CN211742264U

CN211742264U - 车辆弯道安全行驶预警系统

Info

Publication number: CN211742264U
Application number: CN201922487148.3U
Authority: CN
Inventors: 卢亚君; 张义; 刘俊
Original assignee: Guizhou Yunshang Iot Technology Co ltd
Current assignee: Guizhou Yunshang Iot Technology Co ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2020-10-23
Anticipated expiration: 2029-12-31

Abstract

本实用新型公开了一种车辆弯道安全行驶预警系统，包括车载设备和路测设备；车载设备包括车载终端；车载终端包括车载通讯模块、车载中央处理单元和输出单元；路测设备包括路测通讯模块和路测中央处理单元，本实用新型预警系统采用车辆数据信息与预警系统采用车辆数据信息与弯道数据信息相结合计算行驶速度的方式，能够给出特定车辆在弯道行驶时的最高速度，从而提醒驾驶员在该处的行驶速度，避免离心力矩超出重力矩导致的侧翻事故，保证道路行驶安全。

Description

车辆弯道安全行驶预警系统

技术领域

本实用新型属于道路安全领域，特别涉及车辆弯道安全行驶预警系统。

背景技术

道路行驶过程中，弯道是必不可少的行驶条件，特别是在高速路上，弯道存在较多的安全隐患。对于大货车来说，由于载重较大且速度不容易控制，是高速路弯道侧翻的常发事故之一。而发生此类事故的根源为车辆在弯道行驶时由于车速与该控制的车速不匹配而导致。因此，如何利用弯道本身的参数(转弯半径、路面条件)和车辆参数(载重、自重)终端进行智能判断，形成提前对驾驶员进行弯道预警，以保证车辆弯道行驶安全。

因此，需要一种预警系统，在车辆过弯道时具有针对性的提出告警，使得驾驶人员根据该告警谨慎驾驶，从而避免在弯道上形成侧翻，保证道路行驶安全。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种车辆弯道安全行驶预警系统，针对不同车辆提出适合于该车辆的报警信息，从而提醒驾驶员在该处的行驶速度，避免离心力矩超出重力矩导致的侧翻事故，保证道路行驶安全。

本实用新型的车辆弯道安全行驶预警系统，包括车载设备和路测设备；

所述车载设备包括车载终端；

所述车载终端包括：

车载通讯模块，用于接收及发送数据信号；

车载中央处理单元，储存有车辆数据信息，并与车载通讯模块之间形成通讯；

输出单元，用于执行车载中央处理单元发出的指令；

所述路测设备包括：

路测通讯模块，用于与车载通讯模块交互接收及发送数据信号；

路测中央处理单元，储存弯道数据信息并与路测通讯模块之间形成通讯；

所述路测设备还包括：

车辆信息识别单元，用于识别车辆信息，并发送至路测中央处理单元；

所述车载设备还包括：

重量传感器，用于检测车辆的装载重量数据，并输送至车载中央处理单元；

所述路测设备还包括：

环境信息获取单元，用于获取弯道处环境数据信息，并发送至路测中央处理单元；

所述车载设备还包括：

加速度传感器，用于获取车辆行驶轨迹，并将行驶轨迹数据发送至车载中央处理单元。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的车辆弯道安全行驶预警系统，预警系统采用车辆数据信息与弯道数据信息相结合计算行驶速度的方式，能够给出特定车辆在弯道行驶时的最高速度，从而提醒驾驶员在该处的行驶速度，避免离心力矩超出重力矩导致的侧翻事故，保证道路行驶安全。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型系统原理图；

图2为本实用新型预警的流程框图；

图3为本实用新型预警处理中轨迹计算过程图。

具体实施方式

图1为本实用新型系统原理图，如图所示，本实施例的车辆弯道安全行驶预警系统，包括车载设备和路测设备；

所述车载设备包括车载终端；

所述车载终端包括：

车载通讯模块，用于接收及发送数据信号；车载通讯模块一般采用无线通讯的方式接收及发送数据信号；

车载中央处理单元，储存有车辆数据信息，并与车载通讯模块之间形成通讯；中央处理单元带有输入输出接口，包括CPU以及外围设备及电路，具有储存数据和计算处理能力，储存有逻辑运算程序，属于现有结构，在此不再赘述；

