CN114013438A - 一种基于gps系统的acc控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于GPS系统的ACC控制系统，该系统中：目标物，用于向云端发送目标位置信息和目标车速；GPS系统，用于从云端接收目标位置信息和目标车速，并计算目标距离；GPS系统向控制器发送目标距离和目标车速；整车CAN总线，用于向控制器发送点火开关信号和实时车速信号；控制器，用于计算停车安全距离MAP图；控制器根据目标距离和目标车速来判断加减速请求，并根据制动减速度和加速MAP图来控制车辆的刹车系统、加速系统，对车辆进行加速控制或减速控制，直至车辆与前后车保持安全距离。本发明利用GPS实时定位，通过监测目标距离和目标车速来加减速，与后车保持安全距离，避免急刹车；与前车保持安全距离，避免被追尾，提高行车安全性。

Description

一种基于GPS系统的ACC控制系统
技术领域
本发明涉及智能驾驶技术领域，尤其涉及一种基于GPS系统的ACC控制系统。
背景技术
自适应巡航控制系统是一种智能化的自动控制系统，在车辆行驶过程中，安装在车辆前部的车距传感器(雷达)持续扫描车辆前方道路，同时轮速传感器采集车速信号。当与前车之间的距离过小时，ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。
目前的技术方案中ACC控制系统大都是利用雷达或是摄像头感知前方物体，然后再进行加减速判断。需要在原有的车上增加雷达或是摄像头装置来感知目标，需增加成本，且只能感知与前车的目标距离，无法感知后方车辆。而目前装备ADAS功能的车辆销售量很低，不足10％。
现有技术中存在以下问题：
1、没有配备ADAS(雷达或是摄像头)系统的90％车辆就需要驾驶员肉眼感知目标距离，评经验踩踏板来进行减速控制。
2、前车急减速时，驾驶员通过人为控制，往往会出现反应不及时的情况，出现追尾或是急刹车现象；本车快要跟停前车时，因无法感知后方车辆状况，可能会被追尾；都会导致安全事故。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于GPS系统的ACC控制系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供一种基于GPS系统的ACC控制系统，该系统包括：目标物，云端，GPS系统，控制器，刹车系统，加速系统，仪表和整车CAN总线；其中：
目标物，用于向云端发送目标位置信息和目标车速；
GPS系统，用于从云端接收目标位置信息和目标车速，并计算目标距离；且GPS系统与控制器相连，GPS系统向控制器发送目标距离和目标车速；
整车CAN总线，与控制器相连，用于向控制器发送点火开关信号和实时车速信号；
控制器，与刹车系统、加速系统、仪表均相连，用于根据车辆当前车速、目标距离、目标车速计算停车安全距离MAP图；控制器根据目标距离和目标车速来判断加减速请求，并根据制动减速度和加速MAP图来控制车辆的刹车系统、加速系统，对车辆进行加速控制或减速控制，直至车辆与前后车保持安全距离。
进一步地，本发明的所述控制器进行减速控制的实现方式为：
定义当前车速为V，前车车速为V1，后车车速为V2，与前车距离为S1，与后车距离为S2；
当与前车车距S1小于一定前车距离阈值，后车目标距离S2大于一定后车距离阈值时，且当前车辆车速V高于前车车速V1时，判断会出现与前车碰撞的风险，此时控制器根据响应时间选取制动减速度，激活刹车系统进行制动控制，计算公式如下：
Figure BDA0003186338280000021
当与前车车距S1大于一定前车距离阈值或当前车速V1低于前车车速V时，控制器停止向刹车系统提供减速请求；
根据控制器计算出的实时T1值，控制器实时选择相应的制动加速度进行制动控制。
进一步地，本发明的所述控制器进行减速控制的阈值为：
当与前车车距S1＜50m，后车目标距离S2＞50m时，且当前车辆车速V高于前车车速V1时，判断会出现与前车碰撞的风险；
当与前车车距S1＞50m或当前车速V1低于前车车速V时，控制器停止向刹车系统提供减速请求。
进一步地，本发明的所述控制器进行加速控制的实现方式为：
定义当前车速为V，前车车速为V1，后车车速为V2，与前车距离为S1，与后车距离为S2；
当与前车车距S1大于一定前车距离阈值，与后车目标距离S2小于一定后车距离阈值时，且当前车辆车速V＜后车车速V2，控制器根据响应时间选取加速度，激活加速系统进行加速控制，计算公式如下：
Figure BDA0003186338280000031
当与后车车距S2大于一定后车距离阈值时或当前车速V＞后车车速V2时，控制器停止向加速系统提供加速请求。
进一步地，本发明的所述控制器进行加速控制的阈值为：
当与前车车距S1＞50m，与后车目标距离S2＜50m时，且当前车辆车速V＜后车车速V2，控制器根据响应时间选取加速度，激活加速系统进行加速控制；
