CN116001681A - 一种施工车辆主动安全预警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种施工车辆主动安全预警系统，属于车辆预警技术领域，其包括前侧姿态检测装置、后侧姿态检测装置、测距雷达、控制器和声光报警装置；前侧姿态检测装置安装于车辆底盘的侧前角，后侧姿态检测装置安装于车辆底盘的侧后角，测距雷达安装于车辆的一侧，前侧姿态检测装置、后侧姿态检测装置和测距雷达通过控制器与声光报警装置电连接；前侧姿态检测装置和后侧姿态检测装置均包括标线识别传感器和驱动电机，驱动电机可带动标线识别传感器按照设定的固定角度进行往复旋转。本发明通过检测施工车辆行驶状态以及与通行车辆间的相对关系，对具备碰撞条件的情况提前进行主动预警，从而进行规避，降低事故发生概率，提高施工过程安全性。

Description

一种施工车辆主动安全预警系统及方法

技术领域

本发明涉及车辆预警技术领域，尤其涉及一种施工车辆主动安全预警系统及方法。

背景技术

当前道路养护施工车辆在高速公路或国省干线上进行交通锥布放、绿化修剪等作业时，为尽量减小对车辆通行的影响，往往采取只对施工车道进行封闭的方式进行作业。采用这种方式的情况下，在施工车道旁边依然会有大量的社会车辆通过。

在实际施工过程中，尤其是在高速路上，施工车辆在施工过程中因作业需要其作业装置经常会紧贴封闭线，社会车辆在通行时最低时速一般不低于60km/h，留给社会车辆司机和施工车辆司机的风险规避时间都很短，因此极易发生社会车辆与施工车辆的碰撞，甚至造成严重的交通堵塞和人员伤亡。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有施工过程中，施工车辆与社会车辆之间风险规避时间短，易引发交通事故的技术问题，本发明提供一种施工车辆主动安全预警系统及方法，实现道路施工车辆对社会车辆越线行驶行为进行主动监测和预警，从而提醒施工车辆司机主动规避风险，降低事故发生的概率。

本发明公开的一种施工车辆主动安全预警系统采用如下的技术方案：

一种施工车辆主动安全预警系统，包括设置于车辆上的前侧姿态检测装置、后侧姿态检测装置、测距雷达、控制器以及声光报警装置；所述前侧姿态检测装置安装于车辆底盘的侧前角，所述后侧姿态检测装置安装于车辆底盘的侧后角，所述测距雷达安装于车辆的一侧，所述前侧姿态检测装置、后侧姿态检测装置以及测距雷达均通过控制器与声光报警装置电性连接；

所述前侧姿态检测装置以及后侧姿态检测装置均包括标线识别传感器和驱动电机，所述标线识别传感器与驱动电机的输出轴连接，所述驱动电机可带动标线识别传感器按照设定的固定角度进行往复旋转，且所述前侧姿态检测装置和后侧姿态检测装置的标线识别传感器的旋转轨迹均垂直于车辆行进方向。

进一步，所述驱动电机的旋转速度可调，且通过所述控制器可对驱动电机的旋转角度进行控制和读取。

进一步，所述测距雷达为激光测距传感器，所述测距雷达的探测方向与施工车辆行进方向相反，所述测距雷达的可探测距离大于150m。

进一步，所述声光报警装置包括前声光报警器和后声光报警器，所述前声光报警器安装于驾驶室内，所述后声光报警器安装于车辆后侧，所述前声光报警器和后声光报警器均具有喇叭和警示灯。

本发明还公开了一种施工车辆主动安全预警方法采用如下的技术方案：

一种施工车辆主动安全预警方法，包括所述的主动安全预警系统，施工车辆进入施工状态后，开启主动安全预警系统，所述前侧姿态检测装置和后侧姿态检测装置的驱动电机驱动标线识别传感器朝向车辆内侧的起点；

