CN106427993A - 一种高速公路爆胎汽车防转向装置与方法 - Google Patents
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Abstract
一种高速公路爆胎汽车防转向装置与方法属于汽车电子技术领域；该装置包括设置在四个车轮上方的四套红外图像传感器和气钉枪，以及用于接收计算红外图像传感器图像数据，并控制气钉枪射击的处理器；该方法首先在车速超过阈值后启动四套红外图像传感器和处理器，然后处理器根据红外图像传感器传递来的数据判断爆胎的轮胎，最后控制气钉枪，向与爆胎轮胎平行的轮胎射击，使平行的轮胎同时爆胎；本发明以同步爆胎两个轮胎为代价，使汽车侧方受力平衡，有效避免爆胎后车体转向，进而有效避免汽车失控，发生事故。
Description
技术领域
一种高速公路爆胎汽车防转向装置与方法属于汽车电子技术领域。
背景技术
爆胎是指轮胎在少于0.1秒的极短时间内，因破裂突然失去空气而瘪掉。爆胎是汽车在夏季频发事故之一，有关统计数据显示，在高速公路上的交通事故中，10％是由于轮胎故障引起的，而爆胎一项就占轮胎故障引发事故总量的70％以上。
爆胎后发生事故的本质问题在于发生爆胎的轮胎与地面的相互作用力瞬间变小，同时，受汽车整体配重的影响，在其中一个轮胎与地面相互作用力变小的同时，汽车整体受力不再对称，使得车轮带动车体转向，进而造成汽车失控，发生事故。
可见，控制汽车车体转向，可以有效避免汽车失控，发生事故。
发明内容
为了上述技术需求，本发明公开了一种高速公路爆胎汽车防转向装置与方法，以两个轮胎几乎同时爆胎为代价，使汽车侧方受力平衡，有效避免爆胎后车体转向，进而有效避免汽车失控，发生事故。
本发明的目的是这样实现的：
一种高速公路爆胎汽车防转向装置，包括：
竖直安装在左前轮上方的左前保护罩，设置在左前保护罩内的左前红外图像传感器和沿竖直方向指向左前轮的左前气钉枪，
竖直安装在右前轮上方的右前保护罩，设置在右前保护罩内的右前红外图像传感器和沿竖直方向指向右前轮的右前气钉枪，
竖直安装在左后轮上方的左后保护罩，设置在左后保护罩内的左后红外图像传感器和沿竖直方向指向左后轮的左后气钉枪，
竖直安装在右后轮上方的右后保护罩，设置在右后保护罩内的右后红外图像传感器和沿竖直方向指向右后轮的右后气钉枪，
处理器，所述左前红外图像传感器、右前红外图像传感器、左后红外图像传感器和右后红外图像传感器均将图像数据实时传递给处理器，控制左前气钉枪，右前气钉枪，左后气钉枪和/或右后气钉枪向车轮射钉。
上述高速公路爆胎汽车防转向装置，包括：
左前图像处理模块：设置于左前红外图像传感器内，用于对左前轮的胎面进行热成像，并将图像数据实时发送给处理器；
右前图像处理模块：设置于右前红外图像传感器内，用于对右前轮的胎面进行热成像，并将图像数据实时发送给处理器；
左后图像处理模块：设置于左后红外图像传感器内，用于对左后轮的胎面进行热成像，并将图像数据实时发送给处理器；
右后图像处理模块：设置于右后红外图像传感器内，用于对右后轮的胎面进行热成像，并将图像数据实时发送给处理器；
数据处理模块：设置于处理器内，用于接收从左前图像处理模块、右前图像处理模块、左后图像处理模块和右后图像处理模块传递来的图像数据，根据图像数据的计算和比对结果，控制左前气钉枪，右前气钉枪，左后气钉枪和/或右后气钉枪向车轮射钉。
以上高速公路爆胎汽车防转向装置上实现的高速公路爆胎汽车防转向方法，包括以下步骤：
步骤a、监控车速，当车速超过阈值后，同步启动左前红外图像传感器、右前红外图像传感器、左后红外图像传感器、右后红外图像传感器和处理器；
步骤b、左前红外图像传感器采集左前轮胎面图像信息，采集方法为：
式中，k(i,j)表示左前红外图像传感器中坐标为(i,j)像素的灰度值，m和n共同决定左前红外图像传感器的分辨率；
