CN109383374A - 一种货车安全预警制动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型的货车安全预警制动系统,货车安全预警制动系统包含车头部分、车厢部分,车厢部分可以自举,支持货车车头换挂车,车头在换挂车后自动收集挂车相关参数,本发明所述装置在货车转弯时可自动提醒驾驶人员,还可以在地上投射出警戒线和危险区域,提醒驾驶人员和货车边的路人及时避让,并在危险发生时自动刹车,为货车增加了主动安全功能。
Description
技术领域
本发明涉及货车行车安全控制领域,具体的为货车安全预警制动系统。
背景技术
货车因其长度长、宽度宽,造成货车驾驶员有很多盲区没法实时监控,货车在转弯时,后轮并不是沿着前轮的轨迹行驶,后轮转弯的半径会小于前轮,产生向转弯圆心的偏差,转弯形成的偏差叫内轮差,货车前轮转弯弧线与后轮转弯所画弧线间的区域为危险区域,车身越长,形成的危险区域就越大,在这个区域动态的与司机视觉盲区部分重合,极易形成非机动车或者行人处于或者动态的进入危险区域范围后,发生人身事故、财产损失;转弯时外侧后轮后面的货车车厢车体会向外侧画弧,这个弧线内的物体也处于与货车相撞的危险之中。近年随着电子技术的发展,针对现存的问题,公告号为《CN201510969225》、《CN107985200 A》、《CN 107839590 A》的发明专利提出了解决方案,但这些解决方案存在以下问题:
1、公告号为《CN201510969225》、《CN 107985200 A》、《CN 107839590 A》的发明专利不支持车头与车厢之间调换,货车经常是车头和车厢(挂车)可以分离使用,即车头和车厢(挂车)不是一一对应,车厢(挂车)的长度也不固定,上述专利没有支持车头、车厢(挂车)分离的考虑,在实际使用时遇到车头和车厢(挂车)不是一一对应的情况时没法使用。
2、公告号为《CN201510969225》、《CN 107985200 A》、《CN 107839590 A》的发明专利不支持多个挂车的情况,在货车有多个挂车时没法使用上述专利所述的产品。
3、公告号为《CN201510969225》、《CN 107985200 A》、《CN 107839590 A》的发明专利不支持在遇到紧急情况时自动刹车,公告号为《201711112829.0》的发明专利虽然支持控制油门,但是控制油门与刹车的区别在于控制油门只是控制货车的加速,并不妨碍货车滑行,在货车拐弯时,如果出现紧急情况,需要及时制动,只是控制油门不会产生制动的效果,在紧急时控制油门有作用,但是作用不到位,只有控制刹车才能达到设计者的设计意图。
4、公告号为《CN201510969225》、《CN 107985200 A》、《CN 107839590 A》的发明专利不支持内轮差计算,相应的无法计算出内轮差导致的危险区域大小、位置,无法根据此危险区域面积、位置探测出相应的位置、危险区域内有无物体,无法据此判断是否需要刹车、预警。
5、公告号为《CN201510969225》、《CN 107985200 A》、《CN 107839590 A》的发明专利没有对车头本体两侧加相应的探测的计算与考虑,车头本体两侧的危险区域的面积、位置的计算方法与半挂、挂车的计算方法有区别,车头本体很多都是前后双排车轮,转弯时前后双排的车轮同时转,与挂车不同,挂车的前后两排车轮在转弯时前排的车轮会与车体的方向有夹角,后排车轮不会有与车体方向的夹角。
6、公告号为《CN201510969225》、《CN 107985200 A》、《CN 107839590 A》的发明专利没有考虑到货车比较高,探测装置一般是发射超声波、光线等,发射出的超声波等有一个角度,如果探测装置安装比较高,这个角度会导致低处的物体有一个区域无法被探测,如果探测装置安装比较低,这个角度会导致高处的物体有一个区域无法被探测,所以上述发明专利在实用时会出现因为发明本身造成的盲区,实用性差。
