CN110758357A - 一种适用于倒车的车辆自动紧急制动系统及方法 - Google Patents

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刘鑫
王云
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    • B60T2201/022Collision avoidance systems

Abstract

本发明公开了一种适用于倒车的车辆自动紧急制动系统及方法,其中系统包括设置在后保险杠上的多个超声波雷达,所述超声波雷达用于探测车辆后方障碍物位置,其输出端与控制器连接;所述控制器的输入端用于连接车辆数据获取模块,用于获取车辆的速度、行驶方向数据;所述控制器用于根据后方障碍物位置、行驶方向、车速信息来判断是否存在碰撞风险并在存在碰撞风险时通过与控制器连接的报警系统给出报警信号,所述控制器的输出端连接制动系统,用于在报警信号发出后输出控制信号至制动系统提供制动动力。

Description

一种适用于倒车的车辆自动紧急制动系统及方法
技术领域
本发明涉及车辆电子控制领域,特别涉及一种适用于倒车的车辆自动紧急制动系统及方法。
背景技术
随着汽车电子技术的不断发展,汽车逐渐成为人们出行主要的交通工具,对行车安全性与舒适性有了更高标准的要求,以至于车辆行驶安全越来越得到广泛重视,自动紧急制动系统逐步得到了广泛的应用。传统的通过单雷达和单摄像头实现的自动紧急制动系统仅能够应用于车辆前进工况,无法满足于倒车的情况。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种适用于倒车的车辆自动紧急制动系统及方法,用于实现倒车的安全控制及自动紧急制动。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:一种适用于倒车的车辆自动紧急制动系统,包括设置在后保险杠上的多个超声波雷达,所述超声波雷达用于探测车辆后方障碍物位置,其输出端与控制器连接;所述控制器的输入端用于连接车辆数据获取模块,用于获取车辆的速度、行驶方向数据;所述控制器用于根据后方障碍物位置、行驶方向、车速信息来判断是否存在碰撞风险并在存在碰撞风险时通过与控制器连接的报警系统给出报警信号,所述控制器的输出端连接制动系统,用于在报警信号发出后输出控制信号至制动系统提供制动动力。
所述控制器根据多个超声波雷达采集的数据通过三角算法确定障碍物的位置和或距离。
所述超声波雷达为4个,分别设置在后保险杠上的不同位置。
所述车辆数据获取模块包括车速传感器、挡位传感器,用于分别获取车速信号以及通过挡位传感器获取车辆行驶方向信号;或者所述车辆数据获取模块采用CAN通信模块,所述CAN通信模块连接整车CAN网络,用于获取车载传感器采集并传输到CAN网络上的车速和行驶方向信号。
所述报警系统包括仪表,所述控制器通过控制仪表来给出碰撞报警信号。
所述控制器与制动踏板检测模块连接,用于根据检测的制动踏板角度来获取驾驶员的制动力信号,所述控制器在制动踏板给出的制动力不足时,输出控制信号至制动系统来增加额外制动力。
所述控制器与启动开关连接,用于在开关开启后激活系统启动。
一种适用于倒车的车辆自动紧急制动系统的制动方法,包括如下步骤:
步骤1:系统根据启动信号启动工作;
步骤2:通过安装在车尾部的超声波雷达对车辆后方的路况信息及障碍物进行监测;
步骤3:控制器根据当前车辆的车速、行驶方向、障碍物位置判断是否存在碰撞风险,并在存在碰撞风险后给出报警信号;
步骤4:控制器在控制报警信号发出后发出制动信号至制动系统参与制动控制。
控制器判断碰撞风险的同时计算出避免碰撞所需的总制动力,同时检测驾驶员通过制动踏板施加的主动动制动力,并输出控制信号至制动系统输出自动制动力,自动制动力的大小为总制动力与主动制动力之差。
本发明的优点在于:利用超声波雷达,实现对后方车辆环境的实时监控,在出现碰撞风险时及时自动介入制动,可以减少倒车过程中的碰撞事故,提高车辆的安全性和自动化程度。利用超声波雷达,实现对车辆后方的环境进行实时监控,从而使得自动紧急制动系统可适用于倒车环境,减少倒车过程中的碰撞事故。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:
图1为本发明车辆自动紧急制动系统的结构原理图;
