CN109263539A - 车辆紧急刹车预警系统及方法 - Google Patents
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Abstract
车辆紧急刹车预警系统及方法，预先设置车辆紧急刹车时进行预警的加速度预警阈值；获取待预警车辆的加速度信息参数，将获取的加速度信息参数传递给中央处理单元；将获取的车辆加速度信息参数与加速度预警阈值进行比较，判定是否触发预警信号，a、当车辆加速度信息参数大于加速度预警阈值时，不触发预警信号，车辆处于正常刹车模式，踩刹车踏板，待预警车辆的刹车灯亮，松开刹车踏板，待预警车辆的刹车灯灭，b、当车辆加速度信息参数小于加速度预警阈值时，触发预警信号，中央处理单元将接收的预警信号传递给电源控制单元。本发明在急刹车/追尾时，能给到后方车辆有效、提前的预警，有效的降低事故率，特别能非常有效的降低连环追尾事件。
Description
技术领域
本发明涉及车辆安全技术领域，具体涉及一种车辆紧急刹车预警系统及方法。
背景技术
目前，车辆的刹车灯控制方式单一，只有一种方式，或者一种亮度显示。现有技术方案中，当前方车辆采取普通刹车与急刹车时，刹车灯从显示方式上没有差异性，后方车辆只能通过判断实时的车距，大脑中通过主观判断，采取对应的刹车处理。换而言之，如果前方车辆出现紧急事件，比如极端的追尾事故时，作为后方车辆，要有效的应对这种情况，需要注意力保持时时的高度集中，还需要迅捷的做出大脑判断(前方出现紧急事故)，更需要迅捷的做出肢体判断，且需要以全身的力气踩刹车等等。
众所周知，作为驾驶员在平时的正常驾驶中，非常偶然会碰到追尾这类事件，首先，由于驾驶员很难保证专注的注意力，时刻都保持在高度集中的状态，反应好的驾驶员，反应时间在0.4-0.6秒之间，在受危机惊吓的状态下，大多都会大于1秒的反应时间。其次，我们每个人的肢体反应速度也有所差异，有的更糟糕的，在紧急情况下车主高度紧张状态，特别是对于机械操作感差的人来说，慌乱中很可能会误踩油门，许多交通事故验证了这种情况发生的几率，这也是为什么时常会出现高速连环追尾事件的原因。
公开号为的CN105894858A中国专利公开了一种车辆紧急刹车预警系统控制方法，通过本车专用短程通信收发端接收本车的GPS定位模块和CAN总线传送的信息并发送给后车的专用短程通信收发端，同时，接收前车的GPS定位模块和CAN总线传送的信息并发送给本车的数据融合模块。数据融合模块将接收到的本车的GPS定位模块、CAN总线的信息以及前车的GPS定位模块和CAN总线的信息进行数据融合，融合完成后的数据输出到本车的中央处理器。中央处理器根据接收到数据融合模块输出的数据，计算本车和前车发生碰撞的概率，根据概率判断是否将预警信息发送到本车的CAN总线。CAN总线接收预警信息并通过显示器及语音进行提示。该技术方案利用GPS定位模块采集本车与前车的位置信息，利用DSRC专用短程通信技术进行车辆之间的实时通信，并判断刹车预警信号，实现刹车预警功能。但是众所周知，GPS定位存在定位误差，特别是针对需要精确获取位置信息的场合，GPS定位不能实现本车与前车位置信息的精确采集，不能实现本申请技术方案的紧急刹车预警。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆紧急刹车预警系统及方法，在急刹车/追尾时，能给到后方车辆有效、提前的预警，有效的降低事故率，特别能非常有效的降低连环追尾事件。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：车辆紧急刹车预警系统，所述预警系统包括中央处理单元和电源控制单元，所述中央处理单元和电源控制单元建立信号传递关系，所述预警系统还包括加速度获取模块、加速度预设模块、加速度判定模块、脉冲调制模块和信号切换模块；