发明内容
本发明公开了一种货车安全预警制动系统。针对当前市场所有货车安全预警系统对货车本身和使用的特点考虑不周,本发明的一种货车安全预警制动系统(下称预警系统)进行针对性改进。本发明的货车安全预警制动系统,包含车头部分与车厢(挂车)部分,车厢(挂车)部分(下称车厢部分)包含拐弯角度探测单元、车厢侧方探测单元、车厢控制单元,还可以有车厢报警单元、后侧探测单元,车头部分包含车头控制单元、车头报警装置,还可以有车头探测单元。各部分的具体特征如下:
1.所述拐弯角度探测单元,用于探测车厢(挂车)在拐弯时与车头夹角的角度,在车厢和车头一体时,所述车头部分可以使用从车辆取来的数据直接检测前轮的拐弯角度;在车厢与车头不为一体时,所述拐弯角度探测单元探测挂车转弯的角度,对于半挂车所述拐弯角度探测单元探测车头与挂车的夹角;对于全挂车,所述拐弯角度探测单元探测前轮与挂车车体之间的角度。
2.所述车厢侧方探测单元,所述车厢侧方探测单元可以是一组超声波探头,用于探测车厢侧方在所述车厢侧方探测单元探测能力范围内的物体,侧方探测单元可以有多个,可以程阵列排布。
3.所述车厢控制单元,有一个第一端口,还可以有一个第三端口,第一端口用于连接车头部分或者另外一个所述车厢控制单元的第三端口,第三端口用于连接另外一个所述车厢控制单元的第一端口,定义第一端口连接的所述车头部分或者所述车厢部分为上一级,第一端口、第二端口进行数据通信,还可以包含电源,即第一端口从第三端口取电,所述车厢控制单元功能为:
1)所述车厢控制单元用于设置、存储所述车厢ID、所述车厢的长度、车轮的位置、最大转弯角度,存储所述车厢侧方探测单元的配置信息,存储所述车厢报警单元信息,存储所述后侧探测单元的配置信息,存储拐弯角度探测单元的信息,配置信息包含探头个数、每个探头的ID、位置、探测距离等;
2)定时或者按照上一级传来的命令汇总所述车厢侧方探测单元、所述后侧探测单元、所述拐弯角度探测单元探测到的信息上报到所述车头部分或者上一级;
3)根据所述拐弯角度探测单元、车厢(挂车)的长度、车轮位置、最大转弯角度的数据计算出内轮差的危险区域和最大转弯角度时的危险区域,并可根据此区域有无障碍物的数据控制所述车厢报警单元报警,报警时目前转弯角度造成的内轮差危险区域和最大转弯角度可能会造成的危险区域用不同的报警方式,不同的报警方式可以是颜色、图案、明暗的区分;
4)根据车头部分发来的命令上报车厢ID、车厢(挂车)的长度、车轮的位置、最大转弯角度、所述车厢侧方探测单元的配置信息、所述车厢报警单元的信息、所述后侧探测单元的信息;
5)将所述车头部分发来的上报信息的命令下发到下一个所述车厢控制单元;
6)将所述车头部分发来的报警的命令如果判断ID不是发给本设备即下发到下一个所述车厢控制单元;
7)上电时自动上报车厢ID、车厢(挂车)的长度、车轮的位置、最大转弯角度、所述车厢侧方探测单元的配置信息、所述车厢报警单元的信息、所述后侧探测单元的信息;
8)接到下一级挂车上报的信息后上报给上一级,并修改上报信息中的位置信息,信息源发出信息时,信息中的位置信息为0,每经过一个所述车厢控制单元,位置信息加1,车头部分收到信息后即可知道信息源的相对位置;
9)所述车头部分发来或者上一级的报警的命令如果是给本设备的命令即控制所述车厢报警单元报警;
10)在第三端口连接下一级时,自动屏蔽所述后侧探测单元探测到的信息或者将所述后侧探测单元断电,如果所述车厢报警单元有处在后侧的光报警装置,自动屏蔽此装置或者将此装置断电。
4.所述车厢报警单元,用于根据所述车厢控制单元发出的控制信息发出声、光报警,光报警可以是闪光也可以是打到地上的光用于标示危险区域。
5.所述后侧探测单元,所述后侧探测单元可以是一组超声波探头,用于探测车厢后方在所述车厢后方探测单元探测能力范围内的物体,所述后方探测单元可以有多个,可以程阵列排布。
