CN202448922U - 一种防追尾的智能化车辆制动预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆安全驾驶领域，公开了一种防追尾的智能化车辆制动预警装置，其特征在于，包括制动动力输出的制动液压缸，用于采集前方车辆信息的探测器，用于采集本车车速的速度传感器，用于收集处理分析信息和控制制动装置以及报警装置的控制单元，用于显示车辆速度和距离的显示装置，用于发生报警提示音的报警器。能够在全天候准确地采集前方车辆信息的基础上，快速辅助实施车辆制动和准确显示车辆速度与距离信息，避免车辆追尾事故。具有不受恶劣的环境影响，可靠性高，制动迅速和预警信息直观显示，辅助安全驾驶性能更佳的特点。

Description

一种防追尾的智能化车辆制动预警装置

技术领域

本实用新型涉及车辆安全驾驶领域，特别涉及一种防追尾的智能化车辆制动预警装置。 

背景技术

在汽车驾驶过程中，车辆的制动是常见的驾驶员操作行为，它是驾驶员针对周围车辆的车速、车辆间距等周边环境信息的刺激，调整并完成自身驾驶目标策略的综合行为过程。在这样复杂的过程中，驾驶员极可能对制动的可行性做出错误的判断，使车辆处在潜在的碰撞之中。目前，在汽车执行制动过程中，大部分驾驶员都是通过目视和经验来执行制动行为，很容易错误评估制动距离，这样，很容易引发交通事故。 

目前，国内外有大量的研究人员在车辆制动方面做了相关研究，大部分都是通过使用高清摄像机、图像处理器以及轮速传感器来采集本车前方目标车辆的信息，然后通过数字信号处理器将摄录的图像转换为数字信号，并由微处理器根据相应的信息检测出相对车距和相对速度，进而给驾驶员采取制动措施提供一些有用信息以及给出相应的预警信号。但是，现今大多技术方案存在一个重大的固有缺陷：一旦在雨天、雪天、雾天等恶劣天气以及在夜晚的情况下，摄像机因为光线度的影响，采集的数据会产生很大的偏差，甚至在极端恶劣天气的情况下采集不到数据，这样会给驾驶员带来很严重的误导，甚至发生重大的交通事故，达不到真正实现车辆辅助安全驾驶的目的。 

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种防追尾的智能化车辆制动预警装置，能够在全天候准确地采集前方车辆信息的基础上，快速辅助实施车辆制动和准确显示车辆速度与距离信息，辅助安全驾 驶性能更佳。 

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。 

一种防追尾的智能化车辆制动预警装置，包括制动动力输出的制动液压缸控制电路，用于采集前方车辆信息的探测器，用于采集本车车速的速度传感器，用于收集、分析、处理前方车辆信息和本车车速的控制单元，用于显示车辆速度和距离的显示装置，用于发生报警提示音的报警器，所述控制单元分别控制显示装置的显示、制动液压缸的输出以及报警器的动作。 

所述的探测器为激光雷达，安装于车辆前保险杆正中间处，其输出端与控制单元的I/O-1输入口电连接。 

所述速度传感器为轮速传感器，安装在车辆左前轮上，它与控制单元的I/O-2输入口电连接。 

所述控制单元，采用8位CMOS单片机，安装于一个机盒内，所述控制单元输入端口I/O-1与探测器的输出端电连接，所述控制单元输入端口I/O-2与速度传感器的输出端电连接，所述控制单元输出端口I/O-3与显示装置输入端电连接，所述控制单元输出端口I/O-4与报警器的输入端电连接，所述控制单元输出端口I/O-5与制动液压缸控制电路电连接。 

所述显示装置，采用液晶显示屏或OLED显示屏，安装在仪表盘右方，其输入端口与控制单元的输出端口P1.3电连接。 

所述报警器，采用蜂鸣器或动圈喇叭，其输入端与控制单元的输出端口P1.4电连接。 

与现有技术相比，本一种防追尾的智能化车辆制动预警装置的优点在于：1，激光雷达不受光线度的影响，在恶劣的天气情况下仍可以清晰准确的探测前方的目标车辆，可靠性高。2，由于采用微处理器，能够快速、及时地对数据信息进行处理，响应速度快，控制性能好。3，采用显示装置技术，智能化、自动化程度高，制动预警信息直观显示在显示屏上，辅助安全驾驶性能更佳。 

