CN202225865U - 控制车辆运行的系统与车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种控制车辆运行的系统与车辆，用以解决现有技术中电动环卫车无法自动巡行，并且无法躲避一般障碍物的问题。该系统包括：三个光电传感器；其中第一光电传感器安装在车辆底盘纵向中轴线处，第二光电传感器和第三光电传感器分别安装在所述中轴线左右两侧，光电传感器在检测到路面的标示线时发出信号；控制器；与三个光电传感器连接，用于当检测到第一光电传感器的信号时，发出驱动所述车辆的左右两个后轮的信号，当检测到第二光电传感器的信号时，发出停止车辆的左侧后轮的信号，以及当检测到第三光电传感器的信号时，发出停止车辆的右侧后轮的信号。采用本实用新型的技术方案，有助于减轻驾驶员的工作负担，提高车辆性能。

Description

控制车辆运行的系统与车辆

技术领域

本实用新型涉及机电控制技术领域，特别地涉及一种控制车辆运行的系统与车辆。 

背景技术

现有的小型电动环卫车辆通常由人工驾驶，驾驶员需要时刻注意车辆是否沿着路面的走向行驶，在路面走向发生变化时需驾驶员操作方向盘调整车辆前进的方向，即车辆无法自动巡行。在遇到障碍物时由驾驶员操作方向盘使车辆避开障碍物，然后再由驾驶员操作方向盘使车辆恢复到原先行进的路线上。这种方式需驾驶员频繁操作，因为环卫车辆作业通常时间较长，因此容易使驾驶员过度疲劳。 

目前的一种汽车防撞预警装置的工作原理如下：CCD摄像机及图像采集卡采集前方车辆以及路面的图像信息，并获得数字图像信息；图像处理单元对图像信息首先进行图像处理，包括预处理、边缘检测、图像分割以及二值化，然后进行特征提取，得到前方车辆的车牌特征以及车道线信息；决策控制单元根据提取的特征信息进行计算和判断，包括本车与前方车辆的相对距离信息以及本车与车道线边界的相对距离，并向报警装置及执行机构发送执行命令；报警装置对外发出预警或报警信息。 

上述原理仅能判断车辆与前车的距离，并且对于前车车牌特征像素大小来判断距离的方法理论可行，但整套视觉系统和控制系统较为复杂，导致其成本较高。 

在现有技术中，电动环卫车无法自动巡行，并且仅能判断车辆与前车的距离，无法躲避一般障碍物。对于这些问题，目前尚未提出有效解决方案。 

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种控制车辆运行的系统与车辆，以解决现有技术中电动环卫车无法自动巡行的问题。本实用新型的另一目的是解决电动环卫车无法躲避一般障碍物的问题。本实用新型的其他目的可以从说明书中获得。 

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种控制车辆运行的系统。 

本实用新型的控制车辆运行的系统包括：三个光电传感器；其中第一光电传感器安装在车辆底盘纵向中轴线处，第二光电传感器和第三光电传感器分别安装在所述中轴线左右两侧，所述光电传感器在检测到路面的标示线时发出信号；控制器；与所述三个光电传感器连接，用于当检测到所述第一光电传感器的信号时，发出驱动所述车辆的左右两个后轮的信号，当检测到所述第二光电传感器的信号时，发出停止所述车辆的左侧后轮的信号，以及当检测到所述第三光电传感器的信号时，发出停止所述车辆的右侧后轮的信号。 

根据本实用新型的另一方面，提供了一种车辆，该车辆包括本实用新型中的控制车辆运行的系统。 

根据本实用新型的技术方案，通过采用光电传感器来检测路面的标示线，能够检测到车辆的行进方向是否偏离该标示线，并且在偏离时做出纠正，从而实现了车辆的自动巡行，减轻了驾驶员的工作负担。 

