专利名称：车辆的坡道安全行车系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆的坡道安全行车系统。
背景技术：
车辆在一定的角度现车道爬坡然后进入另一条水平的道路上以及由水平道路下坡进入一定角度的车道的时候，特别是陡峭的山路上以及坑凹路面上行驶时，驾驶员会形成视觉盲角，如果此时有别的车辆也下坡或者上坡，这个视觉盲区很容易造成交通事故。为了消除这个盲区，人们采用了多种技术手段。例如，美国专利申请US2006/0176210 Al公开了一种车辆显示设备，当车辆行驶于水平路面上的时候，将标准的FOE(延伸焦点)设置为水平线位于显示区域的中心部分。当车辆准备上坡的时候，移动该显示区域以匹配当前FOE和标准FOE之间的纵坐标。当车辆准备下坡的时候，移动该显示 区域以匹配当前FOE和标准FOE之间的纵坐标。该技术方案能够去除车辆准备上坡或者下坡时的显示屏上的无效区域，但是无法有效弥补上坡或者下坡时的盲区。中国专利200810200313. 6公开了一种自动适应夜间行车弯道及坡度的汽车前照灯控制装置及方法。该装置包括摄像头、微处理器、控制器、LED光源阵列。其方法是微处理器按帧读取摄像头的视频图像数据；在读取的图像上分割得四个区域，分别为图像上的同一水平方向的左右两个区域和同一竖直方向的上下两个区域；微处理器对连续的两帧图像进行图像处理得到这四个区域像素光强变化快慢信息；微处理器根据这四个区域像素光强变化快慢信息提取出行车环境及行车状态特征信息并传输给控制器；控制器根据获取的行车环境及行车状态特征信息来自动控制LED光源阵列的光照模式。该技术方案通过控制器来控制LED光源阵列的光照模式，可以照亮原本黑暗的区域，但是无法有效弥补盲区。中国专利申请90105074. I公开了一种多功能的汽车前照灯，特别是一种流体光学系统的多功能汽车前照灯。它由灯组和控制器两大部分组成。可实现前照光束上下、左右的转向，减少汽车在左右转弯和上下坡盲区。该技术方案和上一方案一样，通过前照光束的上下左右转向来照亮原本黑暗的区域，但是无法弥补盲区。因而，上述技术方案仍然不能有效解决车辆爬坡结束即将进入水平路面以及即将从水平路面下坡时出现的视觉盲区问题。因此，如何提供一种能够消除车辆上坡和下坡时盲区的安全行车系统成为了业界需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种安全行车系统，其可以弥补车辆在一定的角度现车道爬坡然后进入另一条水平的道路上以及由水平道路下坡进入一定角度的车道的时候的视觉盲区。为了实现上述目的，本发明提供了一种车辆的坡道安全行车系统，用于车辆即将爬坡到水平道路、车辆由水平道路即将下坡以及在坑凹路面上行驶的情况，其包括
第一测距装置，其安装于车辆的前部，用于实时测量其安装位置与地面之间的距离L，并将该测量结果发送给处理器；拍摄装置，其安装于车辆前部，用于拍摄车辆前方的路况；显示装置，其安装于车内，用于显示拍摄装置所拍摄的路况；处理器，其与第一测距装置、显示装置通过有线或无线连接；当距离L在时间T内的突变大于预先设定的阈值a时，处理器控制显示装置实时显示拍摄装置所拍摄的路况。本发明中，第一测距装置安装高度越高，其预判的距离越大。例如轿车的车高通常为I. 4米-I. 6米，第一测距装置的优选安装高度为O. 6米-I. 6米(车顶)。本发明中，测距装置为红外测距仪、超声波测距仪、或者激光测距仪或者其它测距
