CN208789580U - 一种大货车辅助驾驶装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大货车辅助驾驶装置及系统，该装置包括设置在车桥上的加速度传感器，微处理器，以及标记转弯盲区的激光标记模块；加速度传感器输出端与微处理器加速度输入端连接，微处理器根据车辆加速度计算转弯盲区；激光标记模块包括至少一个激光灯和至少一个带动激光灯扫描的舵机，激光灯的安装部固定在舵机的舵盘上；舵机信号输入端与微处理器舵机控制端连接。根据加速度传感器输出数据计算车辆转弯盲区，并通过激光标记模块对盲区进行标记，由于激光具有高亮度、光束集中等优点，可以醒目的标示出危险区域，克服了现有技术方案中车辆转弯时只能提醒驾驶员而不能提醒周围行人及车辆的缺点。

Description

一种大货车辅助驾驶装置及系统

技术领域

本实用新型涉及一种汽车辅助系统，特别是涉及一种大货车辅助驾驶装置及系统。

背景技术

伴随着城市建设的迅猛发展，泥罐车和渣土车等重型货车在市内道路行驶拐弯时，由于视野盲区等问题，恶性事故层出不穷，极大地危害了人民群众的生命和财产安全。

针对大货车转弯时导致事故多发的问题，目前市场上主流解决方案是在司机视野盲区处安装摄像头并通过显示屏显示，从而达到让司机能够看到盲区内图像的目的。但此方案最大的缺陷是在车辆行驶时容易分散驾驶员的注意力，同时此方案只能显示盲区内图像，不能主动提醒驾驶员，也不能对周围的行人及车辆进行提醒。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种大货车辅助驾驶装置及系统。

为了实现本实用新型的上述目的，根据本实用新型的第一个方面，提供了一种大货车辅助驾驶装置，包括设置在车桥上的加速度传感器，微处理器，以及标记转弯盲区的激光标记模块；

所述加速度传感器输出端与微处理器加速度输入端连接，微处理器根据车辆加速度计算转弯盲区；

所述激光标记模块包括至少一个激光灯和至少一个带动激光灯扫描的舵机，所述激光灯的安装部固定在舵机的舵盘上；所述舵机信号输入端与微处理器舵机控制端连接。

根据加速度传感器输出数据计算车辆转弯盲区，并通过激光标记模块对盲区进行标记，由于激光具有高亮度、光束集中等优点，可以醒目的标示出危险区域，克服了现有技术方案中车辆转弯时只能提醒驾驶员而不能提醒周围行人及车辆的缺点。通过舵机带动激光器进行盲区标记，可以转动任意角度，使激光标记的盲区更接近计算出的盲区范围，提高了激光标记对行人和车辆的警示准确性。

