CN116749868A - 机动车多功能智能安全装置及其控制方法 - Google Patents

机动车多功能智能安全装置及其控制方法 Download PDF

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    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/26Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic
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Abstract

本发明公开了机动车多功能智能安全装置及其控制方法,包括灯光安全系统,能够辅助驾驶员判断车辆是否会与周边障碍物发生擦碰,以提升车辆的行驶安全性与通勤效率;还包括后视野安全系统,若车辆向左、向右换道行驶,处于上坡、下坡行驶,向左、向右掉头变换车道时,能够辅助驾驶员及时观察目标车道的来车,以有效避免本车与来车发生碰撞;还包括车门安全系统,能够实时探测车门开启过程中,车门下方路面的凹陷程度,便于驾乘人员下车;还包括行人保护系统时,利用倒L型条状气囊A、倒L型条状气囊B、条状气囊A、条状气囊B、后备箱盖、弹射机构,能够在机动车与行人发生低速、中速、高速碰撞时,有效避免行人与车辆前方、后方地面发生碰撞。

Description

机动车多功能智能安全装置及其控制方法
技术领域
本发明属于汽车智能安全领域,尤其涉及一种机动车多功能智能安全装置及其控制方法。
背景技术
随着经济的发展,汽车已经成为人们日常生活中不可缺少的交通工具。与此同时,汽车行驶安全性日益引起人们的重视。利用车载智能装置,能够显著提升汽车行驶安全性。
当车辆在狭窄路面上行驶时,车辆会与周边障碍物发生擦碰,从而降低车辆的行驶安全性与通勤效率。当车辆在人行横道前停车,等待行人通过时,旁边车道的车辆会因本车的遮挡,而与行人发生碰撞。当车辆倒车时,因周边障碍物的遮挡,其他车辆未能获知本车的倒车意图,导致其他车辆与本车发生碰撞。众多道路交通事故统计分析表明,夜间行车事故的发生率比白天高1.5倍。在夜间,当车辆路边停车时,其他车辆难以有效获知本车的位置,易造成其他车辆与本车发生碰撞。当车辆向左或向右换道行驶时,其他车辆难以准确识别本车的换道路径,易造成其他车辆与本车发生碰撞。
汽车视野是指驾驶员所能观察到的区域,分为前视野与后视野。通常,汽车视野范围越大,汽车行驶安全性越高。汽车后视野是指驾驶员通过车外后视镜及车后影像技术,观察到的车后区域。相比于正常行驶工况,当车辆向左、向右换道行驶;车辆处于上坡、下坡行驶状态;车辆向左、向右掉头变换车道时,汽车后视野会有所缩小,从而严重影响汽车行驶安全性。
机动车车门是为驾驶员和乘客提供出入车辆的通道,车门的开合便利性与汽车乘坐舒适性密切相关。在夜间或光线较暗的环境中,当驾乘人员下车时,若车门下方路面存在较大的凹陷,会对驾乘人员造成伤害。车门开启过程中,后方运动物体撞击车门的现象时有发生,造成人员致命或严重伤害。
当机动车与行人发生碰撞时,行人受车身撞击后,被反弹至路面是造成行人严重伤害、致命伤害的重要原因。当机动车与行人发生低速碰撞时,机动车的前端撞击行人的腿部,此后行人的躯干与头部绕腿部旋转,使得躯干与头部撞击发动机罩,最终行人被反弹至路面。当机动车与行人发生中速、高速碰撞时,在撞击力的作用下,行人越过车顶,向车身后部运动,最终行人被反弹至路面。
发明内容
针对上述情况,本发明提供一种机动车多功能智能安全装置及其控制方法,能够显著提升车辆行驶安全性与驾乘人员下车便捷性。
本发明是通过以下技术方案实现上述技术目的的。
当机动车多功能智能安全装置应用于灯光安全系统时,其包括激光射灯A、激光射灯B、伺服电机A、伺服电机B、激光射灯C、激光射灯D、伺服电机C、伺服电机D、开关A、开关B、开关C、车轮转角传感器、车速传感器、俯仰角传感器、毫米波雷达、伺服电机E、总开关、控制器(简称“ECU”)。
所述激光射灯A、激光射灯B分别安装于车辆前脸左、右两侧边缘的下端,其安装位置相距地面15cm。激光射灯A、激光射灯B的前端能够发射红色的激光灯柱,激光灯柱的照射距离为5m。初始状态下,激光射灯A、激光射灯B、伺服电机A、伺服电机B的前端朝向与车辆的向前行驶方向一致。伺服电机A、伺服电机B的前端分别连接于激光射灯A、激光射灯B的后端,伺服电机A、伺服电机B的后端与车身相连接。伺服电机A、伺服电机B能够驱动激光射灯A、激光射灯B绕垂直方向向左、向右转动。所述激光射灯C、激光射灯D分别安装于车辆后脸左、右两侧边缘的下端,其安装位置相距地面15cm。激光射灯C、激光射灯D的前端能够发射红色的激光灯柱,激光灯柱的照射距离为5m。初始状态下,激光射灯C、激光射灯D、伺服电机C、伺服电机D的前端朝向与车辆的向前行驶方向相反。伺服电机C、伺服电机D的前端分别连接于激光射灯C、激光射灯D的后端,伺服电机C、伺服电机D的后端与车身相连接。伺服电机C、伺服电机D能够驱动激光射灯C、激光射灯D绕水平方向向上、向下转动。初始状态下,激光射灯A、激光射灯B、激光射灯C、激光射灯D的轴向方向与车辆的纵向方向平行。
所述车轮转角传感器安装于前轮转向机构中,用于实时探测前轮的转动角度,并将探测信息发送至ECU。
所述车速传感器安装于车身上,用于实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU。
所述俯仰角传感器安装于车身上,用于实时探测车身的俯仰角度,并将探测信息发送至ECU。
所述伺服电机E的前端与毫米波雷达相连接,伺服电机E的后端与车辆的前保险杠固定连接,伺服电机E能够驱动毫米波雷达绕水平方向向上、向下转动。所述毫米波雷达用于探测车辆前方的物体,并将探测信息发送至ECU。
所述ECU是整个装置的核心,可以整合在车辆的中央控制器中。ECU与激光射灯A、激光射灯B、伺服电机A、伺服电机B、激光射灯C、激光射灯D、伺服电机C、伺服电机D、开关A、开关B、开关C、车轮转角传感器、俯仰角传感器、毫米波雷达、伺服电机E、总开关、车速传感器相连。ECU对激光射灯A、激光射灯B、伺服电机A、伺服电机B、激光射灯C、激光射灯D、伺服电机C、伺服电机D、伺服电机E起控制作用。
初始状态下,激光射灯A、激光射灯B、伺服电机A、伺服电机B、激光射灯C、激光射灯D、伺服电机C、伺服电机D、伺服电机E处于关闭状态;总开关、开关A、开关B、开关C处于关闭状态。
当机动车多功能智能安全装置应用于灯光安全系统时,机动车多功能智能安全装置的控制方法,包括以下步骤:
(1)驾驶员开启总开关,以开启机动车多功能智能安全装置。
(2)当车辆在狭窄路面上行驶时,驾驶员开启开关A,此时ECU控制激光射灯A、激光射灯B向前发射红色的激光灯柱,向前发射的激光灯柱能够帮助驾驶员判断在车辆行驶过程中,车辆是否会与周边障碍物发生擦碰,从而提升车辆的行驶安全性与通勤效率。若车辆已驶过狭窄路面,驾驶员关闭开关A,此时ECU关闭激光射灯A、激光射灯B。
(3)当车辆在人行横道前停车,等待行人通过时,若毫米波雷达探测到人行横道上的行人,首先毫米波雷达将探测信息发送至ECU;其次ECU收到毫米波雷达的探测信息后,ECU启动伺服电机A、伺服电机B,伺服电机A、伺服电机B驱动激光射灯A、激光射灯B绕垂直方向分别向左、向右转动90°,转动后激光射灯A、激光射灯B的前端分别朝向车辆的左、右两侧;最后ECU控制激光射灯A、激光射灯B分别向左、向右发射红色的激光灯柱,以提醒旁边车道的车辆有行人正在过马路,从而避免旁边车道的车辆因本车的遮挡,而与行人发生碰撞。若毫米波雷达探测到行人已过马路,ECU启动伺服电机A、伺服电机B,伺服电机A、伺服电机B驱动激光射灯A、激光射灯B绕垂直方向分别向右、向左转动90°,此后激光射灯A、激光射灯B恢复初始状态,ECU关闭激光射灯A、激光射灯B。
(4)当车辆倒车时,驾驶员开启开关B,此时ECU控制激光射灯C、激光射灯D向后发射红色的激光灯柱,以便其他车辆,提前获知本车的倒车意图。当车辆倒车完成后,驾驶员关闭开关B,此时ECU关闭激光射灯C、激光射灯D。
(5)当车辆路边停车时,驾驶员开启开关C,ECU启动伺服电机C、伺服电机D,伺服电机C、伺服电机D驱动激光射灯C、激光射灯D绕水平方向向上转动90°,转动后激光射灯C、激光射灯D的前端朝上;ECU控制激光射灯C、激光射灯D向上发射红色的激光灯柱,以向其他车辆表明本车的位置,从而避免其他车辆与本车发生碰撞。当车辆重新启动后,驾驶员关闭开关C,ECU启动伺服电机C、伺服电机D,伺服电机C、伺服电机D驱动激光射灯C、激光射灯D绕水平方向向下转动90°,此后激光射灯C、激光射灯D恢复初始状态,ECU关闭激光射灯C、激光射灯D。
(6)当车辆处于下坡行驶状态时,车速传感器实时探测车辆的行驶速度,俯仰角传感器实时探测车身的俯仰角度,并将探测信息发送至ECU。根据车辆行驶速度与车身俯仰角度,ECU启动伺服电机E,伺服电机E驱动毫米波雷达向上转动一定角度,以便毫米波雷达探测坡道终点前方的物体,从而避免碰撞;当车辆处于上坡行驶状态时,根据车辆行驶速度与车身俯仰角度,ECU启动伺服电机E,伺服电机E驱动毫米波雷达向下转动一定角度,以便毫米波雷达探测坡道终点前方的物体,从而避免碰撞。
(7)当车辆向左或向右换道行驶时,车轮转角传感器实时探测车辆前轮的转动角度,车速传感器实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU。ECU根据前轮转动角度与车辆行驶速度,启动伺服电机A、伺服电机B,伺服电机A、伺服电机B驱动激光射灯A、激光射灯B绕垂直方向同时向左或同时向右转动一定角度,此后ECU控制激光射灯A、激光射灯B发射红色的激光灯柱,以标明换道路径,防止本车与其他车辆发生碰撞。当车辆换道完成后,ECU启动伺服电机A、伺服电机B,伺服电机A、伺服电机B驱动激光射灯A、激光射灯B转动恢复初始状态,ECU关闭激光射灯A、激光射灯B。
(8)驾驶员关闭总开关,以关闭机动车多功能智能安全装置。
优选的,步骤(6)中,毫米波雷达的转动角度与车辆行驶速度、车身俯仰角度相关,其对应关系由试验或仿真获得。步骤(7)中,激光射灯A、激光射灯B的转动角度与前轮转动角度、车辆行驶速度相关,其对应关系由试验或仿真获得。
当机动车多功能智能安全装置应用于后视野安全系统时,其包括左外后视镜系统、右外后视镜系统、车后摄像系统、车轮转角传感器、车速传感器、俯仰角传感器、横摆角速度传感器、总开关、控制器(简称“ECU”)。
所述左外后视镜系统由左外后视镜A、左外后视镜B、伺服电机F组成,左外后视镜系统安装于车辆左侧,用于驾驶员观察左后方区域。所述右外后视镜系统由右外后视镜A、右外后视镜B、伺服电机G组成,右外后视镜系统安装于车辆右侧,用于驾驶员观察右后方区域。所述左外后视镜A位于左外后视镜B的左侧,两者通过伺服电机F相连。伺服电机F能够驱动左外后视镜A绕垂直方向、水平方向转动。所述右外后视镜A位于右外后视镜B的右侧,两者通过伺服电机G相连。伺服电机G能够驱动右外后视镜A绕垂直方向、水平方向转动。初始状态下,左外后视镜A、左外后视镜B处于同一平面;右外后视镜A、右外后视镜B处于同一平面。
所述车后摄像系统由车尾摄像头、伺服电机H组成。初始状态下,车尾摄像头的摄像方向与车辆的向前行驶方向相反。车尾摄像头通过伺服电机H与车辆的后保险杠相连接。伺服电机H能够驱动车尾摄像头绕垂直方向转动。
所述车轮转角传感器安装于前轮转向机构中,用于探测车辆前轮的转动角度,并将探测信息发送至ECU。
所述车速传感器安装于车身上,用于实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU。
所述俯仰角传感器安装于车身上,用于实时探测车身的俯仰角度,并将探测信息发送至ECU
所述横摆角速度传感器安装于车身上,用于实时探测车身的横摆角速度,并将探测信息发送至ECU。
所述ECU与伺服电机F、伺服电机G、车尾摄像头、伺服电机H、车轮转角传感器、车速传感器、俯仰角传感器、横摆角速度传感器、左外后视镜A、右外后视镜A、总开关相连。ECU对伺服电机F、伺服电机G、车尾摄像头、伺服电机H起控制作用。
初始状态下,伺服电机F、伺服电机G、车尾摄像头、伺服电机H处于关闭状态;总开关处于关闭状态。
当机动车多功能智能安全装置应用于后视野安全系统时,机动车多功能智能安全装置的控制方法,包括以下步骤:
(1)机动车启动后,驾驶员开启总开关,以开启机动车多功能智能安全装置。
(2)当车辆向左换道行驶时,车轮转角传感器实时探测车辆前轮的转动角度,车速传感器实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU。ECU根据前轮转动角度与车辆行驶速度,启动伺服电机F,伺服电机F驱动左外后视镜A绕垂直方向,向外水平旋转一定角度,从而增加汽车后视野,使得驾驶员及时观察目标车道的来车,有效避免本车与来车发生碰撞。当车辆换道结束后,ECU启动伺服电机F,伺服电机F驱动左外后视镜A恢复初始状态。
(3)当车辆向右换道行驶时,车轮转角传感器实时探测车辆前轮的转动角度,车速传感器实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU。ECU根据前轮转动角度与车辆行驶速度,启动伺服电机G,伺服电机G驱动右外后视镜A绕垂直方向,向外水平旋转一定角度,从而增加汽车后视野,使得驾驶员及时观察目标车道的来车,有效避免本车与来车发生碰撞。当车辆换道结束后,ECU启动伺服电机G,伺服电机G驱动右外后视镜A恢复初始状态。
(4)当车辆处于下坡行驶状态时,俯仰角传感器实时探测车身的俯仰角度,车速传感器实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU。ECU根据车身俯仰角度与车辆行驶速度,启动伺服电机F、伺服电机G,伺服电机F、伺服电机G驱动左外后视镜A、右外后视镜A绕水平方向,向上转动一定角度,从而便于驾驶员及时观察坡道上的来车,有效避免本车与来车发生碰撞。
(5)当车辆处于上坡行驶状态时,俯仰角传感器实时探测车身的俯仰角度,车速传感器实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU。ECU根据车身俯仰角度与车辆行驶速度,启动伺服电机F、伺服电机G,伺服电机F、伺服电机G驱动左外后视镜A、右外后视镜A绕水平方向,向下转动一定角度,从而便于驾驶员及时观察坡道上的来车,有效避免本车与来车发生碰撞。
(6)当车辆向左掉头变换车道,车头已驶入目标车道时,首先横摆角速度传感器实时探测车身的横摆角速度,并将探测信息发送至ECU;其次ECU根据车身的横摆角速度信息,启动伺服电机H,伺服电机H驱动车尾摄像头绕垂直方向,向车身右侧水平转动一定角度;最后ECU开启车尾摄像头,车尾摄像头采集车后的影像信息,ECU将影像信息传输至左外后视镜A、右外后视镜A中;从而便于驾驶员及时获知车辆向左掉头变换车道过程中,车后的来车位置,有效避免本车与来车发生碰撞。
(7)当车辆向右掉头变换车道,车头已驶入目标车道时,首先横摆角速度传感器实时探测车身的横摆角速度,并将探测信息发送至ECU;其次ECU根据车身的横摆角速度信息,启动伺服电机H,伺服电机H驱动车尾摄像头绕垂直方向,向车身左侧水平转动一定角度;最后ECU开启车尾摄像头,车尾摄像头采集车后的影像信息,ECU将影像信息传输至左外后视镜A、右外后视镜A中;从而便于驾驶员及时获知车辆向右掉头变换车道过程中,车后的来车位置,有效避免本车与来车发生碰撞。
(8)机动车停止运行后,驾驶员关闭总开关,以关闭机动车多功能智能安全装置。
优选的,步骤(2)与(3)中,左外后视镜A、右外后视镜A的转动角度与前轮转动角度、车辆行驶速度相关,其对应关系由试验或仿真获得;步骤(4)与(5)中,左外后视镜A、右外后视镜A的转动角度与车身俯仰角度、车辆行驶速度相关,其对应关系由试验或仿真获得;步骤(6)与(7)中,车尾摄像头的转动角度与车身横摆角速度相关,其对应关系由试验或仿真获得。步骤(4)与(5)中,当车辆处于平路行驶状态时,左外后视镜A、右外后视镜A处于初始状态。步骤(6)与(7)中,当车辆处于直线行驶状态时,车尾摄像头处于初始状态。
当机动车多功能智能安全装置应用于车门安全系统时,其包括超声波雷达A、蜂鸣报警器、车门照明灯、超声波雷达B、伺服电机I、车门状态传感器、总开关、控制器(简称“ECU”)。
所述超声波雷达A安装于车门下沿的中间位置,超声波雷达A能够向下发射超声波,用于实时探测车门开启过程中,车门下方路面的最大凹陷深度H,并将探测信息发送至ECU。
所述蜂鸣报警器安装于车门中,用于发出警报声。
所述车门照明灯安装于车门下沿,其能够发出绿色或红色光线,用于照亮车门下方的路面。
所述超声波雷达B安装于车门后沿的中间位置,超声波雷达B能够向后发射超声波,用于实时探测车门开启过程中,后方接近车门的物体,并将探测信息发送至ECU。初始状态下,超声波雷达B的发射端朝向与车辆的向前行驶方向相反,超声波雷达B的轴向方向与车辆的纵向方向平行。
所述伺服电机I安装于车门后沿的中间位置,伺服电机I用于驱动超声波雷达B绕垂直方向,水平转动。
所述车门状态传感器安装于车门中,用于实时探测车门的开启角度,并将探测信息发送至ECU。
所述ECU与超声波雷达A、蜂鸣报警器、车门照明灯、超声波雷达B、伺服电机I、车门状态传感器、总开关相连。ECU对超声波雷达A、蜂鸣报警器、车门照明灯、超声波雷达B、伺服电机I起控制作用。
初始状态下,超声波雷达A、蜂鸣报警器、车门照明灯、超声波雷达B、伺服电机I处于关闭状态;总开关处于关闭状态。
当机动车多功能智能安全装置应用于车门安全系统时,机动车多功能智能安全装置的控制方法,包括以下步骤:
(1)机动车的车门打开后,机动车多功能智能安全装置开启。
(2)车门状态传感器实时探测车门的开启角度,并将探测信息发送至ECU。
(3)一方面,ECU判定车门开启时,ECU启动超声波雷达A,超声波雷达A向下发射超声波,实时探测车门开启过程中,车门下方路面的最大凹陷深度H,并将探测信息发送至ECU。1)当H≤15mm时,蜂鸣报警器、车门照明灯不工作。2)当15mm<H≤30mm时,车门照明灯不工作;ECU启动蜂鸣报警器,蜂鸣报警器发出连续的3声警报声,以提醒驾乘人员,车门下方的路面存在较小的凹陷。3)当30mm<H≤50mm时,ECU启动蜂鸣报警器,蜂鸣报警器发出连续的6声警报声,以提醒驾乘人员,车门下方的路面存在较大的凹陷;同时ECU启动车门照明灯,控制车门照明灯发出绿色光线,从而照亮车门下方的路面。4)当H>50mm时,ECU启动蜂鸣报警器,蜂鸣报警器发出连续的警报声;同时ECU启动车门照明灯,控制车门照明灯发出红色光线;共同警告驾乘人员,车门下方的路面存在较大的凹陷,且存在危险,此时切勿下车。
(4)另一方面,ECU判定车门开启时,首先ECU启动伺服电机I;基于车门开启角度,伺服电机I驱动超声波雷达B绕垂直方向,向车门开启的反方向,水平旋转一定角度,使得超声波雷达B的轴向方向始终与车辆纵向方向平行。其次ECU控制超声波雷达B向后发射超声波,实时探测车门开启过程中,后方接近车门的物体,并将探测信息发送至ECU。最后若车门后方有物体靠近,且相距车门后沿小于3m时,ECU开启蜂鸣报警器与车门照明灯,蜂鸣报警器发出连续的警报声,车门照明灯发出红色光线,共同警告驾乘人员暂停开启车门,避免车门开启过程中,后方物体撞击车门,造成人员伤害。
(5)机动车的车门关闭后,机动车多功能智能安全装置关闭。
当机动车多功能智能安全装置应用于行人保护系统时,其包括倒L型条状气囊A、倒L型条状气囊B、供气装置A、磁铁A、磁铁B、超声波雷达C、条状气囊A、条状气囊B、供气装置B、磁铁C、磁铁D、后备箱盖、弹射机构、磁铁E、磁铁F、车速传感器、总开关、控制器(简称“ECU”)。
初始状态下,所述倒L型条状气囊A、倒L型条状气囊B分别折叠存放于车辆的左、右翼子板内部,倒L型条状气囊A、倒L型条状气囊B的外端分别与磁铁A、磁铁B固定连接。
所述供气装置A安装于车身前端,用于向倒L型条状气囊A、倒L型条状气囊B内充入适量气体,使倒L型条状气囊A、倒L型条状气囊B由折叠状态变为膨胀状态。
所述超声波雷达C安装于车顶,超声波雷达C能够向上发射超声波,用于探测在车辆与行人发生碰撞中,行人是否越过车顶,并将探测信息发送至ECU。
初始状态下,所述条状气囊A、条状气囊B分别折叠存放于车辆的左侧C柱、右侧C柱的内部,条状气囊A、条状气囊B的外端分别与磁铁C、磁铁D固定连接。
所述供气装置B安装于车身后端,用于向条状气囊A、条状气囊B内充入适量气体,使条状气囊A、条状气囊B由折叠状态变为膨胀状态。
所述弹射机构安装于后备箱盖前端与车身的铰链处,用于开启后备箱盖。
所述磁铁E、磁铁F分别安装于后备箱盖上表面的左、右两端。
所述ECU与车速传感器、供气装置A、超声波雷达C、供气装置B、弹射机构、总开关相连,ECU对供气装置A、超声波雷达C、供气装置B、弹射机构起控制作用。
初始状态下,供气装置A、超声波雷达C、供气装置B、弹射机构、总开关处于关闭状态。
当机动车多功能智能安全装置应用于行人保护系统时,机动车多功能智能安全装置的控制方法,包括以下步骤:
(1)机动车启动后,驾驶员开启总开关,以开启机动车多功能智能安全装置。
(2)车速传感器实时探测车辆的行驶速度,ECU根据车速传感器的探测信息,判断机动车是否发生与行人的正面碰撞,并判定碰撞速度;若碰撞速度低于30km/h,则ECU判定机动车与行人的碰撞为低速碰撞;若碰撞速度高于30km/h,且低于50km/h,则ECU判定机动车与行人的碰撞为中速碰撞;若碰撞速度高于50km/h,则ECU判定机动车与行人的碰撞为高速碰撞。
(3)当机动车与行人发生低速碰撞时,机动车的前端撞击行人的腿部,此后行人的躯干与头部绕腿部旋转,使得躯干与头部撞击发动机罩。在行人的躯干与头部撞击发动机罩时,首先ECU控制供气装置A向倒L型条状气囊A、倒L型条状气囊B内充入适量气体,使倒L型条状气囊A、倒L型条状气囊B由折叠状态变为膨胀状态;其次膨胀的倒L型条状气囊A、倒L型条状气囊B冲出左、右翼子板,向上延伸至发动机罩的上方;再次位于倒L型条状气囊A、倒L型条状气囊B外端的磁铁A、磁铁B相互吸合,使得倒L型条状气囊A、倒L型条状气囊B组合为倒U型气囊;最后倒U型气囊约束行人躯干与头部的运动,从而避免行人被发动机罩反弹至前方地面,有效减轻行人伤害。
(4)当机动车与行人发生中速碰撞时,在撞击力的作用下,行人越过车顶,向车身后部运动。当机动车与行人发生中速碰撞时,ECU控制超声波雷达C向上发射超声波,探测行人是否越过车顶,并将探测信息发送至ECU。若行人已越过车顶,ECU控制弹射机构开启后备箱盖,以抑制行人继续向后运动,从而避免行人被反弹至车辆后方的地面,有效减轻行人伤害。
(5)当机动车与行人发生高速碰撞时,在巨大撞击力的作用下,行人越过车顶,快速向车身后部运动。当机动车与行人发生高速碰撞时,ECU控制超声波雷达C向上发射超声波,探测行人是否越过车顶,并将探测信息发送至ECU。若行人已越过车顶,首先ECU控制弹射机构开启后备箱盖;其次ECU控制供气装置B向条状气囊A、条状气囊B内充入适量气体,使条状气囊A、条状气囊B由折叠状态变为膨胀状态;再次膨胀的条状气囊A、条状气囊B冲出左侧C柱、右侧C柱,向后延伸至开启的后备箱盖,条状气囊A、条状气囊B外端的磁铁C、磁铁D分别与磁铁E、磁铁F相互吸合;最后车辆后窗、条状气囊A、条状气囊B、后备箱盖形成一框型结构,此框型结构能够防止行人继续向后运动,从而避免行人被反弹至车辆后方的地面,有效减轻行人伤害。
(6)当机动车与行人碰撞结束后,驾驶员关闭总开关,以关闭机动车多功能智能安全装置。
本发明的有益效果:
(1)本发明所述的机动车多功能智能安全装置,应用于灯光安全系统时,能够辅助驾驶员判断车辆是否会与周边障碍物发生擦碰,以提升车辆的行驶安全性与通勤效率;能够避免旁边车道的车辆因本车的遮挡,而与人行横道上的行人发生碰撞;能够辅助其他车辆,提前获知本车的倒车意图;能够向其他车辆表明本车的位置,以避免其他车辆与本车发生碰撞;能够标明本车的换道路径,防止本车与其他车辆发生碰撞。
(2)本发明所述的机动车多功能智能安全装置,应用于后视野安全系统时,若车辆向左、向右换道行驶,能够辅助驾驶员及时观察目标车道的来车,以有效避免本车与来车发生碰撞;若车辆处于上坡、下坡行驶状态,能够辅助驾驶员及时观察坡道上的来车,以有效避免本车与来车发生碰撞;若车辆向左、向右掉头变换车道,能够辅助驾驶员及时获知车辆掉头变换车道过程中,车后的来车位置,以有效避免本车与来车发生碰撞。
(3)本发明所述的机动车多功能智能安全装置,应用于车门安全系统时,能够实时探测车门开启过程中,车门下方路面的凹陷程度,便于驾乘人员下车;同时避免车门开启过程中,后方物体撞击车门,造成人员伤害。
(4)本发明所述的机动车多功能智能安全装置,应用于行人保护系统时,利用L型条状气囊A、倒L型条状气囊B、条状气囊A、条状气囊B、后备箱盖、弹射机构,能够在机动车与行人低速、中速、高速正面碰撞中,有效避免行人与车辆前方、后方地面发生碰撞。
附图说明
图1为实施例1中激光射灯A、激光射灯B、伺服电机A、伺服电机B、激光射灯C、激光射灯D、伺服电机C、伺服电机D、开关A、开关B、开关C、车轮转角传感器、俯仰角传感器、毫米波雷达、伺服电机E、总开关、车速传感器、ECU的结构示意图。
图2为实施例2中左外后视镜系统、右外后视镜系统、车后摄像系统、车轮转角传感器、车速传感器、俯仰角传感器、横摆角速度传感器、总开关、ECU的结构示意图。
图3为实施例3中超声波雷达A、蜂鸣报警器、车门照明灯、超声波雷达B、伺服电机I、车门状态传感器、总开关、ECU的结构示意图。
图4为实施例4中折叠的L型条状气囊A、折叠的倒L型条状气囊B、供气装置A、磁铁A、磁铁B、车速传感器、总开关、ECU的结构示意图。
图5为实施例4中超声波雷达C、折叠的条状气囊A、折叠的条状气囊B、供气装置B、磁铁C、磁铁D、车速传感器、总开关、ECU的结构示意图。
图6为实施例4中膨胀的L型条状气囊A、膨胀的倒L型条状气囊B、磁铁A、磁铁B的结构示意图。
图7为实施例4中后备箱盖、弹射机构、磁铁E、磁铁F、总开关、ECU的结构示意图。
图中标号名称为:1-1激光射灯A;1-2、激光射灯B;1-3、伺服电机A;1-4、伺服电机B;1-5、激光射灯C;1-6、激光射灯D;1-7、伺服电机C;1-8、伺服电机D;1-9、开关A;1-10、开关B;1-11、开关C;1、车轮转角传感器;2、俯仰角传感器;1-14、毫米波雷达;1-15、伺服电机E;3、总开关;5、车速传感器;4、ECU。
2-1、左外后视镜A;2-2、左外后视镜B;2-3、伺服电机F;2-4、右外后视镜A;2-5、右外后视镜B;2-6、伺服电机G;2-7、车尾摄像头;2-8、伺服电机H;1、车轮转角传感器;5、车速传感器;2、俯仰角传感器;6、横摆角速度传感器;3、总开关;4、ECU。
3-1、超声波雷达A;3-2、蜂鸣报警器;3-3、车门照明灯;3-4、超声波雷达B;3-5、伺服电机I;3-6、车门状态传感器;3、总开关;4、ECU。
4-1、L型条状气囊A;4-2、倒L型条状气囊B;4-3、供气装置A;4-4、磁铁A;4-5、磁铁B;4-6、超声波雷达C;4-7、条状气囊A;4-8、条状气囊B;4-9、供气装置B;4-10、磁铁C;4-11、磁铁D;4-12、后备箱盖;4-13、弹射机构;4-14、磁铁E;4-15、磁铁F;5、车速传感器、3、总开关、4、ECU。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
在实施例1中,机动车多功能智能安全装置应用于灯光安全系统。如图1所示,机动车多功能智能安全装置包括激光射灯A1-1、激光射灯B1-2、伺服电机A1-3、伺服电机B1-4、激光射灯C1-5、激光射灯D1-6、伺服电机C1-7、伺服电机D1-8、开关A1-9、开关B1-10、开关C1-11、车轮转角传感器1、俯仰角传感器2、毫米波雷达1-14、伺服电机E1-15、总开关3、ECU4、车速传感器5。
激光射灯A1-1、激光射灯B1-2分别安装于车辆前脸左、右两侧边缘的下端,其安装位置相距地面15cm。激光射灯A1-1、激光射灯B1-2的前端能够发射红色的激光灯柱,激光灯柱的照射距离为5m。初始状态下,激光射灯A1-1、激光射灯B1-2、伺服电机A1-3、伺服电机B1-4的前端朝向与车辆的向前行驶方向一致。伺服电机A1-3、伺服电机B1-4的前端分别连接于激光射灯A1-1、激光射灯B1-2的后端,伺服电机A1-3、伺服电机B1-4的后端与车身相连接。伺服电机A1-3、伺服电机B1-4能够驱动激光射灯A1-1、激光射灯B1-2绕垂直方向向左、向右转动。激光射灯C1-5、激光射灯D1-6分别安装于车辆后脸左、右两侧边缘的下端,其安装位置相距地面15cm。激光射灯C1-5、激光射灯D1-6的前端能够发射红色的激光灯柱,激光灯柱的照射距离为5m。初始状态下,激光射灯C1-5、激光射灯D1-6、伺服电机C1-7、伺服电机D1-8的前端朝向与车辆的向前行驶方向相反。伺服电机C1-7、伺服电机D1-8的前端分别连接于激光射灯C1-5、激光射灯D1-6的后端,伺服电机C1-7、伺服电机D1-8的后端与车身相连接。伺服电机C1-7、伺服电机D1-8能够驱动激光射灯C1-5、激光射灯D1-6绕水平方向向上、向下转动。初始状态下,激光射灯A1-1、激光射灯B1-2、激光射灯C1-5、激光射灯D1-6的轴向方向与车辆的纵向方向平行。
