CN204547910U - 一种基于超声波测距和激光测距的汽车自动报警刹车系统 - Google Patents

Abstract

一种基于超声波测距和激光测距的汽车自动报警刹车系统，包括中央处理器、激光测距仪、超声波测距仪、控制开关、刹车控制模块和燃油切断模块，所述中央处理器分别与激光测距仪、超声波测距仪、控制开关、燃油切断模块和刹车控制模块相连，所述激光测距仪和超声波测距仪均安装在汽车前侧的保险杠上，所述控制开关安装在汽车控制台上。驾驶员通过控制开关启动本自动报警刹车系统，汽车前侧保险杠上的激光测距仪和超声波测距仪同时测量本车与前方车辆或障碍物之间的实际距离，并将测量的数据传送到中央处理器，当激光测距仪和超声波测距仪测量结果不一致时，中央处理器丢弃较大的数值，选用较小的数值，同时中央处理器根据测量结构计算将会发生碰撞的时间，并在液晶显示屏上显示，便于驾驶员了解相关情况，控制车速。同时，中央处理器计算出的碰撞时间小于10秒，则启动警告指示灯，如果碰撞时间小于6秒，则警告指示灯和语音报警器同时启动，如果碰撞时间小于4秒，则警告指示灯和语音报警器均启动，同时发送控制信号给刹车控制模块、燃油切断模块，启动自动刹车系统，避免本车与前方车辆或障碍物发生碰撞，警告指示灯点亮，提醒后方车辆减速，防止碰撞事故发生。

Description

一种基于超声波测距和激光测距的汽车自动报警刹车系统

技术领域

    本实用新型涉及汽车安全领域，尤其涉及一种基于超声波测距和激光

测距的汽车自动报警刹车系统。

背景技术

  车辆在高速行驶过程中，当前方突然出现障碍物或前方车辆紧急刹车时，由于驾驶员需一定反应时间进行刹车制动，容易出现刹车不及时，导致碰撞事故的发生。 本实用新型的目的是解决现有汽车防撞装置不能在汽车与前方车辆或障碍物发生碰撞前自动刹车的技术问题，提供了一种基于超声波测距和激光测距的汽车自动报警刹车系统，当汽车与前方车辆或障碍物之间的距离小于安全距离时，该装置能控制汽车自动刹车，避免汽车与前方车辆或障碍物碰撞发生事故。

      在汽车自动报警刹车系统中，距离测量尤其重要，本实用新型同时采用超声波测距和激光测距，以提高距离测量的可靠性。

发明内容

 本实用新型的目的是解决现有汽车防撞装置不能在汽车与前方车辆或障碍物发生碰撞前自动刹车的技术问题，提供了一种基于超声波测距和激光测距的汽车自动报警刹车系统，当汽车与前方车辆或障碍物之间的距离小于安全距离时，该装置能控制汽车自动刹车，避免汽车与前方车辆或障碍物碰撞发生事故。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种基于超声波测距和激光测距的汽车自动报警刹车系统，包括中央处理器、激光测距仪、超声波测距仪、控制开关、刹车控制模块和燃油切断模块，所述中央处理器分别与激光测距仪、超声波测距仪、控制开关、燃油切断模块和刹车控制模块相连，所述激光测距仪和超声波测距仪均安装在汽车前侧的保险杠上，所述控制开关安装在汽车控制台上。

 所述激光测距仪包括激光发射器和激光接收器。

 所述超声波测距仪包括一个超声波发射电路、一个超声波接收电路，所述超声波发射电路由反向器74LS04和超声波换能器构成，所述超声波接收电路采用集成芯片CX20106A构成。

    作为优选，中央处理器选用自带A/D转换的AT89C51单片机。

    作为优选，所述一种基于超声波测距和激光测距的汽车自动报警刹车系统还包括液晶显示屏，所述液晶显示屏安装在汽车控制台上，并与中央处理器相连。液晶显示屏上显示本车与前方车辆或障碍物的实际距离，便于驾驶员了解相关情况，控制车速。