在本实用新型的另一种优选实施方式中，还包括设置在驾驶位正前方的显示屏，所述显示屏输入端与微处理器显示输出端连接。

通过显示屏显示盲区内的图像，便于用户查看盲区内是否有行人，或显示提醒信息，便于司机查看。

在本实用新型的再一种优选实施方式中，还包括语音提示模块，所述语音提示模块输入端与微处理器语音输出端连接。

语音提示模块在转弯时盲区有人，或者车辆距离人或车距离不安全时，或者车辆偏移车道时通过声音报警来提醒司机，或周围的行人或车辆不要接近此危险区域。

在本实用新型的再一种优选实施方式中，还包括至少两个设置在车身两侧的人体探测传感器，所述人体探测传感器的输出端与微处理器红外输入端连接。

用于实时检测转弯盲区内是否有人，对司机进行预警，避免事故发生。

在本实用新型的再一种优选实施方式中，还包括至少一个超声波传感器，所述超声波传感器输出端与微处理器距离检测端连接。

用于检测车辆周围行人或前方车辆的距离，便于提前预警。

在本实用新型的再一种优选实施方式中，还包括至少一个设置在车身侧面和/或后视镜处的摄像头，摄像头输出端与微处理器视频输入端连接。

通过摄像头实时采集行驶车道的标识线，检测车辆是否偏离车道。

在本实用新型的再一种优选实施方式中，还包括GPS模块，所述GPS模块输出端与微处理器定位输入端连接。

便于对车辆行驶位置进行精确定位。

在本实用新型的再一种优选实施方式中，还包括GPRS模块，所述GPRS模块输入端与微处理器通信输出端连接。

通过GPRS模块进行无线传输，将车辆行驶或故障信息通过GPRS模块发送给远端服务器，具有使用方便、灵活和可靠的优点。

根据本实用新型的第二个方面，提供了一种大货车辅助驾驶系统，包括至少一个大货车辅助驾驶装置，云端服务器和至少一个客户端；

所述微处理器的信息输入端与车辆OBD接口连接；GPRS模块输出端与云端服务器无线连接；

所述客户端通过云端服务器获取车辆行驶信息或故障信息。

通过OBD接口读取车辆行驶信息或故障信息，并将该信息和转弯信息通过GPRS模块传输至云端服务器。在车辆故障时，能够根据车辆传回的故障信息，给出相应的解决方案，同时联系附近的车辆维修点。当车辆运行状态良好时，将车辆检测到的各种数据打包发送至服务器，作为行车记录，同时管理人员能够查看车辆的实时信息。具有远程数据传输的功能，能够将车辆的运行状态发送至云端服务器，从而实现车辆的集中化管理。也能在车辆发生故障时，第一时间的通知附近的车辆维修点，对货车进行维修。

附图说明

图1是本实用新型一种大货车辅助驾驶装置的一具体实施方式系统框图；

图2是本实用新型一种大货车辅助驾驶装置的一应用场景的流程图；

图3是本实用新型一种大货车辅助驾驶系统的一应用场景中客户端的页面设计图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语″纵向″、″横向″、″上″、″下″、″前″、″后″、″左″、″右″、″竖直″、″水平″、″顶″、″底″″内″、″外″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语″安装″、″相连″、″连接″应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

图1所示为本实用新型一种大货车辅助驾驶装置的一具体实施方式系统框图，在本该实施方式中，包括设置在车桥上的加速度传感器，微处理器，以及标记转弯盲区的激光标记模块；

加速度传感器输出端与微处理器加速度输入端连接，微处理器根据车辆加速度计算转弯盲区；

激光标记模块包括至少一个激光灯和至少一个带动激光灯扫描的舵机，激光灯的安装部固定在舵机的舵盘上；舵机信号输入端与微处理器舵机控制端连接。

在本实施方式中，加速度传感器可选用陀螺仪，设置在二轴或三轴车的车桥上，每个轴上至少设置一个。微处理器可选用RAM Cortex-M内核的微处理器，型号可选用TM4C123GH6PMI。根据加速度传感器输出数据，微处理器利用内轮差算法，获取车辆转弯的方向、速度、加速度后动态的计算盲区大小，根据以上三个参数的变化对计算出的区域进行动态调整，实现了区域的灵活计算，当车辆在转弯时，基于计算得到的盲区大小，控制舵机转动来带动其上的激光灯对盲区进行扫描标记，警示人们不要靠近盲区。激光灯可采用红色一字激光灯，该激光灯扫出来是一个″一″字可调焦，可用五个激光灯扫出平行线来扫描盲区。舵机可安装在车桥、车身两侧等地方。舵机可选择两个或两个以上自由度的舵机，如robotbase品牌的RB-150MG。

内轮差算法的原理为：

车子在转弯时，后轮并不是沿着前轮的轨迹行驶，会产生偏差，转弯形成的偏差叫″轮差″，车身越长，形成的″轮差″就越大，内轮差的范围也会跟着扩大。内轮差是车辆转弯时的前内轮的转弯半径于后内轮的转弯半径之差。

内轮差计算公式：圆周率×(外轮弧度半径-内轮弧度半径)÷两轮弧度半径比值。

根据加速度传感器输出数据计算车辆转弯盲区，并通过激光标记模块对盲区进行标记，由于激光具有高亮度、光束集中等优点，可以醒目的标示出危险区域，克服了现有技术方案中车辆转弯时只能提醒驾驶员而不能提醒周围行人及车辆的缺点。

在本实用新型中，微处理器通过自身的A/D管脚或者数字输入端采集加速度传感器的输出信号，从加速度信息获取车辆转弯的方向、速度、加速度来计算转弯盲区的计算方法为现有技术，不在本实用新型的保护范围内。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括设置在驾驶位正前方的显示屏，显示屏输入端与微处理器显示输出端连接。

在本实施方式中，显示屏与微处理器通过HMI串口连接，显示的内容分为两部分，一部分是车辆运行状态信息，另一部分是车辆行驶的提醒信息，如在进行转弯动作时若检测到转弯盲区内有人，会通过声音结合屏幕显示相应内容。在高速行驶时系统若检测出车辆偏离车道，也会以类似的方式进行提醒。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括语音提示模块，语音提示模块输入端与微处理器语音输出端连接。

