CN203739886U - 一种基于eps的主动式车道保持的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于EPS的主动式车道保持的装置，包括制动踏板、车载ECU、LED显示器、制动系统的电子控制单元、转向柱和EPS的电子控制单元，还包括摄像头、雷达、两个蜂鸣器，其中，雷达、摄像头和LED显示器连接车载ECU的输入端，车载ECU的输出端通过制动系统的电子控制单元和EPS的电子控制单元分别与制动踏板和转向柱相连接，在制动系统的电子控制单元上连接一个蜂鸣器，在EPS的电子控制单元上也连接一个蜂鸣器。该装置结构简单，成本低，安装维修方便并且实用性好。

Description

一种基于EPS的主动式车道保持的装置

技术领域

本实用新型属于汽车安全技术领域，具体涉及到一种基于EPS的主动式车道保持的装置。

背景技术

自我国加入WTO以来，我国经济建设飞速发展，与此同时我国汽车的保有量也在迅猛的增加。由于汽车数量的增加，加之驾驶员的驾驶技术不高，特别是缺乏汽车安全装置等问题，引发了一系列的交通事故。交通事故一旦发生，且多为恶性事故，所造成的经济损失比较严重和人员伤亡比较大。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种基于EPS的主动式车道保持的装置，利用雷达和摄像头来检测车辆所处的状态，使汽车保持在比较安全的车道上,以避免交通事故的发生。

为了实现上述技术任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种基于EPS的主动式车道保持的装置，包括制动踏板、车载ECU、LED显示器、制动系统的电子控制单元、转向柱和EPS的电子控制单元，其特征在于，还包括摄像头、雷达、两个蜂鸣器，其中，雷达、摄像头和LED显示器连接车载ECU的输入端，车载ECU的输出端通过制动系统的电子控制单元和EPS的电子控制单元分别与制动踏板相和转向柱相连接，在制动系统的电子控制单元上连接一个蜂鸣器，在EPS的电子控制单元上也连接一个蜂鸣器。

本实用新型的其它特点是：

所述的车载ECU采用MSP430系列FLASH型单片机。

所述的摄像头采用PC1030带红外LED车载摄像头模组。

所述的雷达采用激光雷达。

本实用新型的基于EPS的主动式车道保持的装置，利用雷达、摄像头等传感器来采集汽车周围的道路环境信息，将以上所采集到的道路环境信息传输到车载ECU，车载ECU根据相关软件的分析处理：第一步就是在车道影像上寻找车辆两侧的车道边界线；然后根据车道边界线来计算车道的宽度和车道曲率，于是就可得到一个虚拟的车道。并以此为依据来预测车辆未来行驶的路线,然后可以借助车道偏离算法来评估交通事故发生的几率。在驾驶员未开启转向灯的前提下，车辆偏离了虚拟车道，ECU向EPS的控制单元发出指令，转向柱收到了转向的命令，根据车辆与车道线的行驶角度，便对转向柱施加一个转向力矩，使车辆保持在虚拟车道内安全行驶。

当车辆与前车距离过小时，通过制动单元实现车辆的自动制动。可以保证与前车之间的安全距离，通过电子控制单元的控制实现自动制动，从而提高了车辆的行车安全。与现有技术相比，带来的技术效果是：

1、当车辆偏离了虚拟车道时，能够通过EPS的电子控制单元实现自动转向，减小了危险系数，从而提高了车辆的行车安全。

2、在车距较小时有基本的提醒功能外，还能够通过电子控制单元的控制实现自动制动，从而提高了车辆的行车安全。

3、结构简单、比较精确、易于维修、实用性好。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

具体实施方式

如图1所示，本实施例给出一种基于EPS的主动式车道保持的装置，包括车辆上已有的制动踏板、车载ECU、LED显示器、制动系统的电子控制单元、转向柱和EPS的电子控制单元，其特征在于，还包括摄像头、雷达、两个蜂鸣器，其中，雷达、摄像头和LED显示器连接车载ECU的输入端，车载ECU的输出端通过制动系统的电子控制单元和EPS的电子控制单元分别与制动踏板和转向柱相连接，在制动系统的电子控制单元上连接一个蜂鸣器，在EPS的电子控制单元上也连接一个蜂鸣器。

在本实施例中，车载ECU采用型号为MSP430系列FLASH型单片机，该单片机FLASH型单片机是由美国TI公司生产，其最主要的特点是具有16位精简指令结构(RISC)、超低功耗和工作稳定。MSP430系列FLASH型单片机的工作电压工作为1.8V-3.6V，正常工作时功耗可控制在200μA左右，低功耗模式时可实现2μA，甚至是0.1μA的超低功耗。它主要由12位的A/D、比较器、定时器、片内UART、看门狗、片内振荡器和大量的I/O端口及大容量的片内存储器等组成。

所述的摄像头采用PC1030带红外LED车载摄像头模组。将摄像头安装在雨刮器的刮水区，并且位于车身中轴线上，这样可在降雨或降雪时尽量降低视野受限的问题。该产品的成像器件为CMOS，直径16mm，视角为170度，电源功耗：DC12V，95mA，图像传感器：1/4"CMOS PC1030，灵敏度：3.0V/Lux-sec5600K，总像素：648(H)×488(V)。摄像头可以将车辆前方及周边驾驶员视线难以观察的范围呈现在LED显示器上，作为驾驶员的行车参考。