附图说明

图1为本实用新型提供的结构示意图； 

图2车辆制动预警流程图； 

图1中：1为探测器，2为速度传感器，3为控制单元，4为制动液压缸控制电路，5为显示装置，6为报警器。 

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。 

参见图1、图2，一种防追尾的智能化车辆制动预警装置，包括制动动力输出的制动液压缸控制电路4，用于采集前方车辆信息的探测器1，用于采集本车车速的速度传感器2，用于收集、分析、处理前方车辆信息和本车车速的控制单元3，用于显示车辆速度和距离的显示装置5，用于发生报警提示音的报警器，所述控制单元分别控制显示装置的显示、制动液压缸的输出以及报警器的动作；所述的探测器1为激光雷达，安装于车辆前保险杆正中间处，其输出端与控制单元的I/O-1输入口电连接；所述速度传感器2为轮速传感器，安装在车辆左前轮上，它与控制单元3的I/O-2输入口电连接；所述控制单元3，采用8位CMOS单片机，安装于一个机盒内，单片机输入端口I/O-1与探测器1的输出端电连接，单片机输入端口I/O-2与速度传感器2的输出端电连接，单片机输出端口I/O-3与显示装置5的输入端电连接，单片机输出端口I/O-4与报警器6的输入端电连接，单片机输出端口I/O-5与制动液压缸控制电路4电连接；所述显示装置5，采用液晶显示屏或OLED显示屏，安装在仪表盘右方，其输入端口与控制单元3的输出端口P1.3电连接；所述报警器6，采用蜂鸣器或动圈喇叭，其输入端与控制单元3的输出端口P1.4电连接。 

本实用新型的工作过程是这样的： 

本实用新型的基本原理是：利用安装在车辆前保险杆上的探测器1不断 持续探测同一车道前方目标车辆，当在预先设定的制动距离内探测器1和速度传感器2采集到前方目标车辆的信息后，它把目标车辆的数据信息传送给控制单元3，控制单元3根据预先设定的程序进行处理，然后通过显示装置5，把本车和前方车辆最小相对距离的目标车辆的相对速度以及相对距离显示在显示装置5上，并根据车辆需要制动的危险等级用不同颜色条实时显示在显示装置5上，这样，驾驶员通过显示装置5上实时显示的颜色条即可明确知道本车制动的可行与否，达到了实时监控以及预警的功能。 

本装置以下原理和依据进行工作的。 

通常，在本车与同一车道前方车辆的行驶过程中，本车和前方车辆有一段相对距离L，本实用新型是根据相对距离L的大小来进行制动预警等级的划分，当探测器1探测到本车与前方车辆相对速度在不断减小，这表明本车和前方车辆在不断靠近，探测器1所采集的相对速度特性为前车绝对速度减去本车的绝对速度，其公式为Δv＝v_前车-v_本车，如果相对速度不断减小且车辆不采取制动措施，本车必和前车相撞。智能化自动控制车辆制动踏板及预警装置就是当本车和前方车辆处在一段最小相对距离Δs时开启自动制动，最小相对距离Δs满足在以最大制动减速度减速一段时间t后，当本车绝对速度减到和前方车辆绝对速度相同时，本车正好处在和前车相撞的临界状态上，此时刻控制单元3给本车制动液压缸控制电路一个控制信号，解除自动制动本车只需脚轻踩制动踏板即可避免和前车相撞。最小相对距离Δs由以下公式确定： 

V_前车t+Δs＝V_本车t-at²/2        (1) 

V_前车＝V_本车-at                 (2) 

由以上两式可得： 

Δs＝V_本车·(V_本车-V_前车)/2-a[(V_本车-V_前车)/2]²

其中：a为最大制动减速度， 

本实施例微处理器采用AT89C51单片机，内部程序预先设定本车和前方 车辆的相对距离作为预警范围以及设定激光雷达所探测到前方车辆所有的相对距离中选定最小相对距离为有效数据。本车和前方车辆行驶过程的相对距离L分为三种情况：1， 

2， 

3，L＝Δs。控制单元3内部程序依据三种相对距离L预先设定车辆制动三个等级：1，不需制动；2，需要用脚轻踩制动踏板；3，紧急自动制动。与此同时，显示装置5依据车辆制动等级的不同给出相应的预警颜色条，并在需要紧急自动制动时启动报警器6。 

