CN2463253Y - 雷达微机型汽车防撞系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种用于汽车在行驶中,防止发生碰撞事故的装置,它包含有传感器、计算机、伺服机构三部分。该装置的伺服机构可控制汽车的油门,通过计算机接口扩展,还可控制制动器及其它。传感器由脉冲多普勒激光雷达和车速信号输出仪组成。传感器测出与前方车辆的距离和本车速度,将信号送至计算机,通过已编程序处理并指示伺服机构动作,以达到安全行车的目的。

Description

雷达微机型汽车防撞系统

本实用新型涉及一种用于汽车在中高速行驶中，防止发生碰撞事故的装置，特别是一种激光雷达与计算机技术相结合的汽车防撞系统。

在现有技术中，各种车辆为防止相撞的恶性事故，往往通过加强车身结构，提高材料强度，改进制动性能，或者采用气囊技术，或者提前发出声响警告等；以降低事故级别，降低人身伤害程度。但在事故最终发生时，后果也往往难以预测。

本实用新型的目的在于提供一种采用激光雷达与计算机技术相结合、并配以相应伺服机构的装置，使汽车行驶由被动防撞变为主动防撞，有效地降低甚至消除碰撞事故。是一种雷达微机型汽车防撞系统。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：装置由传感、主机、伺服三个部分组成。其特点是：传感部分由脉冲多普勒激光雷达和车速信号仪构成；雷达与计算机是使用同一机架而做成一体，形成内部结构紧凑、抗干扰能力强的特点，主机上并有车辆达不到设定的安全距离时，发出声光报警的功能，还配以显示与前方车辆距离的液晶屏，达到监控自身车辆状态的目的。这样，在自身车辆与前方车辆相距达不到预定安全距离时，主机即发出声响报警；如果安全距离不足预定值80％，即给与红灯告警，同时，计算机控制燃料油控制阀和辅助制动阀动作，予以减速；在突发事件中，计算机可以对伺服机构实施0.01S反应的全程调控。如果驾驶员在收到声光报警后，做出及时的人工减速反应，车速下降，安全距离增加，车辆的油门控制仍恢复到人工调控，即：不足安全距离时，车速由微型计算机控制；安全距离以外，由驾驶员自主控制。上述的安全距离由所编程序设定，事先写入芯片。通过微型计算机接口扩展，还可调控车辆的ABS系统，实现联动控制，从改变了传统的防撞概念，起到真实的防撞作用，实现车辆防撞的智能化。

上述ASSA的主机可以设计为，脉冲多普勒激光雷达与微型计算机共用同一机架而形成一体，车速信号仪和燃料油控制阀、辅助制动阀分别由导线与主机连接。上述的脉冲多普勒激光雷达可以设计为由市售的TOLD911激光发生器，市售的六个光电探测器，自行设计的棱镜，高斯型望远镜，市售的7650,μA741二个集成块；二个电阻，五个电容，一个可调电阻构成，与微型计算机连接。

上述的车速信号仪可以设计为由转子、定子、旋帽、固定螺丝、晶体管、两个端轴承组装而成。串接在车速表软轴输入端。

上述的微型计算机可以设计为由市售的285/6805R3MCU，二个电阻，二个电容，一个起振信号发生器CRY构成电路。

上述的燃料油控制阀可以设计为由阀芯、阀体、复位弹簧、四个电磁线圈等构成阀总成。

上述的辅助制动阀可以设计为由阀芯、阀体、复位弹簧、电磁线圈等构成阀总成。

上述的主机外壳可以设计为由市售的二个发光二极管(红、绿)，市售的Φ15mm压电陶瓷片，液晶显示屏，五个电阻，五个3013三极管组成的声光报警系统。这样，当车速仪测到车辆实际速度在40km以下时，在计算机程序控制下的脉冲多普勒激光雷达处于不工作状态；当实际车速达到或超过40km时，雷达进入工作状态。它所测得的本车与前方车辆或障碍物的距离也输入计算机。用积分原理对两组数据实施瞬间比较监控。因为计算机已经输入所编程序，实际上是变数群控。比如：时速80km时，有关实验资料表明，人的瞬时反应为0.5秒，安全距离在30M左右，即当车速仪测得车辆时速80km，程序设定安全距离为30m，当本车与前方车辆距离大于30M时，计算机对伺服机构无信号指令，驾驶员可任意控制车速；反之，本车与前方车辆距离不到30M时，计算机对伺服机构发出信号指令。此时，先行声响报警，提醒驶员注意。如果驾驶员没有注意或理会这种警告，而安全距离在继续减少，一旦不足80％，即23-25M时，计算机将迅捷做出反应，向伺服机构发出指令，伺服机构动作，使车速逐渐下降以增加安全距离。直到安全距离值恢复到30M以上。在这段时间内，驾驶员加速无效，人工减速有效；如车距在30M以上，人工加速有效。在40km时速以上，都有相对应的安全距离值，计算机由此对车况实施监控。

因此，本实用新型与现有技术相比较，具有如下显而易见的优点；由于激光在雨雾、尘埃里均有良好的穿透性，ASSA具有全天候的特点；由于特制的伺服机构，针对各种车型的共性，具有优异的兼容性；由于实现了高科技的控制，能有效的降低事故案发率，甚至消除恶性碰撞事故。下面结合附图作进一步说明：

