CN107640150A - 一种安全性高的防碰撞系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种安全性高的防碰撞系统，包括环境感知装置、比较装置、预警装置和自动控制装置，所述环境感知装置用于获取环境信息和本车与前车的距离，所述比较装置用于将本车与前车的距离和设定的第一安全距离和第二安全距离进行比较，并将比较结果输出至预警装置和自动控制装置，所述预警装置用于向司机发出预警信号，当本车与前车距离小于第一安全距离时，提醒司机进行紧急制动，所述自动控制装置用于对车辆进行控制，当驾驶员在本车与前车距离小于第二安全距离时仍然不进行任何动作，对车辆进行控制以避免发生碰撞。本发明的有益效果为：采用预警装置告知驾驶员在接近障碍物时应该采取避障措施，减小了自动控制装置对驾驶员的影响。
Description
技术领域
本发明涉及防碰撞技术领域，具体涉及一种安全性高的防碰撞系统。
背景技术
车辆防碰撞系统能够对可能存在的碰撞进行提前预警。它通过获取车辆周围环境信息并反馈给驾驶员，结合车辆当前行驶状态以及本车和目标车辆的相对运动方向和运动速度来预测碰撞发生的可能性。在紧急情况下，能够代替驾驶员进行紧急制动来保证车辆的驾驶安全。车辆防碰撞系统在一定程度上避免了交通事故的发生，对提高我国道路交通安全具有重要的实用意义。但目前的车辆防碰撞系统存在对路面实际情况考虑不足、制动时容易对驾驶员造成干扰等问题。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种安全性高的防碰撞系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提供了一种安全性高的防碰撞系统，包括环境感知装置、比较装置、预警装置和自动控制装置，所述环境感知装置用于获取环境信息和本车与前车的距离，所述比较装置用于将本车与前车的距离和设定的第一安全距离和第二安全距离进行比较，并将比较结果输出至预警装置和自动控制装置，所述预警装置用于向司机发出预警信号，当本车与前车距离小于第一安全距离时，提醒司机进行紧急制动，所述自动控制装置用于对车辆进行控制，当驾驶员在本车与前车距离小于第二安全距离时仍然不进行任何动作，对车辆进行控制以避免发生碰撞。
本发明的有益效果为：采用预警装置告知驾驶员在接近障碍物时采取避障措施，能够减小自动控制装置对驾驶员行为的影响，提高驾驶安全性。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的结构示意图；
附图标记：
环境感知装置1、比较装置2、预警装置3、自动控制装置4。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1，本实施例的一种安全性高的防碰撞系统，包括环境感知装置1、比较装置2、预警装置3和自动控制装置4，所述环境感知装置1用于获取环境信息和本车与前车的距离，所述比较装置2用于将本车与前车的距离和设定的第一安全距离和第二安全距离进行比较，并将比较结果输出至预警装置3和自动控制装置4，所述预警装置3用于向司机发出预警信号，当本车与前车距离小于第一安全距离时，提醒司机进行紧急制动，所述自动控制装置4用于对车辆进行控制，当驾驶员在本车与前车距离小于第二安全距离时仍然不进行任何动作，对车辆进行控制以避免发生碰撞。
保守的防碰撞系统可能在驾驶员进行避障措施之前进行制动，会造成对驾驶员的困扰而进行误操作，从而导致交通事故的发生。本实施例采用预警装置告知驾驶员在接近障碍物时应该采取避障措施，能够减小自动控制装置对驾驶员行为的影响，提高驾驶安全性。
优选的，所述环境感知装置1包括无人机组件和距离探测器，所述无人机组件用于获取环境信息，所述距离探测器用于获取本车与前车的距离，所述无人机组件包括遥控器、无人机、安装在无人机上的图像采集器和飞行控制器，所述图像采集器用于采集环境图像，所述飞行控制器用于控制无人机飞行状态，所述遥控器与飞行控制器无线连接，用于向飞行控制器发送控制指令。