作为优选，所述一种基于超声波测距和激光测距的汽车自动报警刹车系统还包括语音报警芯片和扬声器，所述语音报警芯片分别与中央处理器和扬声器相连。当本车与前方车辆或障碍物的距离接近安全距离临界值时，中央处理器向语音报警芯片发送报警信号，扬声器发出报警声，提醒驾驶员减速或刹车。

  作为优选，所述一种基于超声波测距和激光测距的汽车自动报警刹车系统还包括警告指示灯，警告指示灯安装在汽车尾部，并与中央处理器相连。

   在本技术方案中，驾驶员通过控制开关启动本实用新型提供的基于超声波测距和激光测距的汽车自动报警刹车系统，汽车前侧保险杠上的激光测距仪和超声波测距仪同时测量本车与前方车辆或障碍物之间的实际距离，并将测量的数据传送到中央处理器，当激光测距仪和超声波测距仪测量结果不一致时，中央处理器丢弃较大的数值，选用较小的数值，同时中央处理器根据测量结构计算将会发生碰撞的时间，并在液晶显示屏上显示，便于驾驶员了解相关情况，控制车速。同时，中央处理器计算出的碰撞时间小于10秒，则启动警告指示灯，如果碰撞时间小于6秒，则警告指示灯和语音报警器同时启动，如果碰撞时间小于4秒，则警告指示灯和语音报警器均启动，同时发送控制信号给刹车控制模块、燃油切断模块，启动自动刹车系统，避免本车与前方车辆或障碍物发生碰撞，警告指示灯点亮，提醒后方车辆减速，防止碰撞事故发生。

  本实用新型的有益效果是：当汽车与前方车辆或障碍物之间的距离小于安全距离时，该装置能控制汽车自动刹车，避免汽车与前方车辆或障碍物碰撞产生事故。

说明书附图

图1是本实用新型的一种结构连接示意框图。

图2是本实用新型中超声波发射电路的电气原理图。

 图3是本实用新型中对超声波检测接收电路的电气原理框图。

 图4  是普通汽车刹车系统原理图。

 图5  是本实用新型刹车系统原理图，本实用新型刹车系统是在普通汽车刹车系统手动刹车阀门旁边并联一油路，并在并联油路中安装一个自动刹车阀以实现自动刹车。

具体实施方式 

 下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种基于超声波测距和激光测距的汽车自动报警刹车系统，如图1所示，包括中央处理器、激光测距仪、超声波测距仪、控制开关、液晶显示屏、语音报警芯片、扬声器、警告指示灯、刹车控制模块和燃油切断模块，中央处理器分别与激光测距仪、超声波测距仪、控制开关、液晶显示屏、警告指示灯、刹车控制模块和燃油切断模块相连，语音报警芯片分别与中央处理器、扬声器相连，激光测距仪和超声波测距仪安装在汽车前侧的保险杠上，控制开关和液晶显示屏安装在汽车控制台上，警告指示灯安装在汽车尾部。

 当汽车在高速行驶时，驾驶员可通过控制开关启动汽车防撞装置，汽车前侧保险杠上的激光测距仪和超声波测距仪测量本车与前方车辆或障碍物之间的实际距离，并将测量的数据传送到中央处理器，当激光测距仪和超声波测距仪测量结果不一致时，中央处理器丢弃较大的数值，选用较小的数值，中央处理器根据测量结果计算将会发生碰撞的时间，并在液晶显示屏7上显示，便于驾驶员了解相关情况，控制车速。同时，中央处理器1计算出的碰撞时间T小于10秒，则启动警告指示灯，如果碰撞时间T小于6秒，则警告指示灯和语音报警器同时启动，如果碰撞时间T小于4秒，则警告指示灯和语音报警器均启动，同时发送控制信号给刹车控制模块5、燃油切断模块6，避免本车与前方车辆或障碍物发生碰撞，警告指示灯10点亮，提醒后方车辆减速，防止碰撞事故发生。

参照图2和图3，超声波测距仪包括一个超声波发射电路、一个超声波接收电路，所述超声波发射电路由反向器74LS04和超声波换能器构成，所述超声波接收电路采用集成芯片CX20106A构成。图2是本实用新型中超声波发射电路的电气原理图。   图3是本实用新型中对超声波检测接收电路的电气原理框图。

