一种汽车红绿灯斑马线安全智能驾驶的控制系统及方法与流程

本发明涉及一种控制系统，具体为一种汽车红绿灯斑马线安全智能驾驶的控制系统及方法，属于控制系统应用技术领域。

背景技术：

据公安部交管局发布的数据显示，近三年来全国共在斑马线上发生机动车与行人交通事故1.4万起，造成3898人死亡，其中机动车未按规定让行导致的事故占了总量的90％。从造成事故原因分析，一是机动车行经人行横道时未按规定让行，另一个是行人闯红灯与正在绿灯通行的机动车发生事故。从统计情况来看，机动车未按规定让行导致的事故占总数的90％。

数据表明，交叉路口是一个潜在的危险区域，行人在过马路时处于什么位置、选择什么路线，以及其他行人以危险的方式穿行路口，还有过度拥挤的交叉路口，都让马路变得更危险，人多车多、过马路艰难，是纠正"中国式过马路"需要考虑的客观因素，若产生问题的环境不改变，与行人相对应的其他交通参与者行为不规范，行人闯红灯的陋习或许很难连根拔起。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决行人在过马路时处于什么位置、选择什么路线，以及其他行人以危险的方式穿行路口，还有过度拥挤的交叉路口，都让马路变得更危险，若产生问题的环境不改变，与行人相对应的其他交通参与者行为不规范，行人闯红灯的陋习或许很难连根拔起的问题，而提出一种汽车红绿灯斑马线安全智能驾驶的控制系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种汽车红绿灯斑马线安全智能驾驶的控制系统，包括十字路口雷达、车内雷达、gps卫星发射器、整车控制器、屏幕显示器、语音播报器、制动系统、速度传感器、距离传感器和交通灯智能平台，所述十字路口雷达设置在斑马线的十字路口电线杆上方，所述车内雷达设置在车辆的前端仪表台的左上角，所述gps卫星发射器用于转化交通灯智能平台发出红绿灯信号，所述整车控制器设置在车辆的前端仪表台右侧检修口处，所述屏幕显示器设置在车辆的前端仪表台的右上角，所述语音播报器设置在车辆的司机座椅上方风道内，所述制动系统设置在车辆的前端仪表台下方，所述制动系统带有自动开合角度智能功能，所述速度传感器设置在车辆前后两端的轮胎上，所述距离传感器设置在车辆的前端仪表台的下方，所述距离传感器与地面的间距为60mm；

所述十字路口雷达、车内雷达和gps卫星发射器均通过g网络通信连接，所述整车控制器用于对信号进行处理和执行，所述的屏幕显示器用于对车辆到达斑马线的距离显示、与行人障碍物距离显示、绿灯变红灯的时间以及红灯变绿灯的时间显示；

所述语音播报器用于将车辆到达斑马线的距离、与行人障碍物距离、绿灯变红灯的时间以及红灯变绿灯的时间用语音播报出来；

所述车辆的前后轮上各安装有一个速度传感器，所述车辆的前后左右四个方向各安装一个距离传感器。

本发明的进一步技术改进方案在于：所述制动系统根据车辆十字路口雷达与车内雷达距离l1大小信号，将该信号发送给整车控制器，整车控制器根据得到的距离信号和速度信号，再根据标定好的制动曲线，自动控制开合角度，给于车辆在大于和小于安全距离l的制动力大小，使得车辆智能制动减速。

本发明的进一步技术改进方案在于：所述语音播报器当十字路口雷达与车内雷达距离l1小于安全距离l时，整车控制器控制车辆进入红绿灯智能驾驶模式，同时，语音播报器将车辆到斑马线的距离随着车辆前进不断播报警示。

本发明的进一步技术改进方案在于：所述车辆进入智能驾驶控制模式时，所属车辆到斑马线的距离和速度，通过整车控制器将速度传感器和距离传感器上的速度和距离信号通过转换不断的显示在屏幕显示器上。

本发明的进一步技术改进方案在于：所述整车控制器采用国际先进的汽车微处理器，所述整车控制器将雷达信号接受和转换，显示在屏幕显示器上，并通过语音播报器播报提示，再执行二次判断，控制制动系统减速，实现红绿灯智能驾驶模式功能。

本发明的进一步技术改进方案在于：所述整车控制器将十字路口雷达传出的红灯信号通过车内雷达进行采集，车辆未进入安全距离，屏幕显示器和语音播报器不断显示数据并播报提示；