本优选实施例提高了环境信息获取能力，实现了环境信息准确获取。
优选的，所述遥控器上有若干种预设的飞行控制模式，所述飞行控制模式包括伴飞模式和探路模式，所述伴飞模式为飞行在汽车上方且与汽车保持一定的距离，所述探路模式为飞行至目标位置采集图像并返回汽车。
本优选实施例进一步提高了环境信息的获取能力。
优选的，所述第一安全距离采用下式确定：
上述式子中，D1表示第一安全距离，v1表示本车速度，tc表示道路上两个连续车辆车头通过同一断面的时间间隔，d表示当前速度下车辆从开始制动到完全停止行驶的距离，t2表示从要采取制动措施到实际采取制动措施的延迟动作时间，δ表示客观安全因子,表示主观安全因子。
所述客观安全因子采用下式确定：
上述式子中，A0表示晴朗天气下的路面摩擦系数，A1表示降雨时的路面摩擦系数，A2表示降雪时的路面摩擦系数，H表示空气相对湿度。
所述主观安全因子采用下式确定：
上述式子中，B0表示晴天下的空气能见度，B0＝10km，B1表示实际的空气能见度。
在现实环境中，由于冰雪等天气原因和湿滑、干燥等路面属性不同，制动距离和驾驶员反应时间会有很大的区别，因此需要根据天气情况和路面情况来综合确定第一安全距离，本优选实施例引入客观安全因子和主观安全因子获取第一安全距离，能够在任何情况下保证车辆的行驶安全，客观安全因子保证了各种天气下的行车安全，主观安全因子保证了各种环境下驾驶员的安全驾驶。
优选的，所述第二安全距离采用下式确定：
上述式子中，D2表示第二安全距离，v1表示本车速度，v2表示前车速度，a1表示本车制动的加速度，a2表示前车制动的加速度，t1表示制动时间，t2表示从要采取制动措施到实际采取制动措施的延迟动作时间，d0表示本车和前车均以最大速度进行制动时避免碰撞的最小距离。
本优选实施例考虑了最大速度进行制动时避免碰撞的最小距离，获取的第二安全距离科学性和可靠性更高，为自动控制装置采取措施提供了准确参考。
优选的，所述自动控制装置包括规避轨迹规划模块和防抱死制动模块，所述规避轨迹规划模块用于控制车辆对前车进行躲避，所述防抱死制动模块用于车辆紧急制动；
所述控制车辆对前车进行躲避，采用以下方式进行：
步骤1、采用触须避障算法确定一系列触须，即车辆的可能行驶轨迹；
步骤2、以本车车辆的车头中点为中心、第二安全距离的二倍为边长开始以同心正方形进行扩展传播，在每一条可能行驶轨迹中扩展同心正方形，当同心正方形在边长为c时在某条可能行驶轨迹遇到障碍物，记录其碰到障碍物的边长c和对应的可能行驶轨迹；
步骤3、求取每条可能行驶轨迹对应的最大边长，计算每条可能行驶轨迹对应的障碍物与车头中心的连线同车道方向的夹角，如果存在夹角小于10度的可能行驶路径，选取夹角最小可能行驶轨迹的作为车辆的行驶路径，否则，对车辆采取制动措施。
本优选实施例克服了以往防碰撞系统功能单一的问题，在发生碰撞可能时，能够通过规避轨迹规划和紧急制动使车辆远离碰撞的危险，一旦判断车辆回到安全行驶状态或驾驶员进行紧急操作时，自动控制装置将自动解除对车辆的控制，在避障过程中，同时考虑车辆行驶轨迹偏离车头的角度，保证了转向的安全性。
驾驶安装本发明安全性高的防碰撞系统的汽车，选定出发地点，选取5个目的地，分别为目的地1、目的地2、目的地3、目的地4、目的地5，对用户满意度和驾驶安全性进行统计，同现有防碰撞系统相比，产生的有益效果如下表所示：
| 用户满意度提高 | 驾驶安全性提高 | |
| 目的地1 | 29％ | 21％ |
| 目的地2 | 27％ | 23％ |
| 目的地3 | 26％ | 25％ |
| 目的地4 | 25％ | 27％ |
| 目的地5 | 24％ | 29％ |
