，直至检测到α = Θ ；否则，进入步骤(I)。
【主权项】
1.一种基于GIS的汽车主动限速系统，其特征在于，包括信息采集设备、GIS限速值控制单元、输出显示端、执行器，所述GIS限速值控制单元的输入端连接所述信息采集设备，所述GIS限速值控制单元的输出端分别连接所述输出显示端、所述执行器； 所述信息采集设备用于:感知与前方车辆的距离、当前车辆的行车速度、当前车辆节气门位置信息；采集当前车辆定位信息；显示并及时更新静态道路网信息； 所述GIS限速值控制单元用于:根据当前车辆定位信息及静态道路网信息提取出当前路段的初始限速值和道路特征参数，结合与前方车辆的距离及提取的道路特征参数，对初始限速值进行修正，得到最佳限速值，所述道路特征参数包括轨迹曲率半径及道路坡度； 所述执行器用于:对接收到最佳限速值进行换算得到最大容许节气门开度值，通过控制最大容许节气门开度值限制车辆的车速； 所述输出显示端用于:显示当前车辆定位信息及最佳限速值；进行车辆超速预警。2.根据权利要求1所述的一种基于GIS的汽车主动限速系统，其特征在于，所述信息采集设备包括:GPS接收器、导航仪、超声波传感器、节气门位置传感器、轮速传感器，所述GPS接收器、所述导航仪、所述超声波传感器、所述节气门位置传感器、所述轮速传感器分别连接所述GIS限速值控制单元的输入端。3.根据权利要求2所述的一种基于GIS的汽车主动限速系统，其特征在于，所述GPS接收器用于采集当前车辆定位信息；所述导航仪用于显示并及时更新静态道路网信息；所述超声波传感器用于感知与前方车辆的距离；所述节气门位置传感器用于感知当前车辆节气门位置信息；所述轮速传感器用于感知当前车辆的行车速度。4.根据权利要求2所述的一种基于GIS的汽车主动限速系统，其特征在于，所述GIS限速值控制单元包括:信号采集电路、单片机最小系统、限速值修正模块、驱动控制电路、GIS数据存储单元、数据挖掘模块、CAN通信电路、电源模块，所述GIS数据存储单元连接所述数据挖掘模块，所述数据挖掘模块、所述信号采集电路、所述CAN通信电路分别与所述单片机最小系统的输入端连接，所述单片机最小系统的输出端与所述限速值修正模块、所述驱动控制电路依次连接。5.根据权利要求4所述的一种基于GIS的汽车主动限速系统，其特征在于，所述GIS数据存储单元用于实时更新并存储当前车辆定位信息及静态道路网信息；所述数据挖掘模块用于:接收当前车辆定位信息及静态道路网信息进行数据挖掘，得到当前路段的初始限速值及道路特征参数，所述道路特征参数包括轨迹曲率半径及道路坡度；所述信号采集电路用于:接收并处理来自所述超声波传感器、所述节气门位置传感器、所述轮速传感器发出的模拟信号；所述限速值修正模块用于:通过最优控制算法，结合所述超声波传感器发出的模拟信号及道路特征参数对初始限速值进行修正，得到最佳限速值，并将最佳限速值发送至所述驱动控制电路；所述驱动控制电路用于:根据最佳限速值驱动所述执行器；所述CAN通信电路接收其他车载电控系统的状态信号。6.根据权利要求5所述的一种基于GIS的汽车主动限速系统，其特征在于，所述信号采集电路包括A/D转换器，所述A/D转换器的型号为AD669或AD667 ;所述单片机最小系统的型号为 Intel MCS8048/8051、MotorolsMC68HC、Intel MCS8097、MotorolsMC68HC16 中的任一种；所述限速值修正模块为EPROM ;所述驱动控制电路包括电流输出型D/A转换器，所述D/A转换器型号为DAC0832、DAC0830、DAC0831中的任一种；所述GIS数据存储单元采用SRAM芯片；所述数据挖掘模块采用ROM芯片；所述CAN通信电路包括CAN收发器；电源模块为+5V的稳定电压。