专利名称：汽车多信号防误踩油门智能制动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于摄像头、激光雷达应用领域，具体涉及汽车紧急制动时，避免误把油门当刹车的多信号智能控制装置。
背景技术：
近几年来，随着经济增长和汽车行业的发展，我国汽车的保有量呈迅速上升趋势， 道路车辆密集度也越来越大，因此汽车驾驶的安全问题也日益凸现出来。尤其是非专业驾驶员也越来越多，紧急情况下错误操作导致交通事故占较大比例。从目前汽车的使用情况来看，油门踏板和制动踏板均有右脚交替控制，对于新手驾驶员，甚至麻痹大意的专业驾驶员在出现紧急情况制动时，由于慌张误把油门当作制动踏板使用而发生车祸。在当前的研究技术中，也有一些防止驾驶员刹车时误踩油门的文献。比如在油门踏板位置安装速度传感器，判断紧急制动状况，通过机械连接断油熄火以或辅助装置提醒驾驶员实现汽车减速制动；通过在汽车前部安装超声波雷达，扫描前方是否存在障碍，提前提醒驾驶员，减速驾驶员慌张误操作的概率；通过雷达和速度传感器的二者信号处理，来判断紧急情况误操作，实现汽车怠速行驶以降低车速。这些思路和方法都在很大的程度上，对驾驶员误踩油门当刹车起了修正作用，但是首先都没有完成避免误踩油门的提醒，以及完成驾驶员要进行紧急制动这一基本操作。因此，提供一种信息可靠，判断准确，分阶段避免危险事故发生，不仅可以控制误踩油门，而且实现驾驶员意图，完成紧急刹车制动的智能制动装置，对于保障人车安全具有
重要意义。
发明内容针对现有技术中存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种多信号防误踩油门智能制动装置。为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术解决方案予以实现一种汽车多信号防误踩油门智能制动装置，包括汽车及其控制台，汽车上有速度传感器、电子油门踏板和制动踏板，其特征在于，在汽车的前面中央安装有激光雷达，汽车前面两侧安装有摄像头，在控制台上有相连接的信号接受转换模块、单片机和信号发射装置，速度传感器、电子油门踏板、激光雷达和摄像头均与信号接受转换模块的输入接口相连接，在车内还设有与信号发射装置连通的提醒报警装置，在制动踏板上连接有步进电机，信号发射装置与步进电机连通。本实用新型的其他特点是所述的单片机采用ATMEGA16单片机。所述的雷达采用探测距离较远的激光雷达，安装在汽车前部。所述摄像头采用红外夜视摄像头，以增加探测视野，尤其是在夜间视野不清晰的多发事故条件下起关键作用。本实用新型的汽车多信号防误踩油门智能制动装置，在即将达到预警装置前的设定范围内，进行预警提醒，提醒驾驶员进行主动操作，驾驶员可以通过摄像头显示图像，主观判断是否为错误警报或者该如何操作，此时还处于安全距离内，驾驶员不必慌张，冷静制动。如若已经达到非安全距离，单片机根据速度传感器，激光雷达，红外摄像头传输的信号， 超过系统设定的阈值，单片机发出信号，发动机进行怠速控制，步进电机控制油门踏板操作，并且拉下制动踏板，进行主动操作制动，避免驾驶员误踩油门制动。具有提前预警，图像辅助主动判断，信号全面，控制准确，多层次避免紧急状况发生等优点。
图1为本实用新型的控制原理示意图。图2为本实用新型的安装位置示意图。图中的标号分别表示1、摄像头，2、激光雷达，3、控制台，4、安全距离。图3为本实用新型的单片机信号原理图。图4为本实用新型的复位装置原理图。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的解释。
具体实施方式
参照图1，本实施例给出一种汽车多信号防误踩油门智能制动装置的硬件结构，包括汽车及其控制台，制动踏板，单片机，接受转换模块，提醒报警装置，信号发射装置，电子油门踏板，速度传感器，红外摄像头(数量2个，汽车前面两侧分别安装一个)，激光雷达，步进电机，电子油门踏板包括位移传感器。其中速度传感器、电子油门踏板、激光雷达和摄像头均与信号接受转换模块的输入接口相连接；信号接受转换模块，、信号发射装置分别连接单片机，制动踏板和步进电机连接。由于激光雷达的探测距离较远，探测到即将到达危险距离时，开启报警提醒装置， 同时显示摄像头成像，提醒驾驶员主动操作；到达设定危险距离时，单片机发出发动机怠速控制信号和触发信号给步进电机，进行自动控制。