專利名稱：車輛防撞自動保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種車輛安全裝置，尤其涉及一種基于DSP技術(shù)和激光 測距技術(shù)結(jié)合的汽車主動防撞裝置，用以保證車內(nèi)成員和車輛本身的安全。
技術(shù)背景
目前，汽車防撞技術(shù)分為被動式和主動式兩種防撞兩種。增強(qiáng)汽車的結(jié)構(gòu) (如給汽車前部和尾部均架上保險架)，安裝行駛安全帶和安全氣囊等，這些 均屬于被動方式的汽車防撞裝置，它們只能在一定程度上減少碰撞事故發(fā)生時 的損失，不能從根本上避免交通事故的發(fā)生。因而，從1971年開始人們在汽 車主動式防撞技術(shù)方面研究很活躍，并隨之出現(xiàn)了對主動式汽車防碰撞系統(tǒng)研 究的專門領(lǐng)域。但是，截止到今天為止，當(dāng)代技術(shù)在對于主動式汽車防碰撞系 統(tǒng)的研究上還存在很大的瓶頸區(qū)，并不能做到充分有效的主動防御碰撞。
現(xiàn)在市面上，關(guān)于車輛主動防碰撞系統(tǒng)的研究，僅停留在對于主動式安全 氣囊，主動防止車輛連環(huán)碰撞的研究的單一層面上。而應(yīng)用在汽車防追尾事故 上的相關(guān)技術(shù)，只限于在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，利用雷達(dá)測速儀器，通過控制油泵從而 對車輛速度進(jìn)行限制，人工采取制動的方法。
而雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)在相對不成熟，在車輛短距離的監(jiān)測上存在一定的可 實施性的。但是對于長時間車輛的全程監(jiān)測方面，則相對較為弱勢。其原因如
下
1) 一些便宜的設(shè)備因頻段和靈敏度的問題，雷達(dá)測速的效果不好，而效 果相對好的在價格上的花費較大，不能廣泛應(yīng)用。
2) 雷達(dá)測速受干擾性能較差。
3) 雷達(dá)測速是距離的平方成正比而衰減的，故距離越遠(yuǎn)，反射會的超聲 波減少，靈敏度下降很快，從而使得雷達(dá)測距方式只適用于較短距離。目前國 內(nèi)外一般的雷達(dá)測距議理想測量距離為4米 5米左右，因為一般只能用于汽車倒車防撞系統(tǒng)上，在主動防撞的應(yīng)用上可實施性不大。、
一般事故的發(fā)生，絕大多數(shù)是在因為駕駛員_|身大意的情況下發(fā)生的，一
般發(fā)生時間在l-5秒之間，而上述的汽車防追尾m^用的是以提醒為主要
方式，需要人工減速或制動的方式，假設(shè)駕駛員自身沒lr注意到系統(tǒng)提醒，不 主動對車輛進(jìn)行減速以及制動，車輛就還是存在追尾以及事故的危險。因此此， 類系統(tǒng)自身是存在一定的技術(shù)瓶頸。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型針對現(xiàn)有的技術(shù)狀況，提供一種車輛防撞自動保護(hù)裝置，該裝 置在車輛處于危險情況下進(jìn)行預(yù)警提示，并能采取緊急保護(hù)措施，從而有效減 少交通事故的發(fā)生概率，保障車輛和車內(nèi)人員的安全。
本實用新型的目的是通過以下措施實現(xiàn)的
一種車輛防撞自動保護(hù)裝置，其特征是該裝置包括激光測距儀、高速A/D
轉(zhuǎn)換器、DSP控制單片機(jī)、凌陽單片機(jī)、聲光報警單元，LCD顯示模塊和剎車控 制單元，所述激光測距儀測得的前車與己車之間的距離信息，通過高速A/D轉(zhuǎn)化 器后送入DSP控制單片機(jī)，DSP控制單片機(jī)將測得數(shù)據(jù)與預(yù)存安全距離進(jìn)行比較， 超過安全距離，DSP控制單片機(jī)輸出信號至凌陽單片機(jī)，凌陽單片機(jī)控制聲光報 警單元發(fā)出報警信號，DSP控制單片機(jī)監(jiān)測兩車車距至碰撞臨界值時，發(fā)出指令 啟動剎車控制單元制動；LCD顯示模塊顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。