激光测距仪包括激光发射器和激光接收器，激光测距仪和超声波测距仪均有成熟产品，这里就不赘述了。

参照图4，图4  是普通汽车刹车系统原理图，普通的汽车刹车过程是这样的, 在汽车行驶过程中, 油泵一直工作, 产生高压制动液, 当汽车驾驶员踩下刹车踏板, 触发压力传感器产生电流, 该电流通过导线连接刹车阀门，使刹车阀门打开， 从而让高压制动液通过阀门,流向安装在汽车轮上的制动器, 制动器包括刹车片和制动盘，高压制动液挤压刹车片, 使刹车片紧贴制动盘产生摩擦力，实现刹车。汽车驾驶员松开刹车踏板后，刹车阀门关闭，同时回流阀门打开，制动液通过回流管直接回流到油池。

参照图5，图5是本实用新型刹车控制模块原理图，本实用新型刹车系统原理是在普通汽车刹车系统手动刹车阀门旁边并联一油路，并在并联油路中安装一个自动刹车阀，自动刹车阀连接中央处理器，受中央处理器控制，当中央处理器发出刹车命令时，自动刹车阀门打开，高压刹车油流向制动器，从而实现自动刹车。同时，本系统对驾驶员手动刹车没有影响。

将会发牛碰撞时间的计算方法：以激光测距仪为例，激光发射器发射激光束，同时，激光接收器接收反射回来的激光，接收到的激光信号经过放大后传送到中央处理器，中央处理器计算出激光从发射到接收之间的时间差t ，这样，障碍物离汽车的距离S = ct / 2 ，其中c 为光速，设连续两次激光测量的距离分别为S和S’  ，则在这连续两次发射激光时间间隔内，障碍物和汽车距离变化为△S＝S- S’，设激光发射器发射激光频率为f ，则汽车和前方障碍物之间的相对速度为V =△S× f ，进一步地可以计算将会发生碰撞的时间T = S / V，如果碰撞时间T为负值，则自动报警和自动刹车均不启动。

激光测距仪和超声波测距仪各有优点，两者配合使用可以提高测量结果的可靠性。在测量精度上，超声波测距仪的测量精度是厘米级的，激光测距仪的测量精度是毫米级的；测量范围上超声波测距仪的测量范围通常在80米以内，而激光测距仪的测量范围最高可到200米，另外，超声波测距仪容易报错，由于超声波测距仪是声波发射，具有声波的扇形发射特性，所以当声波经过之处障碍物较多时，反射回来的声波较多，干扰较多，易报错，而激光测距仪是极小的一束激光发射出去再回来，所以只要光束能通过的，几乎无干扰，这几个方面激光测距仪都有很大的优越性，但是，激光测距仪有可能出现无法测量到障碍物的情况，这是激光测距仪一个致命的缺点，因为激光测距仪需要接收反射回来的激光，但有时候反射激光难以被接收到，这种情况下，超声波测距仪又可以弥补激光测距仪的不足。

尽管以上结合附图对本实用新型的实施方案进行了描述，但是本实用新型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说明书的启示下，在不脱离本实用新型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，这些均属于本实用新型保护之列。

Claims (2)

1.一种基于超声波测距和激光测距的汽车自动报警刹车系统，其特征是，包括中央处理器、激光测距仪、超声波测距仪、控制开关、刹车控制模块、燃油切断模块、液晶显示屏、警告指示灯、语音报警芯片和扬声器，所述超声波测距仪包括一个超声波发射电路、一个超声波接收电路，所述超声波发射电路由反向器74LS04和超声波换能器构成，所述超声波接收电路采用集成芯片CX20106A构成，所述中央处理器分别与激光测距仪、超声波测距仪、控制开关、燃油切断模块和刹车控制模块相连，所述激光测距仪和超声波测距仪均安装在汽车前侧的保险杠上，所述控制开关安装在汽车控制台上，所述液晶显示屏安装在汽车控制台上，并与中央处理器相连，所述语音报警芯片分别与中央处理器和扬声器相连，所述警告指示灯安装在汽车尾部，并与中央处理器相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声波测距和激光测距的汽车自动报警刹车系统，所述激光测距仪包括激光发射器和激光接收器。