CN205239316U - 基于多源异构信息融合的车联网车速动态控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基于多源异构信息融合的车联网车速动态控制系统，包括安装在每辆汽车上用于采集当前汽车车速的车速采集模块、用于接收潜在危险车辆车速并向潜在危险车辆发送当前汽车车速的无线通信模块、以及用于采集当前汽车与潜在危险车辆之间实际车距的测距模块，车速采集模块、无线通信模块和测距模块均连接控制器，控制器连接预警装置；其中，控制器用于接收当前汽车车速和潜在危险车辆车速，并得出当前汽车车速与潜在危险车辆车速的差值，将差值乘以设定的时间值得到理论安全车距，将理论安全车距与实际车距进行比较，在实际车距小于理论安全车距时，启动预警装置进行预警。本实用新型能够及时预警，降低汽车事故发生率，提高行驶安全性。

Description

基于多源异构信息融合的车联网车速动态控制系统

【技术领域】

本实用新型属于汽车辅助驾驶领域，具体涉及基于多源异构信息融合的车联网车速动态控制系统。

【背景技术】

随着汽车保有量大幅增加，因汽车之间的车距低于安全距离、转弯、大雾天气等未知道路状况而造成的交通事故等问题已引起了社会和交通部门的高度重视。人们需要更加简便、安全的交通工具，使得对汽车的智能化要求更加急切。

【发明内容】

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种基于多源异构信息融合的车联网车速动态控制系统，能够有效预警，便于提前调节车速，降低汽车事故发生率。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

包括安装在每辆汽车上用于采集当前汽车车速的车速采集模块、用于接收潜在危险车辆车速并向潜在危险车辆发送当前汽车车速的无线通信模块、以及用于采集当前汽车与潜在危险车辆之间实际车距的测距模块，车速采集模块、无线通信模块和测距模块均连接控制器，控制器连接预警装置；其中，控制器用于接收当前汽车车速和潜在危险车辆车速，并得出当前汽车车速与潜在危险车辆车速的差值，将差值乘以设定的时间值得到理论安全车距，将理论安全车距与实际车距进行比较，在实际车距小于理论安全车距时，启动预警装置进行预警。

进一步地，车速采集模块采用HZL201霍尔式车速传感器，且安装在当前汽车的变速器输出轴上。

进一步地，控制器连接有用于获取当前汽车的节气门开度信号的节气门位置传感器；且控制器通过执行器连接当前汽车的节气门控制摇臂，控制器用于在实际车距小于设定的临界值时，启动执行器调节节气门开度。

进一步地，控制器还连接有用于获取当前汽车的节气门控制摇臂位置的节气门控制摇臂传感器。

进一步地，控制器连接OLED液晶显示屏。

进一步地，无线通信模块采用型号为CC2530的Zigbee模块。

进一步地，控制器采用STM32F103芯片。

进一步地，测距模块采用SDK系列激光测距器。

进一步地，执行器采用步进电机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型通过无线通信模块将各车之间直接互联，获取潜在危险车辆的车速，并通过结合自身车速得出理论安全车距，以和实际车距进行对比，便于及时预警，以及时调整车速，能够减轻汽车行驶过程中与前车发生的追尾、碰撞等事故，极大的降低了汽车事故的发生率，实现汽车之间车速、位置等信息的交流，提高汽车行驶的安全性。

进一步地，本实用新型通过设置节气门位置传感器和执行器，便于自动调节节气门开度，从而实现车速和车距的动态控制，更好地提高控制精度。

进一步地，本实用新型通过设置节气门控制摇臂传感，实时检测节气门控制摇臂位置，以检验执行器是否将节气门的开度调节到位。

【附图说明】

图1是本实用新型的结构连接示意图。

图中，1为车速采集模块，2为无线通信模块，3为测距模块，4为节气门位置传感器，5为STM32F103芯片，6为OLED液晶屏，7为节气门控制摇臂传感器，8为预警装置，9为执行器。

