CN107985186B - 一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置 - Google Patents

一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置,包括转角信号传感器、信号A/D处理模块、控制器、控制开关、并联控制电路、汽车喇叭和转向灯。驾驶人通过控制开关使本发明装置进入工作模式,信号A/D处理模块接收到转角信号传感器的转角电压信号后,将此信号转换成转弯行驶数字信号送给控制器。转弯状态识别程序根据控制开关的工作模式、设定的信号阈值对转弯行驶数字信号进行条件判断,识别汽车是否处于转弯状态,再根据识别结果由控制器输出控制信号,控制并联控制电路通断,驱动汽车喇叭和转向灯工作发出警示。本发明可准确控制汽车转弯行驶时喇叭的自动鸣笛和转向灯的自动开启,起到安全警示作用,降低交通安全隐患风险。

Description

一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置
技术领域
具体是一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置。
背景技术
《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第57条规定在车辆转弯、变更车道或掉头等转弯行驶时应开启转向灯,第59条规定,驶近急弯或在影响安全视距的弯道上行驶时,除减速慢行外,还要鸣喇叭示意。上述措施的规定和喇叭与转向灯的使用给转弯驾驶带来了安全提醒和保障,但鸣喇叭和开启转向灯均需要驾驶员手动完成。由于安全意识淡薄、普遍存在嫌麻烦的思想及抱着侥幸的心理等多种原因,多数驾驶员在转弯行驶条件下均不鸣笛或不及时开启转向灯,给转弯行驶留下了很大的交通安全隐患。此外,近几年,国内外对自动驾驶车辆的研究正处于热研之中,汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置也是自动驾驶车辆必不可少的一项辅助安全装置。对此,相关人员曾做过一些探讨,如利用机器视觉技术,通过识别行车标线再利用图像图形处理方法判断转弯行驶并自动鸣笛,利用角位移传感器控制喇叭自动鸣笛,但都没有把自动鸣笛和转向灯自动开启的功能结合起来,而且结构过于复杂,增加的装置过多。所以,有必要设计一种结构简单、成本低、转弯行驶时汽车喇叭自动鸣笛与转向灯自动开启的警示装置,以降低交通安全隐患风险、减小驾驶人驾驶强度、提升汽车驾驶安全,并为自动驾驶车辆提供一种安全技术支撑。
发明内容 本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置,以提高汽车弯道行驶时的交通安全。
为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案为:
一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置,其特征在于:包括转角信号传感器、信号A/D处理模块、控制器、控制开关、并联控制电路A、并联控制电路B,所述转角信号传感器设置在汽车的转向机构上,转角信号传感器接入信号A/D处理模块输入端,信号A/D处理模块输出端接入控制器输入端口,控制开关设置在汽车驾驶室仪表板上,控制开关接入控制器的输入端口,并联控制电路A并联于汽车喇叭原有电路的开关电路,并联控制电路B并联于汽车转向灯控制开关电路,且并联控制电路A、并联控制电路B的控制端分别接入控制器的输出端口,其中:
转角信号传感器检测汽车的转向角并转换为转角电压信号;
信号A/D处理模块接收转角信号传感器得到的转角电压信号,由信号A/D处理模块将转角电压信号转换为数字信号,并传输至控制器中形成转弯行驶数字信号;
控制开关面向驾驶员,由驾驶员通过控制开关向控制器传输关闭、自动鸣笛、自动开启转向灯、自动鸣笛与自动开启转向灯共四种工作模式指令信号;
控制器内部烧制有转弯状态识别程序,该转弯状态识别程序识别控制开关输入的四种工作模式指令信号,且转弯状态识别程序中设定有转弯行驶数字信号的信号阈值区域,由转弯状态识别程序识别控制开关传输的工作模式指令信号,并将转弯行驶数字信号与信号阈值区域进行比较后,根据识别的结果和比较的结果判断是否生成控制信号a和控制信号b,若生成控制信号a则由控制器将控制信号a传输至并联控制电路A,若生成控制信号b则由控制器将控制信号b传输至并联控制电路B;
并联控制电路A接收控制信号a后导通,形成并联于汽车喇叭原有电路开关电路的通路使汽车喇叭工作,实现自动鸣笛;
并联控制电路B接收控制信号b后导通,形成并联于汽车转向灯控制开关电路的通路使汽车转向灯工作,实现自动开启转向灯。
所述的一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置,其特征在于:所述信号A/D处理模块采用具有8个输出脚的A/D芯片,先将转角电压信号转换为二进制值的数字信号并记录,然后在转弯状态识别程序控制下再转换成十六进制值形成转弯行驶数字信号。
所述的一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置,其特征在于:所述控制开关设有OFF、H、L、HL共四种档位开关,分别对应关闭、自动鸣笛、自动开启转向灯、自动鸣笛与自动开启转向灯共四种工作模式,并向控制器传输相应的四种工作模式指令信号,最终由控制器内部的转弯状态识别程序识别四种工作模式指令信号。
所述的一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置,其特征在于:转弯状态识别程序包括有转角信号传感器的转角电压信号读取与A/D转换、信号阈值设定、转弯行驶数字信号输入值的区域判断、汽车转弯状态识别相关功能;同时可设定喇叭鸣笛的时长与频率;其在电脑上调制编写后通过USB接口烧制到控制器中。
所述的一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置,其特征在于:并联控制电路A从连接方式上并联在汽车喇叭原有电路的开关电路输入、输出端之间,并联控制电路B从连接方式上并联在转向灯控制开关电路的输入、输出端之间,无须改变汽车喇叭和转向灯原有开关电路配置,并联控制电路A、B分别通过各自对应的控制信号控制自身的通断;并联控制电路A、B均配有一个由控制器控制通断的继电器,取代汽车喇叭原有电路开关电路或转向灯控制开关电路形成一条并联电路,决定汽车喇叭的鸣笛和转向灯的开启。
所述的一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置,其特征在于:汽车喇叭原有电路中的开关、转向灯控制开关均由手动与自动控制一体化开关构成。
所述的一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置,其特征在于:所述的信号A/D处理模块、控制器、并联控制电路A、并联控制电路B集成为一体构成集成电路。
一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置的控制方法,其特征在于:过程如下:信号A/D处理模块接收转角信号传感器检测到的转角电压信号,将这一模拟信号转换为以十六进制表示的转弯行驶数字信号,并将转弯行驶数字信号传输给控制器;控制器接收控制开关传输过来的工作模式指令信号和信号A/D处理模块传输过来的转弯行驶数字信号,由拷贝在其内的转弯状态识别程序进入条件判断程序,判断条件一为当控制开关的工作模式指令信号为关闭工作模式时,控制器不向连接在其输出端的并联控制电路发出控制信号,否则进入判断条件二;判断条件二为当转弯行驶数字信号值处于设定的信号阈值区域内时,控制器不向连接在其输出端的并联控制电路发出控制信号;当转弯行驶数字信号值处于设定的信号阈值区域外且控制开关工作模式指令信号为自动鸣笛工作模式时,控制器向连接在其输出端的并联控制电路A发出控制信号a,不向并联控制电路B发出控制信号b;当转弯行驶数字信号值处于设定的信号阈值区域外且控制开关工作模式指令信号为自动开启转向灯工作模式时,控制器向连接在其输出端的并联控制电路B发出控制信号b,不向并联控制电路A发出控制信号a;当转弯行驶数字信号值处于设定的信号阈值区域外且控制开关工作模式指令信号为自动鸣笛与自动开启转向灯工作模式时,控制器向连接在其输出端的并联控制电路A发出控制信号a,也向并联控制电路B发出控制信号b;控制信号a控制并联控制电路A的通断,进而控制汽车喇叭的自动通断,完成汽车喇叭自动鸣笛的警示作用,控制信号b控制并联控制电路B的通断,进而控制汽车转向灯的自动通断,完成转向灯自动开启的警示作用。
所述的一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置,其特征在于:判断条件中的信号阈值区域可根据汽车不同品牌、不同车型、不同特性的转角信号传感器的标定值在程序中进行设定和修改。
本发明在汽车转弯行驶条件下,根据驾驶人需要,可实现汽车自动鸣笛和转向灯自动开启功能手自一体化功能,也满足了汽车自动驾驶需要。直接利用汽车转向系统转角信号传感器的转角电压信号,无须额外增加设备,成本低。利用转弯状态识别程序和转角电压信号阈值识别判断汽车是否处于转弯状态,产生控制电压信号,对并联结构设计的并联控制电路进行控制,不改变汽车原有电路结构。转弯状态识别程序中转角电压信号阈值的设定可根据不同品牌汽车、不同车型、不同规格转角信号传感器进行标定和调整,具有很强的适用性。
附图说明
图1为本发明实例的结构原理图。
图2为控制器内转弯状态识别程序流程图。
图3为并联控制电路A与B的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示,一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置,包括控制开关4、转角信号传感器1、信号A/D处理模块2、控制器3、转弯状态识别程序11、并联控制电路A10与并联控制电路B5、汽车喇叭原有开关电路9及喇叭8、转向灯原有开关电路6及转向灯7;控制器3输入端连接有控制开关4、信号A/D处理模块2、转弯状态识别程序11,输出端接有并联控制电路A10与并联控制电路B5,信号A/D处理模块2的输入端连接转角信号传感器1,并联控制电路A10与汽车喇叭原有电路9及喇叭8连接,并联控制电路B5与转向灯控制开关6及转向灯7连接;控制开关4安装在驾驶室仪表板上,向控制器传输4种工作模式指令信号;信号A/D处理模块2接收转角信号传感器1检测到的方向盘转角电压信号,将这一模拟信号转换为以十六进制表示的转弯行驶数字信号,并将转弯行驶数字信号传输给控制器3;控制器3接收控制开关4传输过来的工作模式指令信号和信号A/D处理模块2传输过来的转弯行驶数字信号,由拷贝在其内的转弯状态识别程序11进入条件判断程序,判断条件一是判断工作模式指令信号种类,判断出控制开关档位,在此基础上,判断条件二再根据转弯行驶数字信号与设定信号阈值的关系决策是否向并联控制电路A10与并联控制电路B5发出控制信号。控制信号a控制并联控制电路A10的通断,进而控制汽车喇叭原有电路9的开关电路自动通断,完成汽车喇叭8自动鸣笛的警示作用,控制信号b控制并联控制电路B5的通断,进而控制完成转向灯控制开关6的通断,完成转向灯自动开启的警示作用。
如图1、图2所示,转弯状态识别程序11中,判断条件一为当工作模式指令信号为关闭模式即控制开关位于“OFF”档位时,不向并联控制电路A10与并联控制电路B5输出控制信号,否则进入判断条件二;判断条件二为当转弯行驶数字信号值处于设定的信号阈值区域内时,控制器3不向连接在其输出端的并联控制电路A10、并联控制电路B5发出控制信号;当控制开关4工作模式指令信号为自动鸣笛工作模式即控制开关位于“H”档位,且转弯行驶数字信号值处于设定的信号阈值区域外时,控制器3向连接在其输出端的并联控制电路10A发出控制信号a,不向并联控制电路B5发出控制信号b;当控制开关4工作模式指令信号为自动开启转向灯工作模式即控制开关位于“L”档位,且转弯行驶数字信号值处于设定的信号阈值区域外时,控制器3向连接在其输出端的并联控制电路B5发出控制信号b,不向并联控制电路A10发出控制信号a;当控制开关4工作模式指令信号为自动鸣笛与自动开启转向灯工作模式即控制开关位于“HL”档位,且转弯行驶数字信号值处于设定的信号阈值区域外时,控制器3向连接在其输出端的并联控制电路A10发出控制信号a,也向并联控制电路B5发出控制信号b。
汽车转弯行驶的转角电压信号直接取自于汽车转向轴上的转角信号传感器1,无需额外增加硬件设备,成本低,易实现。具体实施方案为:对于不同品牌、不同车型的汽车,通过万用表或示波器对转角信号传感器1输出的转角电压信号多次实测,进行转角电压信号采集与分析,确定汽车转向盘处于中间状态、或在转过一定角度保持一转角时的转角电压信号阈值范围。信号阈值范围一般为1.5~3.0伏,当方向盘向左转向时,转角信号传感器1输出的转角电压信号低于这一信号阈值,当方向盘向右转向时,转角信号传感器1输出的转角电压信号高于这一信号阈值。
信号A/D处理模块2选用ADC0809型的A/D模块对采集到的模拟信号进行数字转换。找出电压信号阈值模拟信号上、下限值对应的二进制代码,再将二进制代码按规律转算成十六进制代码,为后续的转弯状态识别程序11语言编写时使用。具体实验方案为:用直流稳压电源向信号A/D转换模块2输入0.0~5.0伏、间隔为0.05伏的直流电压信号,用这一直流电压信号模拟转角信号传感器1送出的转角电压信号。分别测量每一个直流电压信号输入下的ADC0809芯片8个输出脚的通断信号值,并将信号值0或1(二进制)记录下来制成表格。再按二进制与十六进制的换算规律将二进制代码转换为十六进制代码。面对不同汽车品牌、不同车型使用的不同转角信号传感器1,按此实验方案获得电压信号阈值十六进制代码并用来修改转弯状态识别程序11中的信号域值上、下限值代码,则可完成汽车转弯状态的识别。