所述聲光報警單元包括紅色高強(qiáng)度發(fā)光二極管和揚(yáng)聲器。 所述凌陽單片機(jī)的型號采用SPCE061A);所述DSP控制單片機(jī)的型號采用 TMS320LF2術(shù)。
剎車控制單元采用控制開關(guān)串接入車輛的制動電路。 本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點
本實用新型研究的車輛防撞全自動保護(hù)裝置，針對在行車過程中，全程監(jiān) 控車速，利用激光測距的原理，并結(jié)合DSP芯片技術(shù)，對所測的距離進(jìn)行微 分運(yùn)算，當(dāng)兩車間距接近碰撞距離的臨界點最大值時，及時發(fā)出警報，并自動 采取減速措施，當(dāng)兩車車距接近碰撞距離臨界點的最小值時，自動采取緊急制動，有效的防止車輛安全事故的發(fā)生。
本實用新型的顯著優(yōu)點是可以實時提供己車前方車輛的距離和相對速度， 并能做出預(yù)測，在危險發(fā)出之前進(jìn)行預(yù)警提示，在緊急情況下啟動氣剎，最大 程度上避免事故的發(fā)生，而不是像傳統(tǒng)的在事故發(fā)生時才采取措施，從而可以 有效減少交通事故的發(fā)生概率，保障車內(nèi)成員和車輛本身的安全。


圖l為本實用新型的原理框圖。 圖2為本實用新型的自動剎車控制原理說明圖。 圖3為本實用新型的控制過程圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的描述
如圖l、圖2所示，本實用新型的車輛防撞自動保護(hù)裝置包括激光測距儀、
高速A/D轉(zhuǎn)換器、DSP控制單片機(jī)、凌陽單片機(jī)、聲光報警單元，LCD顯示模塊 和剎車控制單元。它采用激光測量車距，DSP控制單片機(jī)與A /D轉(zhuǎn)換器、凌陽 單片機(jī)(SPCE061A)的級聯(lián)作為控制器共同處理信號。激光測距儀的最大接收 距離為128M。提示報警模塊由語音報警揚(yáng)聲器和高亮度發(fā)光二極管組成。激光 信號發(fā)射器安裝于車輛前端。本實用新型通過不斷的測量車輛相對距離的變化 率(相對速度)來計算車輛是否有相撞的可能性。若有可能就立即啟動示警剎 車裝置減少車輛相撞的概率。
其中，激光測距儀測得前車與己車之間的距離信息，通過高速A/D轉(zhuǎn)化器 將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，輸出的距離信號后送入DSP控制單片機(jī)，DSP控制 單片機(jī)將距離信號與其內(nèi)預(yù)存安全距離信息進(jìn)行比較，超過安全距離，DSP控 制單片機(jī)輸出信號至凌陽單片機(jī)，凌陽單片機(jī)控制揚(yáng)聲器報警和高亮度發(fā)光二 極管閃爍，發(fā)出報警信號。DSP控制單片機(jī)實時監(jiān)測兩車車距，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的 碰撞臨界值時，發(fā)出指令啟動剎車控制單元制動，自動制動剎車。LCD顯示模 塊顯示車輛前方的車輛與己車的距離，以其與己車的相對速度，可以讓駕駛員把握。
關(guān)于自動剎車控制的實現(xiàn)以紅旗CA7220型轎車真空助力伺服制動系統(tǒng)(圖 2)為例說明，圖中l(wèi)為儲液罐；2為真空伺服氣室；3為制動主缸；4為控 制閥；5為制動踏板機(jī)構(gòu)；6為制動信號燈液壓開關(guān)；7為真空單向閥；8
為左前輪缸；9為真空供能管路；IO為感載比例閥；ll為左后輪缸。
將該車的制動信號燈液壓開關(guān)的控制電路兩端并聯(lián)一條通路且該通路的由 剎車控制單元控制其導(dǎo)通，這樣就可以在原有的汽車只能人工制動的狀況改裝 成可以根據(jù)程序判定自動剎車了。對于其他車型只需找到汽車的制動信號開 關(guān)，將該開關(guān)控制并聯(lián)一路接入本實用新型的電路中即可，之^f以采用并聯(lián)是 因為除了程序判定需要剎車外駕駛員根據(jù)情況自己也要能啟動剎車。
本實用新型的車輛防撞自動保護(hù)裝置，可加載到車輛原有的的剎車系統(tǒng)，
在車輛安裝一個指示燈以警告司機(jī)及時進(jìn)行剎車操作；警告無效后啟動示警剎 車裝置進(jìn)行強(qiáng)制剎車減速，保證車輛和人身安全。