图(1)是本实用新型一个实施例的系统原理方框图；图(2)是本实用新型一个实施例的主机内部结构示意图；图(3)是图(1)的左视图；图(4)是图(2)的右视图；图(5)是伺服机构中的辅助制动阀D2的结构示意图；图(6)是伺服机构中的燃料油控制阀D1的结构示意图；图(7)是车速信号仪B的结构示意图；图(8)是本实用新型电路原理图；

本实用新型的一个最佳实施方案是：参见图(1)、图(2)、图(3)、图(4)。ASSA系统包含有传感(A、B)，微计算机C，伺服机构D三大部份。传感部份由激光雷达A和车速信号仪B组成；激光雷达A和微计算机C安置在同一机架而形成一体；伺服机构D的燃料油控制阀D1串接在汽车的燃油泵和化油器之间，辅助制动阀D2并联在制动油缸的进、出油管路上；车速信号仪串接于汽车车速表驱动软轴上，它们分别通过屏蔽电缆与计算机C连接。

这样，当驾驶员启动汽车行驶时，同时打开主机电源开关参见图(3)，工作灯(绿)显示，车速信号仪B开始工作；参见图(7)，当车速上升至40km时，微计算机指令打开激光雷达A，激光发生器(A-1)选用T0LD911激光二极管，当光束射向车外前方待测目标时，由于通过棱镜(A-3)，这样棱镜将入射激光分成直射和垂直方向折射二路，在棱镜(A-3)垂直方向设置光电探测器(A-2)，光电探测器(A-2)转换成电信号送至计算机RXD端；直线走向激光在车前方与测量目标相遇时产生反射，反射光经高斯型望远镜收集后投向光电探测器(A-5)，光电探测器(A-5)是由六个光敏二极管(LD9-LD14)组成的光敏接收阵列，它将反射光的光强信号转变成电信号，经过高频振荡器(CRY)和计数器进入计算机C，来自光电探测器(A-2)的起始脉冲切断CRY和计数器。传输时间T的长短决定于起始脉冲和终止脉冲之间的振荡数，即可算出本车与前方车辆或障碍物的距离(L)：L=V    Vt/2=Ct/2n   L=Vt/2=Ct/2n式中V是光在传输介质中的平均速度，n是大气平均折射率，C是真空中的光速。在本车时速达40km以上(含40km)时，来自车速信号仪B和脉冲多普勒激光雷达A的信号同时进入微计算机C，由微计算机C按已编程序瞬时监控。

参见图5、图6、图8。在微计算机C对本车实施瞬时监控而发现与前方车辆或障碍物不足安全距离时，即通过DEV1-DEV4实施逐级调控。如图8所示，DEV连接相应的固态继电器SSR，在初级线圈电流导通后，次级(动力电流)亦即导通，使燃料油控制阀D1内相对应的电磁线圈(D1-10)有电，产生磁场。在车辆启动行驶时，来自油泵的油流具有初始压力，由于阀体(D1-2)内的复位弹簧(D1-4)的作用，使阀芯(D1-1)处于长开位置油流顺利进入汽化器或发动机，当电磁线圈(D1-10)有电而产生磁场，磁场力使阀芯(D1-1)顺油流方向运动，直至切断油流，而达到减速的目的。辅助制动阀(D2)由已编程序直接控制。

主机可以安装在驾驶台正前方。

Claims (6)

1．一种用于汽车行驶中防止发生碰撞事故的系统装置——雷达微机型汽车防撞系统，它包括脉冲多普勒激光雷达A、车速信号仪B、微型计算机C、伺服机构D，其特征在于自行研制的伺服机构D由脉冲多普勒激光雷达A和车速信号仪B通过微机C联动控制；即A、B将两组信号采集后，通过电缆同时送入微机C，微机C按已编程序由软件进行信号分析处理，进而微机C发出指令，通过导线对伺服机构D实施动态调控，伺服机构D由燃料油控制阀D1和辅助制动阀D2组成。

2．根据权利要求1所述的雷达微机型汽车防撞系统其特征在于燃料油控制阀D1由阀芯D1-1、阀体D1-2、硅垫D1-3、复位弹簧D1-4、阀罩D1-5、导线孔D1-6、阀盖D1-7、O型圈D1-8、线圈架D1-9、电磁线圈D1-10、压块D1-11、螺母D1-12构成，经过组装成型后，并联在汽车制动泵进出油管上。

3．根据权利要求1所述的雷达微机型汽车防撞系统其特征在于辅助制动阀D2由阀芯D2-1、阀体D2-2、螺母D2-3、电磁线圈D2-4、阀罩D2-5、压块D2-6、O型圈D2-7、复位弹簧D2-8构成，经过组装成型后，串联在汽车发动机燃油进油管中。

4．根据权利要求1所述的雷达微机型汽车防撞系统其特征在于车速信号仪B由转子B-1、定子B-2、旋帽B-3、轴承B-4、螺钉B-5、晶体管B-6构成，经过组装成型后，其信号线与计算机相连。

5．根据权利要求1所述的雷达微机型汽车防撞系统其特征在于脉冲多普勒激光雷达A由激光发生器A-1、光电探测器A-2、棱镜A-3、高斯型望远镜A-4、光电探测器A-5、机架A-6按光通路规律组合构成，其信号线与计算机相连。

6．根据权利要求1所述的雷达微机型汽车防撞系统其特征在于微型计算机C由市购MOTOROLA生产的M6805R3单片机及其外围电路构成。

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