控制器3芯片选用STC90C516RD型号的芯片,在其集成电路中设计一个电压转换模块,可将取自汽车上的12伏电压转换成5伏电压向控制器3供电。
转弯状态识别程序11含有转角信号传感器1电压信号的A/D转换与读取、信号阈值设定、转弯行驶数字信号输入值判断、汽车转弯状态识别相关功能,同时可控制喇叭8鸣笛的时长与频率;用Keil u-vision4软件对C语言程序进行线下编写和调制,而后通过USB接口利用与控制器芯片STC90C516RD型相对应的STC-isp软件将转弯状态识别程序11烧制到控制器3芯片中。
如图3所示,本发明设计一个与汽车喇叭原有电路9的开关电路具有并联结构的并联控制电路A10、一个与转向灯控制开关6具有并联结构的并联控制电路B5,它们分别接收由控制器3传输来的控制信号a与控制信号b,以控制汽车喇叭原有电路9的开关电路和转向灯控制开关6的通断。并联控制电路A10和并联控制电路B5的结构型式不局限于图中的结构型式,可以是继电器型式,也可以是晶体管型式,也可以是电子型式,根据汽车喇叭原有电路9中的开关和转向灯控制开关6的型式而定。
实际转弯行驶分为以下2种实际情况:第一种情况是驾驶人将控制开关置于“OFF”档位,决定用手动方式完成鸣笛和转向灯开启,在并联结构设计的并联控制电路和转弯状态识别程序控制下,进入判断条件一,汽车喇叭鸣笛与转向灯开启完全由驾驶人手动完成。第二种情况是驾驶人将控制开关置于“H”、“L”、“HL”任一档位,进入判断条件二,若控制开关位于“H”档位时,车辆连续转弯行驶、掉头或变更车道时,转角信号传感器采集到的转角电压信号值处于设定的信号阈值区域之外,汽车喇叭自动鸣笛;若控制开关位于“L”档位时,车辆连续左转弯行驶、左掉头或向左变更车道时,转角信号传感器采集到的转角电压信号值低于设定的信号阈值区域,左转向灯自动开启,车辆连续右转弯行驶、右掉头或向右变更车道时,转角信号传感器采集到的转角电压信号值高于设定的信号阈值区域,右转向灯自动开启;若控制开关位于“HL”档位时,车辆连续左转弯行驶、左掉头或向左变更车道时,转角信号传感器采集到的转角电压信号值低于设定的信号阈值区域,汽车喇叭自动鸣笛且左转向灯自动开启,车辆连续右转弯行驶、右掉头或向右变更车道时,转角信号传感器采集到的转角电压信号值高于设定的信号阈值区域,汽车喇叭自动鸣笛且右转向灯自动开启。

Claims (9)

1.一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置,其特征在于:包括转角信号传感器、信号A/D处理模块、控制器、控制开关、并联控制电路A、并联控制电路B,所述转角信号传感器设置在汽车的转向机构上,转角信号传感器接入信号A/D处理模块输入端,信号A/D处理模块输出端接入控制器输入端口,控制开关设置在汽车驾驶室仪表板上,控制开关接入控制器的输入端口,并联控制电路A并联于汽车喇叭原有电路的开关电路,并联控制电路B并联于汽车转向灯控制开关电路,且并联控制电路A、并联控制电路B的控制端分别接入控制器的输出端口,其中:
转角信号传感器检测汽车的转向角并转换为转角电压信号;
信号A/D处理模块接收转角信号传感器得到的转角电压信号,由信号A/D处理模块将转角电压信号转换为数字信号,并传输至控制器中形成转弯行驶数字信号;
控制开关面向驾驶员,由驾驶员通过控制开关向控制器传输关闭、自动鸣笛、自动开启转向灯、自动鸣笛与自动开启转向灯共四种工作模式指令信号;
控制器内部烧制有转弯状态识别程序,该转弯状态识别程序识别控制开关输入的四种工作模式指令信号,且转弯状态识别程序中设定有转弯行驶数字信号的信号阈值区域,由转弯状态识别程序识别控制开关传输的工作模式指令信号,并将转弯行驶数字信号与信号阈值区域进行比较后,根据识别的结果和比较的结果判断是否生成控制信号a和控制信号b,若生成控制信号a则由控制器将控制信号a传输至并联控制电路A,若生成控制信号b则由控制器将控制信号b传输至并联控制电路B;
并联控制电路A接收控制信号a后导通,形成并联于汽车喇叭原有电路开关电路的通路使汽车喇叭工作,实现自动鸣笛;
并联控制电路B接收控制信号b后导通,形成并联于汽车转向灯控制开关电路的通路使汽车转向灯工作,实现自动开启转向灯。