如圖3所示，本實用新型的車輛全面自動保護(hù)裝置，其控制過程包括以步驟
a) 初始化所述控制裝置，設(shè)置汽車行駛安全預(yù)警距離sO，車距s，時間tO、 tl、 t2、 t3、 t4，頻率X1、 X2，速度V1、 V2;
b) 采用激光測距儀的激光發(fā)射器發(fā)出激光信號，測得返回時間t，求得車距S; C)由步驟b所測的車距信號判斷車輛是否在安全預(yù)警距離sO內(nèi)；
d) 當(dāng)車輛距離在步驟C所述的安全預(yù)警距離SO內(nèi)，進(jìn)入步驟f;
e) 當(dāng)車輛距離不在步驟C所述的安全預(yù)警距離SO內(nèi)，進(jìn)入步驟b;
f) 紅燈亮，每tl時間計算速度v，持續(xù)t2時間，計算t2時間內(nèi)平均相對速度 vl;
g) 判斷V1是否能引起車距小于安全預(yù)警距離S0;
1. )否；撤銷所有示警措施，進(jìn)入步驟c;
2. )是；進(jìn)入步驟h;h) 紅燈以X1HZ閃爍，喇叭報警，t3時間后測距s;
i) 判斷車輛是否減速；
1. )是，t4時間后測相對車速v，進(jìn)入步驟g;
2. )否，進(jìn)入步驟j;
j)紅燈以X2HZ閃爍，喇叭報警，汽車剎車啟動，車前后緊急閃爍燈亮。
權(quán)利要求1、一種車輛防撞自動保護(hù)裝置，其特征是該裝置包括激光測距儀、高速A/D轉(zhuǎn)換器、DSP控制單片機(jī)、凌陽單片機(jī)、聲光報警單元，LCD顯示模塊和剎車控制單元，所述激光測距儀測量的前車與己車之間的距離信息，并經(jīng)高速A/D轉(zhuǎn)化器后送入DSP控制單片機(jī)，DSP控制單片機(jī)將測得數(shù)據(jù)與預(yù)存安全信息比較，超過安全距離，DSP控制單片機(jī)輸出信號至凌陽單片機(jī)，凌陽單片機(jī)控制聲光報警單元發(fā)出報警信號，DSP控制單片機(jī)同時監(jiān)測兩車車距至碰撞臨界值時，發(fā)出指令啟動剎車控制單元緊急制動車輛；LCD顯示模塊顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車輛防撞自動保護(hù)裝置，其特征是所述聲光報 警單元包括紅色高強(qiáng)度發(fā)光二極管和揚(yáng)聲器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車輛防撞自動保護(hù)裝置，其特征是所述凌陽單 片機(jī)的型號采用SPCE061A);所述DSP控制單片機(jī)的型號采用TMS320LF2407。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車輛防撞自動保護(hù)裝置，其特征是所述剎車控 制單元的控制信號串接入車輛的制動電路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車輛防撞自動保護(hù)裝置，其特征是激光測距儀
專利摘要本實用新型提供一種車輛防撞自動保護(hù)裝置，該裝置在車輛處于危險情況下進(jìn)行預(yù)警提示，并能采取緊急保護(hù)措施，從而有效減少交通事故的發(fā)生概率，保障車輛和車內(nèi)人員的安全。該裝置包括激光測距儀、高速A/D轉(zhuǎn)換器、DSP控制單片機(jī)、凌陽單片機(jī)、聲光報警單元，LCD顯示模塊和剎車控制單元，所述激光測距儀測得的前車與己車之間的距離信息，通過高速A/D轉(zhuǎn)化器后送入DSP控制單片機(jī)，DSP控制單片機(jī)將測得數(shù)據(jù)與預(yù)存安全距離進(jìn)行比較，超過安全距離，DSP控制單片機(jī)輸出信號至凌陽單片機(jī)，凌陽單片機(jī)控制聲光報警單元發(fā)出報警信號，DSP控制單片機(jī)監(jiān)測兩車車距至碰撞臨界值時，發(fā)出指令啟動剎車控制單元制動；LCD顯示模塊顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。
文檔編號B60Q5/00GK201380837SQ20092004157
公開日2010年1月13日 申請日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者朱曉慶, 董琦琦, 蔣麗媛, 高福信 申請人:南京信息工程大學(xué)