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种安全性高的防碰撞系统，其特征在于，包括环境感知装置、比较装置、预警装置和自动控制装置，所述环境感知装置用于获取环境信息和本车与前车的距离，所述比较装置用于将本车与前车的距离和设定的第一安全距离和第二安全距离进行比较，并将比较结果输出至预警装置和自动控制装置，所述预警装置用于向司机发出预警信号，当本车与前车距离小于第一安全距离时，提醒司机进行紧急制动，所述自动控制装置用于对车辆进行控制，当驾驶员在本车与前车距离小于第二安全距离时仍然不进行任何动作，对车辆进行控制以避免发生碰撞。
2.根据权利要求1所述的安全性高的防碰撞系统，其特征在于，所述环境感知装置包括无人机组件和距离探测器，所述无人机组件用于获取环境信息，所述距离探测器用于获取本车与前车的距离，所述无人机组件包括遥控器、无人机、安装在无人机上的图像采集器和飞行控制器，所述图像采集器用于采集环境图像，所述飞行控制器用于控制无人机飞行状态，所述遥控器与飞行控制器无线连接，用于向飞行控制器发送控制指令。
3.根据权利要求2所述的安全性高的防碰撞系统，其特征在于，所述遥控器上有若干种预设的飞行控制模式，所述飞行控制模式包括伴飞模式和探路模式，所述伴飞模式为飞行在汽车上方且与汽车保持一定的距离，所述探路模式为飞行至目标位置采集图像并返回汽车。
4.根据权利要求3所述的安全性高的防碰撞系统，其特征在于，所述第一安全距离采用下式确定：
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上述式子中，D1表示第一安全距离，v1表示本车速度，tc表示道路上两个连续车辆车头通过同一断面的时间间隔，d表示当前速度下车辆从开始制动到完全停止行驶的距离，t2表示从要采取制动措施到实际采取制动措施的延迟动作时间，δ表示客观安全因子,σ表示主观安全因子。
5.根据权利要求4所述的安全性高的防碰撞系统，其特征在于，所述客观安全因子采用下式确定：
上述式子中，A0表示晴朗天气下的路面摩擦系数，A1表示降雨时的路面摩擦系数，A2表示降雪时的路面摩擦系数，H表示空气相对湿度。
6.根据权利要求5所述的安全性高的防碰撞系统，其特征在于，所述主观安全因子采用下式确定：
<mrow>
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</mrow>
上述式子中，B0表示晴天下的空气能见度，B0＝10km，B1表示实际的空气能见度。
7.根据权利要求6所述的安全性高的防碰撞系统，其特征在于，所述第二安全距离采用下式确定：
<mrow>
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上述式子中，D2表示第二安全距离，v1表示本车速度，v2表示前车速度，a1表示本车制动的加速度，a2表示前车制动的加速度，t1表示制动时间，t2表示从要采取制动措施到实际采取制动措施的延迟动作时间，d0表示本车和前车均以最大速度进行制动时避免碰撞的最小距离。
8.根据权利要求7所述的安全性高的防碰撞系统，其特征在于，所述自动控制装置包括规避轨迹规划模块和防抱死制动模块，所述规避轨迹规划模块用于控制车辆对前车进行躲避，所述防抱死制动模块用于车辆紧急制动；
所述控制车辆对前车进行躲避，采用以下方式进行：
步骤1、采用触须避障算法确定一系列触须，即车辆的可能行驶轨迹；
步骤2、以本车车辆的车头中点为中心、第二安全距离的二倍为边长开始以同心正方形进行扩展传播，在每一条可能行驶轨迹中扩展同心正方形，当同心正方形在边长为c时在某条可能行驶轨迹遇到障碍物，记录其碰到障碍物的边长c和对应的可能行驶轨迹；
步骤3、求取每条可能行驶轨迹对应的最大边长，计算每条可能行驶轨迹对应的障碍物与车头中心的连线同车道方向的夹角，如果存在夹角小于10度的可能行驶路径，选取夹角最小可能行驶轨迹的作为车辆的行驶路径，否则，对车辆采取制动措施。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180130 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |