CN112519714A - 一种防货车转弯碾压行人的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防货车转弯碾压行人的装置，包括硬件电路、上位机，所述硬件电路包括事故预警电路、执行电路，所述事故预警电路包括主控制器、运动状态监测模块、障碍监测模块、报警模块、安全气囊、4G通讯模块，所述运动状态监测模块、障碍监测模块分别传输信号给主控制器，所述运动状态监测模块包括陀螺仪传感器、转速传感器，所述障碍监测模块包括超声波传感器、红外线传感器，所述主控制器传输执行命令信号给报警模块、安全气囊、4G通讯模块，所述报警模块包括扬声器、频闪灯。本发明采用预警与安全措施相结合，不仅实现了对于周围环境车流和人流的动态监测风险预警，还对已发生事故进行紧急处理，避免发生更大伤害。

Description

一种防货车转弯碾压行人的装置
技术领域
本发明涉及到多传感器技术领域，具体涉及一种防货车转弯碾压行人的装置。
背景技术
在驾驶中大型客货车时，后视镜所给的视野范围不便于在转弯的时候判断是否存在安全隐患，与小型客货车不同，中大型客货车的安全盲区极大，稍有不慎极易引发安全事故。本发明在经过计算的前提条件下，应用陀螺仪传感器、转速传感器、超声波传感器与红外线传感器合理分析大货车自身运动状态及周围环境是否存在转弯隐患，避免了中大型客货车在转弯过程中与行人或行车发生碰撞等交通事故。
本发明涉及到多传感器技术，有别于其他障碍物监测方式，采用超声波传感器和红外线传感器的障碍物监测方式更加经济与实用，减轻了时间和光线因素的干扰。陀螺仪传感器与转速传感器对自身运动状态进行建模，分析当前运动时速和下一步运动方向，避免特殊情况下安全气囊的弹出与报警。
发明内容
本发明提供一种防货车转弯碾压行人的装置，融合多传感器技术，经济有效地实现了对与行人碰撞交通事故的伤害降低和最小化，减轻了交通事故引发的伤害。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种防货车转弯碾压行人的装置，包括硬件电路、上位机，所述硬件电路包括事故预警电路、执行电路，所述事故预警电路包括主控制器、运动状态监测模块、障碍监测模块、报警模块、安全气囊、4G通讯模块，所述运动状态监测模块、障碍监测模块分别传输信号给主控制器，所述运动状态监测模块包括陀螺仪传感器、转速传感器，所述障碍监测模块包括超声波传感器、红外线传感器，所述主控制器传输执行命令信号给报警模块、安全气囊、4G通讯模块，所述报警模块包括扬声器、频闪灯，所述4G通讯模块将报警信息、实际距离信息传输给上位机平台。
进一步，所述主控制器采用stm32f103，与多传感器连接，并形成模块化的架构。
进一步，所述运动状态监测模块包括MPU6050六轴传感器、转速传感器，所述MPU6050六轴传感器检测车辆当前运动方向，其内部的三个加速度传感器分别感知来自车辆不同方位的加速度，输出相应加速度值经过计算得到车辆转过的角度值。
进一步，所述MPU6050六轴传感器为陀螺仪传感器。
进一步，所述陀螺仪传感器的输出角速度值经积分处理即可得到角度值，此角度值为车辆转弯过程中的与初始条件相比的倾角，倾角与加速度值经卡尔曼滤波处理后输出值即为汽车转弯过程中的倾角。
进一步，所述障碍监测模块用于实现对周边环境来车和人流的监测，由于中大型客货车存在视觉盲区，必须经过传感器对转弯过程中可能存在的车流和人流进行监测才能安全转弯。
进一步，所述障碍监测模块包括超声波传感器、红外线传感器，所述红外线传感器设有六个，分别安装在车辆的两侧，方向朝外，用于实现短程的人、车流障碍监测，所述红外线传感器传输回信号并引发报警时说明左右两侧25cm以内存在人流车流，不适宜继续转弯，极易引发危险，此时报警模块的电路电压较低，扬声器间歇鸣响，提醒司机小心周边来车，底部防碾压气囊不弹出。
进一步，所述超声波传感器设有两个，用于监测较远距离的人流、车流，当超声波传感器与红外线传感器同时监测到人流信号时，且根据实验数据得到，红外线传感器分析得到人与车身距离小于10cm时，所述障碍监测模块传递脉冲信号给主控制器，命令执行模块弹出安全气囊，并执行报警模块工作，扬声器持续鸣响，警示灯闪烁并通过上位机平台提醒车主发现事故。
进一步，所述报警模块由频闪灯和扬声器组成，报警状态下分为两种不同模式，一种为仅扬声器低声鸣响，此时扬声器装置接受到的为方波信号，间歇性高电平；另一种报警模式为扬声器持续鸣响，频闪灯持续间歇闪烁，两种模式区分不同的应急状态，当客货车转弯过程中遇到与周围环境车辆或行人距离较近需要避让时为第一状态，即前者所述情况；当避障模块监测到客货车发生碰撞事故后报警模块呈第二状态，即后者所述状况。
进一步，当进入第二状态后，主控制器一方面产生持续信号传递给报警模块控制该模块输出声音信号和光电信号，警示驾驶人已经发生事故；另一方面控制安全气囊的弹出，安全气囊安装在汽车前方与后方的保险杠下板面内侧，当事故发生后安全气囊急速充气并从保险杠下板面内侧弹出，弹出后填充车底盘与地面之间的空隙，有效对遇险者进行保护放置碾压伤害。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)预警与安全措施相结合，不仅实现了对于周围环境车流和人流的动态监测风险预警，还对已发生事故进行紧急处理，避免发生更大伤害；
(2)多传感器作用效果结合，对车辆转弯过程中的状态进行分类讨论，分为第一状态即紧急状态和第二状态即事故状态；
(3)第一状态中通过车两侧的红外线传感器与超声波传感器综合判断是否进入第二状态；
(4)当第二状态发生同时紧急启动安全气囊，保护行人与过往车辆不受伤害；
(5)报警系统采用频闪灯与扬声器相结合的方式进行工作，第一状态夏扬声器间歇鸣响报警；第二状态下频闪灯闪烁，扬声器持续鸣响，提醒司机注意停车及保护周边车辆和行人。
附图说明
图1为本发明一个实施例货车上的传感器安装位置示意图。
图2为本发明一个实施例的模块结构示意图。
图3为本发明一个实施例中主控制器的电路结构示意图。
图4为本发明一个实施例中超声波传感器的电路结构示意图。
图5为本发明一个实施例中红外线传感器的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，货车的前头位于前挡风玻璃的下面设有超声波传感器1，在货车的车前保险杠2处设有安全气囊出口一3，在货车的车后保险杠处设有安全气囊出口二4，在安全气囊出口一3和安全气囊出口二4处分别设有安全气囊5，在货车的两侧分别设有三个红外线传感器6。
如图2-5所示，包括硬件电路、上位机，所述硬件电路包括事故预警电路、执行电路，所述事故预警电路包括主控制器、运动状态监测模块、障碍监测模块、报警模块、安全气囊、4G通讯模块，所述运动状态监测模块、障碍监测模块分别传输信号给主控制器，所述运动状态监测模块包括陀螺仪传感器、转速传感器，所述障碍监测模块包括超声波传感器、红外线传感器，所述主控制器传输执行命令信号给报警模块、安全气囊、4G通讯模块，所述报警模块包括扬声器、频闪灯，所述4G通讯模块将报警信息、实际距离信息传输给上位机平台。
所述主控制器采用stm32f103，与多传感器连接，并形成模块化的架构。所述运动状态监测模块包括MPU6050六轴传感器、转速传感器，所述MPU6050六轴传感器检测车辆当前运动方向，其内部的三个加速度传感器分别感知来自车辆不同方位的加速度，输出相应加速度值经过计算得到车辆转过的角度值。所述MPU6050六轴传感器为陀螺仪传感器。
所述陀螺仪传感器的输出角速度值经积分处理即可得到角度值，此角度值为车辆转弯过程中的与初始条件相比的倾角，倾角与加速度值经卡尔曼滤波处理后输出值即为汽车转弯过程中的倾角。
所述障碍监测模块用于实现对周边环境来车和人流的监测，由于中大型客货车存在视觉盲区，必须经过传感器对转弯过程中可能存在的车流和人流进行监测才能安全转弯，所述障碍监测模块包括超声波传感器、红外线传感器，所述红外线传感器设有六个，分别安装在车辆的两侧，方向朝外，用于实现短程的人、车流障碍监测，所述红外线传感器传输回信号并引发报警时说明左右两侧25cm以内存在人流车流，不适宜继续转弯，极易引发危险，此时报警模块的电路电压较低，扬声器间歇鸣响，提醒司机小心周边来车，底部防碾压气囊不弹出。
所述超声波传感器设有两个，用于监测较远距离的人流、车流，当超声波传感器与红外线传感器同时监测到人流信号时，且根据实验数据得到，红外线传感器分析得到人与车身距离小于10cm时，所述障碍监测模块传递脉冲信号给主控制器，命令执行模块弹出安全气囊，并执行报警模块工作，扬声器持续鸣响，警示灯闪烁并通过上位机平台提醒车主发现事故。