当与后车车距S2＞50m时或当前车速V＞后车车速V2时，控制器停止向加速系统提供加速请求。
进一步地，本发明的所述控制器还包括进行报警的控制方式：
定义当前车速为V，前车车速为V1，后车车速为V2，与前车距离为S1，与后车距离为S2；
与前车车距S1小于一定前车距离阈值，当与后车距离S2小于一定后车距离阈值，且前车速度V1＜当前车速V，当前车辆车速V＜后车车速V2时，此时判断会发生与前车碰撞和被后车追尾的风险。
进一步地，本发明的所述控制器还包括进行报警控制时的阈值为：
与前车车距S1＜50m，当与后车距离S2＜50m，且前车速度V1＜当前车速V，当前车辆车速V＜后车车速V2时，此时判断会发生与前车碰撞和被后车追尾的风险。
进一步地，本发明的所述控制器判断会发生与前车碰撞和被后车追尾的风险时，控制器向仪表发送报警请求，提示驾驶员接管车辆；报警请求的方式包括声音报警、发光报警、振动报警。
进一步地，本发明的所述控制器内预存当前车速、目标距离、目标车速安全距离MAP图。
进一步地，本发明的所述目标车速安全距离MAP图的横坐标为时间，纵坐标为车辆加速度，曲线为两段以横坐标轴为对称轴的圆锥曲线。
本发明产生的有益效果是：本发明的基于GPS系统的ACC控制系统，其控制器进行制动控制激活判断或是加速激活判断，整车CAN总线向控制器提供点火开关信号和实时车速信号；GPS系统提供实时目标距离信号和实时目标车速信息，并将目标距离信号和目标车速传输至控制器，在制动控制系统激活的情况下控制器根据目标距离和目标车速来判断加减速请求，并根据(目标距离、目标车速和当前车速绘制)制动减速度和加速MAP图来控制车辆进行车辆加减速，或直至车辆与前后车保持安全距离，提高行车安全性。
本发明能使本车与前后车保持安全的车距，避免追尾前车和被后车追尾，为每台车节约雷达或是摄像头的研发费及产品费用，可将功能普及到低端平民车型，给企业一个新的功能卖点，本发明简单实用，适用于所有车型，可模块化运行。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的系统结构示意图；
图2是本发明实施例的当前车速、目标距离与目标车速停车安全距离MAP图。
图中：1-目标物，2-云端，3-GPS系统，4-控制器，5-刹车系统，6-加速系统，7-仪表，8-整车CAN总线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、图2所示，本发明实施例的基于GPS系统的ACC控制系统，该系统包括：目标物，云端，GPS系统，控制器，刹车系统，加速系统，仪表和整车CAN总线；其中：
目标物，用于向云端发送目标位置信息和目标车速；
GPS系统，用于从云端接收目标位置信息和目标车速，并计算目标距离；且GPS系统与控制器相连，GPS系统向控制器发送目标距离和目标车速；
整车CAN总线，与控制器相连，用于向控制器发送点火开关信号和实时车速信号；
控制器，与刹车系统、加速系统、仪表均相连，用于根据车辆当前车速、目标距离、目标车速计算停车安全距离MAP图；控制器根据目标距离和目标车速来判断加减速请求，并根据制动减速度和加速MAP图来控制车辆的刹车系统、加速系统，对车辆进行加速控制或减速控制，直至车辆与前后车保持安全距离。
控制器进行减速控制的实现方式为：
定义当前车速为V，前车车速为V1，后车车速为V2，与前车距离为S1，与后车距离为S2；
当与前车车距S1＜50m，后车目标距离S2＞50m时，且当前车辆车速V高于前车车速V1时，判断会出现与前车碰撞的风险；此时控制器根据响应时间选取制动减速度，激活刹车系统进行制动控制，计算公式如下：
Figure BDA0003186338280000051
当与前车车距S1＞50m或当前车速V1低于前车车速V时，控制器停止向刹车系统提供减速请求。
根据控制器计算出的实时T1值，控制器实时选择相应的制动加速度进行制动控制，以提高行车安全。
控制器进行加速控制的实现方式为：
定义当前车速为V，前车车速为V1，后车车速为V2，与前车距离为S1，与后车距离为S2；
当与前车车距S1＞50m，与后车目标距离S2＜50m时，且当前车辆车速V＜后车车速V2，控制器根据响应时间选取加速度，激活加速系统进行加速控制；计算公式如下：
Figure BDA0003186338280000061
当与后车车距S2＞50m时或当前车速V＞后车车速V2时，控制器停止向加速系统提供加速请求。
控制器还包括进行报警的控制方式：
定义当前车速为V，前车车速为V1，后车车速为V2，与前车距离为S1，与后车距离为S2；
与前车车距S1＜50m，当与后车距离S2＜50m，且前车速度V1＜当前车速V，当前车辆车速V＜后车车速V2时，此时判断会发生与前车碰撞和被后车追尾的风险。
控制器判断会发生与前车碰撞和被后车追尾的风险时，控制器向仪表发送报警请求，提示驾驶员接管车辆；报警请求的方式包括声音报警、发光报警、振动报警。
控制器内预存当前车速、目标距离、目标车速安全距离MAP图。