>J-U ρ α 装直。本发明中，距离L为第一测距装置与测量点之间的距离，在车辆的形式过程中，测量点不断变化，其可以位于车辆前方路面或车辆前端下方路面。当车辆上坡即将结束准备进入水平路面时、或者车辆即将下坡时、或者车辆在坑凹度较大的路面上行驶时，L值在很短时间内的突变量会比较大。本发明的关键在于以L的突变量达到一定阈值为条件，启动显示装置显示拍摄装置所拍摄的路况，此时驾驶人员查看显示装置即可掌握车辆前方的路况。而显示装置不在车辆行驶的全程显示路况的原因在于耗电量大，以及有时候显示装置需要显示其它内容。本发明中，显示装置可为各种车载显示器，例如各种CRT显示器、IXD显示器、LED显示器，其优选为设置于驾驶位置之前，以利于司机查看。本发明中，拍摄装置可为各种摄像头。本发明通过安装于车辆前端的第一测距装置测量距离L，当该距离L在很短时间内的突变超过一定范围，处理器就控制显示装置开始实时显示拍摄装置所拍摄的盲区路况，以消除即将爬坡到水平道路、由水平道路即将下坡以及在坑凹路面上行驶所存在的盲区，进而避免交通事故。与利用坡度测量装置例如水平仪进行角度测量相比，本发明的系统采用测量第一测距装置与车辆前方或车辆前端下方路面的测量点之间的距离，当车辆前端即将到达坡度斜面，系统立刻可以探测到坡度的存在；而只有当车轮接触到坡度斜面，水平仪才能探测到坡度。因而，当车辆前方出现上坡或者下坡而车轮还没有接触坡度斜面的时候，水平仪还没有探测到坡度，而第一测距装置可以提前探测到即坡度的变化，因而采用本发明进行距离测量比采用水平仪进行角度测量可以更早探测到坡度，进而更早打开显示装置利用拍摄装置辅助显示路况，以避免驾驶人员的未及时应对路况的突然变化而发生事故。根据本发明另一具体实施方式
，T < I秒，a < 10米；在此基础上进一步优选为T为O. I秒，a为I米，即当第一测距装置测得的距离L在O. I秒内突变超过I米，则处理器控制显示装置实时显示拍摄装置所拍摄的路况。根据本发明另一具体实施方式
，第一测距装置的发射角度为与车辆的直线行驶方向成α角的前下方，其中5° < α <90°。理论上，角度大于α的斜坡，都能探测到。实际上，由于运行中的车辆有速度，角度比α稍小的斜坡，也能探测到。例如，经发明人实践验证，假设α为7. 4°，当车速非常小接近O时，可以探测到角度为7. 4°的坡度，当车速为101^/11时，其可以探测角度为5.8°的坡度。
根据本发明另一具体实施方式
，处理器与拍摄装置通过有线或无线连接。根据本发明另一具体实施方式
，其进一步包括第二测距装置，该第二测距装置安装于车辆的前端，用于实时测量其安装位置与地面之间的垂直距离H，并将该测量结果发送给处理器；拍摄装置具有角度调节装置，处理器根据H的变化与车速表的车速信号，控制角度调节装置调节拍摄装置的拍摄角度。拍摄装置的竖直方向的拍摄范围大概为90°，车辆水平行驶时，拍摄装置在水平线上方的拍摄角度为25°，水平线下方的拍摄角度为65°。另外，10%的坡度所对应的坡道角度为β I = 5. 71。;30%的坡度所对应的坡道角度为β 2= 16.67°。当车辆即将下行坡度为10%的坡道，S卩β I = 5.71°的坡道时，拍摄装置向下偏移￠1 = 5.71°。当车辆即将下行下坡度为30%的坡道，S卩β2 = 16. 67°的坡道时，拍摄装置向下偏移β 2 = 16. 67°。当坡道的坡度在10% 30%变化时，拍摄装置的角度β会在5. 71 16. 67之间相应的变化。车辆在低于10%的坡道行驶时，拍摄装置的角度不发生变化，跟车辆水平路面行驶时的拍摄角度一致。车辆在高于30 %的坡道中行驶时，拍摄角度会维持在β2 = 16.67°。其中，坡道角度Y的获取方法为系统的处理器要与车辆E⑶、测距装置进行连 接，以获取车速信号是Vm/s和第二测距装置所测距离变化的信号X m/s。由tan Y =x*t/V*t = x/V得出α = arctan(x/V)。系统的处理器一直搜集信号，一直更新Y的信息，使拍摄角度因不同坡度的地面进行调节。使得在系统判断可以使显示装置开始显示拍摄装置所拍摄的路况之前，拍摄角度已经调节完毕。例如，当车速V = 3. 6km/小时即Im/s、X = O. 2m/ s 时，Y = arctan (x/V) = arctan (O. 2/1) = 11. 31。，拍摄装置相应向下调节 β = 11. 31°。当车速 V = 7. 2km/ 小时即 2m/s、x = O. 54m/s 时，Y = arctan (x/V)=arctan (O. 3/1. 5) =15.11。,拍摄装置相应向下调节 β =15.11。。根据本发明另一具体实施方式
