CN111047909A - 一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动系统及方法，通过雷达对长下坡路段交通流情况进行判断，根据道路交通流情况对重载车辆进行分流引导，将其与普通车辆分开下坡，并对其进行辅助制动。运用通讯网络进行数据传输减少线路使用，该系统通用性好，且留有换道距离便于车辆进行换道。显示屏的位置位于水平路段距坡顶具有一定距离，其距称重传感器有一定距离，便于驾驶员观察提示信息并有充足时间换道。
Description
技术领域
本发明属于长下坡路段汽车防碰撞技术领域，具体涉及一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动系统及方法。
背景技术
随着我国西部山区高速公路建设的快速发展，长下坡危险路段越来越多，其行车安全问题日益凸显。其中重载车辆在长下坡路段连续刹车失灵造成的追尾事故损伤严重。
重载车辆刹车失灵的原因就是长时间高强度的制动，发生了制动热衰退而导致的当汽车下较长的坡路时，制动器要连续长时间坐高强度的制动，制动器的温度会很快升高，制动器摩擦副摩擦系数减小，制动力矩下降，制动减速度减小，制动器热衰退，制动效能降低。
发明内容
本发明提供了一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动系统及方法，在长大下坡路段，针对重载车辆制动失效而提出的分流辅助制动系统，将重载车辆与普通车辆进行分流提示引导下坡。
为达到上述目的，本发明所述一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动系统，1.一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动系统，其特征在于，包括称重传感器、第一激光雷达、第二激光雷达、第一数据处理模块、第二数据处理模块、第三数据处理模块、第四数据处理模块和显示屏；
所述称重传感器的输出端和第一数据处模块的输入端连接，所述第一数据处模块的输出端和第四数据处理模块的输入端连接；所述第一激光雷达的输出端和第二数据处理模块的输入端连接，所述第二数据处模块和第四数据处理模块双向通讯连接；所述第二激光雷达的输出端和第三数据处理模块的输入端连接，所述第三数据处模块和第四数据处理模块双向通讯连接；第四数据处理模块与显示屏连接；
所述称重传感器设置在距坡顶距离为D1的水平路段的各车道上，所述第一激光雷达安装在下坡路段距坡顶D2的位置；所述第二激光雷达安装在下坡路段结束位置；显示装置设置在水平路段距坡顶D3的位置；
所述称重传感器用于采集各车道的来车质量通过第一数据处理模块传递至第四数据处理模块，第四数据处理模块根据来车质量判断该车辆是否为重载车辆；第一激光雷达用于采集安装位置到目标来车范围对应车道车辆数和车速，并将采集到的车辆数和车速传递至第二数据处理模块和第四数据处理模块；第二激光雷达用于采集各车道车流量、车速和车距，并将采集到的各车道车流量车速和车距传递至第三数据处模块和第四数据处理模块；所述第四数据处理模块确定道路情况进行重载车辆分流规划，并将重载车辆分流规划结果显示在显示屏上。
进一步的，第一数据处理模块、第二数据处理模块和第三数据处理模块均通过4G模块与第四数据处理模块进行数据传输。
进一步的，分流辅助车道安装有减速带。
进一步的，显示屏安装在各车道中间正上方，各车道对应一个显示屏。
一种基于上述的制动系统的重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动方法，包括以下步骤：
S1、称重传感器实时采集来车质量及来车所在的车道编号N，当来称重传感器检测到的质量G大于0时执行步骤S2，设N＝1时，对应的车道为最右侧车道；
S2、第四数据处理模块根据称重传感器采集的来车质量G和设定的质量阈值，判断来车是否为重载车辆：若判断结果为来车为重载车辆，记录其对应的车道编号N，并执行S3；否则执行S1；
S3、若N＝1，执行S7，否则执行S4；
S4、第四数据处理模块将来车对应车道编号N传递给第三数据处理模块，第三数据处理模块获取第二激光雷达测量的对应车道车辆数目及车距，若第三数据处理模块判断来车所在车道下坡路段不存在拥堵，执行S5；否则执行S6；