附图说明

说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中： 

图1是根据本实用新型实施例的控制车辆运行的系统主要组成部分的示意图； 

图2是根据本实用新型实施例的光电传感器安装的示意图； 

图3A是根据本实用新型实施例的测距传感器安装的示意图； 

图3B是根据本实用新型实施例的控制器的一种可选结构的示意图； 

图3C是根据本发明实施例的控制器的另一种可选结构的示意图； 

图4A是根据本实用新型实施例的一种控制车辆运行的方法的流程图； 

图4B是根据本实用新型实施例的另一种控制车辆运行的方法的流程图； 

图4C是根据本实用新型实施例的控制车辆的优选方式的示意图； 

图5是根据本实用新型实施例的控制车辆运行的装置的主要组成部分示意图。 

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。 

本实施例中以电动环卫车为例进行说明。图1是根据本实用新型实施例的控制车辆运行的系统主要组成部分的示意图，图2是根据本实用新型实施例的光电传感器安装的示意图。如图1所示，控制车辆运行的系统10主要包括如下部件：光电传感器11、12和13，以及与上述光电传感器连接的控制器14。光电传感器的作用是检测路面的标示线(例如白线)，在检测到路面的标示线时发出信号。三个光电传感器11、12和13与控制器14协同作用能够保证车辆沿路面标示线前进。 

参考图2，光电传感器11安装在车辆底盘20的纵向中轴线21处，按车辆前进方向，光电传感器12、13分别安装在中轴线21左右两侧。控制器14的处理方式是：检测到光电传感器11的信号时，发出驱动车辆的左右两个后轮的信号，从而使车辆沿直线前进；在检测到光电传感器12的信号时，说明此时车辆行进方向相对于地面白线来说偏右，于是控制器14发出停止车辆的左侧后轮的信号，此时右侧后轮保持运行，使车辆行进方向向左方纠正；类似 地，在控制器14检测到光电传感器13的信号时，发出停止车辆的右侧后轮的信号，此时左侧后轮保持动行，使车辆向右方纠正。因为环卫车的后轮是电机驱动，所以对车轮驱动的信号可以是控制电机的信号。光电传感器12、13可以是对称地安装在中轴线21左右两侧，这样它们的整定方式一致，也就是说当它们检测到路面标示线时它们与该标示线的距离相同。 

从上述的描述可以看出，通过在车辆底盘安装光电传感器来检测路面的标示线，能够检测到车辆的行进方向是否偏离该标示线，并且在偏离时做出纠正，从而实现了车辆的自动巡行，减轻了驾驶员的工作负担。 

本实施例中，控制车辆运行的系统10还可以包括测距传感器(图中未示出)，通过在车辆上安装测距传感器，控制器能够根据测距传感器的信号实现更多的控制。测距传感器可以是超声波测距装置，也可以是雷达测距装置等。 

图3A是根据本实用新型实施例的测距传感器安装的示意图。如图3A所示，车辆30的前方安装有测距传感器31(数量可以是一个或多个，图中示出了2个测距传感器31的情形)，并且测距传感器31与控制器14连接，测距传感器31用于检测车辆30前端与车辆30前方物体的距离并且发出该距离的信号，该信号被控制器14接收后，控制器14判断该距离是否小于控制器14内保存的预设值，如是，则控制器14输出提示信号或刹车控制信号。该提示信号可以是声光信号，或者是人机界面上显示的提示信息，以提示驾驶员前方有障碍物。这里控制器14的一种可选结构如图3B所示，图3B是根据本实用新型实施例的控制器的一种可选结构的示意图。如图3B所示，控制器14包含接收部件B1和处理部件B2，其中接收部件B1用于接收测距传感器31发送的距离的信号；处理部件B2用于在接收部件B1收到该距离的信号时判断该距离与预设值的大小关系，并在该距离小于预设值时输出提示信号或刹车控制信号。 

