CN206480160U - 高速公路汽车防连撞预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了高速公路汽车防连撞预警装置，安装在行驶在高速公路上的汽车上，包括控制器，控制器分别与无线接收模块、无线发送模块、声光报警模块、北斗卫星定位模块、图像采集装置、雾霾检测仪和电源电路连接；无线接收模块，用于接收高速公路上设定距离范围内的车辆的报警信息；无线发送模块，用于将当前车辆的速度低于设定速度阈值或者单位时间内速度变化超过设定阈值时，控制器产生的报警信息发送给高速公路上设定距离范围内的其他车辆；从而避免高速公路上车辆连环相撞的事故发生；控制器，用于对当前车辆的速度或者速度变化进行监控，判断速度或速度变化是否超过设定阈值，若超过则发出报警信息。

Description

高速公路汽车防连撞预警装置

技术领域

本实用新型涉及一种高速公路汽车防连撞预警装置。

背景技术

随着经济的发展.我国汽车数量和高速公路里程数逐年增加，高速公路汽车行驶速度快、流量大的特点，在给人们带来便利的同时，也因其事故频率高、波及范围广，给人们生命财产造成巨大的安全隐患。在诸多交通事故中.高速公路汽车连环相撞事故显得尤为突出。

现有技术有如下两种：

(1)基于测距的高速公路防撞预警系统。该系统主要是通过超声波、红外线或毫米波雷达技术测量当前车辆与前方车辆的距离，当距离低于设定的阈值后系统对驾驶人员报警。此类系统的主要缺点是普通的超声波及红外模块距离测量范围比较低，预警系统对周围信息感知存在可视范围限制，不适用于高速公路上高速行驶的汽车。此类系统还存在一个严重的问题是受环境影响较大，测距模块易受恶劣天气如光学污染，雾霾等情况影响而导致灵敏度下降，造成测量的精度不够。第二个缺点是该系统是孤立的，无法与其他车辆进行通信，事故车辆无法将事故信息通知到较远距离的车辆，即无法解决汽车的连续追尾问题。

(2)基于加速度、速度以及车间通信的高速公路防撞预警系统。该系统主要是通过加速度传感器和速度传感器测量车辆的瞬时加速度和速度，然后通过通信模块发送给相邻车辆。此类系统相比基于测距的高速公路防撞系统，实现了车辆间的通信，但是不能准确提供前方事故发生的地点，并且该系统采用的车间通信是以固定时间间隔进行的，这必将造成信息冗余及资源浪费。此系统的另外一个缺点是需要加速度跟速度两个模块，系统复杂度高。

(3)节假日，高速路容易发生拥堵和交通事故，现有技术中，没有合理的拥堵预警，和交通事故拥堵预警，车主驾驶车辆只有行驶在高速路上，才能发现前方有拥堵事件，造成不必要的等待，给车主造成时间上的浪费。

(4)冬季雾霾天气频繁，现有技术中，没有关于高速路上气象实时预警，也就是说，车主只有驾驶车辆行驶到高速路上，才能发现高速路上有雾霾现象，无法做到提前预知高速路上的雾霾天气。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种高速公路汽车防连撞预警装置，以新的思路提出以北斗卫星定位模块与远距离无线通信模块相结合的高速公路汽车防连撞预警装置，具有设计简单，定位准确，通信可靠及覆盖范围广等优点，可有效减少高速公路上汽车连环相撞事故，具有很好的社会效益和广阔的市场前景。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

高速公路汽车防连撞预警装置，安装在行驶在高速公路上的汽车上，包括控制器，所述控制器分别与无线接收模块、无线发送模块、声光报警模块、北斗卫星定位模块、图像采集装置、雾霾检测仪和电源电路连接；

所述无线接收模块，接收高速公路上设定距离范围内的车辆的报警信息；并将报警信息发送给控制器；

所述无线发送模块，将当前车辆的控制器产生的报警信息发送给高速公路上设定距离范围内的其他车辆的控制器；

所述声光报警模块，用于接收控制器发出的报警指令，进行声光报警；

所述北斗卫星定位模块，将当前车辆位置、速度与加速度实时发送给控制器；

所述电源电路用于给控制器、无线接收模块、无线发送模块、声光报警模块、北斗卫星定位模块、图像采集装置和雾霾检测仪供电。

所述图像采集装置包括四个摄像头，其中所述摄像头分别安装在汽车头部、汽车尾部、汽车左侧车门把手位置、汽车右侧车门把手位置。分别采集汽车前部、后部、左侧和右侧的图像。