，处理器与拍摄装置通过有线或无线连接，当距离L在时间T内的突变大于预先设定的阈值a时，处理器控制拍摄装置启动。该方案仅仅在需要显示装置显示路况的时候才打开拍摄装置，因而大大节省了能耗。根据本发明另一具体实施方式
，拍摄装置在汽车行驶的全程都处于打开状态；安全行车系统还包括存储装置(例如硬盘)，用于存储拍摄装置所拍摄的路况。根据本发明另一具体实施方式
，显示装置延时显示拍摄装置所拍摄的路况几秒钟(例如3-10秒)之后，停止显示路况。该方案中，拍摄装置所记录的图像全部储存入存储装置中，在平时可当行车记录仪使用，可用于发生交通事故时的责任认定，大大降低了责任认定的出错率。根据本发明另一具体实施方式
，第一测距装置安装于车辆保险杠的前端底部、A柱上或者车顶。根据本发明另一具体实施方式
，拍摄装置位于车辆的进气格栅的Logo旁。根据本发明另一具体实施方式
，拍摄装置的数目为一个、两个或两个以上。与现有技术相比，本发明具备如下有益效果本发明通过安装于车辆前端的第一测距装置测量距离L，当该距离L在很短时间内的突变超过一定范围，处理器就控制显示装置开始实时显示拍摄装置所拍摄的盲区路况，以消除即将爬坡到水平道路、由水平道路即将下坡以及在坑凹路面上行驶所存在的盲区，进而避免交通事故。与利用坡度测量装置例如水平仪进行角度测量相比，本发明的系统采用测量第一测距装置与车辆前方或车辆前端下方路面的测量点之间的距离，当车辆前端即将到达坡度斜面，系统立刻可以探测到坡度的存在；而只有当车轮接触到坡度斜面，水平仪才能探测到坡度。因而，当车辆前方出现上坡或者下坡而车轮还没有接触坡度斜面的时候，水平仪还没有探测到坡度，而第一测距装置可以提前探测到即坡度的变化，因而采用本发明进行距离测量比采用水平仪进行角度测量可以更早探测到坡度，进而更早打开显示装置利用拍摄装置辅助显示路况，以避免驾驶人员的未及时应对路况的突然变化而发生事故。
图I是实施例I中，车辆爬坡时测得的距离L无突变时的示意图；图2是实施例I中，车辆爬坡时测得的距离L有突变时的示意图；图3是实施例I中，车辆水平行驶时测得的距离L无突变时的示意图；图4是实施例I中，车辆水平行驶时测得的距离L有突变时的示意图。
具体实施例方式实施例I本实施例的坡道安全行车系统包括第一测距装置(例如第一红外测距仪I)、拍摄装置(例如摄像头)、显示装置(例如液晶显示屏)、存储装置(例如硬盘)、处理器。
其中，第一红外测距仪I安装于车辆保险杠的前端底部，其安装高度为O. 6米，其发射角度为与车辆的直线行驶方向成7. 4°角的前下方，用于实时测量其安装位置与地面之间的距离L，并将该测量结果发送给处理器。摄像头的数目为一个，安装于车辆前部的进气格栅的Logo旁，在汽车行驶的全程都处于打开状态，用于拍摄车辆前方的路况；液晶显示屏安装于车内驾驶位置之前，用于显示摄像头所拍摄的路况。硬盘用于存储拍摄装置所拍摄的路况，摄像头所记录的图像均储存入硬盘中，在平时可当行车记录仪使用。处理器与第一红外测距仪、显示装置连接；当距离L在O. I秒内的突变大于预先设定的阈值I米时(如图I-图2所示车辆爬坡即将进入水平路面，及图3-图4所示车辆由水平路面即将下坡)，处理器控制显示装置实时显示拍摄装置所拍摄的路况。液晶显示屏延时显示摄像头所拍摄的路况几秒钟之后，停止显示路况。本实施例中，预判距离为O. 6/tan7. 4 = 4. 6米。即本实施例的系统可以探测距离车辆前端4. 6米之外的坡度变化。实施例2本实施例与实施例I的不同之处在于(I)处理器与摄像头连接，当距离L在O. I秒内的突变大于预先设定的阈值I米时，处理器控制摄像头启动。