可以在车辆周围安装测距传感器，以检测车辆与周围物体的距离，并且发出该距离的信号。图3A同时示出了在车辆30两侧安装测距传感器的情形。如图3A所示，测距传感器32安装在车辆30两侧，每侧一个或多个(图中示出每侧2个的情形)，都与控制器14连接。图3C是根据本实用新型实施例的控制器的另一种可选结构的示意图。如在车辆周围安装测距传感器，则控制器14的一种可选结构如图3C所示，是包含接收部件C1和处理部件C2，其中接收部件C1用于接收测距传感器31、32发送的距离的信号；处理部件C2用于根据接收部件C1发送的信号进行判断，在车辆前端的测距传感器31检测到的距离大于第一预设值时输出提示前方存在障碍物的信号，在车辆周围的测距传感器31、32检测到距离介于第一预设值和第二预设值之间时输出避让该距离内的障碍物的控制信号，在车辆周围的测距传感器31、32检测到距离小于第二预设值时输出对车辆进行制动的控制信号；其中第二预设值小于第一预设值。避让该距离内的障碍物的控制信号具体包括停止车辆左后轮或右后轮的信号。 

控制器14的这种结构能够使车辆自动避让前方或侧方的障碍物，从而提高了行车安全。在实现了自动巡线的情况下，避让障碍物之后车辆又能恢复沿前路面白线前进，无需驾驶员操作，这样就减轻了驾驶员的工作负担。 

本实施例中，控制车辆运行的系统10还可以包括GPS模块(图中未示出)。该GPS模块用来获取车辆30当前的位置，即经纬度坐标。这样控制器14内可预先保存一些地理位置， 例如可以是垃圾集散地的位置，然后将车辆30当前位置与保存的位置进行比较，并输出保存的位置中车辆30在预定时间之后例如24:00之后没有经过的位置的信息，这样驾驶员就得知今天还没有哪些垃圾集散地没有去过。 

本实施例中，在包括GPS模块的情况下，控制车辆运行的系统10还可以包括通用分组无线服务GPRS模块，以实现与主控中心的远程通信。GPRS模块可以将车辆30当前的位置发送给主控中心，以及接收主控中发送的控制信息。主控中心根据该位置对车辆30进行控制，控制信息可以是通知车辆30绕开某些路段(例如人群密集之处)，也可以是通知车辆30前往某些路段等。 

图4A是根据本实用新型实施例的一种控制车辆运行的方法的流程图。根据图4A所示的方法，同时进行步骤A41、步骤A42、步骤A43，然后在判断结果为是的情况下相应进行步骤A44、A45、A46，否则继续进行判断。各步骤具体如下： 

步骤A41：判断车辆底盘纵向中轴线与路面标示线的间距是否进入第一预设范围； 

步骤A42：判断车辆底盘纵向中轴线的左侧的预选位置与路面标示线的间距是否进入第二预设范围； 

步骤A43：判断车辆底盘纵向中轴线的右侧的预选位置与路面标示线的间距是否进入第三预设范围； 

步骤A44：驱动车辆的左右两个后轮； 

步骤A45：停止车辆右侧的后轮； 

步骤A46：停止车辆左侧的后轮。 

根据图4A所示的控制方式，使车辆能够根据自身与路面标示线在左右方向上的位置关系来调整车辆的行进方向，从而实现车辆的自动巡行。 

图4B是根据本实用新型实施例的另一种控制车辆运行的方法的流程图，该方法在图4A的控制方式的基础上，具体采用了光电传感器来检测路面标示线，即图4A中的预选位置为光电传感器的安装位置，预设范围是光电传感器的检测范围。在采用光电传感器的情况下，步骤A41的具体方式可以是判断是否检测到安装在车辆底盘纵向中轴线处的第一光电传感器的信号；类似地，步骤A42和步骤A43的具体方式可分别是判断是否检测到安装在车辆底盘纵向中轴线左侧预选位置处的第二光电传感器的信号，以及判断是否检测到安装在车辆底盘纵向中轴线右侧预选位置处的第二光电传感器的信号。 