步骤c、右前红外图像传感器采集右前轮胎面图像信息，采集方法为：
式中，k(i,j)表示右前红外图像传感器中坐标为(i,j)像素的灰度值，m和n共同决定右前红外图像传感器的分辨率；
步骤d、左后红外图像传感器采集左后轮胎面图像信息，采集方法为：
式中，k(i,j)表示左后红外图像传感器中坐标为(i,j)像素的灰度值，m和n共同决定左后红外图像传感器的分辨率；
步骤e、右后红外图像传感器采集右后轮胎面图像信息，采集方法为：
式中，k(i,j)表示右后红外图像传感器中坐标为(i,j)像素的灰度值，m和n共同决定右后红外图像传感器的分辨率；
步骤b、步骤c、步骤d和步骤e同步进行；
步骤f、以小于0.2s为时间间隔，左前红外图像传感器、右前红外图像传感器、左后红外图像传感器、右后红外图像传感器同步向处理器发送图像数据；
步骤g、对比K左前和K右前，如果：
K左前/K右前＞y，处理器控制左前气钉枪向左前轮射击，使左前轮爆胎；
K右前/K左前＞y，处理器控制右前气钉枪向右前轮射击，使右前轮爆胎；
其他，不对左前气钉枪和右前气钉枪进行任何操作；
步骤h、对比K左后和K右后，如果：
K左后/K右后＞y，处理器控制左后气钉枪向左后轮射击，使左后轮爆胎；
K右后/K左后＞y，处理器控制右后气钉枪向右后轮射击，使右后轮爆胎；
其他，不对左后气钉枪和右后气钉枪进行任何操作；
步骤g和步骤h同步进行。
有益效果：
第一、本发明利用高速公路上轮胎高速转动会与地面摩擦生热的特性，采用红外图像传感器对胎面进行监测，在爆胎发生后，由于高温橡胶脱落，会露出常温轮毂，在红外图像中将会同爆胎前有较大区别，进而实现对爆胎轮胎位置的确定；与此同时，再通过气钉枪向与爆胎轮胎平行的轮胎射击，使平行的两个轮胎均爆胎，在短时间内又实现了汽车左右两侧受力平衡，有效避免爆胎后车体转向，进而有效避免汽车失控，发生事故。
第二、保护罩的设置可以保护红外图像传感器和气钉枪不被车轮卷起的尘土和沙粒污染或打坏，提高本发明装置的可靠性。
第三、对车速进行监控，只有在车速大于阈值的情况下，才启动本发明装置，这样的设计是因为当车速很低时，即使爆胎也不至于发生车辆失控的危险，因此无需引爆另一个轮胎，降低损失。
附图说明
图1是本发明高速公路爆胎汽车防转向装置的示意图。
图中：1左前保护罩、11左前红外图像传感器、12左前气钉枪、2右前保护罩、21右前红外图像传感器、22右前气钉枪、3左后保护罩、31左后红外图像传感器、32左后气钉枪、4右后保护罩、41右后红外图像传感器、42右后气钉枪、5处理器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。
具体实施例一
本实施例是高速公路爆胎汽车防转向装置实施例。
本实施例的高速公路爆胎汽车防转向装置，示意图如图1所示，该装置包括：
竖直安装在左前轮上方的左前保护罩1，设置在左前保护罩1内的左前红外图像传感器11和沿竖直方向指向左前轮的左前气钉枪12，
竖直安装在右前轮上方的右前保护罩2，设置在右前保护罩2内的右前红外图像传感器21和沿竖直方向指向右前轮的右前气钉枪22，
竖直安装在左后轮上方的左后保护罩3，设置在左后保护罩3内的左后红外图像传感器31和沿竖直方向指向左后轮的左后气钉枪32，
竖直安装在右后轮上方的右后保护罩4，设置在右后保护罩4内的右后红外图像传感器41和沿竖直方向指向右后轮的右后气钉枪42，
处理器5，所述左前红外图像传感器1、右前红外图像传感器2、左后红外图像传感器3和右后红外图像传感器4均将图像数据实时传递给处理器5，控制左前气钉枪12，右前气钉枪22，左后气钉枪32和/或右后气钉枪42向车轮射钉。
具体实施例二
本实施例是高速公路爆胎汽车防转向装置实施例。
