车车距误差值找到各自对应的等级，然后确定对应等级的油门信号，控制本车以该油门信号进行车速控制。

判定本车转向是否开启，如果开启，则不进行所述安全车距保持控制方法，否则，则进行所述安全车距保持控制方法；所述不进行所述安全车距保持控制方法，然后延时设定时间后，进行所述安全车距保持控制方法。

所述前车车距误差值为所述前车车距与所述安全车距之间的差值，所述后车车距误差值为所述后车车距与所述安全车距之间的差值。

一种安全车距保持控制系统，包括控制装置、车速检测装置、前车车距检测装置和后车车距检测装置，所述控制装置采样连接所述车速检测装置、前车车距检测装置和后车车距检测装置，所述控制装置具有用于输出相应的油门信号的控制信号输出端；所述控制装置运行至少一个模块，所述模块用于执行以下指令：根据当前车速信号、本车与前车之间的前车车距和本车与后车之间的后车车距对应找到一个设定的油门控制信号，根据该油门控制信号实现对车辆发动机的转速控制。

所述前车车距检测装置和后车车距检测装置为雷达测距装置。

所述控制系统还包括转向信号输出模块，所述控制装置采样连接所述转向信号输出模块。

本发明提供的安全车距保持控制方法中，根据当前车速信号、本车与前车之间的前车车距和本车与后车之间的后车车距来对本车的油门信号进行控制，以实现对发动机的转速控制。该方法在车距控制过程中同时考虑三个输入变量：当前车速、前车车距和后车车距，根据输入量对本车的车速进行实时控制，以此来调整与前车和后车的车距，使与前车和后车的车距同时满足在一个安全的范围内，即车辆在行驶过程能够与前车和后车都保持在安全车距范围内，增加了车辆行驶的安全性，减少了交通事故的发生。而且，该控制方法简单易行，便于推广应用。

另外，本发明提供的控制系统结构简单，设计合理，实现成本低。

附图说明

图1是安全车距保持控制系统的原理图；

图2是安全车距保持控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示的安全车距保持控制系统，包括控制装置、车速检测装置、前车车距检测装置和后车车距检测装置。其中，控制装置可以为单独设置的控制器，比如：单片机等，也可以使用车辆上原有的控制器，比如：整车控制器；车速检测装置使用常规的检测车速的测量仪；前车车距检测装置和后车车距检测装置可以为常规的雷达测距装置或者激光测距装置，本实施例中以雷达测距装置为例。车速检测装置和雷达测距装置均属于目前市场上比较成熟的设备，对于其具体的结构和工作原理属于现有技术，这里不做赘述。

为了便于距离检测，前车车距检测装置固定在车头的保险杠的中心位置，这样能够较为方便准确地检测本车与前车之间的距离；同理，后车车距检测装置固定在车尾的保险杠的中心位置，用于检测本车与后车的车距。

控制装置采样连接车速检测装置、前车车距检测装置和后车车距检测装置，控制装置接收车速检测装置检测的车速信息、前车车距检测装置和后车车距检测装置检测的本车与前后车的车距信息，控制装置利用内部设置的程序对接收到的参数信息进行分析和判断后，通过控制信号输出端输出相应的油门控制信号。

另外，在车辆在转向时就无需该控制系统进行相应的控制，所以，本实施例中，该控制系统还包括转向信号输出模块，控制装置采样连接该转向信号输出模块。该转向信号输出模块用于检测车辆是否转向，其可以是检测转向灯是否开启的检测装置，在转向灯开启时，证明此时车辆要转向，该检测装置将相应的信息传输给控制装置；或者，该转向信号输出模块为检测方向盘转动的检测装置，当方向盘转动到一定角度时，证明此时车辆正在转向，那么，该检测装置将相应的信息传输给控制装置。

在控制装置根据采集到的数据信息进行油门控制的控制方法实施之前，需要判定本车是否转向，本实施例以判定转向灯是否开启为例：

如图2所示，如果本车转向灯开启，那么不进行上述控制方法，然后延时一个设定时间后(本实施例以30s为例)，控制装置自动开启上述控制方法；如果转向灯未开启，那么进行上述控制方法。

每个车速均会对应一个安全车距，控制装置中存储着各个车速以及各个车速对应的安全车距。

控制装置根据采集到的数据信息进行油门控制的控制方法的具体步骤为：

1)、根据当前车速信号得到其对应的安全车距d，并通过雷达测距装置获取本车与前车之间的前车车距d1和本车与后车之间的后车车距d2；

2)、计算前车车距d1与安全车距d的前车车距误差值Δd1和后车车距d2与安全车距d的后车车距误差值Δd2，其中，Δd1＝d1-d，Δd2＝d2-d；

3)、同时根据前车车距误差值Δd1和后车车距误差值Δd2控制本车的油门信号，实现对发动机的转速控制。

利用模糊算法实现该步骤3)，具体为：控制装置中设置有n-1个前车车距误差值的设定边界值，从小到大依次为：k1、k2、……、kn-1，做出以下设定：小于k1的范围为第1等级；大于或者等于k1、且小于k2的范围为第2等级；大于或者等于k2、且小于k3的范围为第3等级；……；大于或者等于kn-2、且小于kn-1的范围为第n-1等级；大于或者等于kn-1的范围为第n等级。所以，控制装置中对前车车距误差值设置有n个等级。同理，后车车距误差值也设置有n个等级；本车的油门信号设置有m个等级；并且，其中一个等级的前车车距误差值和其中一个等级的后车车距误差值对应一个等级的油门信号。控制装置根据实时检测的前车车距误差值和后车车距误差值的实际值，然后找到各自属于的等级，由于一个等级的前车车距误差值和一个等级的后车车距误差值对应一个等级的油门信号，那么，就能够确定对应等级的油门信号，控制装置将该油门信号传输给车辆的动力系统，车辆的动力系统根据获取的油门信号进行车辆动力控制，进而控制车速。

