货车转弯智能安全预警系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于自动化控制W及测控技术领域，具体设及货车转弯智能安全预警系统 及方法。
【背景技术】
[0002] 随着经济的快速发展，我国汽车产销保持稳定增长，在2013年，汽车产销双双超过 2000万辆，再创全球产销最高记录，己连续五年赠联全球第一，同样作为"世界工厂"的中国 对货车及大型货车具有极大地需求量，国内的货车拥有量也是相当巨大。在国内汽车市场 飞速发展的同时，良好的汽车社会文化在国内并没有形成，一些违反交通规则的行为屡见 不鲜，由此引发的交通事故比比皆是，运其中只要有设及到大型车辆的事故，往往属于大事 故。
[0003] 侧面碰撞事故大约占全部事故的40%，而侧面碰撞事故引起的死亡占全部死亡人 数的41.6% (占死亡事故诱因第一位），而且有逐年上涨的趋势。分析其原因一方面是由于 驾驶员未准确观察路面及控制车速，另一方面我国道路大多数属于混合交通，加之公众交 通安全自我保护意识不强，运对驾驶员行车安全造成了很大的威胁。根据美国NASS/CDS数 据库统计的分析得出：1、侧面碰撞交通事故中被撞车辆乘员受伤人数比撞击车辆成员人数 多；2、在轿车侧面撞击卡车事故类型中，轿车乘员的损伤几率是卡车的2.05倍;3、侧面碰撞 致命交通事故中，轿车驾驶员致命机率是卡车的几十倍。
[0004] 对于大型货车而言，转弯时出现的盲区导致的不安全因素危害巨大，根据交管方 面的数据得知因车辆之间未保持侧向安全间距造成的交通事故约占所有交通事故的20%， 并且大型货车所导致的事故危害往往较大。本文研究的系统力图使货车及大型车辆具备在 各种机动车工作环境下(包括雨、雪、尘、雾等恶劣天气)转弯时的预警功能，努力探索使整 个系统拥有良好的可靠、安全、经济、耐久性能。因此我们打算研究实际问题并设计制作一 套货车转弯智能安全预警系统，帮助司机安全转弯，提醒行人潜在的危险，从而为减少交通 事故的发生做出一点贡献。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明提出货车转弯智能安全预警系统及方法。
[0006] 货车转弯智能安全预警系统，包括超声波传感器、惯性传感器、溫度传感器、主控 制单元、TFT显示屏和警报单元；
[0007] 所述警报单元包括L邸和蜂鸣器；
[000引所述超声波传感器有多个，分别位于货车车厢两侧相对称的不同位置，所述惯性 传感器至少有两个，分别设置于货车车体和货车第一转向关节的一侧，所述溫度传感器设 置于货车驾驶室外避光位置，所述TFT显示屏设置于驾驶室内部，所述警报单元设置于驾驶 室内部；
[0009]所述超声波传感器的输出端、惯性传感器输出端、溫度传感器的输出端连接主控 制单元的输入端，所述主控制单元的输出端连接TFT显示屏的输入端和警报单元的输入端。
[0010] 所述超声波传感器，用于实时测量货车到周围障碍物距离，并将检测到的脉冲信 号发送至主控制单元；
[0011] 所述惯性传感器，用于实时测量货车车体第一转向关节处的角速度，当惯性传感 器检测到第一转向关节处的角速度变化时，将货车车体和第一转向关节处的角速度值发送 至主控制单元；
[0012] 所述溫度传感器，用于实时采集货车驾驶室外溫度，将溫度采集信号发送至主控 制单元；
[0013] 所述TFT显示屏，用于实时显示货车位置和障碍物位置的模拟图像；
[0014] 所述警报单元，用于在主控制单元的控制下进行声光警报。
[001引所述主控制单元通过微控制器实现，包括智能启动模块、主控制模块、测距模块、 溫度补偿模块和声光警报模块；
[0016] 所述智能启动模块，用于接收货车车体和第一转向关节处的角速度值，当接收到 的货车第一转向关节处的角速度值大于设定角速度阔值时，发送控制信号开启超声波传感 器、惯性传感器、溫度传感器、TFT显示屏和警报单元，并将货车车体和第一转向关节处的角 速度值发送至主控制模块；
[0017] 所述测距模块，用于根据超声波传感器发送的信号和溫度传感器的溫度采集信 号，计算得到货车不同部位与障碍物之间的距离，并发送至溫度补偿模块；