所述前侧姿态检测装置和后侧姿态检测装置的驱动电机带动相应的标线识别传感器开始以速度W做角度为α的从内向外的往复旋转运动，W＝K×V；

当前侧的标线识别传感器检测到车道标线时，所述控制器记录前侧的驱动电机旋转角度为β1；

所述控制器计算施工车辆侧前角距离车道标线的位置为S1，

当β1＜α/2时,S1＝-H×tan((α/2)-β1)，

当β1≥α/2时,S1＝H×tan(β1-(α/2))；

当后侧的标线识别传感器检测到车道标线时，所述控制器记录后侧的驱动电机的旋转角度为β2；

所述控制器计算施工车辆侧后角距离车道标线的位置为S2，

当β2＜α/2时，S2＝-H×tan((α/2)-β2)，

当β2≥α/2时S2＝H×tan(β2-(α/2))；

其中，K为一调节系数，K值大小与标线识别传感器的灵敏度和精度正相关，V为施工车辆行驶速度，H为前侧姿态检测装置和后侧姿态检测装置的离地高度；

所述测距雷达实时测量与雷达后方目标的距离设为L；所述测距雷达伸出车身外侧的长度设为D；

主动预警包括以下情况：

当S1-S2＜-δ时，所述控制器驱动前声光报警器，提示施工车辆已经向行车道偏离，请尽快调整；

当-δ≤S1-S2≤δ，且L＜150m时，所述控制器驱动前声光报警器，提示施工车辆后方的施工区域有车辆闯入，请主动规避，同时控制器驱动后声光报警器，提示后方车辆，已越线行驶，请尽快调整；

当S1＜D或S2＜D，且L＜150m时,所述控制器驱动前声光报警器工作，提示施工车辆滞留在通行车道上且后方有来车，请尽快规避；

其中，δ为报警控制的死区，且δ＞0，通过调节δ的大小，可改变预警系统的灵敏度，δ数值越小，预警越灵敏。

本发明的有益效果：

本发明的一种施工车辆主动安全预警系统及方法，对于施工车辆在半封闭道路上施工时，能够有效检测施工车辆的行驶姿态，并检测与社会通行车辆的相对关系，对已经具备碰撞条件的情况进行主动预警，警示驾驶人员进行主动规避，继而可有效降低事故发生概率，保障施工人员和通行车辆的安全。

附图说明

图1是本发明实施例一种施工车辆主动安全预警系统的示意图。

图2是本发明实施例中前侧姿态检测装置或后侧姿态检测装置的俯视图。

图3是本发明实施例中用于体现标线识别传感器与标线的相对关系示意图。

图中:1、前侧姿态检测装置；2、后侧姿态检测装置；3、测距雷达；4、控制器；5、声光报警装置；51、前声光报警器；52、后声光报警器；6、驱动电机；7、标线识别传感器；8、标线。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

本发明公开一种施工车辆主动安全预警系统。

参照图1，一种施工车辆主动安全预警系统包括安装于施工车辆上的前侧姿态检测装置1、后侧姿态检测装置2、测距雷达3、控制器4以及声光报警装置5。其中，前侧姿态检测装置1安装于车辆底盘的侧前角，后侧姿态检测装置2安装于车辆底盘的侧后角，测距雷达3安装于车辆的一侧，前侧姿态检测装置1、后侧姿态检测装置2以及测距雷达3均通过控制器4与声光报警装置5电性连接。

参照图1至图3，前侧姿态检测装置1和后侧姿态检测装置2均包括标线识别传感器7和驱动电机6，标线识别传感器7和驱动电机6的输出轴连接，驱动电机6可带动标线识别传感器7按照设定的固定角度进行往复旋转，且前侧姿态检测装置1和后侧姿态检测装置2的标线识别传感器7的旋转轨迹均垂直于车辆行进方向，前侧姿态检测装置1和后侧姿态检测装置2安装于施工车辆的同一侧。驱动电机6的旋转速度可调，且通过控制器4可对驱动电机6的旋转角度进行控制和读取。测距雷达3为激光测距传感器，测距雷达3的探测方向与施工车辆行进方向相反，测距雷达3的可探测距离大于150m，测距雷达3的可有效探测的距离越长，则对于该预警系统的预警效果越好，测距雷达3与前侧姿态检测装置1和后侧姿态检测装置2安装于施工车辆的同一侧。声光报警装置5包括前声光报警器51和后声光报警器52，前声光报警器51安装于驾驶室内或其他能够有效提醒施工车辆驾驶人员的位置，后声光报警器52安装于车辆后侧，前声光报警器51和后声光报警器52均具有喇叭和警示灯，以便对驾驶人员在声音和光线上进行警示。