目标车速安全距离MAP图的横坐标为时间，纵坐标为车辆加速度，曲线为两段以横坐标轴为对称轴的圆锥曲线。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于GPS系统的ACC控制系统，其特征在于，该系统包括：目标物(1)，云端(2)，GPS系统(3)，控制器(4)，刹车系统(5)，加速系统(6)，仪表(7)和整车CAN总线(8)；其中：
目标物(1)，用于向云端(2)发送目标位置信息和目标车速；
GPS系统(3)，用于从云端接收目标位置信息和目标车速，并计算目标距离；且GPS系统(3)与控制器(4)相连，GPS系统(3)向控制器(4)发送目标距离和目标车速；
整车CAN总线(7)，与控制器(4)相连，用于向控制器(4)发送点火开关信号和实时车速信号；
控制器(4)，与刹车系统(5)、加速系统(6)、仪表(7)均相连，用于根据车辆当前车速、目标距离、目标车速计算停车安全距离MAP图；控制器(4)根据目标距离和目标车速来判断加减速请求，并根据制动减速度和加速MAP图来控制车辆的刹车系统(5)、加速系统(6)，对车辆进行加速控制或减速控制，直至车辆与前后车保持安全距离。
2.根据权利要求1所述的基于GPS系统的ACC控制系统，其特征在于，所述控制器(4)进行减速控制的实现方式为：
定义当前车速为V，前车车速为V1，后车车速为V2，与前车距离为S1，与后车距离为S2；
当与前车车距S1小于一定前车距离阈值，后车目标距离S2大于一定后车距离阈值时，且当前车辆车速V高于前车车速V1时，判断会出现与前车碰撞的风险，此时控制器(4)根据响应时间选取制动减速度，激活刹车系统(5)进行制动控制，计算公式如下：
Figure FDA0003186338270000011
当与前车车距S1大于一定前车距离阈值或当前车速V1低于前车车速V时，控制器(4)停止向刹车系统(5)提供减速请求；
根据控制器计算出的实时T1值，控制器实时选择相应的制动加速度进行制动控制。
3.根据权利要求2所述的基于GPS系统的ACC控制系统，其特征在于，所述控制器(4)进行减速控制的阈值为：
当与前车车距S1＜50m，后车目标距离S2＞50m时，且当前车辆车速V高于前车车速V1时，判断会出现与前车碰撞的风险；
当与前车车距S1＞50m或当前车速V1低于前车车速V时，控制器(4)停止向刹车系统(5)提供减速请求。
4.根据权利要求1所述的基于GPS系统的ACC控制系统，其特征在于，所述控制器(4)进行加速控制的实现方式为：
定义当前车速为V，前车车速为V1，后车车速为V2，与前车距离为S1，与后车距离为S2；
当与前车车距S1大于一定前车距离阈值，与后车目标距离S2小于一定后车距离阈值时，且当前车辆车速V＜后车车速V2，控制器(4)根据响应时间选取加速度，激活加速系统(6)进行加速控制，计算公式如下：
Figure FDA0003186338270000021
当与后车车距S2大于一定后车距离阈值时或当前车速V＞后车车速V2时，控制器(4)停止向加速系统(6)提供加速请求。
5.根据权利要求4所述的基于GPS系统的ACC控制系统，其特征在于，所述控制器(4)进行加速控制的阈值为：
当与前车车距S1＞50m，与后车目标距离S2＜50m时，且当前车辆车速V＜后车车速V2，控制器(4)根据响应时间选取加速度，激活加速系统(6)进行加速控制；
当与后车车距S2＞50m时或当前车速V＞后车车速V2时，控制器(4)停止向加速系统(6)提供加速请求。
6.根据权利要求1所述的基于GPS系统的ACC控制系统，其特征在于，所述控制器(4)还包括进行报警的控制方式：
定义当前车速为V，前车车速为V1，后车车速为V2，与前车距离为S1，与后车距离为S2；
与前车车距S1小于一定前车距离阈值，当与后车距离S2小于一定后车距离阈值，且前车速度V1＜当前车速V，当前车辆车速V＜后车车速V2时，此时判断会发生与前车碰撞和被后车追尾的风险。
7.根据权利要求6所述的基于GPS系统的ACC控制系统，其特征在于，所述控制器(4)还包括进行报警控制时的阈值为：
与前车车距S1＜50m，当与后车距离S2＜50m，且前车速度V1＜当前车速V，当前车辆车速V＜后车车速V2时，此时判断会发生与前车碰撞和被后车追尾的风险。
8.根据权利要求6所述的基于GPS系统的ACC控制系统，其特征在于，所述控制器(4)判断会发生与前车碰撞和被后车追尾的风险时，控制器(4)向仪表(7)发送报警请求，提示驾驶员接管车辆；报警请求的方式包括声音报警、发光报警、振动报警。
9.根据权利要求1所述的基于GPS系统的ACC控制系统，其特征在于，所述控制器(4)内预存当前车速、目标距离、目标车速安全距离MAP图。
10.根据权利要求9所述的基于GPS系统的ACC控制系统，其特征在于，所述目标车速安全距离MAP图的横坐标为时间，纵坐标为车辆加速度，曲线为两段以横坐标轴为对称轴的圆锥曲线。
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