车载中央处理单元一般包括：

接口电路：接收车载通讯模块提供的数据信号并向输出单元以及车载通讯模块输出相关数据信号。

处理单元(CPU)：接收由接口电路发来的参数数据并进行后续的处理和运行逻辑运算程序，实现行车过程和逻辑判断后输出至输入输出接口电路；

储存模块：储存车辆数据信息供处理单元(CPU)进行计算及逻辑判断；

输出单元，用于执行车载中央处理单元(输入输出接口电路)发出的指令并输出，一般包括视频、音频信号输出，以达到提醒的目的；

所述路测设备包括：

路测通讯模块，用于与车载通讯模块交互接收及发送数据信号；用于将弯道信息及时发送到车载终端，车载终端根据车辆数据信息(车身参数、载重后的重心高度等与车辆行使相关的参数)计算在相应的弯道信息(弯道半径、路面材料等与车辆行驶有关的参数)条件下的最高车速，从而提醒驾驶员在该速度以下行驶，避免侧翻；

路测中央处理单元，储存弯道数据信息并与路测通讯模块之间形成通讯；车载中央处理单元一般包括：

接口电路：接收路测通讯模块提供的数据信号并向路测通讯模块输出相关数据参数；

处理单元(CPU)：接收由接口电路发来的数据并向接口电路发出弯道数据信息；

储存模块：储存弯道数据信息供处理单元(CPU)调取并发出。

上述中央处理单元的结构和包含模块，均是为实现相应的功能而设定，在此不再赘述。

本实施例中，所述路测设备还包括：

车辆信息识别单元，用于识别车辆信息，并发送至路测中央处理单元；车辆信息识别单元可采用现有的车牌识别系统，读取信息后发送至路测中央处理单元用于储存并存档，同时也可根据车型初步判断该车辆在弯道上可行驶的最高车速。

本实施例中，所述车载设备还包括：

重量传感器，用于检测车辆的装载重量数据，并输送至车载中央处理单元；重量传感器可采用能够检测车载重量的现有的检测手段，比如在每个车轮上安装重量传感器，获取车厢各处的承重量，在此不再赘述；

所述车辆数据信息包括车辆自身信息和装载重量数据信息；

所述车载中央处理单元根据车辆数据信息计算车辆转弯速度与弯道数据之间的对应关系；所述弯道数据由路测中央处理单元实时通过路测通讯模块和车载通讯模块传输至所述车载中央处理单元；

车载中央处理单元根据装载重量情况结合弯道数据，得出该状态下的该车辆过弯道时应该控制的车速。

本实施例中，所述路测设备还包括：

环境信息获取单元，用于获取弯道处环境数据信息，并发送至路测中央处理单元；一般包括雨雪传感器、风速风向传感器等，在此不再赘述；

所述弯道数据包括弯道处环境数据信息；

环境信息对车辆的行驶具有重要影响，因此，对于当前环境信息进行采集并参与计算，利于保证行驶安全；比如，雨雪天、冰冻天、大风天以及风向等，均会对弯道行车造成影响；采集雨雪天等环境信息的手段为现有技术，在此不再赘述。

所述弯道数据包括转弯半径、弯道长度、路面数据和环境数据，所述环境数据实时更新且包括风级风向和雨雪情况；实践中，路测中央处理单元将上述弯道数据发送至路侧通讯模块，由路侧通讯模块发送至车载通讯模块并供车载中央处理单元进行计算并逻辑判断；路面数据一般为路面的光滑程度、材料(水泥还是沥青路面)等等。

所述车辆数据信息还包括由载重信息以及载重高度得到的重心位置信息；将装载高度输入(此结构中还包括车载输入单元，一般可为键盘或者触摸屏) 至车载中央处理单元，结合装载重量以及各个重量传感器检测的重量，可计算出重心位置；通过中心位置可计算出相应的重力矩，并可计算出离心力矩的最大值，从而得到最高车速。