6.所述车头探测单元,所述车头探测单元可以是一组超声波探头,用于探测车头在所述车头探测单元探测能力范围内的物体,所述车头探测单元可以有多个,可以程阵列排布。
7.所述车头控制单元,有一个第二端口,第二端口用于连接一个所述车厢控制单元的第一端口,连接是数据连接,还可以有电源连接,即第二端口为第一端口供电,即所述车头部分为所述车厢部分供电,所述车头控制单元还有从汽车取车辆实时数据的接口,并且可以向汽车发出刹车等控制指令,这个接口可以是货车控制CAN接口,所述车头控制单元功能为:
1)所述车头控制单元用于设置、存储下一级报上来的所有的一个或者多个所述车厢ID、所述车厢的长度、所述车轮的位置、所述车厢最大转弯角度,所述车厢侧方探测单元的配置信息、所述车厢报警单元信息、后侧探测单元信息、拐弯角度探测单元信息;
2)所述车头控制单元用于存储所述车头探测单元的数量、位置信息,存储所述车头报警装置的信息,存储车头长度、车轮个数、车轮位置、最大转弯角度信息;
3)定时下发命令给下一级汇总所述车厢侧方探测单元、所述后侧探测单元、所述拐弯角度探测单元探测到的信息;
4)接收下一级主动上报的所述车厢侧方探测单元、所述后侧探测单元探测到的实时信息,所述拐弯角度探测单元的实时信息;
5)还可以根据车辆传来的拐弯角度和车头的长度、车轮位置的数据计算出车头内轮差的危险区域,并可根据此区域的数据控制所述车头报警单元报警;
6)根据需要下发指令命令下一级上报车厢ID、车厢(挂车)的长度、车轮的位置、最大转弯角度、所述车厢侧方探测单元的配置信息、所述车厢报警单元的信息、所述后侧探测单元的信息;
7)定时或者根据下一级实时报上来的探测数据计算出内轮差的危险区域和需要报警的信息,将此信息下发给下一级,下发时标明需要接收此报警信息的设备ID,必要时同时给驾驶人员报警;
8)接收所述车厢部分上电时自动上报的车厢ID、车厢(挂车)的长度、车轮的位置、最大转弯角度、所述车厢侧方探测单元的配置信息、所述车厢报警单元的信息、所述后侧探测单元的信息、位置信息;
9)在探测出车头前、两侧或者所述车厢两侧、后面有障碍物,需要刹车时,根据当前的车速,车速小于某个限定阀值时,发出刹车指令给货车;
10)显示车辆探测出周围障碍物的信息,或者将相关信息发送给其他显示设备如中控导航。
8.所述车头报警装置,用于根据所述车头控制单元发出的控制信息发出声、光报警,光报警可以是闪光也可以是打到地上的光标示危险区域。所述车头报警装置还包括给货车驾驶员提示的声、光设施,声、光设施可以是现有的中控导航。
所述拐弯角度探测单元在需要时使用,在本发明所述装置使用在厢式货车上,可以直接从货车CAN取得实时转弯角度信息;在本发明所述装置使用在半挂、全挂货车上,可以从连接处用所述拐弯角度探测单元实时取得转弯角度信息。
本发明的有益效果如下:
1.本发明所述装置支持货车更换车厢(挂车),在更换车厢(挂车)后,接上端口,所述车厢部分与所述车头部分连接,所述车厢部分自动上报车厢ID、车厢(挂车)的长度、车轮的位置、所述车厢侧方探测单元的配置信息、所述车厢报警单元信息、后侧探测单元信息、所述拐弯角度探测单元、位置的信息,所述车头部分接收到这些信息后,可以自动生成、显示货车车厢(挂车)的图像,在所述车厢侧方探测单元探测到障碍物、所述拐弯角度探测单元探测到的角度时实时显示,便于驾驶员直观的看到车辆及周边的信息。
2.本发明所述装置支持货车支持多个挂车,在增加挂车1后,接上端口到上一级的挂车2或者车厢,所述挂车1部分自动上报车厢ID、车厢(挂车)的长度、车轮的位置、所述车厢侧方探测单元的配置信息、所述车厢报警单元信息、后侧探测单元信息、所述拐弯角度探测单元、位置的信息到挂车2或者车厢,挂车2或者车厢再将此信息发给上一级直至所述车头部分,所述车头部分接收到这些信息后,可以自动生成、显示货车车厢(挂车)的图像,在所述车厢侧方探测单元探测到障碍物、所述拐弯角度探测单元探测到角度时实时显示,便于驾驶员直观的看到车辆及周边的信息。