本发明公开一种施工车辆主动安全预警方法。

参照图1至图3，一种施工车辆主动安全预警系统，采用上述的主动安全预警系统，本实施例以正常通行车辆在施工车辆左侧为例，则前侧姿态检测装置1、后侧姿态检测装置2以及测距雷达3均安装于施工车辆靠近正常通行车道的一侧。当施工车辆进入施工状态后，开启主动安全预警系统，前侧姿态检测装置1和后侧姿态检测装置2的驱动电机6驱动相应的标线识别传感器7朝向车辆内侧的起点；

前侧姿态检测装置1和后侧姿态检测装置2的驱动电机6带动相应的标线识别传感器7开始以速度W做角度为α的从内向外的往复旋转运动，W＝K×V；

当前侧的标线识别传感器7检测到车道标线8时，控制器4记录前侧的驱动电机6旋转角度为β1；

控制器4计算施工车辆侧前角距离车道标线8的位置为S1，

当β1＜α/2时,S1＝-H×tan((α/2)-β1)，

当β1≥α/2时,S1＝H×tan(β1-(α/2))；

当后侧的标线识别传感器7检测到车道标线8时，控制器4记录后侧的驱动电机6的旋转角度为β2；

控制器4计算施工车辆侧后角距离车道标线8的位置为S2，

当β2＜α/2时，S2＝-H×tan((α/2)-β2)，

当β2≥α/2时S2＝H×tan(β2-(α/2))；

其中，K为一调节系数，K值大小与标线识别传感器7的灵敏度和精度正相关，W的数值越高，则该前侧姿态检测装置1和后侧姿态检测装置2的检测频率越高；V为施工车辆行驶速度，H为前侧姿态检测装置1和后侧姿态检测装置2的离地高度，即相应的驱动电机6的输出轴的轴线与地面之间的距离；

测距雷达3实时测量与雷达后方目标的距离设为L；测距雷达3伸出车身外侧的长度设为D；

该主动安全预警系统的主动预警情况主要包括以下几种：

当S1-S2＜-δ时，控制器4驱动前声光报警器51，提示施工车辆已经向行车道偏离，请尽快调整；

当-δ≤S1-S2≤δ，且L＜150m时，控制器4驱动前声光报警器51，提示施工车辆后方的施工区域有车辆闯入，请主动规避，同时控制器4驱动后声光报警器52，提示后方车辆，已越线行驶，请尽快调整；

当S1＜D或S2＜D，且L＜150m时,控制器4驱动前声光报警器51工作，提示施工车辆滞留在通行车道上且后方有来车，请尽快规避；

其中，δ为报警控制的死区，且δ＞0，通过调节δ的大小，可改变预警系统的灵敏度，δ数值越小，预警越灵敏。

若正常通行车辆在施工车辆右侧时，则本发明中的前侧姿态检测装置1、后侧姿态检测装置2以及测距雷达3镜像安装于施工车辆的右侧即可，其预警原理以及主要的主动预警方案与上述行车道在左侧的情况相同，故不作赘述。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种施工车辆主动安全预警系统，其特征在于：包括设置于车辆上的前侧姿态检测装置(1)、后侧姿态检测装置(2)、测距雷达(3)、控制器(4)以及声光报警装置(5)；所述前侧姿态检测装置(1)安装于车辆底盘的侧前角，所述后侧姿态检测装置(2)安装于车辆底盘的侧后角，所述测距雷达(3)安装于车辆的一侧，所述前侧姿态检测装置(1)、后侧姿态检测装置(2)以及测距雷达(3)均通过控制器(4)与声光报警装置(5)电性连接；

