CN107161213A - 一种基于车联网的汽车安全有序行驶系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于车联网的汽车安全有序行驶系统，该系统包括监测单元、信息处理单元、车载网络单元、转向控制单元、提醒单元和安全行驶控制单元。本发明考虑了汽车在直行、行车道减少、转弯、有无行车道等多种路况出现交通拥挤时的控制方法，策略比较完善，符合实际。本发明采用系统控制的方法规范加塞、抢行等不文明驾驶的习惯，使得交通高峰期时驾驶员可以文明、安全、有序驾驶，实现繁而有序、忙而不乱。

Description

一种基于车联网的汽车安全有序行驶系统
技术领域
本发明涉及汽车辅助驾驶技术，尤其涉及一种基于车联网的汽车安全有序行驶系统。
背景技术
现在的道路上经常可以发现一些驾驶员随意加塞，而且经常有车辆同自行车好行人争抢道路，有时车主为图自己一时方便，驶入应急车道等不文明现象。而这些现象不仅反映了驾驶员自身的不文明，而且是造成城市交通拥挤的重要原因，在很多情况下还可能危及驾乘者和其他人的生命安全。
大城市本来就交通拥挤，经常堵车，再遇上没有车德的车主，很容易造成全路段堵车。在堵车的时候着急是大忌，为了一时图快就加塞，往往却是欲速则不达。有的车见缝就钻，抢来抢去把路口堵住，结果谁也快不起来；还有一些“三蹦子”等非机动车，横行无阻，长时间占用机动车道，并在车流总穿来穿去。
经调查显示，早晚高峰是加塞、抢行这类现象频发的重要时间段。在早晚高峰期，应急车道被堵死，如果一旦发生交通事故，救护车辆和交警根本无法到事故现场处理，从而造成救护延误，严重危害社会安全。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于车联网的汽车安全有序行驶系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于车联网的汽车安全有序行驶系统，包括：
监测单元，所述监测单元包括图像传感器和雷达传感器；位于汽车前方两侧的图像传感器实时监测汽车前方与侧方的行驶状况，并将图像信息传递给信息处理单元；雷达传感器用于采集汽车与前方、侧方车辆的相对运动，并将信息传递给信息处理单元；
车载网络单元，用于采用车联网技术进行本车信息和无线传输范围内同行的车辆的通信；
转向控制单元，用于根据安全行驶控制单元的信号为汽车的转向提供阻力或助力；所述转向控制单元包括液压控制转向模块、转向传感器；所述转向传感器用于监测汽车的转向角；当汽车处于正常行驶过程中，液压控制转向模块为汽车提供转向助力；当转向控制单元接收到安全行驶控制单元发来的禁止汽车加塞或变道行驶的信号时，液压控制转向模块为汽车的转向提供阻力。
提醒单元，用于根据安全行驶控制单元的信号提醒驾驶员禁止加塞或变道行驶；
信息处理单元，用于根据监测单元采集的信息判断车辆遇到交通拥挤的情况，包括：
安全行驶控制单元，用于根据信息处理单元判断的情况，控制转向控制单元和提醒单元为车辆提供汽车安全驾驶策略，具体如下：
(1)当信息处理单元判断到汽车在直行道路上遇到交通拥挤的情况，且转向传感器发现汽车方向盘有持续地出现并入侧方车道的转向角或者当信号处理单元判断到汽车即将碾压车道线并入侧方车道时，则安全行驶控制单元控制液压控制转向模块提供可以阻止驾驶员操纵方向盘并入侧方车道的转向阻力，同时提醒单元提醒驾驶员禁止并入侧方行车道；