所述雾霾检测仪安装在汽车顶部。用于检测高速公路上实时天气情况。

所述控制器与云服务器连接，所述控制器向云服务器发送图像采集信息和雾霾检测信息。

想去高速公路的车主，通过控制器，从云服务器上下载所关心路段的图像采集信息和雾霾检测信息；提前预知高速路上的拥堵情况和雾霾天气。

高速公路汽车防连撞预警方法，包括如下步骤：

步骤(1)：北斗卫星定位模块对当前车辆的位置进行定位，将位置信息实时传输给控制器，用于车辆速度计算；

步骤(2)：当当前车辆在行驶中遇到突发路况时，当前车辆减速慢行或紧急制动，当前车辆的控制器判断当前车速是否低于设定速度阈值或单位时间内车速变化是否超过设定阈值，若是，当前车辆的控制器触发无线发射报警模块；

步骤(3)：当前车辆利用无线发射模块通过广播方式发出报警信号，在报警信号覆盖的范围内其他所有车辆都接收到该报警信号，与当前车辆处于不同的相对位置和速度的车辆会根据接收到的报警信号做出相应的反应：

行驶在当前车辆车同向车道且在当前车辆后方的车辆收到报警信号后，后方的车辆启动声光报警，提醒后方的车辆的驾驶员采取措施减速或刹车，避免与当前车辆发生碰撞；

与当前车辆不同向车道的车辆不做告警反应。

与当前车辆同向车道但在当前车辆前方的车辆不做告警反应。

当前车辆向周围车辆发出预警信号中包含了当前车辆的位置信息和瞬时速度信息，其它车辆通过当前车辆的位置信息和瞬时速度信息，判断与当前车辆的相对位置、距离及到达当前车辆的时间，从而做出相应的报警或忽略当前车辆的报警信号。

功能：

当车辆速度低于限定速度阈值或者速度变化大于设定阈值时，系统将判断为该车辆遇到突发情况，自动报警，附近车辆收到该报警信号进行信息处理，并做出相应动作，从而避免车辆连环相撞事故的发生。

应用范围：

该系统仅适用于高速公路，因为在高速公路车辆没有意外事故时，速度必须不低于限行速度，且不允许驾驶员随意停车。

本实用新型的有益效果：

1采用GPS+北斗双模定位来计算车辆之间的距离和车辆本身的速度，将环境影响降到最低，同时节约系统资源，降低制造成本。

2改进现有车间通信实现方案，将原有的车辆以固定时间间隔发送自身状态信息的方案改为仅允许事故车辆向周围车辆发送预警信息，此方案提高了资源利用率，降低信道拥堵风险，也达到了使系统控制模块降低功耗的目的。

3改进车辆应急机制。在原有的技术中，收到预警信息的车辆都将会向驾驶员报警，而本技术仅允许位于事故车辆后方且同车道的车辆报警，其他车辆也会收到预警信息，但系统会判断为无需报警。

4构建一个高速公路防连撞预警系统，当高速公路出现意外状况时(包括发生交通事故以及车辆意外停车)事故车辆及时向周围车辆发送预警信息，提示同车道后方车辆驾驶员以防止发生汽车连撞事故。高速公路拥堵时，所有车辆以低于限定速度前进时的车辆报警；高速公路转弯时同车道车辆位置定位；也对无线通信中多信源同时发射时的空中碰撞干扰问题作了考虑。本系统结构简单、报警直观、成本低廉、实用性强。

5方便了想上高速，还没有开始行程的车主提前预知高速上的交通事故造成的拥堵情况和雾霾情况。

附图说明

图1为本新型的实施例；

图2为本实用新型的硬件连接关系示意图；

其中，1、无线接收模块，2、无线发送模块，3、声光报警模块，4、北斗卫星定位模块，5、图像采集装置，6、雾霾检测仪，7、源电路，8、控制器，9、云服务器。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型系统是这样构成的：电源电路、控制器、北斗GPS双模定位模块、无线通信接收模块、无线通信发射模块、声光报警模块组成。北斗GPS双模定位模块的输出端与控制器的输入端连接，无线通信发射模块与控制器的输出口连接，无线通信接收模块与控制器输入口连接，声光报警模块与控制器连接，电源电路为整个系统供电。汽车在上高速时会安装高速公路防连撞系统，出现意外状况时会向半径2千米内的汽车发送预警信息，其他车辆会根据事故发生的位置及车道选择是否接收此次预警信息。