车轮转角传感器1安装于前轮转向机构中,用于实时探测前轮的转动角度,并将探测信息发送至ECU4。
车速传感器5安装于车身上,用于实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU4。
俯仰角传感器2安装于车身上,用于实时探测车身的俯仰角度,并将探测信息发送至ECU4。
伺服电机E1-15的前端与毫米波雷达1-14相连接,伺服电机E1-15的后端与车辆的前保险杠固定连接,伺服电机E1-15能够驱动毫米波雷达1-14绕水平方向向上、向下转动。毫米波雷达1-14能够向前发射毫米波,用于探测车辆前方的物体,并将探测信息发送至ECU4。
ECU4是整个装置的核心,可以整合在车辆的中央控制器中。ECU与激光射灯A1-1、激光射灯B1-2、伺服电机A1-3、伺服电机B1-4、激光射灯C1-5、激光射灯D1-6、伺服电机C1-7、伺服电机D1-8、开关A1-9、开关B1-10、开关C1-11、车轮转角传感器1、俯仰角传感器2、毫米波雷达1-14、伺服电机E1-15、总开关3、车速传感器5相连。ECU4对伺服电机A1-3、伺服电机B1-4、伺服电机C1-7、伺服电机D1-8、伺服电机E1-15起控制作用。
初始状态下,激光射灯A1-1、激光射灯B1-2、伺服电机A1-3、伺服电机B1-4、激光射灯C1-5、激光射灯D1-6、伺服电机C1-7、伺服电机D1-8、伺服电机E1-15处于关闭状态;总开关3、开关A1-9、开关B1-10、开关C1-11处于关闭状态。
为了达到本发明在实施例1中的避撞效果,通过以下控制方法实现:
(1)驾驶员开启总开关3,以开启机动车多功能智能安全装置。
(2)当车辆在狭窄路面上行驶时,驾驶员开启开关A1-9,此时ECU4控制激光射灯A1-1、激光射灯B1-2向前发射红色的激光灯柱,向前发射的激光灯柱能够帮助驾驶员判断在车辆行驶过程中,车辆是否会与周边障碍物发生擦碰,从而提升车辆的行驶安全性与通勤效率。若车辆已驶过狭窄路面,驾驶员关闭开关A1-9,此时ECU4关闭激光射灯A1-1、激光射灯B1-2。
(3)当车辆在人行横道前停车,等待行人通过时,若毫米波雷达1-14探测到人行横道上的行人,首先毫米波雷达1-14将探测信息发送至ECU4;其次ECU4收到毫米波雷达1-14的探测信息后,ECU4启动伺服电机A1-3、伺服电机B1-4,伺服电机A1-3、伺服电机B1-4驱动激光射灯A1-1、激光射灯B1-2绕垂直方向分别向左、向右转动90°,转动后激光射灯A1-1、激光射灯B1-2的前端分别朝向车辆的左、右两侧;最后ECU4控制激光射灯A1-1、激光射灯B1-2分别向左、向右发射红色的激光灯柱,以提醒旁边车道的车辆有行人正在过马路,从而避免旁边车道的车辆因本车的遮挡,而与行人发生碰撞。若毫米波雷达1-14探测到行人已过马路,ECU4启动伺服电机A1-3、伺服电机B1-4,伺服电机A1-3、伺服电机B1-4驱动激光射灯A1-1、激光射灯B1-2绕垂直方向分别向右、向左转动90°,此后激光射灯A1-1、激光射灯B1-2恢复初始状态,ECU4关闭激光射灯A1-1、激光射灯B1-2。
(4)当车辆倒车时,驾驶员开启开关B1-10,此时ECU4控制激光射灯C1-5、激光射灯D1-6向后发射红色的激光灯柱,以便其他车辆,提前获知本车的倒车意图。当车辆倒车完成后,驾驶员关闭开关B1-10,此时ECU4关闭激光射灯C1-5、激光射灯D1-6。
(5)当车辆路边停车时,驾驶员开启开关C1-11,ECU4启动伺服电机C1-7、伺服电机D1-8,伺服电机C1-7、伺服电机D1-8驱动激光射灯C1-5、激光射灯D1-6绕水平方向向上转动90°,转动后激光射灯C1-5、激光射灯D1-6的前端朝上;ECU4控制激光射灯C1-5、激光射灯D1-6向上发射红色的激光灯柱,以向其他车辆表明本车的位置,从而避免其他车辆与本车发生碰撞。当车辆重新启动后,驾驶员关闭开关C1-11,ECU4启动伺服电机C1-7、伺服电机D1-8,伺服电机C1-7、伺服电机D1-8驱动激光射灯C1-5、激光射灯D1-6绕水平方向向下转动90°,此后激光射灯C1-5、激光射灯D1-6恢复初始状态,ECU4关闭激光射灯C1-5、激光射灯D1-6。
(6)当车辆处于下坡行驶状态时,车速传感器5实时探测车辆的行驶速度,俯仰角传感器2实时探测车身的俯仰角度,并将探测信息发送至ECU4。根据车辆行驶速度与车身俯仰角度,ECU4启动伺服电机E1-15,伺服电机E1-15驱动毫米波雷达1-14向上转动一定角度,以便毫米波雷达1-14探测坡道终点前方的物体,从而避免碰撞;当车辆处于上坡行驶状态时,根据车辆行驶速度与车身俯仰角度,ECU4启动伺服电机E1-15,伺服电机E1-15驱动毫米波雷达1-14向下转动一定角度,以便毫米波雷达1-14探测坡道终点前方的物体,从而避免碰撞。
(7)当车辆向左或向右换道行驶时,车轮转角传感器1实时探测车辆前轮的转动角度,车速传感器5实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU4。ECU4根据前轮转动角度与车辆行驶速度,启动伺服电机A1-3、伺服电机B1-4,伺服电机A1-3、伺服电机B1-4驱动激光射灯A1-1、激光射灯B1-2绕垂直方向同时向左或同时向右转动一定角度,此后ECU4控制激光射灯A1-1、激光射灯B1-2发射红色的激光灯柱,以标明换道路径,防止本车与其他车辆发生碰撞。当车辆换道完成后,ECU4启动伺服电机A1-3、伺服电机B1-4,伺服电机A1-3、伺服电机B1-4驱动激光射灯A1-1、激光射灯B1-2转动恢复初始状态,ECU4关闭激光射灯A1-1、激光射灯B1-2。
(8)驾驶员关闭总开关,以关闭机动车多功能智能安全装置。
具体的,步骤(6)中,毫米波雷达1-14的转动角度与车辆行驶速度、车身俯仰角度相关,其对应关系由试验或仿真获得。步骤(7)中,激光射灯A1-1、激光射灯B1-2的转动角度与前轮转动角度、车辆行驶速度相关,其对应关系由试验或仿真获得。
在实施例2中,机动车多功能智能安全装置应用于后视野安全系统。如图2所示,机动车多功能智能安全装置包括左外后视镜系统、右外后视镜系统、车后摄像系统、车轮转角传感器1、车速传感器5、俯仰角传感器2、横摆角速度传感器6、总开关3、ECU4。
左外后视镜系统由左外后视镜A2-1、左外后视镜B2-2、伺服电机F2-3组成,左外后视镜系统安装于车辆左侧,用于驾驶员观察左后方区域。右外后视镜系统由右外后视镜A2-4、右外后视镜B2-5、伺服电机G2-6组成,右外后视镜系统安装于车辆右侧,用于驾驶员观察右后方区域。左外后视镜A2-1位于左外后视镜B2-2的左侧,两者通过伺服电机F2-3相连。伺服电机F2-3能够驱动左外后视镜A2-1绕垂直方向、水平方向转动。右外后视镜A2-4位于右外后视镜B2-5的右侧,两者通过伺服电机G2-6相连。伺服电机G2-6能够驱动右外后视镜A2-4绕垂直方向、水平方向转动。初始状态下,左外后视镜A2-1、左外后视镜B2-2处于同一平面;右外后视镜A2-4、右外后视镜B2-5处于同一平面。
车后摄像系统由车尾摄像头2-7、伺服电机H2-8组成。初始状态下,车尾摄像头2-7的摄像方向与车辆的向前行驶方向相反。车尾摄像头2-7通过伺服电机H2-8与车辆的后保险杠相连接。伺服电机H2-8能够驱动车尾摄像头2-7绕垂直方向转动。
车轮转角传感器1安装于前轮转向机构中,用于探测车辆前轮的转动角度,并将探测信息发送至ECU4。
车速传感器5安装于车身上,用于实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU4。
俯仰角传感器2安装于车身上,用于实时探测车身的俯仰角度,并将探测信息发送至ECU4。
横摆角速度传感器6安装于车身上,用于实时探测车身的横摆角速度,并将探测信息发送至ECU4。
ECU4与伺服电机F2-3、伺服电机G2-6、车尾摄像头2-7、伺服电机H2-8、车轮转角传感器1、车速传感器5、俯仰角传感器2、横摆角速度传感器6、左外后视镜A2-1、右外后视镜A2-4、总开关3相连。ECU4对伺服电机F2-3、伺服电机G2-6、车尾摄像头2-7、伺服电机H2-8起控制作用。
初始状态下,伺服电机F2-3、伺服电机G2-6、车尾摄像头2-7、伺服电机H2-8处于关闭状态;总开关3处于关闭状态。
为了达到本发明在实施例2中的避撞效果,通过以下控制方法实现:
(1)机动车启动后,驾驶员开启总开关,以开启机动车多功能智能安全装置。
(2)当车辆向左换道行驶时,车轮转角传感器1实时探测车辆前轮的转动角度,车速传感器5实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU4。ECU4根据前轮转动角度与车辆行驶速度,启动伺服电机F2-3,伺服电机F2-3驱动左外后视镜A2-1绕垂直方向,向外水平旋转一定角度,从而增加汽车后视野,使得驾驶员及时观察目标车道的来车,有效避免本车与来车发生碰撞。当车辆换道结束后,ECU4启动伺服电机F2-3,伺服电机F2-3驱动左外后视镜A2-1恢复初始状态。
(3)当车辆向右换道行驶时,车轮转角传感器1实时探测车辆前轮的转动角度,车速传感器5实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU4。ECU4根据前轮转动角度与车辆行驶速度,启动伺服电机G2-6,伺服电机G2-6驱动右外后视镜A2-4绕垂直方向,向外水平旋转一定角度,从而增加汽车后视野,使得驾驶员及时观察目标车道的来车,有效避免本车与来车发生碰撞。当车辆换道结束后,ECU4启动伺服电机G2-6,伺服电机G2-6驱动右外后视镜A2-4恢复初始状态。