本实施例中，所述车载设备还包括：

加速度传感器，用于获取车辆行驶轨迹，并将行驶轨迹数据发送至车载中央处理单元；

所述车辆数据信息包括行驶轨迹数据；

利用加速度传感器(比如陀螺仪)获取车辆行驶轨迹，属于现有技术，在此不再赘述；当行驶轨迹形成的半径较大的大于或者小于弯道半径，则发出报警。

为了本领域技术人员对本实用新型的技术原理充分理解，下面对本实用新型如何进行预警的具体过程进行详细说明：

a.处理单元获取车辆数据信息；车辆数据信息如前所述，一般包括车辆自身信息和加载信息；自身信息比如车牌、车架号等唯一识别信息，还有车的整体结构参数(长宽高)、自重等；加载信息则包括载重数据信息、载重高度等；

b.处理单元获取弯道数据信息；弯道数据信息一般包括弯道半径、路面状态、环境天气条件等；

c.处理单元根据弯道数据信息获取该车辆在该弯道上的行驶最高速度；

车辆不发生侧翻的前提条件为离心力矩小于等于重力力矩，即行驶最高速度为使转弯过程中所产生的离心力矩等于重力矩；

M_离＝F_离×H；

M_重＝G×h；

F_离＝mv²/r

其中：

M_离为离心力矩；F_离为车辆在弯道行驶时的离心力；H为重心高度，通过车辆总重(装载重量、车身重量以及重量分配)以及装载高度即可计算出，属于现有技术，在此不再赘述；

M_重为重力力矩；G为车辆总重；h为重心与弯道外侧对应的车厢前后车轮之间连线之间的距离，该连线一般通过前后轮与地面接触中心点；

m为车辆总质量；v为车辆过弯道时的线速度；r为弯道半径；

通过上述三个公式联立，并使得M_离＜M_重，即可得出v的最高数值，当v小于这个最高值时，即不会发生侧翻；

当然，计算离心力矩时，可适当加上路面状态、雨雪大风天气的系数，即降雨雪天气分级，大风天气以及风向分级，设定相应的系数到公式中，设定雨雪天气的系数为K_雨(无雨雪天气则该系数为1)，且K_雨根据不同的雨雪等级K_雨也不同，条件越恶劣该值越大；同理，可将大风天气的系数设为K_风(无风天气则该系数为1)，根据风向以及等级不同K_风也不同，风向在半径方向且向外吹表示不利条件则该值越大；

此时离心力矩的公式则变为M_离＝K_雨(K_风)F_离×H；将风险将至最低，同时，还可设定冰冻天气的系数，具体方式在此不再赘述；

d.输出最高速度信息使得驾驶员获知，通过车载终端的输出单元通知驾驶员告警信息以及最高车速；本实施例的最高车速并不一定是发生侧翻时的临界速度，仅仅是离心力矩等于上述重力矩的车速，在此不再赘述；

当然，为了及时提醒驾驶员，路测终端的设置需距离转弯处的前端足够的距离，在此不再赘述。

步骤a中的所述车辆数据信息包括车辆参数、重心位置和行驶轨迹数据；

如图3所示，行驶轨迹数据的获取包括下列步骤：

Ⅰ.设定圆周运动的起点坐标X₁,Y₁，当车辆行驶设定时间后，获取行驶轨迹上的第二点坐标X₂,Y₂，当车辆继续行驶设定时间后，获取行驶轨迹上的第三点坐标X₃,Y₃，得出由起点坐标、第二点坐标和第三点坐标确定的车辆行驶第一个圆周半径R₁；

Ⅱ.车辆继续行驶设定时间，获取第四点坐标X₄,Y₄，得出由第二点坐标、第三点坐标和第四点坐标确定的车辆行驶第二个圆周半径R₂，进而同一方式可获得第三个圆周半径R₃，在此不再赘述；

Ⅲ.按照步骤Ⅱ的方法，持续得出车辆行驶第n个圆周半径R_n；

步骤d中，将行驶轨迹数据与步骤b中的弯道数据进行对比，并根据对比情况发出警告信息；

以上坐标数据通过加速度传感器(陀螺仪)获取，利用连续的坐标设定(相邻坐标持续行驶的时间并不必然相等)，可获得较为精确的行驶轨迹，并根据相邻圆周来预判行驶轨迹，根据行驶轨迹与弯道信息或者直道信息的相符程度而提出预警，避免超出路线行驶而导致的安全事故。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.一种车辆弯道安全行驶预警系统，其特征在于：包括车载设备和路测设备；

所述车载设备包括车载终端；

所述车载终端包括：

车载通讯模块，用于接收及发送数据信号；

输出单元，用于执行车载中央处理单元发出的指令；

所述路测设备包括：

所述路测设备还包括：

所述车载设备还包括：

所述路测设备还包括：

环境信息获取单元，用于获取弯道处环境数据信息，并发送至路测中央处理单元。