如图1所示：定位模块实时采集车辆的位置信息，并以此计算车辆的速度，将速度低于某一阈值或速度变化大于某一阈值作为突发路况的主要判据。当车辆A在行驶中遇到突发路况时，要么减速慢行，要么紧急制动，都会触发无线发射报警模块。车辆A通过广播方式发出报警信号，此时在报警信号覆盖的范围内所有车辆都会接收到该报警信号，与A车不同的相对位置和速度的车辆会根据接收到的报警信号做出相应的反应：

行驶在A车同向车道且在其后方的车辆B收到该报警信号后，启动声光报警，提醒驾驶员采取措施(减速或刹车)，避免与A车发生碰撞；

与A车不同向车道的车辆D、E和在A同向车道但在其前方的车辆C则不做告警反应。

车辆A向周围车辆发出预警信号中包含了该车的位置信息和瞬时速度信息，其它车辆通过此信息判断与A车的相对位置、距离及到达A车的时间，从而做出相应级别的报警或忽略A车的报警信号。高速公路拥堵时，所有车辆慢速前进时，车辆报警；高速公路转弯时同车道车辆位置定位；也对无线通信中多信源同时发射时的空中碰撞干扰问题作了考虑。

3.方案效果

本实用新型技术系统功耗低，实用性强，将事故影响降低到最小程度，有效的减少高速公路汽车连撞事故的发生。

如图2所示，高速公路汽车防连撞预警装置，安装在行驶在高速公路上的汽车上，包括控制器8，所述控制器8分别与无线接收模块1、无线发送模块2、声光报警模块3、北斗卫星定位模块4、图像采集装置5、雾霾检测仪6和电源电路7连接；所述控制器8与云服务器9连接；

所述无线接收模块，用于接收高速公路上设定距离范围内的车辆的报警信息；

所述无线发送模块，用于将当前车辆的速度低于设定速度阈值或者单位时间内速度变化超过设定阈值时，控制器产生的报警信息发送给高速公路上设定距离范围内的其他车辆；从而避免高速公路上车辆连环相撞的事故发生；

所述控制器，用于对当前车辆的速度或者速度变化进行监控，判断速度或速度变化是否超过设定阈值，若超过则发出报警信息，若未超过则不发出报警信息；还用于接收无线接收模块发来的信息；还用于向无线发送模块发送控制指令；

所述声光报警模块，用于接收控制器发出的报警指令，进行声光报警；

所述北斗卫星定位模块，将当前车辆位置信息实时发送给控制器；测量汽车的速度与加速度，并传给控制器。

所述电源电路用于给控制器、无线接收模块、无线发送模块、声光报警模块、北斗卫星定位模块、图像采集装置和雾霾检测仪供电。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (5)

1.高速公路汽车防连撞预警装置，其特征是，安装在行驶在高速公路上的汽车上，包括控制器，所述控制器分别与无线接收模块、无线发送模块、声光报警模块、北斗卫星定位模块、图像采集装置、雾霾检测仪和电源电路连接；

所述无线接收模块，接收高速公路上设定距离范围内的车辆的报警信息；并将报警信息发送给控制器；

所述无线发送模块，将当前车辆的控制器产生的报警信息发送给高速公路上设定距离范围内的其他车辆的控制器；

所述声光报警模块，用于接收控制器发出的报警指令，进行声光报警；

所述北斗卫星定位模块，将当前车辆位置、速度与加速度实时发送给控制器；

所述电源电路用于给控制器、无线接收模块、无线发送模块、声光报警模块、北斗卫星定位模块、图像采集装置和雾霾检测仪供电。

2.如权利要求1所述的高速公路汽车防连撞预警装置，其特征是，所述电源电路用于给控制器、无线接收模块、无线发送模块、声光报警模块、北斗卫星定位模块、图像采集装置和雾霾检测仪供电。

3.如权利要求1所述的高速公路汽车防连撞预警装置，其特征是，所述图像采集装置包括四个摄像头，其中所述摄像头分别安装在汽车头部、汽车尾部、汽车左侧车门把手位置、汽车右侧车门把手位置。

4.如权利要求1所述的高速公路汽车防连撞预警装置，其特征是，所述雾霾检测仪安装在汽车顶部。

5.如权利要求1所述的高速公路汽车防连撞预警装置，其特征是，所述控制器与云服务器连接，所述控制器向云服务器发送图像采集信息和雾霾检测信息。