图2为本发明紧急制动方法流程示意图。
具体实施方式
下面对照附图,通过对最优实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示,一种适用于倒车的车辆自动紧急制动系统,包括设置在后保险杠上的多个超声波雷达,超声波雷达用于探测车辆后方障碍物位置,其输出端与控制器连接;控制器的输入端用于连接车辆数据获取模块,用于获取车辆的速度、行驶方向数据;控制器用于根据后方障碍物位置、行驶方向、车速信息来判断是否存在碰撞风险并在存在碰撞风险时通过与控制器连接的报警系统给出报警信号,控制器的输出端连接制动系统,用于在报警信号发出后输出控制信号至制动系统提供制动动力。
控制器根据多个超声波雷达采集的数据通过三角算法确定障碍物的位置和或距离。超声波雷达可为4个,分别设置在后保险杠上的不同位置。
车辆数据获取模块主要是为了获取车辆的参数包括速度和车辆行驶方案,其实现方式包括:车辆数据获取模块包括车速传感器、挡位传感器,用于分别获取车速信号以及通过挡位传感器获取车辆行驶方向信号;或者所述车辆数据获取模块采用CAN通信模块,所述CAN通信模块连接整车CAN网络,用于获取车载传感器采集并传输到CAN网络上的车速和行驶方向信号。
报警系统用于给发出提醒信号告知用户碰撞风险,报警系统包括仪表,控制器通过控制仪表来给出碰撞报警信号。通过仪表上的显示器和报警器给出碰撞报警信号提醒,提醒用户及时操作避免碰撞。
控制器与制动踏板检测模块连接,用于根据检测的制动踏板角度来获取驾驶员的制动力信号,控制器在制动踏板给出的制动力不足时,输出控制信号至制动系统来增加额外制动力。
优选的,控制器与启动开关连接,用于在开关开启后激活系统启动。控制器可以采用车载的控制器如整车控制器ECU等也可以外挂额外的控制器进行控制处理。
基于上述车辆自动紧急制动系统的制动方法,包括如下步骤:
步骤1:系统根据启动信号启动工作;通过启动开关开给出激活启动信号来切换整个系统是否工作。
步骤2:通过安装在车尾部的超声波雷达对车辆后方的路况信息及障碍物进行监测;超声波雷达设置在车尾部保险杠上,控制器中预先运行三角算法确定障碍物的位置和或距离。根据四个超声波雷达的信号进行运算得到对应的障碍物的位置和距离信号。
步骤3:控制器根据当前车辆的车速、行驶方向、障碍物位置判断是否存在碰撞风险,并在存在碰撞风险后给出报警信号;当前车速和行驶方向分别由控制器通过CAN网络获取,整车的参数信息可以由BCM或整车控制器VCU发送至CAN网络后由控制器读取,而车速和行驶方向数据由车辆自带传感器检测,如车速传感器以及挡位传感器,车速直接由车速传感器获取,行驶方向由挡位传感器根据挡位不同来判断。控制器根据预设的判断方法来判断是否存在碰撞风险。判断方法的其中一种实现方式为可以采用距离障碍物的时间来判断,设定时间为T,当车辆以某一速度倒车时,通过定位测得测量与障碍物的距离,这样倒车碰撞到障碍物需要的时间就是距离除以速度,当该时间小于等于T时则判断碰撞风险,及时报警,方便用户及时刹车制动,避免碰撞。需要注意的是以时间为判断碰撞风险的方案仅是其中一种碰撞判断方案,其它合理的判断方案均可以实现。
步骤4:控制器在控制报警信号发出后发出制动信号至制动系统参与制动控制。由于控制器根据判定判断此时达到障碍物的时间小于时间T,此时由碰撞的风险,自动制动系统应该及时启动,此时控制器在发出碰撞报警提醒后及时介入制动,发出控制信号至制动系统来提供制动力,从而可以快速进行制动避免出现的碰撞或减少碰撞的强度,由于前面已经提醒了驾驶员而且又自动的介入了制动系统,所以可以有效的避免碰撞的发生。
在一个优选的实施例中,控制器判断碰撞风险的同时计算出避免碰撞所需的总制动力,在该总制动力的介入下车子可以在碰撞前停止。这里总制动力的计算可以采用超声波雷达测量的距离信息结合当前的速度信息计算出所需的制动加速度,然后由加速度信息转换成所需要的制动力,同时为了安全计算出的总制动力是满足刚好不碰撞的临界状态,故而在实际操作中设置制动力缓冲值F,安全不碰撞对应的安全总制动力为计算得到的制动力加上缓冲值F,同时控制器检测驾驶员通过制动踏板施加的主动动制动力,安全总制动力减去主动制动力即为控制器输出控制信号使制动系统输出的制动力,也就是说驾驶员主动施加的制动力与控制器通过制动系统输出的制动力综合满足等于安全总制动力。这样在安全总制动力的作用下会在碰撞前车辆停止。