如图4B所示，本实用新型实施例的这种控制车辆运行的方法主要包括如下步骤： 

步骤B41：检测三个光电传感器11、12和13的信号。在此步骤之后，视信号检测的结果，进入步骤B42、步骤B43或步骤B44，具体如下： 

步骤B42：在收到光电传感器11的信号时，发出驱动所述车辆的左右两个后轮的信号。 

步骤B43：在收到光电传感器12的信号时，发出驱动所述车辆的右侧后轮的信号。 

步骤B44：在收到光电传感器13的信号时，发出驱动所述车辆的左侧后轮的信号。 

在本实用新型实施例的控制车辆运行的方法中，还可以包括以下处理：检测车辆前端与车辆前方物体的距离；判断该距离与预设值的大小关系，在该距离小于预设值时输出提示信号或刹车控制信号。 

在本实用新型实施例的控制车辆运行的方法中，另可包括以下处理：检测车辆与周围物体的距离；在车辆前端的测距传感器检测到的距离大于第一预设值时输出提示前方存在障碍物的信号，在车辆周围的测距传感器检测到距离介于第一预设值和第二预设值之间时输出提示避让该距离内的障碍物的信号，在车辆周围的测距传感器检测到距离小于第二预设值时输出对车辆进行制动的控制信号；其中第二预设值小于第一预设值。基于这种处理，本实用新型实施例中，优选地可以按图4C所示的流程对车辆进行控制。图4C是根据本实用新型实施例的控制车辆的优选方式的示意图。图4C包括如下步骤： 

步骤C40：启动所有测距传感器。 

步骤C41：判断车辆前方是否存在车辆前端的测距传感器量程以内的障碍物。若是，则进入步骤C42，否则在车辆行进的过程中继续判断。在本步骤中，若存在车辆前端的测距传感器量程以内的障碍物，则该测距传感器能够获得检测值。可以据此判断车辆前方是否存在车辆前端的测距传感器量程以内的障碍物。 

步骤C42：安装在车辆前端的测距传感器输出障碍物距离检测值。 

步骤C43：判断步骤C42中检测到的距离是否大于预设值A1。该预设值A1是一种安全距离，障碍物在该距离以外对于车辆来说是安全的。本步骤中若判断结果为是，则进入步骤C44，否则进入步骤C45。车辆前端的测距传感器采用量程大于A1的传感器，以保证能够检测到距离大于A1的障碍物。 

步骤C44：输出提示前方存在障碍物的信号。这样驾驶员可以根据该信号对车辆操作以进行避让或者停车。 

步骤C45：安装在车辆周围的测距传感器检测障碍物距离。 

步骤C46：判断步骤C45检测到的障碍物距离是否介于预设值A2和预设值A1之间，其中A1＞A2。本步骤中若判断结果为是，则进入步骤C47，否则进入步骤C48。 

步骤C47：输出车辆避让障碍物的信号。 

步骤C48：判断车辆与障碍物的距离是否小于A2，若是，进入步骤C49，否则车辆保持当前运行状态。 

步骤C49：输出车辆进行刹车的信号。 

图5是根据本实用新型实施例的控制车辆运行的装置的主要组成部分示意图。如图5所示，控制车辆运行的装置50主要包括如下模块： 

第一判断模块51，用于判断车辆底盘纵向中轴线与路面标示线的间距是否进入第一预设 范围；第二判断模块52，用于判断车辆底盘纵向中轴线的左侧的预选位置与路面标示线的间距是否进入第二预设范围；第三判断模块53，用于判断车辆底盘纵向中轴线的右侧的预选位置与路面标示线的间距是否进入第三预设范围；第一驱动模块54，用于在车辆底盘纵向中轴线与路面标示线的间距是否进入第一预设范围的情况下，驱动车辆的左右两个后轮；第二驱动模块55，用于在车辆底盘纵向中轴线的左侧的预选位置与路面标示线的间距进入第二预设范围的情况下，驱动车辆左侧的后轮；第三驱动模块56，用于在车辆底盘纵向中轴线的右侧的预选位置与路面标示线的间距进入第二预设范围的情况下，驱动车辆右侧的后轮。 