S5、第四数据处理模块将来车所在车道编号N传递给第二数据处理模块，第二数据处理模块获取第一激光雷达测量的车流信息，并判断在车辆行驶方向来车行驶车道安全距离L内是否有车辆行驶；若在安全距离L内有车辆行驶则执行S6，否则执行S1；
S6、第四数据处理模块获取第一数据处理模块、第二数据处理模块和第三数据处理模块中的数据，在对应N车道显示屏显示报警提醒：减速，换至最右侧车道行驶并执行S7；
S7、第四数据处理模块控制1车道显示屏显示提醒：在本车道下坡。
进一步的，在步骤S2中，设置质量阈值为10T，若称重传感器测得质量G>10t时，判断来车为重载车辆。
进一步的，在步骤S4中，设置距离阈值为10m，若同车道相邻车辆纵向距离s>10m，则认为不存在下坡路段拥堵，否则判断结果为下坡路段不拥堵。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：
一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动系统，通过雷达对长下坡路段交通流情况进行判断，根据道路交通流情况对重载车辆进行分流引导，将其与普通车辆分开下坡，并对其进行辅助制动。运用通讯网络进行数据传输减少线路使用，该系统通用性好，且留有换道距离便于车辆进行换道。显示屏的位置位于水平路段距坡顶具有一定距离，其距称重传感器20m-30m，便于驾驶员观察提示信息并有充足时间换道。
进一步的，在下坡路段最右侧增加减速带对大车进行辅助消能减速，可以有效避免重载车辆追尾、刹车失灵等交通事故的发生。
一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动方法，第四数据处理模块通过4G模块从第一数据处理模块获得来车车道编号N，将来车对应车道编号N传递给第二数据处理模块和三数据处理模块。并从第二和三数据处理模块获取目标来车对应车道的安全距离内是否有车以及目标来车对应车道是否拥堵信息，减少整个系统的线路，车道1的路面上安装多个减速带对车辆进行减速效能，辅助制动。
附图说明
图1.为本发明一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动系统的电路结构示意图；
图2.为本发明的一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动系统的系统结构图；
图3.为本发明的一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动系统的工作过程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明。
参照图1，一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动系统，包括称重传感器、第一激光雷达、第二激光雷达、第一数据处理模块、第二数据处理模块、第三数据处理模块、第四数据处理模块和显示屏；
第一数据处理模块的输入端与称重传感器的输出端连接，第二数据处理模块的输入端和第一激光雷达的输出端连接，第三数据处理模块的输入端和第二激光雷达的输出端连接，第一至第三数据处理模块的输出端均与数据处理模块的输入端连接。第四数据处理模块的输出端与数据显示装置的输入端电连接。第一至第三数据处理模块通过4G模块与第四数据处理模块进行数据传输。
所述称重传感器采用QSB-A/-SS称重传感器。
所述第一激光雷达和第二激光雷达均采用TF03单点长距激光雷达。
所述第一至第四数据处理模块均为带有4G模块的微处理器。
所述显示装置为LED显示屏，每个车道上方均设置有一个显示装置。
所述分流辅助车道安装有减速带。
图2为本发明的一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动系统的系统结构图。称重传感器和第一数据处模块设置在水平路段距坡顶70m处的各车道中间位置；所述第一激光雷达和第二数据处理模块安装在下坡路段距坡顶50m的位置；所述第二激光雷达和第三数据处理模块安装在下坡路段结束位置，第一激光雷达和第二激光雷达均安装在路面中心位置正上方；显示装置设置在水平路段距坡顶50m处各车道中间正上方，各车道对应一个显示屏，均与第四数据处理模块相连；所述分流辅助车道安为最右侧车道；所述称重传感器位于各车道中间，且均与第一数据处理模块相连，用于采集各车道的来车质量传送给第一数据处理模块，第一数据处理模块根据接收到的称重传感器传递的质量值，判断是否有来车。