(2)当信息处理单元判断到汽车在直行道路上遇到交通拥挤的情况，且前方行车道正在变少(车道变窄、正在施工、发生事故等)，拥堵车道上的汽车液压控制转向模块提供很大的汽车并入可直行道路的转向阻力，30s之后液压控制转向模块解除拥堵车道上车辆并入直行道路的转向阻力，并通过车载网络发送信号到可直行道路的车辆提醒其驾驶员“请允许侧方车道上车辆通行30s的时间”。侧方车道的车辆通行30s时间之后如果道路仍是拥堵的状态，拥堵车道上的汽车液压控制转向模块提供很大的汽车并入可直行道路的转向阻力，此时只能运行可直行道路上的车辆继续前行，如此每30s时间循环一次，直到信号处理单元判断道路不再拥挤，侧方行车道上的车辆液压控制转向模块不再提供汽车并入可直行道路的转向阻力；
(3)当信号处理单元判断到汽车在转弯道路或者弯曲上遇到交通拥挤的情况(监测到路面有车道线时)液压控制转向模块提供可阻止驾驶员操纵方向盘转向两侧车道的转向阻力，只允许汽车进行与车道弯度相近的角度转弯行驶，当信号处理单元判断到汽车即将碾压车道线并入侧方车道时，提醒单元警示驾驶员安全文明驾驶，禁止加塞与强行并道行驶，同时液压控制转向模块增大并入侧方车道的转向阻力；
(4)当信号处理单元判断到汽车在转弯道路或者弯曲上遇到交通拥挤的情况(监测到路面没有车道线时)液压控制转向模块提供比较大的转向阻力，只允许汽车进行与车道弯度相近的角度转弯行驶。当信号处理单元判断到汽车行驶在公路的侧道(一侧是公路边)时，雷达传感器实时监测该车与内车道车辆间的距离，一旦两车之间的距离(两车雷达传感器间距)小于车辆宽度的一半或侧道车辆与内侧车道车辆距离小于三分之一车宽且两车宽度方向的距离持续减小时，液压控制转向模块继续增大车辆并入内侧车道的转向阻力，且控制提醒单元提醒驾驶员“请文明驾驶，禁止交通拥挤的路况上加塞/抢行”；当信号处理单元判断到汽车行驶在公路的内车道(左右两侧都有车行驶)时，雷达传感器实时监测该车与测车道车辆间的距离，一旦两车之间的距离(两车雷达传感器间距)小于车辆宽度的一半或内车道车辆与两侧车辆距离小于三分之一车宽且两车宽度方向距离持续减小时，液压控制转向模块继续增大车辆的转向阻力，且控制提醒单元提醒驾驶员“请文明驾驶，禁止交通拥挤的路况上加塞/抢行”。
本发明产生的有益效果是：
1.本发明采用系统控制的方法规范加塞、抢行等不文明驾驶的习惯，使得交通高峰期时驾驶员可以文明、安全、有序驾驶，使得交通可以实现繁而有序、忙而不乱的现象。
2.本发明专利考虑了汽车在直行、行车道减少、转弯、有/无行车道等多种路况出现交通拥挤时的控制方法，策略比较完善，符合实际。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明基于车联网的汽车安全有序行驶系统结构图；
图2为本发明中摄像头和雷达传感器安装位置点；
图3为本发明中基于车联网的汽车安全有序行驶系统的控制流程图；
图中：1-安装位置点1；2-安装位置点2。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明提供的一种基于车联网的汽车安全有序行驶系统，包括监测单元、信息处理单元、车载网络单元、转向控制单元、提醒单元、安全行驶控制单元等几部分。
所述监测单元包括图像处理模块、雷达传感器。位于汽车前方两侧的摄像头实时监测汽车前方与侧方的行驶状况，并将信息传递给信息处理单元；雷达传感器用于采集汽车与前方、侧方车辆的相对运动，并将信息传递给信息处理单元。本发明中摄像头和雷达传感器安装位置点本发明中摄像头和雷达传感器安装位置点如图2所示；
所述信息处理单元可以接收监测单元、安全行驶控制单元、外界车载网络单元的信息。并可将信息传递给自身车载网络单元。