(2)还包括第二测距装置(例如第二红外测距仪)，该第二红外测距仪安装于车辆的前端，用于实时测量其安装位置与地面之间的垂直距离H，并将该测量结果发送给处理器；摄像头具有角度调节装置，处理器根据H的变化与车速表的车速信号，控制角度调节装置调节摄像头的拍摄角度。(3)摄像头的数目为两个。(4)第一红外测距仪安装于车辆顶部，其安装高度为I. 4米，距离车辆前端2米，其发射角度为与车辆行驶方向成7. 4°角的前下方。本实施例中，预判距离为I. 4/tan7. 4-2 = 8. 78米。即本实施例的系统可以探测距离车辆前端8. 78米之外的坡度变化。本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域 的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。
权利要求
1.一种车辆的坡道安全行车系统，用于车辆即将爬坡到水平道路、车辆由水平道路即将下坡以及在坑凹路面上行驶的情况，其包括 第一测距装置，其安装于车辆的前部，用于实时测量其安装位置与地面之间的距离L，并将该测量结果发送给处理器； 拍摄装置，其安装于车辆前部，用于拍摄车辆前方的路况； 显示装置，其安装于车内，用于显示所述拍摄装置所拍摄的路况； 处理器，其与所述第一测距装置、显示装置通过有线或无线连接；当所述距离L在时间T内的突变大于预先设定的阈值a时，所述处理器控制显示装置实时显示所述拍摄装置所拍摄的路况。
2.如权利要求I所述的安全行车系统，其中，T彡I秒，a彡10米。
3.如权利要求I所述的安全行车系统，其中，所述第一测距装置的发射角度为与车辆的直线行驶方向成α角的前下方，其中5° < α <90°。
4.如权利要求I所述的安全行车系统，其中，所述处理器与所述拍摄装置通过有线或无线连接。
5.如权利要求4所述的安全行车系统，其进一步包括第二测距装置，所述第二测距装置安装于车辆的前端，用于实时测量其安装位置与地面之间的垂直距离H，并将该测量结果发送给处理器；所述拍摄装置具有角度调节装置，所述处理器根据H的变化与车速表的车速信号，控制所述角度调节装置调节所述拍摄装置的拍摄角度。
6.如权利要求I所述的安全行车系统，其中，所述处理器与所述拍摄装置通过有线或无线连接，当所述距离L在时间T内的突变大于预先设定的阈值a时，所述处理器控制所述拍摄装置启动。
7.如权利要求I所述的安全行车系统，其中，所述拍摄装置在汽车行驶的全程都处于打开状态；所述安全行车系统还包括存储装置，用于存储拍摄装置所拍摄的路况。
8.如权利要求I所述的安全行车系统，其中，所述显示装置延时显示所述拍摄装置所拍摄的路况几秒钟之后，停止显示路况。
9.如权利要求I所述的安全行车系统，其中，所述第一测距装置安装于车辆保险杠的前端底部、A柱上或者车顶。
10.如权利要求I所述的安全行车系统，其中，所述拍摄装置位于车辆的进气格栅的Logo 旁。
全文摘要
本发明提供了一种车辆的坡道安全行车系统，用于车辆即将爬坡到水平道路、车辆由水平道路即将下坡以及在坑凹路面上行驶的情况，其包括第一测距装置、拍摄装置、显示装置、处理器；其中，第一测距装置安装于车辆的前部，用于实时测量其安装位置与地面之间的距离L，并将该测量结果发送给处理器；拍摄装置安装于车辆前部，用于拍摄车辆前方的路况；显示装置安装于车内，用于显示拍摄装置所拍摄的路况；处理器与第一测距装置、显示装置通过有线或无线连接；当距离L在时间T内的突变大于预先设定的阈值a时，处理器控制显示装置实时显示拍摄装置所拍摄的路况。
文档编号B60R1/00GK102826044SQ20121033116
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者丘家茂 申请人:东风汽车有限公司