其原理是，首先利用激光雷达波，来探测车辆远处的障碍物，即将到达非安全距离的一定范围时，起动报警提醒装置；其次，到达非安全距离时，综合考虑红外摄像头，激光雷达波，速度传感器以及电子制动踏板的综合信号，准确判断出当前处于紧急制动误踩油门状态，停止油门踏板工作，电子操作制动踏板，实现驾驶员真正的意图。大大减少了单纯依赖雷达波的误判状态，引起的实际操作的不便。由于采用多信号判断，准确性高，主动完成制动操作，不同于辅助制动的一种智能制动装置。在本实施例中，单片机采用Atmel公司生产的ATMEGA16单片机，其信号原理如图 3所示。采用本实用新型的汽车多信号防误踩油门智能制动装置，通过激光雷达、速度传感器以及摄像头获取前方目标信息，传递给单片机信号接收转换装置，经单片机计算处理后，即将到达非安全距离的一定范围内(比如定义安全距离为20米，图2)，此时，单片机发出信号给报警提醒装置，提醒驾驶员注意前方障碍目标，驾驶员根据摄像头提供的图像信息，主观判断是否应该采取制动措施，以避免到达非安全距离。若驾驶员采取操作后，单片机继续接受信息，但不发出控制指令。若驾驶员没有做出正常反应，车辆到达非安全距离，此时单片机根据油门踏板位置的电压模拟信号，得到油门踏板的运动加速度。如果该值大于设定阈值，可以判断驾驶员进行急踩油门动作，单片机发出信号，报警装置启动，即避开驾驶员采取自动操作；同时发出控制指令，控制节气门实现发动机怠速运转；与此同时，触发步进电机，通过绳索拉下制动踏板，进行制动减速。危险情况结束时，驾驶员可以通过控制按钮复位，如图4所示，向单片机发出指令，步进电机复位，节气门位置打开，车辆处于正常工作状态。综上，本实用新型的汽车多信号防误踩油门智能制动装置，能制动装置在充分考虑多种信息的情况下，分预警，紧急制动以及事后复位三个步骤。不仅完成提醒功能，而且在紧急情况下，阻止了驾驶员的错误操作已经实现其正确意图，对于预防交通事故提供了很大的保障。其优点是(1)提前预警装置，提醒驾驶员进行更为主动的操作，避免单纯机械的错误判断。 另外，预警提示和紧急报警的声音设置可不同，便于驾驶员区分当前状态。(2)红外摄像头提供驾驶员更为精确的前方视觉信息，尤其是在夜间行车时。(3)独立存在的单片机系统，减少了车载ECU负担，以及在本实用新型出现问题时方便拆卸调整。(4)激光雷达探测距离较远，更有利于在没有达到非安全距离时提早避免。(5)在紧急情况下，不仅阻止了驾驶员误踩油门带来的危害，而且，完成驾驶员的制动意图。(6)单片机接受处理速度传感器，激光雷达，摄像头，以及电子油门踏板等多项信息，更准确的识别紧急状况，避免信息不足引起的干扰驾驶。
权利要求1.一种汽车多信号防误踩油门智能制动装置，包括汽车及其控制台，汽车上有速度传感器、电子油门踏板和制动踏板，其特征在于，在汽车的前面中央安装有激光雷达，汽车前面两侧安装有摄像头，在控制台上有相连接的信号接受转换模块、单片机和信号发射装置， 速度传感器、电子油门踏板、激光雷达和摄像头均与信号接受转换模块的输入接口相连接， 在车内还设有与信号发射装置连通的提醒报警装置，在制动踏板上连接有步进电机，信号发射装置与步进电机连通。
2.如权利要求1所述的汽车多信号防误踩油门智能制动装置，其特征在于，所述的单片机采用ATMEGA16单片机。
3.如权利要求1所述的汽车多信号防误踩油门智能制动装置，其特征在于，所述的摄像头采用红外夜视摄像头。
专利摘要本实用新型公开了一种汽车多信号防误踩油门智能制动装置，包括汽车及其控制台，汽车上有速度传感器、电子油门踏板和制动踏板，在汽车的前面中央安装有激光雷达，汽车前面两侧安装有摄像头，在控制台上有相连接的信号接受转换模块、单片机和信号发射装置，速度传感器、电子油门踏板、激光雷达和摄像头均与单片机的输入接口相连接，在车内还设有与信号发射装置连通的提醒报警装置，在制动踏板上连接有步进电机，信号发射装置与步进电机连通。具有提前预警，图像辅助主动判断，信号全面，控制准确，多层次避免紧急状况发生等优点。
文档编号B60W10/18GK202345675SQ201120425740
公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者孙浩, 张文广, 杜春臣 申请人:长安大学