当进入安全距离，进行第一次距离判断，车辆开启智能驾驶后，屏幕显示器和语音播报器不断显示数据并播报提示，车辆进行第二次判断，整车控制器通过速度传感器接受信号，开始控制制动系统完成减速或者停车，车辆退出红绿灯智能驾驶模式。

本发明的进一步技术改进方案在于：所述整车控制器将十字路口雷达传出的红绿灯信号通过车内雷达进行采集，当车辆在直行道时，车辆按照智能驾驶模式执行操作，慢速通过十字路口；

当直行道是红灯时，整车控制器根据方向灯信号判断，车辆换道后，对十字路口雷达进行二次信号采集，当是红灯时，则进入智能驾驶减速停车，否则就减速慢行转弯通过。

本发明的进一步技术改进方案在于：所述交通灯智能平台将每时段的红绿灯的信号通过gps卫星发射器发出的网络转换信号发送到十字路口雷达，车辆通过车内雷达采集十字路口雷达的信号来判断距离，再将信号发送给整车控制器，执行车辆是否进入红绿灯智能驾驶。

本发明的进一步技术改进方案在于：所述gps卫星发射器用于传送道路路线信息,gps卫星发射器通过车内雷达输出到整车控制器，控制车辆在已定路线行驶，且所述gps卫星发射器用于接收交通灯智能平台红绿灯的信号，且gps卫星发射器将信号发送给十字路口雷达，整车控制器通过十字路口雷达与车内雷达距离判断车辆是否进入红绿灯智能驾驶模式。

所述距离传感器采用体感距离传感器，当车辆遇到绿灯慢行时，遇到行人或者障碍物，在安全距离范围内，车辆在红绿灯智能驾驶模式下，限制车速慢行；当车与人之间距离小于安全距离时，车辆在红绿灯智能驾驶模式下，停止前进；

所述速度传感器设置在前后轮上，速度传感器的数值在设计时应在误差上线，使检测判断的车速比实际要大，车辆就会早期进入红绿灯智能驾驶模式下，发出信号给整车控制器，控制制动系统开始减速或者停车。

一种汽车红绿灯斑马线安全智能驾驶的控制方法，该方法的具体步骤为：所述十字路口雷达和车内雷达之间通过gps卫星发射器发出的网络转换信号，采集十字路口雷达与车内雷达距离l1、速度v1信号,设定车辆到斑马线的安全距离l,安全速度v，当所述车辆十字路口雷达与车内雷达距离l1大于等于所述车辆到斑马线的安全距离l时，车辆退出智能驾驶状态，否则，整车控制器将信号进行处理，将当前车辆到斑马线的距离和当前速度显示在屏幕显示器上，控制车辆进入智能驾驶控制模式进行第二判断，所述车辆当前的速度v1小于等于安全速度v时，车辆退出智能驾驶状态，否则，整车控制器将信号进行处理，将当前车辆到斑马线的距离和当前速度显示在屏幕显示器上，控制车辆进入智能驾驶控制模式进行制动系统减速，根据速度传感器传输数据判断达到安全速度v以下，车辆退出红绿灯智能驾驶模式状态。

与现有技术相比，本发明有益效果：

1、通过十字路口雷达和车内雷达之间通过gps卫星发射器发出的网络转换信号，采集十字路口雷达与车内雷达距离l1、速度v1信号,设定车辆11到斑马线的安全距离l,安全速度v，当十字路口雷达与车内雷达距离l1大于等于车辆到斑马线的安全距离l时，车辆退出智能驾驶状态；否则，整车控制器将信号进行处理，将当前车辆到斑马线的距离和当前速度显示在屏幕显示器上，控制车辆进入智能驾驶控制模式进行第二判断，车辆当前的速度v1小于等于安全速度v时，车辆退出智能驾驶状态；否则，整车控制器将信号进行处理，将当前车辆到斑马线的距离和当前速度显示在屏幕显示器上，控制车辆进入智能驾驶控制模式进行制动系统减速，根据速度传感器传输数据判断达到安全速度v以下，车辆退出红绿灯智能驾驶模式状态。