(4)当车辆处于下坡行驶状态时,俯仰角传感器2实时探测车身的俯仰角度,车速传感器5实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU4。ECU4根据车身俯仰角度与车辆行驶速度,启动伺服电机F2-3、伺服电机G2-6,伺服电机F2-3、伺服电机G2-6驱动左外后视镜A2-1、右外后视镜A2-4绕水平方向,向上转动一定角度,从而便于驾驶员及时观察坡道上的来车,有效避免本车与来车发生碰撞。
(5)当车辆处于上坡行驶状态时,俯仰角传感器2实时探测车身的俯仰角度,车速传感器5实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU4。ECU4根据车身俯仰角度与车辆行驶速度,启动伺服电机F2-3、伺服电机G2-6,伺服电机F2-3、伺服电机G2-6驱动左外后视镜A2-1、右外后视镜A2-4绕水平方向,向下转动一定角度,从而便于驾驶员及时观察坡道上的来车,有效避免本车与来车发生碰撞。
(6)当车辆向左掉头变换车道,车头已驶入目标车道时,首先横摆角速度传感器6实时探测车身的横摆角速度,并将探测信息发送至ECU4;其次ECU4根据车身的横摆角速度信息,启动伺服电机H2-8,伺服电机H2-8驱动车尾摄像头2-7绕垂直方向,向车身右侧水平转动一定角度,使得车尾摄像头2-7的轴向方向始终与目标车道的中心线平行;最后ECU4开启车尾摄像头2-7,车尾摄像头2-7采集车后的影像信息,ECU4将影像信息传输至左外后视镜A2-1、右外后视镜A2-4中;从而便于驾驶员及时获知车辆向左掉头变换车道过程中,车后的来车位置,有效避免本车与来车发生碰撞。
(7)当车辆向右掉头变换车道,车头已驶入目标车道时,首先横摆角速度传感器6实时探测车身的横摆角速度,并将探测信息发送至ECU4;其次ECU4根据车身的横摆角速度信息,启动伺服电机H2-8,伺服电机H2-8驱动车尾摄像头2-7绕垂直方向,向车身左侧转动一定角度,使得车尾摄像头2-7的轴向方向始终与目标车道的中心线平行;最后ECU4开启车尾摄像头,车尾摄像头2-7采集车后的影像信息,ECU4将影像信息传输至左外后视镜A2-1、右外后视镜A2-4中;从而便于驾驶员及时获知车辆向右掉头变换车道过程中,车后的来车位置,有效避免本车与来车发生碰撞。
(8)机动车停止运行后,驾驶员关闭总开关,以关闭机动车多功能智能安全装置。
具体的,步骤(2)与(3)中,左外后视镜A2-1、右外后视镜A2-4的转动角度与前轮转动角度、车辆行驶速度相关,其对应关系由试验或仿真获得;步骤(4)与(5)中,左外后视镜A2-1、右外后视镜A2-4的转动角度与车身俯仰角度、车辆行驶速度相关,其对应关系由试验或仿真获得;步骤(6)与(7)中,车尾摄像头2-7的转动角度与车身横摆角速度相关,其对应关系由试验或仿真获得。步骤(4)与(5)中,当车辆处于平路行驶状态时,左外后视镜A2-1、右外后视镜A2-4处于初始状态。步骤(6)与(7)中,当车辆处于直线行驶状态时,车尾摄像头2-7处于初始状态。
在实施例3中,机动车多功能智能安全装置应用于车门安全系统。如图3所示,机动车多功能智能安全装置包括超声波雷达A3-1、蜂鸣报警器3-2、车门照明灯3-3、超声波雷达B3-4、伺服电机I3-5、车门状态传感器3-6、总开关3、ECU4。
超声波雷达A3-1安装于车门下沿的中间位置,超声波雷达A3-1能够向下发射超声波,用于实时探测车门开启过程中,车门下方路面的最大凹陷深度H,并将探测信息发送至ECU4。
蜂鸣报警器3-2安装于车门中,用于发出警报声。
车门照明灯3-3安装于车门下沿,其能够发出绿色或红色光线,用于照亮车门下方的路面。
超声波雷达B3-4安装于车门后沿的中间位置,超声波雷达B3-4能够向后发射超声波,用于实时探测车门开启过程中,后方接近车门的物体,并将探测信息发送至ECU4。初始状态下,超声波雷达B3-4的发射端朝向与车辆的向前行驶方向相反,超声波雷达B3-4的轴向方向与车辆的纵向方向平行。
伺服电机I3-5安装于车门后沿的中间位置,伺服电机I3-5用于驱动超声波雷达B3-4绕垂直方向,水平转动。
车门状态传感器3-6安装于车门中,用于实时探测车门的开启角度,并将探测信息发送至ECU4。
ECU4与超声波雷达A3-1、蜂鸣报警器3-2、车门照明灯3-3、超声波雷达B3-4、伺服电机I3-5、车门状态传感器3-6、总开关3相连。ECU4对超声波雷达A3-1、蜂鸣报警器3-2、车门照明灯3-3、超声波雷达B3-4、伺服电机I3-5起控制作用。
初始状态下,超声波雷达A3-1、蜂鸣报警器3-2、车门照明灯3-3、超声波雷达B3-4、伺服电机I3-5处于关闭状态;总开关3处于关闭状态。
为了达到本发明在实施例3中的保护效果,通过以下控制方法实现:
(1)机动车的车门打开后,机动车多功能智能安全装置开启。
(2)车门状态传感器3-6实时探测车门的开启角度,并将探测信息发送至ECU4。
(3)一方面,ECU4判定车门开启时,ECU4启动超声波雷达A3-1,超声波雷达A3-1向下发射超声波,实时探测车门开启过程中,车门下方路面的最大凹陷深度H,并将探测信息发送至ECU4。1)当H≤15mm时,蜂鸣报警器3-2、车门照明灯3-3不工作。2)当15mm<H≤30mm时,车门照明灯3-3不工作;ECU4启动蜂鸣报警器,蜂鸣报警器3-2发出连续的3声警报声,以提醒驾乘人员,车门下方的路面存在较小的凹陷。3)当30mm<H≤50mm时,ECU4启动蜂鸣报警器3-2,蜂鸣报警器3-2发出连续的6声警报声,以提醒驾乘人员,车门下方的路面存在较大的凹陷;同时ECU4启动车门照明灯3-3,控制车门照明灯3-3发出绿色光线,从而照亮车门下方的路面。4)当H>50mm时,ECU4启动蜂鸣报警器3-2,蜂鸣报警器3-2发出连续的警报声;同时ECU4启动车门照明灯3-3,控制车门照明灯3-3发出红色光线;共同警告驾乘人员,车门下方的路面存在较大的凹陷,且存在危险,此时切勿下车。
(4)另一方面,ECU4判定车门开启时,首先ECU4启动伺服电机I3-5;基于车门开启角度,伺服电机I3-5驱动超声波雷达B3-4绕垂直方向,向车门开启的反方向,水平旋转一定角度,使得超声波雷达B3-4的轴向方向始终与车辆纵向方向平行。其次ECU4控制超声波雷达B3-4向后发射超声波,实时探测车门开启过程中,后方接近车门的物体,并将探测信息发送至ECU4。最后若车门后方有物体靠近,且相距车门后沿小于3m时,ECU4开启蜂鸣报警器3-2与车门照明灯3-3,蜂鸣报警3-2发出连续的警报声,车门照明灯3-3发出红色光线,共同警告驾乘人员暂停开启车门,避免车门开启过程中,后方物体撞击车门,造成人员伤害。
(5)机动车的车门关闭后,机动车多功能智能安全装置关闭。
在实施例4中,机动车多功能智能安全装置应用于行人保护系统。如图4至图7所示,机动车多功能智能安全装置包括倒L型条状气囊A4-1、倒L型条状气囊B4-2、供气装置A4-3、磁铁A4-4、磁铁B4-5、超声波雷达C4-6、条状气囊A4-7、条状气囊B4-8、供气装置B4-9、磁铁C4-10、磁铁D4-11、后备箱盖4-12、弹射机构4-13、磁铁E4-14、磁铁F4-15、车速传感器5、总开关3、ECU4。
初始状态下,倒L型条状气囊A4-1、倒L型条状气囊4-2分别折叠存放于车辆的左、右翼子板内部,倒L型条状气囊A4-1、倒L型条状气囊B4-2的外端分别与磁铁A4-4、磁铁B4-5固定连接。
供气装置A4-3安装于车身前端,用于向倒L型条状气囊A4-1、倒L型条状气囊B4-2内充入适量气体,使倒L型条状气囊A4-1、倒L型条状气囊B4-2由折叠状态变为膨胀状态。
超声波雷达C4-6安装于车顶,超声波雷达C4-6能够向上发射超声波,用于探测在车辆与行人发生碰撞中,行人是否越过车顶,并将探测信息发送至ECU4。
初始状态下,条状气囊A4-7、条状气囊B4-8分别折叠存放于车辆的左侧C柱、右侧C柱的内部,条状气囊A4-7、条状气囊B4-8的外端分别与磁铁C4-10、磁铁D4-11固定连接。
供气装置B4-9安装于车身后端,用于向条状气囊A4-7、条状气囊B4-8内充入适量气体,使条状气囊A4-7、条状气囊B4-8由折叠状态变为膨胀状态。
弹射机构4-13安装于后备箱盖4-12的前端与车身的铰链处,用于开启后备箱盖4-12。
磁铁E4-14、磁铁F4-15分别安装于后备箱盖4-12上表面的左、右两端。
ECU4与车速传感器5、供气装置A4-3、超声波雷达C4-6、供气装置B4-9、弹射机构4-13、总开关3相连,ECU对供气装置A4-3、超声波雷达C4-6、供气装置B4-9、弹射机构4-13起控制作用。
初始状态下,供气装置A4-3、超声波雷达C4-6、供气装置B4-9、弹射机构4-13、总开关3处于关闭状态。
为了达到本发明在实施例4中的保护效果,通过以下控制方法实现:
(1)机动车启动后,驾驶员开启总开关3,以开启机动车多功能智能安全装置。
(2)车速传感器5实时探测车辆的行驶速度,ECU4根据车速传感器的探测信息,判断机动车是否发生与行人的正面碰撞,并判定碰撞速度;若碰撞速度低于30km/h,则ECU4判定机动车与行人的碰撞为低速碰撞;若碰撞速度高于30km/h,且低于50km/h,则ECU4判定机动车与行人的碰撞为中速碰撞;若碰撞速度高于50km/h,则ECU4判定机动车与行人的碰撞为高速碰撞。