本申请为了解决倒车自动紧急制动系统,采用超声波雷达可精确探测到车辆后方障碍物信息,通过ECU的数据分析计算,联合刹车系统实现倒车情况下的自动紧急制动,可有效解决该问题。
一种适用于倒车的自动紧急制动系统的实现方案,目的是在车辆进行倒车时,实时监测车辆后方的障碍物信息,判断驾驶车辆的安全状态,当车辆有碰撞危险时,车辆会进行报警提示,并且系统会协助驾驶员进行制动,避免碰撞的发生。本发明采用四颗超声波雷达、一个控制器、显示装置、报警装置、系统开关、刹车系统等组成该系统,用户可以通过系统开关来开启/关闭该系统,通过显示装置显示该系统工作状态,通过报警装置实现报警,通过刹车系统来实现制动控制。
系统主要组成:
①超声波雷达:传感器,负责探测车辆后方障碍物;
②控制器:决策单元,负责超声波雷达数据的融合计算,通过三角算法确定障碍物位置;
③仪表:显示单元/报警单元,负责显示系统状态及报警提示;
④系统开关:负责系统的开启和关闭;
⑤刹车系统:负责系统的制动控制。
点火开关打开后,系统自检,自检正常后,通过开启系统开关激活系统。在车辆进行倒车时,通过后向的四颗超声波雷达对车辆后方的路况信息及障碍物进行监测,当监测到障碍物时,系统将依据本车的车速、行驶方向以及障碍物位置,判断是否有碰撞风险,若小于报警阈值,系统通过仪表进行报警,当驾驶员未进行制动操作或者制动力不足时,系统将通过制动系统参与制动控制,从而避免碰撞。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于倒车的车辆自动紧急制动系统,其特征在于:包括设置在后保险杠上的多个超声波雷达,所述超声波雷达用于探测车辆后方障碍物位置,其输出端与控制器连接;所述控制器的输入端用于连接车辆数据获取模块,用于获取车辆的速度、行驶方向数据;所述控制器用于根据后方障碍物位置、行驶方向、车速信息来判断是否存在碰撞风险并在存在碰撞风险时通过与控制器连接的报警系统给出报警信号,所述控制器的输出端连接制动系统,用于在报警信号发出后输出控制信号至制动系统提供制动动力。
2.如权利要求1所述的一种适用于倒车的车辆自动紧急制动系统,其特征在于:所述控制器根据多个超声波雷达采集的数据通过三角算法确定障碍物的位置和或距离。
3.如权利要求1或2所述的一种适用于倒车的车辆自动紧急制动系统,其特征在于:所述超声波雷达为4个,分别设置在后保险杠上的不同位置。
4.如权利要求1或2所述的一种适用于倒车的车辆自动紧急制动系统,其特征在于:所述车辆数据获取模块包括车速传感器、挡位传感器,用于分别获取车速信号以及通过挡位传感器获取车辆行驶方向信号;或者所述车辆数据获取模块采用CAN通信模块,所述CAN通信模块连接整车CAN网络,用于获取车载传感器采集并传输到CAN网络上的车速和行驶方向信号。
5.如权利要求1或2所述的一种适用于倒车的车辆自动紧急制动系统,其特征在于:所述报警系统包括仪表,所述控制器通过控制仪表来给出碰撞报警信号。
6.如权利要求1或2所述的一种适用于倒车的车辆自动紧急制动系统,其特征在于:所述控制器与制动踏板检测模块连接,用于根据检测的制动踏板角度来获取驾驶员的制动力信号,所述控制器在制动踏板给出的制动力不足时,输出控制信号至制动系统来增加额外制动力。
7.如权利要求1或2所述的一种适用于倒车的车辆自动紧急制动系统,其特征在于:所述控制器与启动开关连接,用于在开关开启后激活系统启动。
8.如权利要求1-7任一所述的一种适用于倒车的车辆自动紧急制动系统的制动方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1:系统根据启动信号启动工作;
步骤2:通过安装在车尾部的超声波雷达对车辆后方的路况信息及障碍物进行监测;
步骤3:控制器根据当前车辆的车速、行驶方向、障碍物位置判断是否存在碰撞风险,并在存在碰撞风险后给出报警信号;
步骤4:控制器在控制报警信号发出后发出制动信号至制动系统参与制动控制。
9.如权利要求8所述的一种适用于倒车的车辆自动紧急制动系统的制动方法,其特征在于:控制器判断碰撞风险的同时计算出避免碰撞所需的总制动力,同时检测驾驶员通过制动踏板施加的主动动制动力,并输出控制信号至制动系统输出自动制动力,自动制动力的大小为总制动力与主动制动力之差。
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