所述加速度获取模块与所述中央处理单元建立连接关系，加速度获取模块用于获取待预警车辆的加速度信息参数并将获取的加速度信息参数传递给中央处理单元；
所述加速度预设模块与所述中央处理单元建立连接关系，加速度预设模块用于预先设置车辆紧急刹车时进行预警的加速度预警阈值；
所述加速度判定模块与所述中央处理单元建立连接关系，加速度判定模块用于将获取的车辆加速度信息参数与加速度预警阈值进行比较判定是否触发预警信号；
所述脉冲调制模块与所述电源控制单元建立连接关系，脉冲调制模块用于调制刹车灯电源输出频率使刹车灯进入闪烁状态；
所述信号切换模块与所述电源控制单元建立连接关系，信号切换模块用于通过I/O口切换高低信号使刹车灯进入高亮状态。
作为车辆紧急刹车预警系统的优选方案，所述预警系统还包括刹车信号获取模块，所述刹车信号获取模块与所述中央处理单元建立连接关系，刹车信号获取模块用于获取待预警车辆的刹车控制信号。
作为车辆紧急刹车预警系统的优选方案，所述预警系统还包括距离检测模块、安全距离预设模块和安全距离判定模块，所述距离检测模块与所述中央处理单元建立连接关系，距离检测模块用于获取待预警车辆与后方行驶车辆的距离信号参数并将获取的距离信号参数传递给中央处理单元；所述安全距离预设模块与所述中央处理单元建立连接关系，安全距离预设模块用于预先设置待预警车辆与后方行驶车辆的安全距离预警阈值；所述安全距离判定模块与所述中央处理单元建立连接关系，安全距离判定模块用于将获取的距离信号参数与安全距离预警阈值进行比较判定是否触发预警信号。
作为车辆紧急刹车预警系统的优选方案，所述预警系统还包括刹车灯电源和LED灯，所述刹车灯电源与所述脉冲调制模块和信号切换模块建立连接关系，刹车灯电源用于向待预警车辆的刹车灯提供电力来源；所述LED灯与所述刹车灯电源建立连接关系，LED灯用于作为待预警车辆的刹车灯在待预警车辆被判定为紧急刹车时进行闪烁及高亮预警。
作为车辆紧急刹车预警系统的优选方案，所述预警系统还包括显示模块和复位模块，所述显示模块与所述中央处理单元建立连接关系，显示模块用于显示待预警车辆的车辆预警信息参数；所述复位模块与所述中央处理单元建立连接关系，复位模块用于待预警车辆松开刹车踏板后执行中央处理单元预警信号的复位使预警状态解除。
本发明还提供一种车辆紧急刹车预警方法，所述预警方法采用上述的预警系统实现，所述预警方法包括以下步骤：
步骤一：调用加速度预设模块预先设置车辆紧急刹车时进行预警的加速度预警阈值；
步骤二：调用加速度获取模块获取待预警车辆的加速度信息参数，将获取的加速度信息参数传递给中央处理单元；
步骤三：调用加速度判定模块将获取的车辆加速度信息参数与加速度预警阈值进行比较，判定是否触发预警信号，a、当车辆加速度信息参数大于加速度预警阈值时，不触发预警信号，车辆处于正常刹车模式，踩刹车踏板，待预警车辆的刹车灯亮，松开刹车踏板，待预警车辆的刹车灯灭，b、当车辆加速度信息参数小于加速度预警阈值时，触发预警信号，中央处理单元将接收的预警信号传递给电源控制单元；
步骤四：调用脉冲调制模块调制刹车灯电源输出频率使刹车灯进入闪烁状态；调用信号切换模块通过I/O口切换高低信号使刹车灯进入高亮状态；
步骤五：调用刹车信号获取模块获取待预警车辆的刹车控制信号是否解除，当车辆被松开刹车踏板后，调用复位模块执行中央处理单元预警信号的复位使预警状态解除。