本实施例的高速公路爆胎汽车防转向装置，在具体实施例一的基础上，进一步限定包括：
左前图像处理模块：设置于左前红外图像传感器11内，用于对左前轮的胎面进行热成像，并将图像数据实时发送给处理器5；
右前图像处理模块：设置于右前红外图像传感器21内，用于对右前轮的胎面进行热成像，并将图像数据实时发送给处理器5；
左后图像处理模块：设置于左后红外图像传感器31内，用于对左后轮的胎面进行热成像，并将图像数据实时发送给处理器5；
右后图像处理模块：设置于右后红外图像传感器41内，用于对右后轮的胎面进行热成像，并将图像数据实时发送给处理器5；
数据处理模块：设置于处理器5内，用于接收从左前图像处理模块、右前图像处理模块、左后图像处理模块和右后图像处理模块传递来的图像数据，根据图像数据的计算和比对结果，控制左前气钉枪12，右前气钉枪22，左后气钉枪32和/或右后气钉枪42向车轮射钉。
具体实施例三
本实施例是高速公路爆胎汽车防转向方法实施例。
本实施例的高速公路爆胎汽车防转向方法，在以上高速公路爆胎汽车防转向装置上实现，该方法包括以下步骤：
步骤a、监控车速，当车速超过阈值后，同步启动左前红外图像传感器11、右前红外图像传感器21、左后红外图像传感器31、右后红外图像传感器41和处理器5；
步骤b、左前红外图像传感器11采集左前轮胎面图像信息，采集方法为：
式中，k(i,j)表示左前红外图像传感器11中坐标为(i,j)像素的灰度值，m和n共同决定左前红外图像传感器11的分辨率；
步骤c、右前红外图像传感器21采集右前轮胎面图像信息，采集方法为：
式中，k(i,j)表示右前红外图像传感器21中坐标为(i,j)像素的灰度值，m和n共同决定右前红外图像传感器21的分辨率；
步骤d、左后红外图像传感器31采集左后轮胎面图像信息，采集方法为：
式中，k(i,j)表示左后红外图像传感器31中坐标为(i,j)像素的灰度值，m和n共同决定左后红外图像传感器31的分辨率；
步骤e、右后红外图像传感器41采集右后轮胎面图像信息，采集方法为：
式中，k(i,j)表示右后红外图像传感器41中坐标为(i,j)像素的灰度值，m和n共同决定右后红外图像传感器41的分辨率；
步骤b、步骤c、步骤d和步骤e同步进行；
步骤f、以小于0.2s为时间间隔，左前红外图像传感器11、右前红外图像传感器21、左后红外图像传感器31、右后红外图像传感器41同步向处理器5发送图像数据；
步骤g、对比K左前和K右前，如果：
K左前/K右前＞y，处理器5控制左前气钉枪12向左前轮射击，使左前轮爆胎；
K右前/K左前＞y，处理器5控制右前气钉枪22向右前轮射击，使右前轮爆胎；
其他，不对左前气钉枪12和右前气钉枪22进行任何操作；
步骤h、对比K左后和K右后，如果：
K左后/K右后＞y，处理器5控制左后气钉枪32向左后轮射击，使左后轮爆胎；
K右后/K左后＞y，处理器5控制右后气钉枪42向右后轮射击，使右后轮爆胎；
其他，不对左后气钉枪32和右后气钉枪42进行任何操作；
步骤g和步骤h同步进行。
需要说明的是，气钉枪能够买到成品，且直接采用汽车电瓶供电，本领域技术人员能够实现对气钉枪的设置。
Claims (3)
1.一种高速公路爆胎汽车防转向装置，其特征在于，包括：
竖直安装在左前轮上方的左前保护罩(1)，设置在左前保护罩(1)内的左前红外图像传感器(11)和沿竖直方向指向左前轮的左前气钉枪(12)，
竖直安装在右前轮上方的右前保护罩(2)，设置在右前保护罩(2)内的右前红外图像传感器(21)和沿竖直方向指向右前轮的右前气钉枪(22)，
竖直安装在左后轮上方的左后保护罩(3)，设置在左后保护罩(3)内的左后红外图像传感器(31)和沿竖直方向指向左后轮的左后气钉枪(32)，
