CN106324604A - 一种实时测量前方行车车距和车速的测量系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实时测量前方行车车距和车速的测量系统和方法，包括测量模块、处理模块，测量模块由第一超声波传感器、第二超声波传感器以及霍尔传感器组成；处理模块由输入模块和控制器组成，还可包括由显示器和语音系统组成的提示模块，所述的第一超声波传感器、第二超声波传感器、霍尔传感器、输入模块、显示器以及语音系统分别与控制器连接。其步骤可概括为：控制器处理数据，得出前车车速和车距并显示在显示器上，同时控制器进行是否超出安全阈值判断，若超过阈值，语音系统则进行语音提醒。本发明可以在本车和前车都移动的状态下，实时测量彼此距离和前方行车速度，并对司机加以提示，从而有效保证行车安全。

Description

一种实时测量前方行车车距和车速的测量系统和方法

技术领域

本发明涉及汽车测速测距领域，更具体地，涉及一种实时测量前方行车车距和车速的测量系统和方法。

背景技术

大量交通事故经统计分析，汽车追尾事故占交通事故总数相当比例。造成汽车追尾主要原因是两车之间距离保持不够。为保证行驶安全，需要测量前方行车车距和车速，并加以提示司机。

测车距的方法有雷达测距，激光测距和视频测距。雷达测距、激光测距设备贵成本高，且一方必须为静止状态.。视频测距受光照和拍摄角度及驾驶环境影响,且算法复杂。传统的超声波传感器测距，只考虑双方静止状态或一方为移动状态，且必须事先知道前方行车车速，在实际情况下却是不可能的。

双方都在移动状态下，实时测出双方距离和前方行车车速的方法还未见文献报道。CN201210524545.3公开了一种汽车行车安全距离控制方法，使用距离测量传感器测量车距，如果小于安全距离就发出语音提示。至于使用什么距离测量传感器，如何测量距离的，都没有说明。只说明本车车速的测量，前方行车车速的测量方法没有提及到。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种实时测量前方行车车距和车速的测量系统和方法。本发明可以在本车与前车都处于运动状态下，利用超声波传感器实时测出双方距离和前方行车车速。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种实时测量前方行车车距和车速的测量系统，包括测量模块、处理模块，测量模块由测量前方车速和距离的第一超声波传感器、第二超声波传感器以及霍尔传感器组成；处理模块由输入数据的输入模块和处理数据的控制器组成，所述的第一超声波传感器、第二超声波传感器、霍尔传感器以及输入模块分别与控制器连接；所述霍尔传感器用于测量本车的车速，所述第一超声波传感器、第二超声波传感器用于接收反射波的信号，所述控制器根据反射波的信号、本车车速计算得出前车车速和两车车距。

优选地，所述第一超声波传感器与第二超声波传感器安装在汽车的不同纵向位置，并保证两传感器之间具有一定的横向距离。

优选地，所述输入模块包括外设小键盘，以便于输入第一超声波传感器与第二超声波传感器安装的纵向距离。

优选地，所述系统还包括提示模块，提示模块由显示本车车速、前车车速、两车距离的显示器和超出安全阈值后进行语音提示的语音系统组成；显示器与语音系统分别于控制器连接。

上述实时测量前方行车车距和车速的测量系统的测量方法，包括下述步骤：

步骤S1，输入第一超声波传感器和第二超声波传感器安装时的纵向距离x₀；

步骤S2，霍尔传感器实时测量本车行驶速度v₀；

步骤S3，第一超声波传感器和第二超声波传感器同时启动；

步骤S4，控制器的计时器记录第一超声波传感器和第二超声波传感器收到反射波的时间T₁和T₂；

步骤S5，控制器运算得出前车行驶速度v_front和两车车距s，由方程组解出：

(v_ch-v_front)*T₁*(v_ch+v₀)/(2*v_ch)＝s (9)

(v_ch-v_front)*T₂*(v_ch+v₀)/(2*v_ch)＝s+x₀ (10)

其中，v_ch为超声波速度。

优选地，还包括提示模块的下述步骤：

步骤S6，显示器显示本车行驶速度v₀、前车行驶速度v_front和两车车距s

步骤S7，控制器判断本车车速或两车距离是否超出阈值，超过阈值则由语音系统发出语音提示。

优选地，所述步骤S1，包括以下步骤：

步骤S11，将第一超声波传感器和第二超声波传感器安装在车身的不同纵向位置处；

步骤S12，测量第一超声波传感器和第二超声波传感器之间的纵向距离x₀；

步骤S13，由小键盘输入第一超声波传感器和第二超声波传感器之间的纵向距离x₀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明可以在本车与前车都处于运动状态下，利用超声波传感器实时测出双方距离和前方行车车速。

附图说明

图1是本发明测量系统的结构意图。

图2是本发明测量方法的流程图。

图3是本发明测量方法的参数示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如图1所示，本实施例中，一种实时测量前方行车车距和车速的测量系统，包括测量模块、处理模块和提示模块，测量模块由超声波传感器1、超声波传感器2以及霍尔传感器组成；处理模块由小键盘和控制器组成；提示模块由LED显示器和语音系统组成，所述的超声波传感器1、超声波传感器2、霍尔传感器、小键盘、LED显示器以及语音系统分别与控制器连接。