作为车辆紧急刹车预警方法的优选方案，所述步骤一中还包括，调用安全距离预设模块预先设置待预警车辆与后方行驶车辆的安全距离预警阈值，所述步骤二中还包括，调用距离检测模块获取待预警车辆与后方行驶车辆的距离信号参数并将获取的距离信号参数传递给中央处理单元，所述步骤三中还包括，调用安全距离判定模块将获取的距离信号参数与安全距离预警阈值进行比较判定是否触发预警信号，a、当车辆距离信号参数大于安全距离预警阈值时，不触发预警信号，车辆处于正常刹车模式，踩刹车踏板，待预警车辆的刹车灯亮，松开刹车踏板，待预警车辆的刹车灯灭，b、当车辆距离信号参数小于安全距离预警阈值时，触发预警信号，中央处理单元将接收的预警信号传递给电源控制单元。
作为车辆紧急刹车预警方法的优选方案，所述步骤四中，采用集成普通模式和高亮闪烁模式两种输出状态的单芯片驱动控制刹车灯。
作为车辆紧急刹车预警方法的优选方案，所述步骤五中还包括，调用显示模块显示待预警车辆的车辆预警信息参数。
本发明具有如下优点：在现有刹车灯的技术上，本发明的系统和方法技术方案不变更硬件，或改动极少硬件的基础上，在急刹车/追尾时，能给到后方车辆有效、提前的预警。相比传统的技术方案，在发生相同场景时，后方车辆司机注意力容易分散，反应时间容易滞后，而本发明的高亮闪烁的刹车灯在刹车过程中给到后方车辆警示，好比前大灯的大光灯，能让后方车主注意力更能焦距到前方车辆，也更提前的告诉后方车辆前方车在急刹车，能有效的降低事故率，特别能非常有效的降低连环追尾事件，在几乎成本没有发生变化的基础上，为城市交通做出杰出的贡献。
附图说明
图1为实施例中车辆紧急刹车预警系统示意图；
图2为实施例中车辆紧急刹车预警方法流程图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1，车辆紧急刹车预警系统，所述预警系统包括中央处理单元1和电源控制单元2，所述中央处理单元1和电源控制单元2建立信号传递关系，所述预警系统还包括加速度获取模块3、加速度预设模块4、加速度判定模块5、脉冲调制模块6和信号切换模块7；
所述加速度获取模块3与所述中央处理单元1建立连接关系，加速度获取模块3用于获取待预警车辆的加速度信息参数并将获取的加速度信息参数传递给中央处理单元1；
所述加速度预设模块4与所述中央处理单元1建立连接关系，加速度预设模块4用于预先设置车辆紧急刹车时进行预警的加速度预警阈值；
所述加速度判定模块5与所述中央处理单元1建立连接关系，加速度判定模块5用于将获取的车辆加速度信息参数与加速度预警阈值进行比较判定是否触发预警信号；
所述脉冲调制模块6与所述电源控制单元2建立连接关系，脉冲调制模块6用于调制刹车灯电源12输出频率使刹车灯进入闪烁状态；
所述信号切换模块7与所述电源控制单元2建立连接关系，信号切换模块7用于通过I/O口切换高低信号使刹车灯进入高亮状态。
车辆紧急刹车预警系统的一个实施例中，所述预警系统还包括刹车信号获取模块8，所述刹车信号获取模块8与所述中央处理单元1建立连接关系，刹车信号获取模块8用于获取待预警车辆的刹车控制信号。
车辆紧急刹车预警系统的一个实施例中，所述预警系统还包括距离检测模块9、安全距离预设模块10和安全距离判定模块11，所述距离检测模块9与所述中央处理单元1建立连接关系，距离检测模块9用于获取待预警车辆与后方行驶车辆的距离信号参数并将获取的距离信号参数传递给中央处理单元1；所述安全距离预设模块10与所述中央处理单元1建立连接关系，安全距离预设模块10用于预先设置待预警车辆与后方行驶车辆的安全距离预警阈值；所述安全距离判定模块11与所述中央处理单元1建立连接关系，安全距离判定模块11用于将获取的距离信号参数与安全距离预警阈值进行比较判定是否触发预警信号。