所述车载网络单元可以将信息无线传输给一定范围内同行的车辆。
所述转向控制单元包括液压控制转向模块、转向传感器。当汽车处于正常行驶过程中，液压控制转向模块为汽车提供转向助力；当转向控制单元接收到安全行驶控制单元发来的禁止汽车加塞/变道行驶的信号时，液压控制转向模块为汽车的转向提供阻力。
所述提醒单元用于提醒驾驶员禁止加塞/变道行驶。
如图3，安全行驶控制单元实现对车辆安全行驶的策略控制如下：
(1)当信息处理单元判断到汽车在直行道路上遇到交通拥挤的情况，且转向传感器发现汽车方向盘哟很大的并入侧方车道的转向角或者当信号处理单元判断到汽车即将碾压车道线并入侧方车道时，则液压控制转向模块提供很大的并入侧方车道的转向阻力，同时提醒单元提醒驾驶员禁止并入侧方行车道。
(2)当信息处理单元判断到汽车在直行道路上遇到交通拥挤的情况，且前方行车道正在变少(车道变窄、正在施工、发生事故等)，拥堵车道上的汽车液压控制转向模块提供很大的汽车并入可直行道路的转向阻力，30s之后液压控制转向模块解除拥堵车道上车辆并入直行道路的转向阻力，并通过车载网络发送信号到可直行道路的车辆提醒其驾驶员“请允许侧方车道上车辆通行30s的时间”。30s时间之后，拥堵车道上的汽车液压控制转向模块提供很大的汽车并入可直行道路的转向阻力，此时只能运行可直行道路上的车辆继续前行，如此每30s时间循环一次，直到信号处理单元判断发现道路不再拥挤，侧方行车道上的车辆液压控制转向模块不再提供汽车并入可直行道路的转向阻力；
(3)当信号处理单元判断到汽车在转弯道路或者弯曲上遇到交通拥挤的情况(监测到路面有车道线时)液压控制转向模块提供比较大的转向阻力，只允许汽车进行与车道弯度相近的角度转弯行驶，当信号处理单元判断到汽车即将碾压车道线并入侧方车道时，提醒模块警示驾驶员安全文明驾驶，禁止加塞/强行并道行驶，同时液压控制转向模块增大并入侧方车道的转向阻力。
(4)当信号处理单元判断到汽车在转弯道路或者弯曲上遇到交通拥挤的情况(监测到路面没有车道线时)液压控制转向模块提供比较大的转向阻力，只允许汽车进行与车道弯度相近的角度转弯行驶。当信号处理单元判断到汽车行驶在公路的侧道(一侧是公路边)时，雷达传感器实时监测该车与内车道车辆间的距离，一旦两车之间的距离(两车雷达传感器间距)小于车辆宽度的一半或有持续靠近内侧车道车辆的运动趋势，液压控制转向模块继续增大车辆并入内侧车道的转向阻力，且提醒驾驶员“请文明驾驶，禁止交通拥挤的路况上加塞/抢行”；当信号处理单元判断到汽车行驶在公路的内车道(左右两侧都有车行驶)时，雷达传感器实时监测该车与测车道车辆间的距离，一旦两车之间的距离(两车雷达传感器间距)小于车辆宽度的一半或有持续靠近侧方车道车辆的运动趋势，液压控制转向模块继续增大车辆的转向阻力，且提醒驾驶员“请文明驾驶，禁止交通拥挤的路况上加塞/抢行”。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于车联网的汽车安全有序行驶系统，其特征在于，包括：
监测单元，所述监测单元包括图像传感器和雷达传感器；位于汽车前方两侧的图像传感器用于实时监测汽车前方与侧方的行驶状况图像信息，并将图像信息传递给信息处理单元；雷达传感器用于采集汽车与前方、侧方车辆的相对运动，并将信息传递给信息处理单元；
车载网络单元，用于采用车联网技术进行本车信息和无线传输范围内同行的车辆的通信；
转向控制单元，用于根据安全行驶控制单元的信号为汽车的转向提供阻力或助力；所述转向控制单元包括液压控制转向模块、转向传感器；所述转向传感器用于监测汽车的转向角；