在本实施方式中，语音提示模块可为扬声器，当行人大意没有注意到处在大车盲区下时，大车可以进行语音提醒，让行人可以及时离开危险区。用语音提醒的好处是可以多方位的提醒行人，比如行人过路玩手机时用语音提醒比较有效。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括设置在车身两侧的至少两个人体探测传感器，所述人体探测传感器的输出端与微处理器红外输入端连接。

在本实施方式中，利用人体探测传感器实时检测转弯盲区内是否有人，若检测出有人系统将会提醒驾驶员并让汽车制动。人体探测传感器可选用利用微波探测原理的深圳伟视捷的VS-915，或者使用红外探测仪。微处理器通过自身的A/D采集管脚或者数字输入接口，采集人体探测传感器的输出信号，并在内部寄存器中存储有人体靠近阈值，通过内部的比较单元将人体探测传感器的输出信号与人体靠近阈值进行比较，根据比较结果判定是否有人提靠近货车，上述计算方法为单片机或者MCU的常规运算，在此不在赘述。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括至少一个超声波传感器，所述超声波传感器输出端与微处理器距离检测端连接。

在本实施方式中，超声波传感器测距原理是向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播是碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为v，而根据计时器记录的测出发射和接收回波的时间差Δt，就可以计算出发射点距障碍物的距离S，即：S＝v＊Δt/2。当大车周围有行人或其他车辆时超声波传感器能够计算出行人或其他车辆距离大车的距离，大车得到相应的数据后会进行相应的提醒。在微处理器内部一个寄存单元中存储有距离报警阈值，微处理器通过自身的A/D采集管脚或者数字输入端口采集超声波传感器的输出信号，并通过内部的一个比较单元将超声波传感器的输出信号与距离报警阈值进行比较，如果超声波传感器的输出信号小于距离报警阈值，那么认为没有人体或车辆在危险距离内，反之，认为有人体或车辆在危险距离内。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括至少一个设置在车身侧面和/或后视镜处的摄像头，摄像头输出端与微处理器视频输入端连接。

在本实施方式中，摄像头为硬件高速二值化摄像头，将图像黑白化，经此图像处理后，使处理器更容易去处理图像数据。同时也加强了抗干扰能力。摄像头实时采集行驶车道的标识线，通过图像处理获得汽车在当前车道中的位置参数，当检测到汽车偏离车道时，传感器会及时收集车辆数据和驾驶员的操作状态，微处理器控制显示屏显示警报信号和语音提示模块发出警报声音，整个过程大约在0.5秒完成，为驾驶者提供更多的反应时间。在本实施方式中，微处理器从图像中提取车道标识线，计算自身与标识线的距离为现有技术，不在本实用新型的保护范围内，在此，不再赘述。而如果驾驶者打开转向灯，正常进行变线行驶，那么车道偏离预警系统不会做出任何提示。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括GPS模块，GPS模块输出端与微处理器定位输入端连接。

在本实施方式中，GPS模块集成RF射频芯片、基带芯片和核心CPU，并加上相关外围电路而组成的一个集成电路。GPS模块可选用SIRFIII系列。采用GPS模块方便于对大车的定位，由于卫星的位置精确可知，在GPS观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置(X，Y，Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括GPRS模块，GPRS模块输入端与微处理器通信输出端连接。

在本实施方式中，GPRS模块通过串口与微处理器通信连接，通过GPRS模块进行无线传输，将车辆行驶或故障信息通过GPRS模块发送给远端服务器，具有使用方便、灵活和可靠的优点。

本实用新型提供了一种大货车辅助驾驶系统，包括至少一个大货车辅助驾驶装置，云端服务器和至少一个客户端；

微处理器的信息输入端与车辆OBD接口连接；GPRS模块输出端与云端服务器无线连接；

客户端通过云端服务器获取车辆行驶信息或故障信息。

在本实施方式中，利用GSM模块将车辆数据上传至云端服务器，使管理者对于车辆的管理更加方便。通过目前车辆上普遍拥有的OBD接口进行车辆信息、发动机运行状况、车辆部件等信息的读取。当系统出现故障，OBD系统会将故障信息传输至微处理器，同时会根据故障类型显示相应的故障代码。在车辆故障时，车主能从显示的故障代码大致的判断出故障原因。当车辆运行状态良好时，将车辆检测到的各种数据打包发送至服务器，作为行车记录，同时管理人员能够查看车辆的实时信息。具有远程数据传输的功能，能够将车辆的行驶信息发送至云端服务器，从而实现车辆的集中化管理。也能在车辆发生故障时，第一时间的通知附近的车辆维修点，对汽车进行维修。图3是本实用新型一种大货车辅助驾驶系统的一应用场景中客户端的页面设计图。