2.根据权利要求1所述的一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置,其特征在于:所述信号A/D处理模块采用具有8个输出脚的A/D芯片,先将转角电压信号转换为二进制值的数字信号并记录,然后在转弯状态识别程序控制下再转换成十六进制值形成转弯行驶数字信号。
3.根据权利要求1所述的一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置,其特征在于:所述控制开关设有OFF、H、L、HL共四种档位开关,分别对应关闭、自动鸣笛、自动开启转向灯、自动鸣笛与自动开启转向灯共四种工作模式,并向控制器传输相应的四种工作模式指令信号,最终由控制器内部的转弯状态识别程序识别四种工作模式指令信号。
4.根据权利要求1所述的一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置,其特征在于:转弯状态识别程序包括有转角信号传感器的转角电压信号读取与A/D转换、信号阈值设定、转弯行驶数字信号输入值的区域判断、汽车转弯状态识别相关功能;同时可设定喇叭鸣笛的时长与频率;其在电脑上调制编写后通过USB接口烧制到控制器中。
5.根据权利要求1所述的一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置,其特征在于:并联控制电路A从连接方式上并联在汽车喇叭原有电路的开关电路输入、输出端之间,并联控制电路B从连接方式上并联在转向灯控制开关电路的输入、输出端之间,无须改变汽车喇叭和转向灯原有开关电路配置,并联控制电路A、B分别通过各自对应的控制信号控制自身的通断;并联控制电路A、B均配有一个由控制器控制通断的继电器,取代汽车喇叭原有电路的开关电路或转向灯控制开关电路形成一条并联电路,决定汽车喇叭的鸣笛和转向灯的开启。
6.根据权利要求1所述的一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置,其特征在于:汽车喇叭原有电路中的开关、转向灯控制开关均由手动与自动控制一体化开关构成。
7.根据权利要求1所述的一种汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置,其特征在于:所述的信号A/D处理模块、控制器、并联控制电路A、并联控制电路B集成为一体构成集成电路。
8.一种用于权利要求1所述汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置的控制方法,其特征在于:过程如下:信号A/D处理模块接收转角信号传感器检测到的转角电压信号,将这一模拟信号转换为以十六进制表示的转弯行驶数字信号,并将转弯行驶数字信号传输给控制器;控制器接收控制开关传输过来的工作模式指令信号和信号A/D处理模块传输过来的转弯行驶数字信号,由拷贝在其内的转弯状态识别程序进入条件判断程序,判断条件一为当控制开关的工作模式指令信号为关闭工作模式时,控制器不向连接在其输出端的并联控制电路发出控制信号,否则进入判断条件二;判断条件二为当转弯行驶数字信号值处于设定的信号阈值区域内时,控制器不向连接在其输出端的并联控制电路发出控制信号;当转弯行驶数字信号值处于设定的信号阈值区域外且控制开关工作模式指令信号为自动鸣笛工作模式时,控制器向连接在其输出端的并联控制电路A发出控制信号a,不向并联控制电路B发出控制信号b;当转弯行驶数字信号值处于设定的信号阈值区域外且控制开关工作模式指令信号为自动开启转向灯工作模式时,控制器向连接在其输出端的并联控制电路B发出控制信号b,不向并联控制电路A发出控制信号a;当转弯行驶数字信号值处于设定的信号阈值区域外且控制开关工作模式指令信号为自动鸣笛与自动开启转向灯工作模式时,控制器向连接在其输出端的并联控制电路A发出控制信号a,也向并联控制电路B发出控制信号b;控制信号a控制并联控制电路A的通断,进而控制汽车喇叭的自动通断,完成汽车喇叭自动鸣笛的警示作用,控制信号b控制并联控制电路B的通断,进而控制汽车转向灯的自动通断,完成转向灯自动开启的警示作用。
9.根据权利要求8所述的一种用于汽车喇叭与转向灯转弯自动警示装置的控制方法,其特征在于:判断条件中的信号阈值区域可根据汽车不同品牌、不同车型、不同特性的转角信号传感器的标定值在程序中进行设定和修改。
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