3.本发明所述装置支持主动安全介入,在车速小于限定的阀值的时候,如果探测到障碍物,障碍物处于危险区域,本发明所述装置可以直接发出刹车指令给货车的控制系统,实现刹车功能,避免出现事故。
4.本发明所述装置支持内轮差等危险区域面积计算,根据车厢(挂车)的长度、车轮的位置、所述车厢侧方探测单元的配置信息、拐弯角度探测单元信息,本发明所述装置实时算出前轮与后轮的轨迹,根据轨迹围成的区域,得到所述车厢侧方探测单元每一个探头的安全距离,根据这个安全距离和探测到的障碍物信息动态的报警、刹车。
5.车头本体也加装探测单元,可以避免车头下面、侧面的盲区造成的危险发生。
附图说明
图1为本发明实施例报警流程示意图。
图2为本发明实施例系统组成模块示意图。
具体实施方式
下面通过实施例来说明本发明的具体工作方式。
本发明实施例报警流程如附图1,本发明货车安全预警制动系统的实施例组成模块如附图2,本发明在此实例上使用于挂车上,204为车厢部分、205为车头部分,具体每部分特征如下:
1. 201拐弯角度探测单元,采用汽车转向角度传感器,模拟信号连接于203车厢控制单元的A/D转换口上。
2. 202车厢侧方探测单元,采用超声波探头,在挂车车厢两侧,间距1m,呈阵列摆放。
3. 203车厢控制单元,有一个第一端口,第一端口用于连接205车头部分进行数据通信,还包含电源连接线,203车厢控制单元功能为:
1)用于设置、存储ID、挂车的长度、车轮的位置、最大转弯角度,存储202车厢侧方探测单元探头的数量位置信息,存储201拐弯角度探测单元的信息;
2)定时汇总所述202车厢侧方探测单元、201拐弯角度探测单元探测到的信息上报205车头部分;
3)上电时自动上报车厢ID、车厢(挂车)的长度、车轮的位置、最大转弯角度、202车厢侧方探测单元的配置信息;
4. 207车头控制单元,有一个第二端口,第二端口用于连接203车厢控制单元的第一端口,连接是数据连接,有电源连接,即第二端口为第一端口供电,即205车头部分为204车厢部分供电,207车头控制单元有从汽车取车辆实时数据的接口,并且可以向汽车发出刹车指令,这个接口是货车控制CAN接口,207车头控制单元功能为:
1)207车头控制单元用于设置、存储下一级报上来的所有的一个或者多个车厢ID、车厢的长度、车轮的位置、车厢最大转弯角度,202车厢侧方探测单元的配置信息、201拐弯角度探测单元信息;
2)接收203车厢控制单元主动上报的202车厢侧方探测单元、201拐弯角度探测单元的实时信息;
3)根据车辆传来的拐弯角度和车头的长度、车轮位置、车厢最大转弯角度、202车厢侧方探测单元的实时数据计算出内轮差的危险区域和可能的危险区域,并可根据此区域的数据控制206车头报警单元报警,报警内容有现在转弯角度形成的危险区域有无障碍物,可能的危险区域内有无障碍物。在内轮差危险区域有障碍物并且车速小于30km/h时发出刹车指令给货车,;
4)接收204车厢部分上电时自动上报的车厢ID、车厢(挂车)的长度、车轮的位置、所述车厢侧方探测单元的配置信息、最大转弯角度;
5. 206车头报警装置,用于根据207车头控制单元发出的控制信息发出声、光报警给驾驶员。
205车头部分的报警流程如下(如图1所示):
1、步骤001,205车头部分的207车头控制单元定时取得204车厢部分的数据,即202车厢侧方探测单元、201拐弯角度探测单元的实时数据。
2、步骤002,根据已经存储的车厢的长度、车轮的位置、车厢最大转弯角度、201拐弯角度探测单元的实时数据,计算出现有拐弯角度下的危险区域;计算出最大转弯角度下的可能危险区域。