车辆紧急刹车预警系统的一个实施例中，所述预警系统还包括刹车灯电源12和LED灯13，所述刹车灯电源12与所述脉冲调制模块6和信号切换模块7建立连接关系，刹车灯电源12用于向待预警车辆的刹车灯提供电力来源；所述LED灯13与所述刹车灯电源12建立连接关系，LED灯13用于作为待预警车辆的刹车灯在待预警车辆被判定为紧急刹车时进行闪烁及高亮预警。
车辆紧急刹车预警系统的一个实施例中，所述预警系统还包括显示模块14和复位模块15，所述显示模块14与所述中央处理单元1建立连接关系，显示模块14用于显示待预警车辆的车辆预警信息参数；所述复位模块15与所述中央处理单元1建立连接关系，复位模块15用于待预警车辆松开刹车踏板后执行中央处理单元1预警信号的复位使预警状态解除。
本发明从硬件的角度来看，几乎在现有车辆硬件条件上没有产生多大改变，现在的车辆都配有速度传感器，用来检测车速，反馈到仪表盘，告诉车主时时的车速，刹车灯也是每一辆车必备的信号显示部分；以及每辆车都有中央处理单元1，用来采集输入有效的信号，反馈车辆时时的状态，输出需要的信号去控制受控单元；如果需要将刹车灯的高亮的程度提升到一定程度，则需要提升LED灯13的额定功率。因为不是持续高亮，只是固定频率的高亮闪烁，在单位时间内，LED的耗散功率在额定功率以内，是可以不需要更换LED规格的，这些硬件在现有汽车上都能对应找到。
参见图2，本发明还提供一种车辆紧急刹车预警方法，所述预警方法采用上述的预警系统实现，所述预警方法包括以下步骤：
S1：调用加速度预设模块4预先设置车辆紧急刹车时进行预警的加速度预警阈值；
S2：调用加速度获取模块3获取待预警车辆的加速度信息参数，将获取的加速度信息参数传递给中央处理单元1；
S3：调用加速度判定模块5将获取的车辆加速度信息参数与加速度预警阈值进行比较，判定是否触发预警信号，a、当车辆加速度信息参数大于加速度预警阈值时，不触发预警信号，车辆处于正常刹车模式，踩刹车踏板，待预警车辆的刹车灯亮，松开刹车踏板，待预警车辆的刹车灯灭，b、当车辆加速度信息参数小于加速度预警阈值时，触发预警信号，中央处理单元1将接收的预警信号传递给电源控制单元2；
S4：调用脉冲调制模块6调制刹车灯电源12输出频率使刹车灯进入闪烁状态；调用信号切换模块7通过I/O口切换高低信号使刹车灯进入高亮状态；
S5：调用刹车信号获取模块8获取待预警车辆的刹车控制信号是否解除，当车辆被松开刹车踏板后，调用复位模块15执行中央处理单元1预警信号的复位使预警状态解除。
车辆紧急刹车预警方法的一个实施例中，所述S1中还包括，调用安全距离预设模块10预先设置待预警车辆与后方行驶车辆的安全距离预警阈值，所述S2中还包括，调用距离检测模块9获取待预警车辆与后方行驶车辆的距离信号参数并将获取的距离信号参数传递给中央处理单元1，所述S3中还包括，调用安全距离判定模块11将获取的距离信号参数与安全距离预警阈值进行比较判定是否触发预警信号，a、当车辆距离信号参数大于安全距离预警阈值时，不触发预警信号，车辆处于正常刹车模式，踩刹车踏板，待预警车辆的刹车灯亮，松开刹车踏板，待预警车辆的刹车灯灭，b、当车辆距离信号参数小于安全距离预警阈值时，触发预警信号，中央处理单元1将接收的预警信号传递给电源控制单元2。
车辆紧急刹车预警方法的一个实施例中，所述S4中，采用集成普通模式和高亮闪烁模式两种输出状态的单芯片驱动控制刹车灯。
车辆紧急刹车预警方法的一个实施例中，所述S5中还包括，调用显示模块14显示待预警车辆的车辆预警信息参数。
本发明中的脉冲调制基于现有的脉冲宽度调制技术，脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。