(3)当机动车与行人发生低速碰撞时,机动车的前端撞击行人的腿部,此后行人的躯干与头部绕腿部旋转,使得躯干与头部撞击发动机罩。在行人的躯干与头部撞击发动机罩时,首先ECU4控制供气装置A4-3向倒L型条状气囊A4-1、倒L型条状气囊B4-2内充入适量气体,使倒L型条状气囊4-1、倒L型条状气囊B4-2由折叠状态变为膨胀状态;其次膨胀的倒L型条状气囊A4-1、倒L型条状气囊B4-2冲出左、右翼子板,向上延伸至发动机罩的上方;再次位于倒L型条状气囊A4-1、倒L型条状气囊B4-2外端的磁铁A4-4、磁铁B4-5相互吸合,使得膨胀的倒L型条状气囊A4-1、倒L型条状气囊B4-2组合为倒U型气囊;最后倒U型气囊约束行人躯干与头部的运动,从而避免行人被发动机罩反弹至前方地面,有效减轻行人伤害。
(4)当机动车与行人发生中速碰撞时,在撞击力的作用下,行人越过车顶,向车身后部运动。当机动车与行人发生中速碰撞时,ECU4控制超声波雷达C4-6向上发射超声波,探测行人是否越过车顶,并将探测信息发送至ECU4。若行人已越过车顶,ECU4控制弹射机构4-13开启后备箱盖4-12,以抑制行人继续向后运动,从而避免行人被反弹至车辆后方的地面,有效减轻行人伤害。
(5)当机动车与行人发生高速碰撞时,在巨大撞击力的作用下,行人越过车顶,快速向车身后部运动。当机动车与行人发生高速碰撞时,ECU4控制超声波雷达C4-6向上发射超声波,探测行人是否越过车顶,并将探测信息发送至ECU4。若行人已越过车顶,首先ECU4控制弹射机构4-13开启后备箱盖4-12;其次ECU4控制供气装置B4-9向条状气囊A4-7、条状气囊B4-8内充入适量气体,使条状气囊A4-7、条状气囊B4-8由折叠状态变为膨胀状态;再次膨胀的条状气囊A4-7、条状气囊B4-8冲出左侧C柱、右侧C柱,向后延伸至开启的后备箱盖4-12,膨胀的条状气囊A4-7、条状气囊B4-8外端的磁铁C4-10、磁铁D4-11分别与磁铁E4-14、磁铁F4-15相互吸合;最后车辆后窗、膨胀的条状气囊A4-7、膨胀的条状气囊B4-8、后备箱盖4-12形成一框型结构,此框型结构能够防止行人继续向后运动,从而避免行人被反弹至车辆后方的地面,有效减轻行人伤害。
(6)当机动车与行人碰撞结束后,驾驶员关闭总开关,以关闭机动车多功能智能安全装置。
需要说明的是,本发明涉及的上、下、左、右、前、后等方位指示词与汽车常规使用时对应的上、下、左、右、前、后是一致的。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技术所创的等效方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.机动车多功能智能安全装置,其特征在于,包括灯光安全系统、后视野安全系统、车门安全系统以及行人保护系统中的一个或几个;
所述灯光安全系统包括:激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2)、伺服电机A(1-3)、伺服电机B(1-4)、激光射灯C(1-5)、激光射灯D(1-6)、伺服电机C(1-7)、伺服电机D(1-8)、开关A(1-9)、开关B(1-10)、开关C(1-11)、车轮转角传感器(1)、俯仰角传感器(2)、毫米波雷达(1-14)、伺服电机E(1-15)、总开关(3)、ECU(4)、车速传感器(5);
激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2)分别安装于车辆前脸左、右两侧边缘的下端,其安装位置相距地面15cm,激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2)的前端发射的激光灯柱的照射距离为5m,初始状态下,激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2)、伺服电机A(1-3)、伺服电机B(1-4)的前端朝向与车辆的向前行驶方向一致,伺服电机A(1-3)、伺服电机B(1-4)的前端分别连接于激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2)的后端,伺服电机A(1-3)、伺服电机B(1-4)的后端与车身相连接;伺服电机A(1-3)、伺服电机B(1-4)能够驱动激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2)绕垂直方向向左、向右转动;激光射灯C(1-5)、激光射灯D(1-6)分别安装于车辆后脸左、右两侧边缘的下端,其安装位置相距地面15cm;激光射灯C(1-5)、激光射灯D(1-6)的前端发射的激光灯柱的照射距离为5m;初始状态下,激光射灯C(1-5)、激光射灯D(1-6)、伺服电机C(1-7)、伺服电机D(1-8)的前端朝向与车辆的向前行驶方向相反,伺服电机C(1-7)、伺服电机D(1-8)的前端分别连接于激光射灯C(1-5)、激光射灯D(1-6)的后端,伺服电机C(1-7)、伺服电机D(1-8)的后端与车身相连接;伺服电机C(1-7)、伺服电机D(1-8)能够驱动激光射灯C(1-5)、激光射灯D(1-6)绕水平方向向上、向下转动;初始状态下,激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2)、激光射灯C(1-5)、激光射灯D(1-6)的轴向方向与车辆的纵向方向平行;
车轮转角传感器(1)安装于前轮转向机构中,用于实时探测前轮的转动角度,并将探测信息发送至ECU(4);
车速传感器(5)安装于车身上,用于实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU(4);
俯仰角传感器(2)安装于车身上,用于实时探测车身的俯仰角度,并将探测信息发送至ECU(4);
伺服电机E(1-15)的前端与毫米波雷达(1-14)相连接,伺服电机E(1-15)的后端与车辆的前保险杠固定连接,伺服电机E(1-15)能够驱动毫米波雷达(1-14)绕水平方向向上、向下转动;毫米波雷达(1-14)能够向前发射毫米波,用于探测车辆前方的物体,并将探测信息发送至ECU(4);
ECU与激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2)、伺服电机A(1-3)、伺服电机B(1-4)、激光射灯C(1-5)、激光射灯D(1-6)、伺服电机C(1-7)、伺服电机D(1-8)、开关A(1-9)、开关B(1-10)、开关C(1-11)、车轮转角传感器(1)、俯仰角传感器(2)、毫米波雷达(1-14)、伺服电机E(1-15)、总开关(3)、车速传感器(5)相连;ECU(4)对伺服电机A(1-3)、伺服电机B(1-4)、伺服电机C(1-7)、伺服电机D(1-8)、伺服电机E(1-15)起控制作用;
所述后视野安全系统包括:左外后视镜系统、右外后视镜系统、车后摄像系统、车轮转角传感器(1)、车速传感器(5)、俯仰角传感器(2)、横摆角速度传感器(6)、总开关(3)、ECU(4);
左外后视镜系统包括左外后视镜A(2-1)、左外后视镜B(2-2)、伺服电机F(2-3),左外后视镜系统安装于车辆左侧,用于驾驶员观察左后方区域;右外后视镜系统包括右外后视镜A(2-4)、右外后视镜B(2-5)、伺服电机G(2-6),右外后视镜系统安装于车辆右侧,用于驾驶员观察右后方区域;左外后视镜A(2-1)位于左外后视镜B(2-2)的左侧,两者通过伺服电机F(2-3)相连,伺服电机F(2-3)能够驱动左外后视镜A(2-1)绕垂直方向、水平方向转动;右外后视镜A(2-4)位于右外后视镜B(2-5)的右侧,两者通过伺服电机G(2-6)相连,伺服电机G(2-6)能够驱动右外后视镜A(2-4)绕垂直方向、水平方向转动;初始状态下,左外后视镜A(2-1)、左外后视镜B(2-2)处于同一平面;右外后视镜A(2-4)、右外后视镜B(2-5)处于同一平面;
车后摄像系统包括车尾摄像头(2-7)、伺服电机H(2-8);初始状态下,车尾摄像头(2-7)的摄像方向与车辆的向前行驶方向相反,车尾摄像头(2-7)通过伺服电机H(2-8)与车辆的后保险杠相连接,伺服电机H(2-8)能够驱动车尾摄像头(2-7)绕垂直方向转动;
车轮转角传感器(1)安装于前轮转向机构中,用于探测车辆前轮的转动角度,并将探测信息发送至ECU(4);
车速传感器(5)安装于车身上,用于实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU(4);
俯仰角传感器(2)安装于车身上,用于实时探测车身的俯仰角度,并将探测信息发送至ECU(4);
横摆角速度传感器(6)安装于车身上,用于实时探测车身的横摆角速度,并将探测信息发送至ECU(4);
ECU(4)与伺服电机F(2-3)、伺服电机G(2-6)、车尾摄像头(2-7)、伺服电机H(2-8)、车轮转角传感器(1)、车速传感器(5)、俯仰角传感器(2)、横摆角速度传感器(6)、左外后视镜A(2-1)、右外后视镜A(2-4)、总开关(3)相连,ECU对伺服电机F(2-3)、伺服电机G(2-6)、车尾摄像头(2-7)、伺服电机H(2-8)起控制作用;
所述车门安全系统包括:超声波雷达A(3-1)、蜂鸣报警器(3-2)、车门照明灯(3-3)、超声波雷达B(3-4)、伺服电机I(3-5)、车门状态传感器(3-6)、总开关(3)、ECU(4);
超声波雷达A(3-1)安装于车门下沿的中间位置,超声波雷达A(3-1)能够向下发射超声波,用于实时探测车门开启过程中,车门下方路面的最大凹陷深度H,并将探测信息发送至ECU;
蜂鸣报警器(3-2)安装于车门中,用于发出警报声;
车门照明灯(3-3)安装于车门下沿,用于照亮车门下方的路面;
超声波雷达B(3-4)安装于车门后沿的中间位置,超声波雷达B(3-4)能够向后发射超声波,用于实时探测车门开启过程中,后方接近车门的物体,并将探测信息发送至ECU;初始状态下,超声波雷达B(3-4)的发射端朝向与车辆的向前行驶方向相反,超声波雷达B(3-4)的轴向方向与车辆的纵向方向平行;