[0018] 所述溫度补偿模块，用于根据货车驾驶室外的溫度采集信号对货车不同部位与障 碍物之间的距离进行修正，得到货车不同部位与障碍物之间的距离修正值，发送至主控制 模块；
[0019] 所述主控制模块，用于设定货车正常行驶的安全距离阔值，根据货车车体的角速 度值和第一转向关节处的角速度值，计算得到货车转弯行驶时的转向角，并根据货车转弯 行驶时的转向角计算出转弯行驶时不同部位的安全距离阔值，当货车正常行驶时的某个部 位与障碍物之间的距离小于正常行驶的安全距离阔值，或者货车转弯行驶时的某个部位与 障碍物之间的距离小于其对应部位的安全距离阔值时，发送警报控制信号至声光警报模 块；
[0020] 所述声光警报模块，用于当接收到警报控制信号时，发送控制信号至警报单元，开 启声光报警。
[0021] 所述惯性传感器包括Ξ个，分别设置于货车车体和货车第一转向关节的两侧。
[0022] 所述惯性传感器为巧螺仪。
[0023] 所述超声波传感器有10个，在货车车厢两侧对称分布，分为五组，第一组超声波传 感器位于货车前进方向第一个转向关节处，第二组超声波传感器位于货车前进方向第一个 转向关节距离最后一个转向关节1/5处，第Ξ组超声波传感器位于货车前进方向第一个转 向关节距离最后一个转向关节2/5处，第四组超声波传感器位于货车前进方向第一个转向 关节距离最后一个转向关节3/5处，第五组超声波传感器位于货车前进方向第一个转向关 节距离最后一个转向关节4/5处。
[0024] 所述货车正常行驶的安全距离阔值为1.25米。
[0025] 所述货车转弯行驶时不同部位的安全距离阔值的计算方法为：
[00%] 第一组超声波传感器所在位置处的安全距离阔值为0.830 XLX (α/40)，第二组超 声波传感器所在位置处的安全距离阔值为0.664 X L X (α/40)，第Ξ组超声波传感器所在位 置处的安全距离阔值为0.498XLX (α/40)，第四组超声波传感器所在位置处的安全距离阔 值为0.332 X L X (α/40)，第五组超声波传感器所在位置处的安全距离阔值为0.166 X L X (曰/40)，其中，α为货车转弯行驶时的转向角，L为货车轴距。
[0027] 所述货车转弯行驶时的转向角为第一转向关节处的转向角度与货车车体的转向 角度的差值。
[0028] 采用货车转弯智能安全预警系统进行安全预警的方法，包括W下步骤：
[0029] 步骤1:惯性传感器实时测量货车车体和第一转向关节处的角速度，当惯性传感器 检测到第一转向关节处的角速度变化时，将货车车体和第一转向关节处的角速度值发送至 主控制单元；
[0030] 步骤2:主控制单元接收货货车车体和第一转向关节处的角速度值，当接收到的货 车第一转向关节处的角速度值大于设定角速度阔值时，发送控制信号开启超声波传感器、 惯性传感器、溫度传感器、TFT显示屏和警报单元；
[0031] 步骤3:超声波传感器实时测量货车到周围障碍物距离，并将检测到的脉冲信号发 送至主控制单元；
[0032] 步骤4:警报单元的L邸显示绿色，蜂鸣器发出短促提示音；
[0033] 步骤5:溫度传感器实时采集货车驾驶室外溫度，将溫度采集信号发送至主控制单 元；
[0034] 步骤6:主控制单元根据超声波传感器发送的信号和溫度传感器的溫度采集信号， 计算得到货车不同部位与障碍物之间的距离；
[0035] 步骤7:主控制单元根据货车驾驶室外的溫度采集信号对货车不同部位与障碍物 之间的距离进行修正，得到货车不同部位与障碍物之间的距离修正值；
[0036] 步骤8:主控制单元设定货车正常行驶的安全距离阔值，根据货车车体的角速度值 和第一转向关节处的角速度值，计算得到货车转弯行驶时的转向角，并根据货车转弯行驶 时的转向角计算出转弯行驶时不同部位的安全距离阔值；
[0037] 步骤9: TFT显示屏实时显示货车位置和障碍物位置的模拟图像；
[0038] 步骤10:主控制单元检测到当货车正常行驶时的某个部位与障碍物之间的距离小 于正常行驶的安全距离阔值，或者货车转弯行驶时的某个部位与障碍物之间的距离小于其 对应部位的安全距离阔值时，发送警报