所述前侧姿态检测装置(1)以及后侧姿态检测装置(2)均包括标线识别传感器(7)和驱动电机(6)，所述标线识别传感器(7)与驱动电机(6)的输出轴连接，所述驱动电机(6)可带动标线识别传感器(7)按照设定的固定角度进行往复旋转，且所述前侧姿态检测装置(1)和后侧姿态检测装置(2)的标线识别传感器(7)的旋转轨迹均垂直于车辆行进方向。

2.根据权利要求1所述的一种施工车辆主动安全预警系统，其特征在于：所述驱动电机(6)的旋转速度可调，且通过所述控制器(4)可对驱动电机(6)的旋转角度进行控制和读取。

3.根据权利要求1所述的一种施工车辆主动安全预警系统，其特征在于：所述测距雷达(3)为激光测距传感器，所述测距雷达(3)的探测方向与施工车辆行进方向相反，所述测距雷达(3)的可探测距离大于150m。

4.根据权利要求1所述的一种施工车辆主动安全预警系统，其特征在于：所述声光报警装置(5)包括前声光报警器(51)和后声光报警器(52)，所述前声光报警器(51)安装于驾驶室内，所述后声光报警器(52)安装于车辆后侧，所述前声光报警器(51)和后声光报警器(52)均具有喇叭和警示灯。

5.一种施工车辆主动安全预警方法，包括权利要求1-4任一项所述的主动安全预警系统，其特征在于：施工车辆进入施工状态后，开启主动安全预警系统，所述前侧姿态检测装置(1)和后侧姿态检测装置(2)的驱动电机(6)驱动标线识别传感器(7)朝向车辆内侧的起点；

所述前侧姿态检测装置(1)和后侧姿态检测装置(2)的驱动电机(6)带动相应的标线识别传感器(7)开始以速度W做角度为α的从内向外的往复旋转运动，W＝K×V；

当前侧的标线识别传感器(7)检测到车道标线(8)时，所述控制器(4)记录前侧的驱动电机(6)旋转角度为β1；

所述控制器(4)计算施工车辆侧前角距离车道标线(8)的位置为S1，

当β1＜α/2时,S1＝-H×tan((α/2)-β1)，

当β1≥α/2时,S1＝H×tan(β1-(α/2))；

当后侧的标线识别传感器(7)检测到车道标线(8)时，所述控制器(4)记录后侧的驱动电机(6)的旋转角度为β2；

所述控制器(4)计算施工车辆侧后角距离车道标线(8)的位置为S2，

当β2＜α/2时，S2＝-H×tan((α/2)-β2)，

当β2≥α/2时S2＝H×tan(β2-(α/2))；

其中，K为一调节系数，K值大小与标线识别传感器(7)的灵敏度和精度正相关，V为施工车辆行驶速度，H为前侧姿态检测装置(1)和后侧姿态检测装置(2)的离地高度；

所述测距雷达(3)实时测量与雷达后方目标的距离设为L；所述测距雷达(3)伸出车身外侧的长度设为D；

主动预警包括以下情况：

当S1-S2＜-δ时，所述控制器(4)驱动前声光报警器(51)，提示施工车辆已经向行车道偏离，请尽快调整；

当-δ≤S1-S2≤δ，且L＜150m时，所述控制器(4)驱动前声光报警器(51)，提示施工车辆后方的施工区域有车辆闯入，请主动规避，同时控制器(4)驱动后声光报警器(52)，提示后方车辆，已越线行驶，请尽快调整；

当S1＜D或S2＜D，且L＜150m时,所述控制器(4)驱动前声光报警器(51)工作，提示施工车辆滞留在通行车道上且后方有来车，请尽快规避；

其中，δ为报警控制的死区，且δ＞0，通过调节δ的大小，可改变预警系统的灵敏度，δ数值越小，预警越灵敏。

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