伺服电机I(3-5)安装于车门后沿的中间位置,伺服电机I(3-5)用于驱动超声波雷达B(3-4)绕垂直方向,水平转动;
车门状态传感器(3-6)安装于车门中,用于实时探测车门的开启角度,并将探测信息发送至ECU;
ECU4与超声波雷达A(3-1)、蜂鸣报警器(3-2)、车门照明灯(3-3)、超声波雷达B(3-4)、伺服电机I(3-5)、车门状态传感器(3-6)、总开关(3)相连,ECU对超声波雷达A(3-1)、蜂鸣报警器(3-2)、车门照明灯(3-3)、超声波雷达B(3-4)、伺服电机I(3-5)起控制作用;
所述行人保护系统包括:倒L型条状气囊A(4-1)、倒L型条状气囊B(4-2)、供气装置A(4-3)、磁铁A(4-4)、磁铁B(4-5)、超声波雷达C(4-6)、条状气囊A(4-7)、条状气囊B(4-8)、供气装置B(4-9)、磁铁C(4-10)、磁铁D(4-11)、后备箱盖(4-12)、弹射机构(4-13)、磁铁E(4-14)、磁铁F(4-15)、车速传感器(5)、总开关(3)、ECU(4);
倒L型条状气囊A(4-1)、倒L型条状气囊(4-2)在不工作时分别折叠存放于车辆的左、右翼子板内部,倒L型条状气囊A(4-1)、倒L型条状气囊B(4-2)的外端分别与磁铁A(4-4)、磁铁B(4-5)固定连接;
供气装置A(4-3)安装于车身前端,用于向倒L型条状气囊A(4-1)、倒L型条状气囊B(4-2)内充入适量气体,使L型条状气囊A(4-1)、倒L型条状气囊B(4-2)由折叠状态变为膨胀状态;
超声波雷达C(4-6)能够向上发射超声波,用于探测在车辆与行人发生碰撞中,行人是否越过车顶,并将探测信息发送至ECU(4);
条状气囊A(4-7)、条状气囊B(4-8)在不工作时分别折叠存放于车辆的左侧C柱、右侧C柱的内部,条状气囊A(4-7)、条状气囊B(4-8)的外端分别与磁铁C(4-10)、磁铁D(4-11)固定连接;
供气装置B(4-9)用于向条状气囊A(4-7)、条状气囊B(4-8)内充入适量气体,使条状气囊A(4-7)、条状气囊B(4-8)由折叠状态变为膨胀状态;
弹射机构(4-13)安装于后备箱盖(4-12)的前端与车身的铰链处,用于开启后备箱盖(4-12);
磁铁E(4-14)、磁铁F(4-15)分别安装于后备箱盖(4-12)上表面的左、右两端;
ECU(4)与车速传感器(5)、供气装置A(4-3)、超声波雷达C(4-6)、供气装置B(4-9)、弹射机构(4-13)、总开关(3)相连,ECU对供气装置A(4-3)、超声波雷达C(4-6)、供气装置B(4-9)、弹射机构(4-13)起控制作用。
2.根据权利要求1所述的机动车多功能智能安全装置,其特征在于,初始状态下,激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2)、伺服电机A(1-3)、伺服电机B(1-4)、激光射灯C(1-5)、激光射灯D(1-6)、伺服电机C(1-7)、伺服电机D(1-8)、伺服电机E(1-15)处于关闭状态;总开关(3)、开关A(1-9)、开关B(1-10)、开关C(1-11)处于关闭状态。
3.根据权利要求1所述的机动车多功能智能安全装置,其特征在于,初始状态下,伺服电机F(2-3)、伺服电机G(2-6)、车尾摄像头(2-7)、伺服电机H(2-8)处于关闭状态;总开关(3)处于关闭状态。
4.根据权利要求1所述的机动车多功能智能安全装置,其特征在于,初始状态下,超声波雷达A(3-1)、蜂鸣报警器(3-2)、车门照明灯(3-3)、超声波雷达B(3-4)、伺服电机I(3-5)处于关闭状态;供气装置A(4-3)、超声波雷达C(4-6)、供气装置B(4-9)、弹射机构(4-13)、总开关(3)处于关闭状态。
5.机动车多功能智能安全装置的控制方法,其特征在于,包括灯光安全系统的控制方法,包括如下:
S1.1开启总开关(3),以开启机动车多功能智能安全装置;
S1.2当车辆在狭窄路面上行驶时,驾驶员开启开关A(1-9),此时ECU(4)控制激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2)向前发射红色的激光灯柱,向前发射的激光灯柱能够帮助驾驶员判断在车辆行驶过程中,车辆是否会与周边障碍物发生擦碰,若车辆已驶过狭窄路面,驾驶员关闭开关A(1-9),此时ECU(4)关闭激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2);
S1.3当车辆在人行横道前停车,等待行人通过时,若毫米波雷达(1-14)探测到人行横道上的行人,首先毫米波雷达(1-14)将探测信息发送至ECU;其次ECU(4)收到毫米波雷达(1-14)的探测信息后,ECU(4)启动伺服电机A(1-3)、伺服电机B(1-4),伺服电机A、伺服电机B驱动激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2)绕垂直方向分别向左、向右转动90°,转动后激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2)的前端分别朝向车辆的左、右两侧;最后ECU(4)控制激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2)分别向左、向右发射红色的激光灯柱,以提醒旁边车道的车辆有行人正在过马路,若毫米波雷达(1-14)探测到行人已过马路,ECU(4)启动伺服电机A(1-3)、伺服电机B(1-4),伺服电机A(1-3)、伺服电机B(1-4)驱动激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2)绕垂直方向分别向右、向左转动90°,此后激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2)恢复初始状态,ECU(4)关闭激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2);
S1.4当车辆倒车时,驾驶员开启开关B(1-10),此时ECU(4)控制激光射灯C(1-5)、激光射灯D(1-6)向后发射红色的激光灯柱,以便其他车辆提前获知本车的倒车意图;当车辆倒车完成后,驾驶员关闭开关B(1-10),此时ECU(4)关闭激光射灯C(1-5)、激光射灯D(1-6);
S1.5当车辆路边停车时,驾驶员开启开关C(1-11),ECU启动伺服电机C(1-7)、伺服电机D(1-8),伺服电机C(1-7)、伺服电机D(1-8)驱动激光射灯C、激光射灯D绕水平方向向上转动90°,转动后激光射灯C(1-5)、激光射灯D(1-6)的前端朝上;ECU(4)控制激光射灯C(1-5)、激光射灯D(1-6)向上发射红色的激光灯柱,以向其他车辆表明本车的位置,避免其他车辆与本车发生碰撞;当车辆重新启动后,驾驶员关闭开关C(1-11),ECU(4)启动伺服电机C(1-7)、伺服电机D(1-8),伺服电机C(1-7)、伺服电机D(1-8)驱动激光射灯C(1-5)、激光射灯D(1-6)绕水平方向向下转动90°,此后激光射灯C(1-5)、激光射灯D(1-6)恢复初始状态,ECU(4)关闭激光射灯C(1-5)、激光射灯D(1-6);
S1.6当车辆处于下坡行驶状态时,车速传感器(5)实时探测车辆的行驶速度,俯仰角传感器(2)实时探测车身的俯仰角度,并将探测信息发送至ECU;根据车辆行驶速度与车身俯仰角度,ECU启动伺服电机E(1-15),伺服电机E驱动毫米波雷达(1-14)向上转动一定角度,以便毫米波雷达(1-14)探测坡道终点前方的物体,从而避免碰撞;当车辆处于上坡行驶状态时,根据车辆行驶速度与车身俯仰角度,ECU启动伺服电机E,伺服电机E驱动毫米波雷达(1-14)向下转动一定角度,以便毫米波雷达(1-14)探测坡道终点前方的物体,从而避免碰撞;
S1.7当车辆向左或向右换道行驶时,车轮转角传感器(1)实时探测车辆前轮的转动角度,车速传感器(5)实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU(4),ECU(4)根据前轮转动角度与车辆行驶速度,启动伺服电机A(1-3)、伺服电机B(1-4),伺服电机A(1-3)、伺服电机B(1-4)驱动激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2)绕垂直方向同时向左或同时向右转动一定角度,此后ECU(4)控制激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2)发射红色的激光灯柱,以标明换道路径,防止本车与其他车辆发生碰撞;当车辆换道完成后,ECU(4)启动伺服电机A(1-3)、伺服电机B(1-4),伺服电机A(1-3)、伺服电机B(1-4)驱动激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2)转动恢复初始状态,ECU(4)关闭激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2);
S1.8关闭总开关(3),以关闭机动车多功能智能安全装置。
6.根据权利要求5所述的机动车多功能智能安全装置的控制方法,其特征在于,步骤S1.6中,毫米波雷达(1-14)的转动角度与车辆行驶速度、车身俯仰角度相关,其对应关系由试验或仿真获得;步骤S1.7中,激光射灯A(1-1)、激光射灯B(1-2)的转动角度与前轮转动角度、车辆行驶速度相关,其对应关系由试验或仿真获得。
7.根据权利要求5所述的机动车多功能智能安全装置的控制方法,其特征在于,还包括后视野安全系统的控制方法,包括如下:
S2.1开启总开关(3),以开启机动车多功能智能安全装置;