提醒单元，用于根据安全行驶控制单元的信号提醒驾驶员禁止加塞或变道行驶；
信息处理单元，用于根据监测单元采集的信息判断车辆遇到交通拥挤的情况，包括：
安全行驶控制单元，用于根据信息处理单元判断的情况，控制转向控制单元和提醒单元为车辆提供汽车安全驾驶策略，具体如下：
(1)当信息处理单元判断到汽车在直行道路上遇到交通拥挤的情况，且转向传感器发现汽车方向盘持续地出现并入侧方车道的转向角或者当信号处理单元判断到汽车即将碾压车道线并入侧方车道时，则安全行驶控制单元控制液压控制转向模块提供可以阻止驾驶员操纵方向盘并入侧方车道的转向阻力，同时提醒单元提醒驾驶员禁止并入侧方行车道；
(2)当信息处理单元判断到汽车在直行道路上遇到交通拥挤的情况，且前方行车道正在变少，拥堵车道上的汽车液压控制转向模块提供阻止汽车并入可直行道路的转向阻力，经过预设时间之后液压控制转向模块解除拥堵车道上车辆并入直行道路的转向阻力，并通过车载网络发送信号到可直行道路的车辆提醒其驾驶员“请允许侧方车道上车辆通行设定的时间”；侧方车道的车辆通行设定的时间之后如果道路仍是拥堵的状态，拥堵车道上的汽车液压控制转向模块提供阻止汽车并入可直行道路的转向阻力，此时只能允许可直行道路上的车辆继续前行，如此每设定时间循环一次，直到信号处理单元判断道路不再拥挤，侧方行车道上的车辆液压控制转向模块不再提供汽车并入可直行道路的转向阻力；
(3)当信号处理单元判断到汽车在转弯道路或者弯曲上遇到交通拥挤的情况，且监测到路面有车道线时；液压控制转向模块提供可阻止驾驶员操纵方向盘转向两侧车道的转向阻力，只允许汽车进行与车道弯度相近的角度转弯行驶，当信号处理单元判断到汽车即将碾压车道线并入侧方车道时，提醒单元警示驾驶员安全文明驾驶，禁止加塞与强行并道行驶，同时液压控制转向模块增大并入侧方车道的转向阻力；
(4)当信号处理单元判断到汽车在转弯道路或者弯曲上遇到交通拥挤的情况，且监测到路面没有车道线时，液压控制转向模块提供比较大的转向阻力，只允许汽车进行与车道弯度相近的角度转弯行驶；当信号处理单元判断到汽车行驶在公路的侧道时，雷达传感器实时监测该车与内车道车辆间的距离，一旦两车之间的距离小于车辆宽度的一半或侧道车辆与内侧车道车辆距离小于三分之一车宽且两车宽度方向的距离持续减小时，液压控制转向模块继续增大车辆并入内侧车道的转向阻力，且控制提醒单元提醒驾驶员“请文明驾驶，禁止交通拥挤的路况上加塞或抢行”；当信号处理单元判断到汽车行驶在公路的内车道且左右两侧都有车行驶时，雷达传感器实时监测该车与测车道车辆间的距离，一旦两车之间的距离小于车辆宽度的一半或内车道车辆与两侧车辆距离小于三分之一车宽且两车宽度方向距离持续减小时，液压控制转向模块继续增大车辆的转向阻力，且控制提醒单元提醒驾驶员“请文明驾驶，禁止交通拥挤的路况上加塞或抢行”。
2.根据权利要求1所述的基于车联网的汽车安全有序行驶系统，其特征在于，所述转向控制单元中当汽车处于正常行驶过程中，液压控制转向模块为汽车提供转向助力；当转向控制单元接收到安全行驶控制单元发来的禁止汽车加塞或变道行驶的信号时，液压控制转向模块为汽车的转向提供阻力。
3.根据权利要求1所述的基于车联网的汽车安全有序行驶系统，其特征在于，所述安全行驶控制单元中两车之间的距离通过两车雷达传感器间距监测数据提供。
4.根据权利要求1所述的基于车联网的汽车安全有序行驶系统，其特征在于，所述安全行驶控制单元中设定的时间为30s。
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