第一至第三数据处理模块将实时获取到的各车道来车信息，第一激光雷达和第二激光雷达传递的车流信息通过4G网络传输给第四数据处理模块，车流信息包括来车，跟车距离，车速；第四数据处理模块确定道路情况进行重载车辆分分流规划。
其中，第一数据处理模块获取来车重量及对应车道；第二数据处理模块获取安装位置到目标来车范围对应车道车辆数，车速；第三数据处理模块获取安装位置到测量范围内车辆数，车速以及车距。
第一激光雷达用于采集安装位置到目标来车范围对应车道车辆数和车速，并将采集到的车辆数和车速传递至第二数据处理模块；第二激光雷达用于采集各车道车流量、车速和车距。
显示屏为LED显示屏。用于提示引导重载车辆行驶。
图2中，1为第二激光雷达+第三数据处理模块；2为第一激光雷达+第二数据处理模块；3为显示装置+第四数据处理模块；4为称重传感器+第一数据处模块。
图3为本发明的一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动系统的工作过程示意图。
一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动方法，包括以下步骤：
S1.称重传感器用于实时采集来车质量及其对应车道编号，当来称重传感器检测到的质量G值大于0时执行步骤S2；
S2.第四数据处理模块根据称重传感器采集的来车质量G，进行来车车型判断，设置质量阈值为10T，若称重传感器测得质量G>10t时：判断来车为重载车辆，记录其对应的车道编号N，(N＝1时为最右侧车道)，并执行S3；否则执行S1；设定最右侧车道为分流辅助车道；
S3.第四数据处理模块获取称重传感器传来的重载车辆行驶车道编号N，若N＝1执行S7，否则执行S4；
S4.第四数据处理模块通过4G模块将来车对应车道编号N传递给第三数据处理模块。第三数据处理模块获取第二激光雷达测量的车流量信息，若第二激光雷达测得目标来车对应车道N车道下坡路段不存在拥堵现象，执行S5；否则执行S6；设置距离阈值10m即同车道前后相邻车辆纵向距离s>10m，则认为不存在下坡拥堵。
S5.第四数据处理模块通过4G模块将来车对应车道编号N传递给第二数据处理模块。第二数据处理模块获取第一激光雷达测量的车流信息，判断在车辆行驶方向来车行驶车道安全距离L内是否有车辆行驶。设置安全距离L阈值为50m，若在安全距离L内有车辆行驶则执行S6，否则执行S1；
S6.第四数据处理模块通过4G模块获取第一至第三数据处理模块的数据，在对应N车道显示屏显示报警提醒：减速，换至最右侧车道行驶并执行S7；
S7.第四数据处理模块控制1车道显示屏显示提醒：在本车道下坡。
在步骤S2中，通过重载传感器获取前方来车的质量，并将数据传送给第四数据处理模块，第四数据处理模块分析来车类型，这里设置质量阈值为10T，可以结合具体情况进行改变，若称重传感器测得质量G>10t时判断来车为重载车辆，数据处理模块记录其对应的车道N，(认为N＝1为最右侧车道)。步骤S3中若来车为重载车辆且在一号车道则执行S7，通过第四数据处理模块控制1车道显示屏显示提醒：保存车道下坡。
在步骤S4中第三数据处理模块获取第二激光雷达测量的车流量数据，第二激光雷达位于下坡路段底部，判断下坡路段是否存在拥堵。第二激光雷达获取目标来车对应车道车辆数目及车距，设置距离阈值10m(可以结合具体情况进行改变)，若同车道相邻车辆纵向距离s>10m，则认为不存在下坡拥堵，若道路情况较好(不拥堵)进行步骤S5安全范围内车辆监测，若存在拥堵则执行步骤S6在对应车道进行显示屏显示报警提醒。
在步骤S5中，第二数据处理模块获取第一激光雷达测量的车辆数据，第一激光雷达位于下坡路段，距坡顶50m处，TF03激光雷达测量范围为0-180m，称重传感器到第一激光雷达的距离<120m。通过第一激光雷达获取车流信息，通过第二数据处理模块对数据信息进行分析，若车辆行驶车道无其他车辆则无需进行提示，若有车则执行步骤S6将信息传输给过第四数据处理模块。