所述报警模块由频闪灯和扬声器组成，报警状态下分为两种不同模式，一种为仅扬声器低声鸣响，此时扬声器装置接受到的为方波信号，间歇性高电平；另一种报警模式为扬声器持续鸣响，频闪灯持续间歇闪烁，两种模式区分不同的应急状态，当客货车转弯过程中遇到与周围环境车辆或行人距离较近需要避让时为第一状态，即前者所述情况；当避障模块监测到客货车发生碰撞事故后报警模块呈第二状态，即后者所述状况。当进入第二状态后，主控制器一方面产生持续信号传递给报警模块控制该模块输出声音信号和光电信号，警示驾驶人已经发生事故；另一方面控制安全气囊的弹出，安全气囊安装在汽车前方与后方的保险杠下板面内侧，当事故发生后安全气囊急速充气并从保险杠下板面内侧弹出，弹出后填充车底盘与地面之间的空隙，有效对遇险者进行保护放置碾压伤害。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种防货车转弯碾压行人的装置，其特征在于，包括硬件电路、上位机，所述硬件电路包括事故预警电路、执行电路，所述事故预警电路包括主控制器、运动状态监测模块、障碍监测模块、报警模块、安全气囊、4G通讯模块，所述运动状态监测模块、障碍监测模块分别传输信号给主控制器，所述运动状态监测模块包括陀螺仪传感器、转速传感器，所述障碍监测模块包括超声波传感器、红外线传感器，所述主控制器传输执行命令信号给报警模块、安全气囊、4G通讯模块，所述报警模块包括扬声器、频闪灯，所述4G通讯模块将报警信息、实际距离信息传输给上位机平台。
2.根据权利要求1所述的一种防货车转弯碾压行人的装置，其特征在于，所述主控制器采用stm32f103，与多传感器连接，并形成模块化的架构。
3.根据权利要求1所述的一种防货车转弯碾压行人的装置，其特征在于，所述运动状态监测模块包括MPU6050六轴传感器、转速传感器，所述MPU6050六轴传感器检测车辆当前运动方向，其内部的三个加速度传感器分别感知来自车辆不同方位的加速度，输出相应加速度值经过计算得到车辆转过的角度值。
4.根据权利要求3所述的一种防货车转弯碾压行人的装置，其特征在于，所述MPU6050六轴传感器为陀螺仪传感器。
5.根据权利要求1所述的一种防货车转弯碾压行人的装置，其特征在于，所述陀螺仪传感器的输出角速度值经积分处理即可得到角度值，此角度值为车辆转弯过程中的与初始条件相比的倾角，倾角与加速度值经卡尔曼滤波处理后输出值即为汽车转弯过程中的倾角。
6.根据权利要求1所述的一种防货车转弯碾压行人的装置，其特征在于，所述障碍监测模块用于实现对周边环境来车和人流的监测，由于中大型客货车存在视觉盲区，必须经过传感器对转弯过程中可能存在的车流和人流进行监测才能安全转弯。
7.根据权利要求1所述的一种防货车转弯碾压行人的装置，其特征在于，所述障碍监测模块包括超声波传感器、红外线传感器，所述红外线传感器设有六个，分别安装在车辆的两侧，方向朝外，用于实现短程的人、车流障碍监测，所述红外线传感器传输回信号并引发报警时说明左右两侧25cm以内存在人流车流，不适宜继续转弯，极易引发危险，此时报警模块的电路电压较低，扬声器间歇鸣响，提醒司机小心周边来车，底部防碾压气囊不弹出。
8.根据权利要求1所述的一种防货车转弯碾压行人的装置，其特征在于，所述超声波传感器设有两个，用于监测较远距离的人流、车流，当超声波传感器与红外线传感器同时监测到人流信号时，且根据实验数据得到，红外线传感器分析得到人与车身距离小于10cm时，所述障碍监测模块传递脉冲信号给主控制器，命令执行模块弹出安全气囊，并执行报警模块工作，扬声器持续鸣响，警示灯闪烁并通过上位机平台提醒车主发现事故。
9.根据权利要求1所述的一种防货车转弯碾压行人的装置，其特征在于，所述报警模块由频闪灯和扬声器组成，报警状态下分为两种不同模式，一种为仅扬声器低声鸣响，此时扬声器装置接受到的为方波信号，间歇性高电平；另一种报警模式为扬声器持续鸣响，频闪灯持续间歇闪烁，两种模式区分不同的应急状态，当客货车转弯过程中遇到与周围环境车辆或行人距离较近需要避让时为第一状态，即前者所述情况；当避障模块监测到客货车发生碰撞事故后报警模块呈第二状态，即后者所述状况。
10.根据权利要求9所述的一种防货车转弯碾压行人的装置，其特征在于，当进入第二状态后，主控制器一方面产生持续信号传递给报警模块控制该模块输出声音信号和光电信号，警示驾驶人已经发生事故；另一方面控制安全气囊的弹出，安全气囊安装在汽车前方与后方的保险杠下板面内侧，当事故发生后安全气囊急速充气并从保险杠下板面内侧弹出，弹出后填充车底盘与地面之间的空隙，有效对遇险者进行保护放置碾压伤害。
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