竖直安装在右后轮上方的右后保护罩(4)，设置在右后保护罩(4)内的右后红外图像传感器(41)和沿竖直方向指向右后轮的右后气钉枪(42)，
处理器(5)，所述左前红外图像传感器(1)、右前红外图像传感器(2)、左后红外图像传感器(3)和右后红外图像传感器(4)均将图像数据实时传递给处理器(5)，控制左前气钉枪(12)，右前气钉枪(22)，左后气钉枪(32)和/或右后气钉枪(42)向车轮射钉。
2.根据权利要求1所述的高速公路爆胎汽车防转向装置，其特征在于，包括：
左前图像处理模块：设置于左前红外图像传感器(11)内，用于对左前轮的胎面进行热成像，并将图像数据实时发送给处理器(5)；
右前图像处理模块：设置于右前红外图像传感器(21)内，用于对右前轮的胎面进行热成像，并将图像数据实时发送给处理器(5)；
左后图像处理模块：设置于左后红外图像传感器(31)内，用于对左后轮的胎面进行热成像，并将图像数据实时发送给处理器(5)；
右后图像处理模块：设置于右后红外图像传感器(41)内，用于对右后轮的胎面进行热成像，并将图像数据实时发送给处理器(5)；
数据处理模块：设置于处理器(5)内，用于接收从左前图像处理模块、右前图像处理模块、左后图像处理模块和右后图像处理模块传递来的图像数据，根据图像数据的计算和比对结果，控制左前气钉枪(12)，右前气钉枪(22)，左后气钉枪(32)和/或右后气钉枪(42)向车轮射钉。
3.一种在权利要求1或2所述高速公路爆胎汽车防转向装置上实现的高速公路爆胎汽车防转向方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a、监控车速，当车速超过阈值后，同步启动左前红外图像传感器(11)、右前红外图像传感器(21)、左后红外图像传感器(31)、右后红外图像传感器(41)和处理器(5)；
步骤b、左前红外图像传感器(11)采集左前轮胎面图像信息，采集方法为：
式中，k(i,j)表示左前红外图像传感器(11)中坐标为(i,j)像素的灰度值，m和n共同决定左前红外图像传感器(11)的分辨率；
步骤c、右前红外图像传感器(21)采集右前轮胎面图像信息，采集方法为：
式中，k(i,j)表示右前红外图像传感器(21)中坐标为(i,j)像素的灰度值，m和n共同决定右前红外图像传感器(21)的分辨率；
步骤d、左后红外图像传感器(31)采集左后轮胎面图像信息，采集方法为：
式中，k(i,j)表示左后红外图像传感器(31)中坐标为(i,j)像素的灰度值，m和n共同决定左后红外图像传感器(31)的分辨率；
步骤e、右后红外图像传感器(41)采集右后轮胎面图像信息，采集方法为：
式中，k(i,j)表示右后红外图像传感器(41)中坐标为(i,j)像素的灰度值，m和n共同决定右后红外图像传感器(41)的分辨率；
步骤b、步骤c、步骤d和步骤e同步进行；
步骤f、以小于0.2s为时间间隔，左前红外图像传感器(11)、右前红外图像传感器(21)、左后红外图像传感器(31)、右后红外图像传感器(41)同步向处理器(5)发送图像数据；
步骤g、对比K左前和K右前，如果：
K左前/K右前＞y，处理器(5)控制左前气钉枪(12)向左前轮射击，使左前轮爆胎；
K右前/K左前＞y，处理器(5)控制右前气钉枪(22)向右前轮射击，使右前轮爆胎；
其他，不对左前气钉枪(12)和右前气钉枪(22)进行任何操作；
步骤h、对比K左后和K右后，如果：
K左后/K右后＞y，处理器(5)控制左后气钉枪(32)向左后轮射击，使左后轮爆胎；
K右后/K左后＞y，处理器(5)控制右后气钉枪(42)向右后轮射击，使右后轮爆胎；
其他，不对左后气钉枪(32)和右后气钉枪(42)进行任何操作；
步骤g和步骤h同步进行。
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