本发明的方法技术方案，首先，基于减速度的算法上(加速度公式为：a＝(V2-V1)/t＝dv/dt)，置入一个预设的值x，当车辆急速减速，减速度小于等于预设值时(即a≤x)，触发预警信号给中央处理单元1；当中央处理单元1接收到此特殊触发预警信号时，对刹车灯的电源控制单元2(即刹车灯控制器)进行高亮闪烁模式的控制，具体的实现过程中，脉冲调制模块6通过PWM控制刹车灯电源12，使刹车灯进入闪烁模式，信号切换模块7通过I/O口切换高低信号，使刹车灯进入高亮模式，亦或者采用集成普通模式和高亮闪烁模式两种输出状态的单芯片驱动控制刹车灯，即刹车灯进入高亮且闪烁的状态。当车主松开刹车踏板后，复位模块15执行中央处理单元1预警信号的复位使预警状态解除，高亮模式解除。
本发明实践过程中，当正常驾驶时，刹车灯均为常规模式，踩刹车踏板，刹车灯亮，松开刹车踏板，刹车灯灭。
当前方出现异常事件，车主急刹车，加速度获取模块3通过车辆加速度传感器检测到车辆的减速度≤-2.5m/s2，触发高亮闪烁模式信号，控制刹车灯电源12驱动，电源驱动使刹车灯进入高亮闪烁模式，高亮系数为普通亮度的2倍，闪烁频率为4Hz，预警后方车辆前方急刹车，从速度上，等于在急刹车的瞬间，就已经告诉后方车辆需要采取急刹车动作，而不是几乎刹停，后方车辆才反应过来。高亮又可以给后方车辆醒目的标志，让后方车辆注意力更高度的集中，最终让后方车辆及时的判断并采取刹车，如若每一台车辆都配备这样的功能，那么后面第三辆，第四辆车都能提前的进入判断和采取措施，则能非常有效的降低连环追尾事故率。当车主松开刹车踏板，则高亮模式复位，进入普通刹车灯显示模式，正常进行驾驶。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.车辆紧急刹车预警系统，所述预警系统包括中央处理单元(1)和电源控制单元(2)，所述中央处理单元(1)和电源控制单元(2)建立信号传递关系，其特征在于：所述预警系统还包括加速度获取模块(3)、加速度预设模块(4)、加速度判定模块(5)、脉冲调制模块(6)和信号切换模块(7)；
所述加速度获取模块(3)与所述中央处理单元(1)建立连接关系，加速度获取模块(3)用于获取待预警车辆的加速度信息参数并将获取的加速度信息参数传递给中央处理单元(1)；
所述加速度预设模块(4)与所述中央处理单元(1)建立连接关系，加速度预设模块(4)用于预先设置车辆紧急刹车时进行预警的加速度预警阈值；
所述加速度判定模块(5)与所述中央处理单元(1)建立连接关系，加速度判定模块(5)用于将获取的车辆加速度信息参数与加速度预警阈值进行比较判定是否触发预警信号；
所述脉冲调制模块(6)与所述电源控制单元(2)建立连接关系，脉冲调制模块(6)用于调制刹车灯电源(12)输出频率使刹车灯进入闪烁状态；
所述信号切换模块(7)与所述电源控制单元(2)建立连接关系，信号切换模块(7)用于通过I/O口切换高低信号使刹车灯进入高亮状态。
2.根据权利要求1所述的车辆紧急刹车预警系统，其特征在于：所述预警系统还包括刹车信号获取模块(8)，所述刹车信号获取模块(8)与所述中央处理单元(1)建立连接关系，刹车信号获取模块(8)用于获取待预警车辆的刹车控制信号。
3.根据权利要求1所述的车辆紧急刹车预警系统，其特征在于：所述预警系统还包括距离检测模块(9)、安全距离预设模块(10)和安全距离判定模块(11)，所述距离检测模块(9)与所述中央处理单元(1)建立连接关系，距离检测模块(9)用于获取待预警车辆与后方行驶车辆的距离信号参数并将获取的距离信号参数传递给中央处理单元(1)；所述安全距离预设模块(10)与所述中央处理单元(1)建立连接关系，安全距离预设模块(10)用于预先设置待预警车辆与后方行驶车辆的安全距离预警阈值；所述安全距离判定模块(11)与所述中央处理单元(1)建立连接关系，安全距离判定模块(11)用于将获取的距离信号参数与安全距离预警阈值进行比较判定是否触发预警信号。