若车辆安装有光电传感器，则第一判断模块51还可用于判断是否检测到安装在车辆底盘纵向中轴线处的第一光电传感器的信号；第二判断模块52还可用于判断是否检测到安装在车辆底盘纵向中轴线左侧预选位置处的第二光电传感器的信号；第三判断模块53还可用于判断是否检测到安装在车辆底盘纵向中轴线右侧预选位置处的第二光电传感器的信号。 

图5中的控制车辆运行的装置50还可包括如下模块(图中未示出)：前方测距模块，用于检测车辆前端与车辆前方物体的距离；判断处理模块，用于判断该距离与预设值的大小关系，在该距离小于预设值时输出提示信号或刹车控制信号。 

图5中的控制车辆运行的装置50还可包括如下模块(图中未示出)：周围测距模块，用于检测车辆与周围物体的距离；判断处理模块，用于在车辆前端的测距传感器检测到的距离大于第一预设值时输出提示前方存在障碍物的信号，在车辆周围的测距传感器检测到距离介于第一预设值和第二预设值之间时输出提示避让该距离内的障碍物的信号，在车辆周围的测距传感器检测到距离小于第二预设值时输出对车辆进行制动的控制信号；其中第二预设值小于第一预设值。 

本实施例中的车辆包括本实施例中的控制车辆运行的系统，该车辆可以是电动环卫车辆。 

从以上的描述可以看出，通过安装光电传感器和测距传感器，能够使车辆自动沿路面标示线行进并且避让前方及两侧的障碍物。另外，通过加装GPS模块可以使驾驶员得知还有哪些地点没有去过，有助于车辆全面作业；加装GPRS模块使得车辆能够与远程的控制中心通信，获得控制指令。应用本实施例的技术方案，有助于减轻驾驶员的工作负担，提高车辆性能。 

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种控制车辆运行的系统，其特征在于，包括：

三个光电传感器；其中第一光电传感器安装在车辆底盘纵向中轴线处，第二光电传感器和第三光电传感器分别安装在所述中轴线左右两侧，所述光电传感器在检测到路面的标示线时发出信号；

控制器；与所述三个光电传感器连接，用于当检测到所述第一光电传感器的信号时，发出驱动所述车辆的左右两个后轮的信号，当检测到所述第二光电传感器的信号时，发出停止所述车辆的左侧后轮的信号，以及当检测到所述第三光电传感器的信号时，发出停止所述车辆的右侧后轮的信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二光电传感器和第三光电传感器对称地安装在所述中轴线左右两侧。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述系统还包括安装在车辆前方的测距传感器，用于检测车辆前端与车辆前方物体的距离并且发出该距离的信号；

所述控制器还与所述测距传感器连接，并且包含：

接收部件，用于接收所述测距传感器发送的距离的信号；

处理部件，用于在所述接收部件收到所述距离的信号时判断该距离与预设值的大小关系，并在该距离小于预设值时输出提示信号或刹车控制信号。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述系统还包括：

安装在车辆周围的测距传感器，用于检测车辆与周围物体的距离并且发出该距离的信号；

所述控制器还与所述测距传感器连接，并且包含：

接收部件，用于接收所述测距传感器发送的距离的信号；

处理部件，用于根据所述接收部件发送的信号进行判断，在车辆前端的测距传感器检测到的距离大于第一预设值时输出提示前方存在障碍物的信号，在车辆周围的测距传感器检测到距离介于第一预设值和第二预设值之间时输出避让该距离内的障碍物的控制信号，在车辆周围的测距传感器检测到距离小于第二预设值时输出对车辆进行制动的控制信号；其中所述第二预设值小于所述第一预设值。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述车辆为电动环卫车辆。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于， 

所述系统还包括全球定位系统GPS模块，用于获取车辆当前的位置；

所述控制器还与所述GPS模块连接，用于将车辆当前位置与保存的位置进行比较，并输出所述保存的位置中车辆在预定时间之后没有经过的位置的信息。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括GPS模块和通用分组无线服务GPRS模块，其中：

所述GPS模块用于获取车辆当前的位置；

所述GPRS模块用于将所述车辆当前的位置发送给主控中心，并接收主控中心发送的控制信息。

8.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的系统。 

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