【具体实施方式】

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型包括车速采集模块1、无线通信模块2、激光测距模块3、节气门位置传感器4、作为控制器的STM32F103芯片5、OLED液晶屏6、节气门控制摇臂传感器7、预警装置8和执行器9。其中，车速采集模块1、无线通信模块2、激光测距模块3、节气门位置传感器4的输出端均与STM32F103芯片5的输入端相连，STM32F103芯片5的输出端与OLED液晶屏6、节气门控制摇臂传感器7、预警装置8和执行器9的输入端相连。

本实用新型中的车速采集模块1采用HZL201霍尔式车速传感器，安装在每辆汽车的变速器输出轴上，用于实时获取当前汽车的车速。

无线通信模块2采用CC2530的Zigbee模块，无线通信模块2用于接收潜在危险车辆，如当前汽车的正前方和正后方车辆车速，并向潜在危险车辆发送当前汽车车速。

测距模块3采用SDK系列激光测距器，安装在当前汽车车身前段中央，用于获取当前汽车与潜在危险车辆的实际距离。节气门位置传感器4安装在当前汽车的节气门轴上，用于获取节气门开度信号。

节气门控制摇臂传感器7采用滑线电位计式，用于实时检测节气门控制摇臂位置，以检验执行器9是否将节气门的开度调节到位。

执行器9采用步进电机，用于调节节气门的开度。

STM32F103芯片5接收车速采集模块1、无线通信模块2、激光测距模块3、节气门位置传感器4送来的信号，得到当前汽车与潜在危险车辆的车速、位置信息。通过STM32F103芯片内部的处理程序进行实时解算，通过OLED液晶屏6，节气门控制摇臂传感器7，预警装置8实时进行驾驶员的提醒和自动控制，使实际车距保证在理论安全距离范围内，避免追尾、碰撞等事故的发生。

本实用新型中执行器9将STM32F103芯片5传来的电信号转化为机械运动，控制当前汽车的节气门的开度，实现汽车车速的动态控制，使汽车能够行驶在安全车距范围内。执行器9为步进电机，通过控制电机的正反转，从而实现节气门开度的改变，达到控制车速的效果。通过测距模块3得到当前汽车和潜在危险车辆的实际车距，将实际车距与系统根据两车车速计算得到理论安全车距进行比较，如果实际车距达到临界值时，系统根据逻辑判断分为两个等级，其中一级属于危险程度低的情况，启动报警装置8，提醒驾驶员进行减速；二级属于危险程度高的情况，启动报警装置8和执行器9，提醒驾驶员且车辆本身进行自动调速处理。

本实用新型的工作原理是：当前汽车在行驶过程中，通过测距模块3实时监测与潜在危险车辆的实际车距，通过车速采集模块1实时得到当前汽车在各时刻的速度V1，通过无线通信模块2实时得到潜在危险车辆的速度V2和V3，并将实际车距、速度V1、速度V2和V3发送给STM32F103芯片5，通过STM32F103芯片5对当前汽车和潜在危险车辆的车速信息进行计算处理，得到车速对应的理论安全车距，如得出当前汽车车速与前方的汽车车速的差值A，以及后方的汽车车速与当前汽车车速的差值B，只要保证均是前车车速减相邻的后方车速，或后方车速减相邻的前方车速即可；将差值A和差值B分别乘以设定的时间值就得到理论安全车距；该设定的时间值应大于人反应时间；并通过STM32F103芯片5将理论安全车距与实际车距进行比较判断，在条件满足时迅速向预警装置8和执行器9发出控制的信号，同时，通过无线通信模块2将当前汽车车速数据发送出去，通过OLED液晶屏6显示出当前汽车和潜在危险车辆的车速、实际车距和理论安全距离等信息，时刻提醒驾驶员。如果测得当前汽车与前方汽车之间的实际车距小于理论安全距离，且实际车距小于设定的临界值时，临界值比如可以设定为理论安全距离的50％或其它，则级别属于危险程度高，步进电机反转，减小节气门开度，从而使得当前汽车降低车速，两车的实际距离增大，使得当前汽车处在安全范围内；如果测得当前汽车与后方车辆之间的实际车距小于理论安全距离，则增大节气门开度，两车的实际距离增大，避免追尾、碰撞等事故的发生。