针对上述步骤3)，以下给出一个具体事例：

1、分别将输入量Δd1及Δd2分成五个模糊子集，即五个等级：{MN，N，ZO，P，MP}，其论域为[-11]；将输出量发动机油门分为五个模糊子集，即五个等级：{smaller，small，optimal，big，bigger}，论域确定为[01]；

2、前车车距误差值和后车车距误差值与油门信号的一一对应关系见表1。

表1

通过上述表格，当前车车距误差值和后车车距误差值确定时，能够确定出一个油门信号。另外，该表格还可以是事先得到的，其中直接就有各个参数之间的关系。

上述实施例中，选取车距之间的差值作为误差值，然后进行控制，作为其他的实施例，误差值也可以选择前后车车距与安全车距的商来作为误差值，其后续的处理过程与上述实施例中的处理过程相同，这里不做赘述。

上述实施例中，控制装置根据当前车速信号得到其对应的安全车距，然后计算前车车距误差值和后车车距误差值，最后根据前车车距误差值和后车车距误差值控制本车的油门信号，实现对发动机的转速控制；但是，本发明并不局限于上述实施例，作为其他的实施例，还可以直接根据当前车速信号、本车与前车之间的前车车距和本车与后车之间的后车车距对应找到一个设定的油门控制信号，根据该油门控制信号实现对车辆发动机的转速控制。

上述实施例中，给出了两种获取油门控制信号的方式：模糊算法和关系表，作为其他的实施例，还可以利用特定的模型来确定油门信号，该模型中有车速信号、前车车距和后车车距与油门控制信号一一对应的关系。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种安全车距保持控制方法，其特征在于，根据当前车速信号、本车与前车之间的前车车距和本车与后车之间的后车车距对应找到一个设定的油门控制信号，根据该油门控制信号实现对车辆发动机的转速控制。

2.根据权利要求1所述的安全车距保持控制方法，其特征在于，所述根据当前车速信号、本车与前车之间的前车车距和本车与后车之间的后车车距对应找到一个设定的油门控制信号具体包括以下步骤：

1)、根据当前车速信号得到其对应的安全车距，并获取本车与前车之间的前车车距和本车与后车之间的后车车距；

2)、计算所述前车车距与所述安全车距的前车车距误差值和所述后车车距与所述安全车距的后车车距误差值；

3)、同时根据所述前车车距误差值和后车车距误差值对应找到一个设定的油门控制信号。

3.根据权利要求1或2所述的安全车距保持控制方法，其特征在于，所述对应找到一个设定的油门控制信号具体为：在事先得到的关系表中对应找到一个设定的油门控制信号；所述关系表为车速信号、前车车距和后车车距与油门控制信号一一对应的关系表。

4.根据权利要求1或2所述的安全车距保持控制方法，其特征在于，所述对应找到一个设定的油门控制信号具体为：将当前车速信号、前车车距和后车车距代入到设定的模型中，然后对应得到一个设定的油门控制信号；所述模型中有车速信号、前车车距和后车车距与油门控制信号一一对应的关系。

5.根据权利要求2所述的安全车距保持控制方法，其特征在于，利用模糊算法实现所述步骤3)，具体为：

设置有n个等级的前车车距误差值，n个等级的后车车距误差值，m个等级的油门信号；其中一个等级的前车车距误差值和其中一个等级的后车车距误差值对应一个等级的油门信号；

根据实时检测的前车车距误差值和后车车距误差值找到各自对应的等级，然后确定对应等级的油门信号，控制本车以该油门信号进行车速控制。

6.根据权利要求1或2所述的安全车距保持控制方法，其特征在于，判定本车转向是否开启，如果开启，则不进行所述安全车距保持控制方法，否则，则进行所述安全车距保持控制方法；所述不进行所述安全车距保持控制方法，然后延时设定时间后，进行所述安全车距保持控制方法。

7.根据权利要求2所述的安全车距保持控制方法，其特征在于，所述前车车距误差值为所述前车车距与所述安全车距之间的差值，所述后车车距误差值为所述后车车距与所述安全车距之间的差值。

8.一种安全车距保持控制系统，其特征在于，包括控制装置、车速检测装置、前车车距检测装置和后车车距检测装置，所述控制装置采样连接所述车速检测装置、前车车距检测装置和后车车距检测装置，所述控制装置具有用于输出相应的油门信号的控制信号输出端；所述控制装置运行至少一个模块，所述模块用于执行以下指令：根据当前车速信号、本车与前车之间的前车车距和本车与后车之间的后车车距对应找到一个设定的油门控制信号，根据该油门控制信号实现对车辆发动机的转速控制。

9.根据权利要求8所述的安全车距保持控制系统，其特征在于，所述前车车距检测装置和后车车距检测装置为雷达测距装置。

10.根据权利要求8所述的安全车距保持控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括转向信号输出模块，所述控制装置采样连接所述转向信号输出模块。