在步骤S1-S7中，第四数据处理模块通过4G模块从第一数据处理模块获得来车车道编号N，将来车所在车道编号N传递给第二数据处理模块和三数据处理模块。并从第二和三数据处理模块获取前方来车车道编号、目标来车对应车道的安全距离内是否有车以及目标来车对应车道是否拥堵信息，减少整个系统的线路，车道1的路面上安装多个减速带对车辆进行减速效能，辅助制动，显示屏的位置位于水平路段距坡顶50m处，其距称重传感器20m，便于驾驶员观察提示信息并有充足时间换道。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动系统，其特征在于，包括称重传感器、第一激光雷达、第二激光雷达、第一数据处理模块、第二数据处理模块、第三数据处理模块、第四数据处理模块和显示屏；
所述称重传感器的输出端和第一数据处模块的输入端连接，所述第一数据处模块的输出端和第四数据处理模块的输入端连接；所述第一激光雷达的输出端和第二数据处理模块的输入端连接，所述第二数据处模块和第四数据处理模块双向通讯连接；所述第二激光雷达的输出端和第三数据处理模块的输入端连接，所述第三数据处模块和第四数据处理模块双向通讯连接；第四数据处理模块与显示屏连接；
所述称重传感器设置在距坡顶距离为D1的水平路段的各车道上，所述第一激光雷达安装在下坡路段距坡顶D2的位置；所述第二激光雷达安装在下坡路段结束位置；显示装置设置在水平路段距坡顶D3的位置；
所述称重传感器用于采集各车道的来车质量通过第一数据处理模块传递至第四数据处理模块，第四数据处理模块根据来车质量判断该车辆是否为重载车辆；
第一激光雷达用于采集安装位置到目标来车范围对应车道车辆数和车速，并将采集到的车辆数和车速传递至第二数据处理模块和第四数据处理模块；第二激光雷达用于采集各车道车流量、车速和车距，并将采集到的各车道车流量车速和车距传递至第三数据处模块和第四数据处理模块；所述第四数据处理模块确定道路情况进行重载车辆分流规划，并将重载车辆分流规划结果显示在显示屏上。
2.根据权利要求1所述的一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动系统，其特征在于，第一数据处理模块、第二数据处理模块和第三数据处理模块均通过4G模块与第四数据处理模块进行数据传输。
3.根据权利要求1所述的一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动系统，其特征在于，所述分流辅助车道安装有减速带。
4.根据权利要求1所述的一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动系统，其特征在于，所述显示屏安装在各车道中间正上方，各车道对应一个显示屏。
5.一种基于权利要求1所述的制动系统的重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、称重传感器实时采集来车质量及来车所在的车道编号N，当来称重传感器检测到的质量G大于0时执行步骤S2，设N＝1时，对应的车道为最右侧车道；
S2、第四数据处理模块根据称重传感器采集的来车质量G和设定的质量阈值，判断来车是否为重载车辆：若判断结果为来车为重载车辆，记录其对应的车道编号N，并执行S3；否则执行S1；
S3、若N＝1，执行S7，否则执行S4；
S4、第四数据处理模块将来车对应车道编号N传递给第三数据处理模块，第三数据处理模块获取第二激光雷达测量的对应车道车辆数目及车距，若第三数据处理模块判断来车所在车道下坡路段不存在拥堵，执行S5；否则执行S6；
S5、第四数据处理模块将来车所在车道编号N传递给第二数据处理模块，第二数据处理模块获取第一激光雷达测量的车流信息，并判断在车辆行驶方向来车行驶车道安全距离L内是否有车辆行驶；若在安全距离L内有车辆行驶则执行S6，否则执行S1；
S6、第四数据处理模块获取第一数据处理模块、第二数据处理模块和第三数据处理模块中的数据，在对应N车道显示屏显示报警提醒：减速，换至最右侧车道行驶并执行S7；
S7、第四数据处理模块控制1车道显示屏显示提醒：在本车道下坡。
6.根据权利要求5所述的一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动方法，其特征在于，在步骤S2中，设置质量阈值为10T，若称重传感器测得质量G>10t时，判断来车为重载车辆。
7.根据权利要求5所述的一种重载车辆长下坡路段防碰撞分流辅助制动方法，其特征在于，在步骤S4中，设置距离阈值为10m，若同车道相邻车辆纵向距离s>10m，则认为不存在下坡路段拥堵，否则判断结果为下坡路段不拥堵。
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