4.根据权利要求1所述的车辆紧急刹车预警系统，其特征在于：所述预警系统还包括刹车灯电源(12)和LED灯(13)，所述刹车灯电源(12)与所述脉冲调制模块(6)和信号切换模块(7)建立连接关系，刹车灯电源(12)用于向待预警车辆的刹车灯提供电力来源；所述LED灯(13)与所述刹车灯电源(12)建立连接关系，LED灯(13)用于作为待预警车辆的刹车灯在待预警车辆被判定为紧急刹车时进行闪烁及高亮预警。
5.根据权利要求1所述的车辆紧急刹车预警系统，其特征在于：所述预警系统还包括显示模块(14)和复位模块(15)，所述显示模块(14)与所述中央处理单元(1)建立连接关系，显示模块(14)用于显示待预警车辆的车辆预警信息参数；所述复位模块(15)与所述中央处理单元(1)建立连接关系，复位模块(15)用于待预警车辆松开刹车踏板后执行中央处理单元(1)预警信号的复位使预警状态解除。
6.车辆紧急刹车预警方法，所述预警方法采用如权利要求1至5任意一项所述的预警系统，其特征在于：所述预警方法包括以下步骤：
步骤一：调用加速度预设模块(4)预先设置车辆紧急刹车时进行预警的加速度预警阈值；
步骤二：调用加速度获取模块(3)获取待预警车辆的加速度信息参数，将获取的加速度信息参数传递给中央处理单元(1)；
步骤三：调用加速度判定模块(5)将获取的车辆加速度信息参数与加速度预警阈值进行比较，判定是否触发预警信号，a、当车辆加速度信息参数大于加速度预警阈值时，不触发预警信号，车辆处于正常刹车模式，踩刹车踏板，待预警车辆的刹车灯亮，松开刹车踏板，待预警车辆的刹车灯灭，b、当车辆加速度信息参数小于加速度预警阈值时，触发预警信号，中央处理单元(1)将接收的预警信号传递给电源控制单元(2)；
步骤四：调用脉冲调制模块(6)调制刹车灯电源(12)输出频率使刹车灯进入闪烁状态；调用信号切换模块(7)通过I/O口切换高低信号使刹车灯进入高亮状态；
步骤五：调用刹车信号获取模块(8)获取待预警车辆的刹车控制信号是否解除，当车辆被松开刹车踏板后，调用复位模块(15)执行中央处理单元(1)预警信号的复位使预警状态解除。
7.根据权利要求6所述的车辆紧急刹车预警方法，其特征在于：所述步骤一中还包括，调用安全距离预设模块(10)预先设置待预警车辆与后方行驶车辆的安全距离预警阈值，所述步骤二中还包括，调用距离检测模块(9)获取待预警车辆与后方行驶车辆的距离信号参数并将获取的距离信号参数传递给中央处理单元(1)，所述步骤三中还包括，调用安全距离判定模块(11)将获取的距离信号参数与安全距离预警阈值进行比较判定是否触发预警信号，a、当车辆距离信号参数大于安全距离预警阈值时，不触发预警信号，车辆处于正常刹车模式，踩刹车踏板，待预警车辆的刹车灯亮，松开刹车踏板，待预警车辆的刹车灯灭，b、当车辆距离信号参数小于安全距离预警阈值时，触发预警信号，中央处理单元(1)将接收的预警信号传递给电源控制单元(2)。
8.根据权利要求6所述的车辆紧急刹车预警方法，其特征在于：所述步骤四中，采用集成普通模式和高亮闪烁模式两种输出状态的单芯片驱动控制刹车灯。
9.根据权利要求6所述的车辆紧急刹车预警方法，其特征在于：所述步骤五中还包括，调用显示模块(14)显示待预警车辆的车辆预警信息参数。
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