所述的雷达采用激光雷达。激光雷达是以发射激光束探测目标的位置，速度等特征量的雷达系统。从工作原理上讲，与微波雷达没有根本的区别，但是，激光雷达与有微波雷达无法比拟的优势：激光雷达具有较好的远距离探测能力、黑暗穿透力、灰尘烟雾笼罩时的性能以及温度稳定性等。因此，具有良好探测能力且适合全天候运行的激光雷达，是车载测速测距系统的最佳选择。激光雷达可以提供车辆与前车的相对速度和距离，作为车辆判断是否存在碰撞危险的依据。

EPS的电子控制单元和EPS共用同一个控制装置。将EPS作为车道保持系统的转向执行机构，不需要增加额外的机构。电动助力转向系统同时负责常规助力转向与车道保持系统的修舵转向，属于典型的结构共用，可以大大降低系统的复杂程度，减小了转向机构的体积，减少零部件的数量，简化系统结构，有利于系统的安装和推广，是车道保持系统转向执行机构的良好选择。

制动系统的电子控制单元采用已有的器件，连接在原车ABS输入油路与原车制动主缸的输出油路之间。该制动系统的电子控制单元主要由单片机、压力控制器、电磁阀、步进电机以及连接管路组成。制动油液经过电子控制单元，最终传输到原车的ABS系统中。液压制动单元中的压力控制器根据车载ECU计算得出的期望制动压力，将压力信息传递给制动系统的电子控制单元，制动系统的电子控制单元发出指令对电机和电磁阀进行控制，从而实现汽车的制动。

摄像头获取的是汽车周围的道路环境信息，LED显示器可以实时显示汽车周围的道路环境信息，将此信息传给ECU,ECU根据相关软件进行分析处理。在ECU中有一个重要的软件——基于路面图像对称性的车道偏离识别，该软件的基本运行过程为:获得图像——边缘提取——建立EDF——计算车道方向变化量——车道偏离识别。该摄像头位于车身中轴线上，测量车辆在车道中的位置,依靠精确定位车道线来获取车辆与车道边界的间距，边缘分布函数采用So-bel算法来进行边缘提取。利用函数对称轴位置的变化来评价车道偏离状况，可以准确识别出道路图像中车道边界线的方向变化,通过对车道线方向变化的计算及对车辆航向的变化进行量化分析,能较准确地反映车辆是否有偏离车道的趋势。其中，ECU的“基于路面图像对称性的车道偏离识别”软件的思想及方法参见[1]刘志强,陈彦博,葛如海基于路面图像对称性的车道偏离识别方法研究[期刊论文]-汽车工程2007(7)。

ECU根据相关软件的分析处理，可以得出：第一步就是在车道影像上寻找车辆两侧的车道边界线；然后根据车道边界线来计算车道的宽度和车道曲率，于是就可得到一个虚拟的车道。并以此为依据来预测车辆未来行驶的路线,然后可以借助车道偏离算法来评估交通事故发生的几率。在驾驶员未开启转向灯的前提下，车辆偏离了虚拟车道，ECU向EPS的控制单元发出指令，转向柱收到了转向的命令，根据车辆与车道线的行驶角度，便对转向柱施加一个转向力矩，使车辆保持在虚拟车道内安全行驶。通过雷达可以获得车辆与前方车辆等前方障碍物之间的距离，此信号是模拟信号，将此信号传给ECU，通过相关软件处理，可以获取车辆当前车速和节气门位置等信息，以便对当前车辆状况进行综合判断；ECU对接收到的信息进行运算、处理、判断，然后向制动系统的电子控制单元发出执行指令。当车辆偏离了安全车道以及与前车存在碰撞危险时，车载ECU控制蜂鸣器报警提醒驾驶员注意，同时EPS的电子控制单元和制动系统的电子控制单元开始工作，从而提高了驾驶员的行车安全。

本实用新型采用的电子元器件均为已知产品，本领域技术人员根据本实用新型的技术方案即可知电子元器件的具体连接方式。

Claims (4)

1.一种基于EPS的主动式车道保持的装置，包括制动踏板、车载ECU、LED显示器、制动系统的电子控制单元、转向柱和EPS的电子控制单元，特征在于，还包括摄像头、雷达、两个蜂鸣器，其中，雷达、摄像头和LED显示器连接车载ECU的输入端，车载ECU的输出端通过制动系统的电子控制单元和EPS的电子控制单元分别与制动踏板和转向柱相连接，在制动系统的电子控制单元上连接一个蜂鸣器，在EPS的电子控制单元上也连接一个蜂鸣器。 

2.如权利要求1所述的基于EPS的主动式车道保持的装置，其特征在于，所述的车载ECU采用MSP430系列FLASH型单片机。 

3.如权利要求1所述的基于EPS的主动式车道保持的装置，其特征在于，所述的摄像头采用PC1030带红外LED车载摄像头模组。 

4.如权利要求1所述的基于EPS的主动式车道保持的装置，其特征在于，所述的雷达采用激光雷达。