3、步骤003,根据202车厢侧方探测单元的实时数据,判断危险区域内是否有障碍物,判断最大转弯角度下的可能危险区域内是否有障碍物。
4、步骤004,如危险区域内有障碍物,报警并刹车,如最大转弯角度下的可能危险区域内有障碍物,报警。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上,但实施例和附图并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内,所做的任何等效变化或润饰,同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。
Claims (5)
1.一种货车安全预警制动系统,包含车头部分与车厢部分,所述车厢部分包含车厢侧方探测单元、车厢控制单元,所述车头部分包含车头控制单元、车头报警装置,其特征在于:
1)所述车厢侧方探测单元,用于探测车厢侧方在所述车厢侧方探测单元探测能力范围内的物体;
2)所述车厢控制单元,有一个第一端口,第一端口用于连接所述车头部分,所述车厢控制单元为:
A.所述车厢控制单元用于设置、存储所述车厢ID、所述车厢的长度、车轮的位置、最大转弯角度,存储所述车厢侧方探测单元的配置信息;
B.定时或实时汇总所述车厢侧方探测单元的信息上报到所述车头部分;
C.根据车头部分发来的命令上报车厢ID、车厢(挂车)的长度、车轮的位置、所述车厢侧方探测单元的配置信息;
3)所述车头控制单元,有一个第二端口,第二端口用于连接一个所述车厢的所述车厢控制单元的第一端口,所述车头控制单元还有从汽车取车辆实时数据的接口,并且可以向汽车发出刹车等控制指令,所述车头控制单元功能为:
A.所述车头控制单元用于设置、存储下一级报上来的所有的一个或者多个所述车厢ID、所述车厢的长度、所述车轮的位置、所述车厢侧方探测单元的配置信息;
B.接收车厢部分主动上报的所述车厢侧方探测单元探测的信息;
C.显示车辆探测出周围障碍物的信息,或者将相关信息发送给其他显示设备;
D.定时或者根据下一级实时报上来的障碍物探测数据计算出内轮差的危险区域和需要报警的信息,必要时同时给驾驶人员报警;
E.从货车取得转弯角度信息;
F.下发上报信息命令;
4)所述车头报警装置,用于根据所述车头控制单元发出的控制信息发出声、光报警。
2.根据权利要求1的一种货车安全预警制动系统,其特征在于:所述车头部分包含车头探测单元:所述车头探测单元是一组超声波探头,用于探测车头在所述车头探测单元探测能力范围内的物体,所述车头探测单元有多个,以程阵列排布;
所述车头控制单元为:
1)所述车头控制单元用于存储所述车头探测单元的数量、位置信息,存储所述车头报警装置的信息,存储车头长度、车轮个数、车轮位置、最大转弯角度信息,
如果有所述车厢报警单元信息、所述后侧探测单元,也存储所述车厢报警单元信息、所述后侧探测单元信息;
2)定时下发命令给下一级汇总所述车厢侧方探测单元、所述后侧探测单元探测到的信息;
3)根据车辆传来的拐弯角度和车头的长度、车轮位置的数据计算出车头内轮差的危险区域和最大转弯角度下的可能危险区域,并可根据此危险区域和可能危险区域的数据与所述车头探测单元的实时数据,在危险区域有障碍物时控制所述车头报警单元报警;
4)根据需要下发指令命令下一级上报车厢ID、车厢(挂车)的长度、车轮的位置、最大转弯角度、所述车厢侧方探测单元的配置信息、所述车厢报警单元的信息、所述后侧探测单元的信息;
5)在探测出车头前、两侧或者所述车厢两侧、后面有障碍物,需要刹车时,根据当前的车速,车速小于某个限定阀值时,发出刹车指令给货车;
所述车头报警装置,发出报警光,报警光是闪光或者是打到地上的光标示危险区域;
还有所述车头报警装置,所述车头报警装置包括给货车驾驶员提示的声、光设施,声、光设施的货车中控导航。
3.根据权利要求1的一种货车安全预警制动系统,其特征在于:所述车厢控制单元,