图2是本实用新型一种应用场景中进行大货车辅助驾驶的流程图，在该应用场景中，包括如下步骤：

S1，微处理器关闭总中断，初始化各模块；

S2，微处理器开启定时器，定时器计时满后产生中断信号输入到微处理器总中断端；

S3，校准加速度传感器；

S4，微处理器开启总中断；

S5，定时器计时满并清零后再开始计时，循环往复；同步地，大货车辅助驾驶装置执行如下步骤：

GPRS模块发送车辆行驶信息或故障信息至云端服务器步骤；

和/或获取加速度传感器输出数据，计算动态转弯盲区，通过激光灯标记转弯盲区；

和/或获取超声波传感器输出数据，判断车辆距离周围其他车辆或行人的距离是否安全步骤；

和/或通过GPS模块获取车辆地理数据，同时，地理数据被发送至云端服务器步骤；

和/或获取人体探测传感器输出数据，判断转弯盲区内是否有人；

和/或获取摄像头视频图像信息，微处理器处理图像信息并判断车辆是否偏移车道；

和/或显示屏显示转弯盲区图像、车辆运行状态信息或驾驶提醒信息步骤；

和/或语音提示模块对驾驶人员和行人进行语音提示；

S6，用户通过客户端访问服务器，获得车辆行驶信息或故障信息。

在本应用场景中，定时器可选择微处理器内部自带的定时器，或者外接一个定时器，定时器的定时时间优选为1ms。通过声光报警的方式，既可以主动的提醒驾驶员盲区内可能有人或物导致事故发生，又不会分散驾驶员的视线注意力。同时，采用加速度传感器对车辆运行状态，如转弯方向、速度、加速度等参量进行检测，计算出当前运行状态下汽车转弯盲区的大小。再利用激光对货车转弯的危险区域进行标记，由于激光具有高亮度、光束集中等优点，可以醒目的标示出危险区域，克服了同类方案只能提醒驾驶员而不能提醒周围行人及车辆的缺点。

在本说明书的描述中，参考术语″一个实施例″、″一些实施例″、″示例″、″具体示例″、或″一些示例″等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种大货车辅助驾驶装置，其特征在于，包括设置在车桥上的加速度传感器，微处理器，以及标记转弯盲区的激光标记模块；

所述加速度传感器输出端与微处理器加速度输入端连接，微处理器获取车辆转弯的方向、速度、加速度计算转弯盲区；

所述激光标记模块包括至少一个激光灯和至少一个带动激光灯扫描的舵机，所述激光灯的安装部固定在舵机的舵盘上；所述舵机的信号输入端与微处理器舵机控制端连接。

2.如权利要求1所述的大货车辅助驾驶装置，其特征在于，还包括设置在驾驶位正前方的显示屏，所述显示屏输入端与微处理器显示输出端连接。

3.如权利要求1所述的大货车辅助驾驶装置，其特征在于，还包括语音提示模块，所述语音提示模块输入端与微处理器语音输出端连接。

4.如权利要求1所述的大货车辅助驾驶装置，其特征在于，还包括至少两个设置在车身两侧的人体探测传感器，所述人体探测传感器的输出端与微处理器红外输入端连接。

5.如权利要求1所述的大货车辅助驾驶装置，其特征在于，还包括至少一个超声波传感器，所述超声波传感器输出端与微处理器距离检测端连接。

6.如权利要求1所述的大货车辅助驾驶装置，其特征在于，还包括至少一个设置在车身侧面和/或后视镜处的摄像头，摄像头输出端与微处理器视频输入端连接。

7.如权利要求1所述的大货车辅助驾驶装置，其特征在于，还包括GPS模块，所述GPS模块输出端与微处理器定位输入端连接。

8.如权利要求1所述的大货车辅助驾驶装置，其特征在于，还包括GPRS模块，所述GPRS模块输入端与微处理器通信输出端连接。

9.一种大货车辅助驾驶系统，其特征在于，包括如权利要求1-8之一所述的大货车辅助驾驶装置，云端服务器和至少一个客户端；

所述微处理器的信息输入端与车辆OBD接口连接；GPRS模块输出端与云端服务器无线连接；

所述客户端通过云端服务器获取车辆行驶信息或故障信息。