一种智能化自动控制车辆的制动踏板和预警装置具体实施流程如下： 

安装在车辆前保险杆上的激光雷达不断持续探测本车前方车辆，当同一车道出现目标车辆时，探测器1达会将探测范围内的目标信息全部传送给控制单元3，目标信息主要有本车和前方车辆的相对速度以及相对距离，同时，速度传感器把采集到的本车绝对速度传给控制单元3。 

控制单元3预先设定本车距所有前方车辆相对距离中最小的相对距离为有效数据，即认定同一车道距本车最近的前方车辆为有效目标。当控制单元3接收到探测器1和速度传感器2所传送的数据信息后，当控制单元3依据最小的相对距离对前方车辆进行挑选，当挑选出相对距离后随之与单片机预先设定的三类相对距离进行比对。当本车与前方车辆的相对距离L落在 

区间时，此时不需要采取制动措施，当控制单元3此时给显示装置5一个绿颜色条的输出信号；当本车与前方车辆的相对距离L落在 

区间时，此时需要采取人工制动措施，当控制单元3此时给显示装置5一个黄颜色条的预警输出信号显示在显示装置5上；当本车与前方车辆的相对距离L落在L＝Δs这一临界状态时，即此时相对距离达到了控制单元3预先设定的最小相对距离Δs，需要采取紧急制动措施，此时，控制单元3给液晶显示屏一个红颜色条的预警输出信号显示在显示装置5上，并启动报警器，警示驾驶员此时需要紧急制动，此时刻控制单元3给制动液压缸控制 电路一个控制信号，启动自动控制制动踏板，车辆以最大制动减速度进行制动，当本车绝对速度减到和前方车辆的绝对速度一致时，即此时探测器1采集到本车和前方车辆的相对速度为0时，单片机给液压缸一个解除自动控制制动踏板的控制信号，此时，驾驶员只需用脚轻踩制动踏板即可避免和前方车辆相撞的危险。此智能化自动控制车辆的制动踏板和预警装置很好的实现了在不同的相对距离范围内显示装置5实时给你提供相对应的预警信息，警示驾驶员在行驶过程中采取相关的制动措施，当在紧急相对制动距离内时，报警器6开启并启动自动制动功能，很好地实现了辅助安全驾驶的目的。 

本实施例中的探测器1为激光雷达，激光雷达不受雨水、光线的影响，视角0°-320°左右，探测距离200米左右；显示装置5采用4.3英寸液晶显示屏。 

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。 

Claims (6)

1.一种防追尾的智能化车辆制动预警装置，其特征在于，包括制动动力输出的制动液压缸控制电路，用于采集前方车辆信息的探测器，用于采集本车车速的速度传感器，用于收集、分析、处理前方车辆信息和本车车速的控制单元，用于显示车辆速度和距离的显示装置，用于发生报警提示音的报警器，所述控制单元分别控制显示装置的显示、制动液压缸的输出以及报警器的动作。

2.根据权利要求1所述的一种防追尾的智能化车辆制动预警装置，其特征在于，所述的探测器为激光雷达，安装于车辆前保险杆正中间处，其输出端与控制单元的I/O-1输入口电连接。

3.根据权利要求1所述的一种防追尾的智能化车辆制动预警装置，其特征在于，所述速度传感器为轮速传感器，安装在车辆左前轮上，它与控制单元的I/O-2输入口电连接。

4.根据权利要求1所述的一种防追尾的智能化车辆制动预警装置，其特征在于，所述控制单元，采用8位CMOS单片机，安装于一个机盒内，所述控制单元输入端口I/O-1与探测器输出端电连接，所述控制单元输入端口I/O-2与速度传感器的输出端电连接，所述控制单元输出端口I/O-3与显示装置输入端电连接，所述控制单元输出端口I/O-4与报警器的输入端电连接，所述控制单元输出端口I/O-5与制动液压缸控制电路电连接。

5.根据权利要求1所述的一种防追尾的智能化车辆制动预警装置，其特征在于，所述显示装置，采用液晶显示屏或OLED显示屏，安装在仪表盘右方，其输入端口与控制单元的输出端口P1.3电连接。

6.根据权利要求1所述的一种防追尾的智能化车辆制动预警装置，其特征在于，所述报警器，采用蜂鸣器或动圈喇叭，其输入端与控制单元的输出端口P1.4电连接。 

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