S2.2当车辆向左换道行驶时,车轮转角传感器(1)实时探测车辆前轮的转动角度,车速传感器(5)实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU(4),ECU(4)根据前轮转动角度与车辆行驶速度,启动伺服电机F(2-3),伺服电机F驱动左外后视镜A(2-1)绕垂直方向,向外水平旋转一定角度,从而增加汽车后视野,使得驾驶员及时观察目标车道的来车,有效避免本车与来车发生碰撞;当车辆换道结束后,ECU(4)启动伺服电机F(2-3),伺服电机F(2-3)驱动左外后视镜A(2-1)恢复初始状态;
S2.3当车辆向右换道行驶时,车轮转角传感器(1)实时探测车辆前轮的转动角度,车速传感器(5)实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU(4),ECU根据前轮转动角度与车辆行驶速度,启动伺服电机G(2-6),伺服电机G(2-6)驱动右外后视镜A(2-4)绕垂直方向,向外水平旋转一定角度,从而增加汽车后视野,使得驾驶员及时观察目标车道的来车,有效避免本车与来车发生碰撞;当车辆换道结束后,ECU(4)启动伺服电机G(2-6),伺服电机G(2-6)驱动右外后视镜A(2-4)恢复初始状态;
S2.4当车辆处于下坡行驶状态时,俯仰角传感器(2)实时探测车身的俯仰角度,车速传感器(5)实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU(4),ECU(4)根据车身俯仰角度与车辆行驶速度,启动伺服电机F(2-3)、伺服电机G(2-6),伺服电机F(2-3)、伺服电机G(2-6)驱动左外后视镜A(2-1)、右外后视镜A(2-4)绕水平方向,向上转动一定角度,从而便于驾驶员及时观察坡道上的来车,有效避免本车与来车发生碰撞;
S2.5当车辆处于上坡行驶状态时,俯仰角传感器(2)实时探测车身的俯仰角度,车速传感器(5)实时探测车辆的行驶速度,并将探测信息发送至ECU(4),ECU(4)根据车身俯仰角度与车辆行驶速度,启动伺服电机F(2-3)、伺服电机G(2-6),伺服电机F(2-3)、伺服电机G(2-6)驱动左外后视镜A(2-1)、右外后视镜A(2-4)绕水平方向,向下转动一定角度,从而便于驾驶员及时观察坡道上的来车,有效避免本车与来车发生碰撞;
S2.6当车辆向左掉头变换车道,车头已驶入目标车道时,首先横摆角速度传感器(6)实时探测车身的横摆角速度,并将探测信息发送至ECU(4);其次ECU(4)根据车身的横摆角速度信息,启动伺服电机H(2-8),伺服电机H(2-8)驱动车尾摄像头(2-7)绕垂直方向,向车身右侧水平转动一定角度;最后ECU(4)开启车尾摄像头(2-7),车尾摄像头(2-7)采集车后的影像信息,ECU(4)将影像信息传输至左外后视镜A(2-1)、右外后视镜A(2-4)中;从而便于驾驶员及时获知车辆向左掉头变换车道过程中,车后的来车位置,有效避免本车与来车发生碰撞;
S2.7当车辆向右掉头变换车道,车头已驶入目标车道时,首先横摆角速度传感器(6)实时探测车身的横摆角速度,并将探测信息发送至ECU(4);其次ECU根据车身的横摆角速度信息,启动伺服电机H(2-8),伺服电机H(2-8)驱动车尾摄像头(2-7)绕垂直方向,向车身左侧转动一定角度;最后ECU(4)开启车尾摄像头(2-7),车尾摄像头(2-7)采集车后的影像信息,ECU(4)将影像信息传输至左外后视镜A(2-1)、右外后视镜A(2-4)中;从而便于驾驶员及时获知车辆向右掉头变换车道过程中,车后的来车位置,有效避免本车与来车发生碰撞;
S2.8关闭总开关(3),以关闭机动车多功能智能安全装置。
8.根据权利要求7所述的机动车多功能智能安全装置的控制方法,其特征在于,步骤S2.2与S2.3中,左外后视镜A(2-1)、右外后视镜A(2-4)的转动角度与前轮转动角度、车辆行驶速度相关,其对应关系由试验或仿真获得;步骤S2.4与S2.5中,左外后视镜A(2-1)、右外后视镜A(2-4)的转动角度与车身俯仰角度、车辆行驶速度相关,其对应关系由试验或仿真获得;步骤S2.6与S2.7中,车尾摄像头(2-7)的转动角度与车身横摆角速度相关,其对应关系由试验或仿真获得;步骤S2.4与S2.5中,当车辆处于平路行驶状态时,左外后视镜A(2-1)、右外后视镜A(2-4)处于初始状态;步骤S2.6与S2.7中,当车辆处于直线行驶状态时,车尾摄像头(2-7)处于初始状态。
9.根据权利要求5所述的机动车多功能智能安全装置的控制方法,其特征在于,还包括车门安全系统的控制方法,包括如下:
S3.1机动车的车门打开后,机动车多功能智能安全装置开启;
S3.2车门状态传感器(3-6)实时探测车门的开启角度,并将探测信息发送至ECU(4);
S3.3一方面,ECU(4)判定车门开启时,ECU启动超声波雷达A(3-1),超声波雷达A向下发射超声波,实时探测车门开启过程中,车门下方路面的最大凹陷深度H,并将探测信息发送至ECU,1)当H≤15mm时,蜂鸣报警器(3-2)、车门照明灯(3-3)不工作;2)当15mm<H≤30mm时,车门照明灯(3-3)不工作;ECU启动蜂鸣报警器,蜂鸣报警器(3-2)发出连续的警报声,以提醒驾乘人员,车门下方的路面存在较小的凹陷;3)当30mm<H≤50mm时,ECU启动蜂鸣报警器(3-2),蜂鸣报警器(3-2)发出连续的警报声,以提醒驾乘人员,车门下方的路面存在较大的凹陷;同时ECU(4)启动车门照明灯(3-3),控制车门照明灯(3-3)发出绿色光线,从而照亮车门下方的路面;4)当H>50mm时,ECU启动蜂鸣报警器(3-2),蜂鸣报警器发出连续的警报声;同时ECU4启动车门照明灯(3-3),控制车门照明灯(3-3)发出红色光线;共同警告驾乘人员,车门下方的路面存在较大的凹陷,且存在危险,此时切勿下车;
S3.4另一方面,ECU(4)判定车门开启时,首先ECU启动伺服电机I(3-5);基于车门开启角度,伺服电机I驱动超声波雷达B(3-4)绕垂直方向,向车门开启的反方向,水平旋转一定角度,使得超声波雷达B(3-4)的轴向方向始终与车辆纵向方向平行;其次ECU控制超声波雷达B向后发射超声波,实时探测车门开启过程中,后方接近车门的物体,并将探测信息发送至ECU,最后若车门后方有物体靠近,且距离低于3m时,ECU开启蜂鸣报警器(3-2)与车门照明灯(3-3),蜂鸣报警发出连续的警报声,车门照明灯发出红色光线,共同警告驾乘人员暂停开启车门,避免车门开启过程中,后方物体撞击车门,造成人员伤害;
S3.5机动车的车门关闭后,机动车多功能智能安全装置关闭。
10.根据权利要求5所述的机动车多功能智能安全装置的控制方法,其特征在于,还包括行人保护系统的控制方法,包括如下:
S4.1开启总开关(3),以开启机动车多功能智能安全装置;
S4.2车速传感器(5)实时探测车辆的行驶速度,ECU(4)根据车速传感器(5)的探测信息,判断机动车是否发生与行人的正面碰撞,并判定碰撞速度;若碰撞速度低于30km/h,则ECU(4)判定机动车与行人的碰撞为低速碰撞;若碰撞速度高于30km/h,且低于50km/h,则ECU(4)判定机动车与行人的碰撞为中速碰撞;若碰撞速度高于50km/h,则ECU(4)判定机动车与行人的碰撞为高速碰撞;
S4.3当机动车与行人发生低速碰撞时,机动车的前端撞击行人的腿部,此后行人的躯干与头部绕腿部旋转,使得躯干与头部撞击发动机罩;在行人的躯干与头部撞击发动机罩时,首先ECU控制供气装置A(4-3)向倒L型条状气囊A(4-1)、倒L型条状气囊B(4-2)内充入适量气体,使倒L型条状气囊(4-1)、倒L型条状气囊B(4-2)由折叠状态变为膨胀状态;其次膨胀的倒L型条状气囊A(4-1)、倒L型条状气囊B(4-2)冲出左、右翼子板,向上延伸至发动机罩的上方;再次位于倒L型条状气囊A、倒L型条状气囊B外端的磁铁A(4-4)、磁铁B(4-5)相互吸合,使得膨胀的倒L型条状气囊A(4-1)、倒L型条状气囊B(4-2)组合为倒U型气囊;最后倒U型气囊约束行人躯干与头部的运动,从而避免行人被发动机罩反弹至前方地面,有效减轻行人伤害;
S4.4针对当机动车与行人发生中速碰撞时,在撞击力的作用下,行人越过车顶,向车身后部运动的情况;当机动车与行人发生中速碰撞时,ECU(4)控制超声波雷达C(4-6)向上发射超声波,探测行人是否越过车顶,并将探测信息发送至ECU,若行人已越过车顶,ECU控制弹射机构(4-13)开启后备箱盖(4-12),以抑制行人继续向后运动,从而避免行人被反弹至车辆后方的地面,有效减轻行人伤害;
S4.5针对当机动车与行人发生高速碰撞时,在巨大撞击力的作用下,行人越过车顶,快速向车身后部运动的情况;当机动车与行人发生高速碰撞时,ECU(4)控制超声波雷达C(4-6)向上发射超声波,探测行人是否越过车顶,并将探测信息发送至ECU,若行人已越过车顶,首先ECU(4)控制弹射机构(4-13)开启后备箱盖(4-12);其次ECU控制供气装置B(4-9)向条状气囊A(4-7)、条状气囊B(4-8)内充入适量气体,使条状气囊A(4-7)、条状气囊B(4-8)由折叠状态变为膨胀状态;再次膨胀的条状气囊A、条状气囊B冲出左侧C柱、右侧C柱,向后延伸至开启的后备箱盖(4-12),膨胀的条状气囊A、条状气囊B外端的磁铁C(4-10)、磁铁D(4-11)分别与磁铁E(4-14)、磁铁F(4-15)相互吸合;最后车辆后窗、膨胀的条状气囊A(4-7)、膨胀的条状气囊B(4-8)、后备箱盖(4-12)形成一框型结构,此框型结构能够防止行人继续向后运动,从而避免行人被反弹至车辆后方的地面,有效减轻行人伤害;
S4.6关闭总开关(3),以关闭机动车多功能智能安全装置。
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