本实用新型的工作过程为：车速采集模块1、无线通信模块2、激光测距模块3、节气门位置传感器4将数据发送给STM32F103芯片5，STM32F103芯片5根据这些数据计算出两车的理论安全距离，如果实际车距≥理论安全车距，则不启动预警装置8和执行器9；如果实际车距﹤理论安全车距且实际车距﹥50％理论安全车距，判定为低级危险程度，则启动预警装置8，不启动执行器9；如果实际车距＜50％理论安全车距，判定为高级危险程度，则启动预警装置8和执行器9，此处的50％为设定参数，可以根据实际情况调整；此时，STM32F103芯片5根据数据计算得到节气门适当的开度，给执行器9发出信号，自动调节节气门开度，从而实现车速和车距的动态控制。

本实用新型采用自动控制技术控制车速和两车间的实际车距，控制精确度高、使用成本低，降低行车过程中追尾、碰撞等事故的发生率。

本实用新型通过车与车之间建立Zigbee网络，采用广播的形式，各车之间直接互联，免去构建网络。车身前部装有测距模块3，由测距模块3测得车间距，通过数据线把模拟信号传给STM32F103芯片5，将车速采集模块1得到当前汽车位置、车速信息和无线通信模块1得到潜在危险车辆的位置、车速信息发送至STM32F103芯片5进行处理。由此，一路信号通过无线通信模块将当前汽车的车速和位置信息发送给周围的车；一路信号送到OLED液晶屏6，将当前汽车和潜在危险车辆的车速和实际距离等信息显示出来，驾驶员可以看到准确的距离显示，有助于其作出判断；另一路将来自车速采集模块1和无线通信模块2的数据进行实时分析，根据实际距离和理论安全车距的比较后，根据危险程度自动调整节气门开度，对汽车的行驶车速和实际车距进行控制，从而提高汽车行驶安全性。本实用新型控制精度高、使用成本低，对保证汽车的行车安全十分有利。

Claims (9)

1.基于多源异构信息融合的车联网车速动态控制系统，其特征在于，包括安装在每辆汽车上用于采集当前汽车车速的车速采集模块(1)、用于接收潜在危险车辆车速并向潜在危险车辆发送当前汽车车速的无线通信模块(2)、以及用于采集当前汽车与潜在危险车辆之间实际车距的测距模块(3)，车速采集模块(1)、无线通信模块(2)和测距模块(3)均连接控制器，控制器连接预警装置(8)；其中，控制器用于接收当前汽车车速和潜在危险车辆车速，并得出当前汽车车速与潜在危险车辆车速的差值，将差值乘以设定的时间值得到理论安全车距，将理论安全车距与实际车距进行比较，在实际车距小于理论安全车距时，启动预警装置(8)进行预警。

2.根据权利要求1所述的基于多源异构信息融合的车联网车速动态控制系统，其特征在于，车速采集模块(1)采用HZL201霍尔式车速传感器，且安装在当前汽车的变速器输出轴上。

3.根据权利要求1所述的基于多源异构信息融合的车联网车速动态控制系统，其特征在于，控制器连接有用于获取当前汽车的节气门开度信号的节气门位置传感器(4)；且控制器通过执行器(9)连接当前汽车的节气门控制摇臂，控制器用于在实际车距小于设定的临界值时，启动执行器(9)调节节气门开度。

4.根据权利要求3所述的基于多源异构信息融合的车联网车速动态控制系统，其特征在于，控制器还连接有用于获取当前汽车的节气门控制摇臂位置的节气门控制摇臂传感器(7)。

5.根据权利要求1所述的基于多源异构信息融合的车联网车速动态控制系统，其特征在于，控制器连接OLED液晶显示屏(6)。

6.根据权利要求1所述的基于多源异构信息融合的车联网车速动态控制系统，其特征在于，无线通信模块(2)采用型号为CC2530的Zigbee模块。

7.根据权利要求1、3、4、5或6所述的基于多源异构信息融合的车联网车速动态控制系统，其特征在于，控制器采用STM32F103芯片(5)。

8.根据权利要求1所述的基于多源异构信息融合的车联网车速动态控制系统，其特征在于，测距模块(3)采用SDK系列激光测距器。

9.根据权利要求1所述的基于多源异构信息融合的车联网车速动态控制系统，其特征在于，执行器(9)采用步进电机。