有一个第三端口,第三端口用于连接另外一个所述车厢控制单元的第一端口,
第一端口、第三端口进行数据通信,还包含电源,即第一端口从第三端口取电,
所述车厢控制单元为:
A.将所述车头部分发来的上报信息的命令下发到下一个所述车厢控制单元;
B.接到下一级挂车上报的信息后上报给上一级;
C.上电时自动上报车厢ID、车厢(挂车)的长度、车轮的位置、所述车厢侧方探测单元的配置信息;
D.根据上报命令上报车厢ID、车厢(挂车)的长度、车轮的位置、所述车厢侧方探测单元的配置信息;
E.根据汇总指令汇总本车厢控制单元的所有所述车厢侧方探测单元探测到的信息上报给上一级;
F.定时汇总所述后侧探测单元的信息上报到所述车头部分;
所述车头控制单元接收所述车厢部分上电时自动上报的车厢ID、车厢(挂车)的长度、车轮的位置、所述车厢侧方探测单元的配置信息。
4.根据权利要求2或3的一种货车安全预警制动系统,其特征在于:所述侧方探测单元有多个探头,程阵列排布,所述车厢部分有拐弯角度探测单元、车厢报警单元与后侧探测单元:
1)所述拐弯角度探测单元,用于探测车厢(挂车)在拐弯时与车头夹角的角度,在车厢和车头一体时,所述车头部分使用从车辆取来的数据直接检测前轮的拐弯角度,在车厢和车头非一体时,使用所述拐弯角度探测单元取得车厢(挂车)在拐弯时与车头夹角的角度;
2)所述车厢报警单元,用于根据所述车厢控制单元发出的控制信息发出声、光报警,光报警是闪光或者是打到地上的光标示危险区域;
3)所述后侧探测单元,所述后侧探测单元是一组超声波探头,用于探测车厢后方在所述车厢后方探测单元探测能力范围内的物体,所述后方探测单元有多个,程阵列排布;
4)所述车厢控制单元为:
A.存储所述车厢报警单元信息,存储所述后侧探测单元信息
B.根据内轮差的危险区域和最大转弯角度时可能的危险区域的数据控制所述车厢报警单元报警,报警时目前转弯角度造成的内轮差危险区域和最大转弯角度会造成的危险区域用不同的报警方式,不同的报警方式是颜色、图案、明暗的区分;
C.将所述车头部分发来的报警的命令如果判断ID不是发给本设备即下发到下一个所述车厢控制单元;
D.所述车头部分发来或者上一级的报警的命令如果是给本设备的命令即控制所述车厢报警单元报警;
E.在第三端口连接下一级时,自动屏蔽所述后侧探测单元探测到的信息或者将所述后侧探测单元断电,如果所述车厢报警单元有处在后侧的光报警装置,自动屏蔽此装置或者将此装置断电;
F.上电时自动上报车厢ID、车厢(挂车)的长度、车轮的位置、最大转弯角度、所述车厢侧方探测单元的配置信息、所述车厢报警单元的信息、所述后侧探测单元的信息;
G.根据上报命令上报车厢ID、车厢(挂车)的长度、车轮的位置、最大转弯角度、所述车厢侧方探测单元的配置信息、所述车厢报警单元的信息、所述后侧探测单元的信息;
H.根据汇总指令汇总本车厢控制单元的所有所述车厢侧方探测单元、所述后侧探测单元探测到的信息上报给上一级;
I.存储拐弯角度探测单元的配置信息;
J.定时汇总所述后侧探测单元、所述拐弯角度探测单元探测到的信息上报到所述车头部分;
所述车头控制单元接收所述车厢部分上电时自动上报的车厢ID、车厢(挂车)的长度、车轮的位置、最大转弯角度、所述车厢侧方探测单元的配置信息、所述车厢报警单元的信息、所述后侧探测单元的信息;
所述车头控制单元在计算出内轮差的危险区域和最大转弯角度计算出的可能危险区域并根据障碍物信息得出需要报警的信息后,将此信息下发给下一级,下发时标明需要接收此报警信息的设备ID。
5.根据权利要求4的一种货车安全预警制动系统,其特征在于:所述拐弯角度探测单元是汽车转向角度传感器,所述车厢侧方探测单元、所述后侧探测单元、所述车头探测单元是超声波探头。
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