7.根据权利要求6所述的一种基于GIS的汽车主动限速系统，其特征在于，所述执行器包括:制动压力调节器、制动器、电子节气门控制单元、节气门、节气门控制电机，所述制动压力调节器、所述电子节气门控制单元分别连接所述GIS限速值控制单元的输出端，所述制动压力调节器连接制动器，所述电子节气门控制单元、所述节气门控制电机、所述节气门依次连接。8.根据权利要求7所述的一种基于GIS的汽车主动限速系统，其特征在于，所述输出显示端包括地图显示屏、超速预警装置，所述地图显示屏、所述超速预警装置分别连接所述GIS限速值控制单元的输出端。9.权利要求8所述的一种基于GIS的汽车主动限速系统的运行方法，其特征在于，具体步骤包括: (1)所述GPS接收器实时采集当前车辆定位信息，所述导航仪实时显示并及时更新静态道路网信息，当前车辆定位信息及静态道路网信息发送至所述GIS数据存储单元，同时，当前车辆定位信息发送至所述地图显示屏进行显示；所述超声波传感器实时感知与前方车辆的距离d;节气门位置传感器实时感知当前车辆节气门位置信息α ;轮速传感器实时感知当前车辆的行车速度V，所述超声波传感器、所述节气门位置传感器、所述轮速传感器发出的模拟信号实时发送至所述信号采集电路；所述GIS数据存储单元实时接收当前车辆定位信息及静态道路网信息，所述数据挖掘模块实时提取当前路段的初始限速值V。及当前路段的道路特征参数，包括轨迹曲率半径R与道路坡度i ; (2)当d< m时，判断当前车辆即将发生碰撞，所述制动压力调节器控制所述制动器进行紧急刹车，m为安全距离；否则，所述数据挖掘模块根据步骤(1)采集的当前车辆定位信息及静态道路网信息，提取出当前路段的初始限速值V。，所述限速值修正模块结合步骤(1)测量的与前方车辆的距离d、轨迹曲率半径R以及道路坡度i，通过最优控制算法，对初始限速值V。进行修正，得到最佳限速值V，并将最佳限速值V发送至所述电子节气门控制单元；同时，对最佳限速值V与汽车的行驶速度ν进行比较，当v>V时，启动所述超速预警装置进行报警，否则所述超速预警装置不动作； (3)所述电子节气门控制单元接收步骤(2)得到的最佳限速值V，换算得到最大容许节气门开度值Θ，并实时与节气门位置信号α进行比较；如果检测到α>θ，所述电子节气门控制单元立即减小所述节气门控制电机的驱动力矩，直至检测到α = Θ ;否则，进入步骤⑴。
【专利摘要】本发明涉及一种基于GIS的汽车主动限速系统及其运行方法，包括信息采集设备、GIS限速值控制单元、输出显示端、执行器，信息采集设备感知与前方车辆的距离、当前车辆的行车速度、当前车辆节气门位置信息；采集当前车辆定位信息；显示并及时更新静态道路网信息；GIS限速值控制单元根据当前车辆定位信息及静态道路网信息提取出当前路段的初始限速值和道路特征参数，结合与前方车辆的距离及道路特征参数，对初始限速值进行修正，得到最佳限速值，换算得到最大容许节气门开度值，限制车辆的车速。本发明中，车辆在每个路段的限速值会随着路况的变化而不断调整，即使驾驶员做出任何操作都不会使汽车超过该路段的最大限速值，保证行车安全。
【IPC分类】B60W30/14
【公开号】CN105346541
【申请号】CN201510821339
【发明人】刘志海, 杨凯迪, 曾庆良, 张荣华, 张丹丹, 王成龙, 闫成稳, 江守波, 王认辉
【申请人】山东科技大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月23日