上述实时测量前方行车车距和车速的测量系统的测量方法，包括下述步骤：

步骤S1，输入超声波传感器1和超声波传感器2安装时的纵向距离x₀；

步骤S2，霍尔传感器实时测量本车行驶速度v₀；

步骤S3，超声波传感器1和超声波传感器2同时启动；

步骤S4，控制器的计时器记录超声波传感器1和超声波传感器2收到反射波的时间T₁和T₂；

步骤S5，控制器运算得出前车行驶速度v_front和两车车距s，控制器的运算为：

设超声波传感器1发出的超声波遇到前方待测行车被反射时所用时间为t₁,从被前方待测行车反射到再次被超声波传感器1接收所用时间为t₂，则

(v_ch-v_front)*t₁＝s, (1)

(v_ch-v₀)*t₁/(v_ch+v₀)＝t₂, (2)

t₁+t₂＝T₁ (3)

由以上(2)、(3)式可解出：t₁＝T₁*(v_ch+v₀)/(2*v_ch),(4)；

设超声波传感器2发出的超声波遇到前方待测行车被反射时所用时间为从被前方待测行车反射到再次被超声波传感器2接收所用时间为则

$(v_{ch}-v_{front})*t_1^a=s+x_0,---\left(5\right)$

$(v_{ch}-v_0)*t_1^a/(v_{ch}+v_0)=t_2^a,---\left(6\right)$

$t_1^a+t_2^a=T_2---\left(7\right)$

由以上(6)、(7)式可解出：

由以上(1)、(4)、(5)、(8)式的到方程组并解出前车行驶速度v_front和两车车距s：

(v_ch-v_front)*T₁*(v_ch+v₀)/(2*v_ch)＝s (9)

(v_ch-v_front)*T₂*(v_ch+v₀)/(2*v_ch)＝s+x₀ (10)

其中，v_ch为超声波速度；

具体地，还包括提示模块的下述步骤：

步骤S6，显示器显示本车行驶速度v₀、前车行驶速度v_front和两车车距s

步骤S7，控制器判断本车车速或两车距离是否超出阈值，超过阈值则由语音系统发出语音提示。

具体地，所述步骤S1，包括以下步骤：

步骤S11，将超声波传感器1和超声波传感器2安装在车身的不同纵向位置处；

步骤S12，测量超声波传感器1和超声波传感器2之间的纵向距离x₀；

步骤S13，由小键盘输入超声波传感器1和超声波传感器2之间的纵向距离x₀。

最后应当说明的是：以上步骤介绍仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种实时测量前方行车车距和车速的测量系统，包括测量模块、处理模块，其特征在于，测量模块由测量前方车速和距离的第一超声波传感器、第二超声波传感器以及霍尔传感器组成；处理模块由输入数据的输入模块和处理数据的控制器组成，所述的第一超声波传感器、第二超声波传感器、霍尔传感器以及输入模块分别与控制器连接；所述霍尔传感器用于测量本车的车速，所述第一超声波传感器、第二超声波传感器用于接收反射波的信号，所述控制器根据反射波的信号、本车车速计算得出前车车速和两车车距。

2.根据权利要求1所述的实时测量前方行车车距和车速的测量系统，其特征在于，所述第一超声波传感器与第二超声波传感器安装在汽车的不同纵向位置。

3.根据权利要求2所述的实时测量前方行车车距和车速的测量系统，其特征在于，所述输入模块包括外设小键盘。

4.根据权利要求3所述的实时测量前方行车车距和车速的测量系统，其特征在于，所述系统还包括提示模块，提示模块由显示本车车速、前车车速、两车距离的显示器和超出安全阈值后进行语音提示的语音系统组成；显示器与语音系统分别与控制器连接。

5.一种如权利要求1至4任一项所述的实时测量前方行车车距和车速的测量系统的测量方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤S1，输入第一超声波传感器和第二超声波传感器安装时的纵向距离x₀；

步骤S2，霍尔传感器实时测量本车行驶速度v₀；

步骤S3，第一超声波传感器和第二超声波传感器同时启动；

步骤S4，控制器的计时器记录第一超声波传感器和第二超声波传感器收到反射波的时间T₁和T₂；

步骤S5，控制器运算得出前车行驶速度v_front和两车车距s，由方程组解出：

(v_ch-v_front)*T₁*(v_ch+v₀)/(2*v_ch)＝s (9)

(v_ch-v_front)*T₂*(v_ch+v₀)/(2*v_ch)＝s+x₀ (10)

其中，v_ch为超声波速度。

6.根据权利要求5所述的一种实时测量前方行车车距和车速的测量系统的测量方法，还包括提示模块的下述步骤：

步骤S6，显示器显示本车行驶速度v₀、前车行驶速度v_front和两车车距s

步骤S7，控制器判断本车车速或两车距离是否超出阈值，超过阈值则由语音系统发出语音提示。

7.根据权利要求5所述的一种实时测量前方行车车距和车速的测量系统的测量方法，其特征在于，所述步骤S1，包括以下步骤：

步骤S11，将第一超声波传感器和第二超声波传感器安装在车身的不同纵向位置处；

步骤S12，测量第一超声波传感器和第二超声波传感器之间的纵向距离x₀；

步骤S13，由小键盘输入第一超声波传感器和第二超声波传感器之间的纵向距离x₀。