2、本发明在“人工驾驶”的机动车中能够代替人在斑马线红绿灯十字路口能够提前预知减速、礼让行人或者停车，给行人过马路创造更多的安全条件。

3、本发明有效的减少或者杜绝斑马线红绿灯十字路口交通事故的发生，降低人员死亡数量，拯救更多人的生命。

4、本发明在“无人驾驶”的机动车使用中实现车辆在斑马线红绿灯十字路口智能驾驶、识别红绿灯、避让行人等功能，进入无人驾驶时代。

5、本发明科学合理地开发智能驾驶技术给交通规则管制带来安全便利，大量减少事故发生造成的损失，提高人员及车辆行驶的安全性。

6、本发明在斑马线红绿灯十字路口安装雷达接收器在5g网络下更方便调试和维修，每个路口只需要两个，减少交通灯的使用和不稳定，提高交通监管力度和降低资源浪费。

7、本发明加快了新能源汽车进入网联时代的步伐，强化了新能源汽车的监控管制力度。

8、本发明结构原理清晰简单，装配方便，可用于新能源开发产业，可产业化、批量化应用，便于推广。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明中车辆的正视图。

图2为本发明中车辆的截面图。

图3为本发明中十字路口雷达的安装示意图。

图4为本发明中gps卫星发射器的结构示意图。

图5为本发明原理结构示意图。

图6为本发明实施例1的工作流程图。

图7为本发明实施例2的工作流程图。

图8为本发明实施例3的工作流程图。

图中：1、十字路口雷达；2、车内雷达；3、gps卫星发射器；4、整车控制器；5、屏幕显示器；6、语音播报器；7、制动系统；8、速度传感器；9、距离传感器；10、交通灯智能平台；11、车辆；12、轮胎；13、十字路口电线杆；14、前端仪表台；15、检修口；16、司机座椅；17、风道。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8所示，一种汽车红绿灯斑马线安全智能驾驶的控制系统，包括十字路口雷达1、车内雷达2、gps卫星发射器3、整车控制器4、屏幕显示器5、语音播报器6、制动系统7、速度传感器8、距离传感器9和交通灯智能平台10，十字路口雷达1设置在斑马线的十字路口电线杆13上方，车内雷达2设置在车辆11的前端仪表台14的左上角，gps卫星发射器3用于转化交通灯智能平台10发出红绿灯信号，整车控制器4设置在车辆11的前端仪表台14右侧检修口15处，屏幕显示器5设置在车辆11的前端仪表台14的右上角，语音播报器6设置在车辆11的司机座椅16上方风道17内，制动系统7设置在车辆11的前端仪表台14下方，制动系统7带有自动开合角度智能功能，速度传感器8设置在车辆11前后两端的轮胎12上，距离传感器9设置在车辆11的前端仪表台14的下方，距离传感器9与地面的间距为60mm；

十字路口雷达1、车内雷达2和gps卫星发射器3均通过5g网络通信连接，整车控制器4用于对信号进行处理和执行，的屏幕显示器5用于对车辆11到达斑马线的距离显示、与行人障碍物距离显示、绿灯变红灯的时间以及红灯变绿灯的时间显示；

语音播报器6用于将车辆11到达斑马线的距离、与行人障碍物距离、绿灯变红灯的时间以及红灯变绿灯的时间用语音播报出来；

车辆11的前后轮上各安装有一个速度传感器8，车辆11的前后左右四个方向各安装一个距离传感器9。

作为本发明的一种技术优化方案，制动系统7根据车辆十字路口雷达1与车内雷达2距离l1大小信号，将该信号发送给整车控制器4，整车控制器4根据得到的距离信号和速度信号，再根据标定好的制动曲线，自动控制开合角度，给于车辆在大于和小于安全距离l的制动力大小，使得车辆智能制动减速。

作为本发明的一种技术优化方案，语音播报器6当十字路口雷达1与车内雷达2距离l1小于安全距离l时，整车控制器4控制车辆11进入红绿灯智能驾驶模式，同时，语音播报器6将车辆11到斑马线的距离随着车辆11前进不断播报警示。

作为本发明的一种技术优化方案，车辆11进入智能驾驶控制模式时，所属车辆到斑马线的距离和速度，通过整车控制器4将速度传感器8和距离传感器9上的速度和距离信号通过转换不断的显示在屏幕显示器5上。

作为本发明的一种技术优化方案，整车控制器4采用国际先进的汽车微处理器，整车控制器4将雷达信号接受和转换，显示在屏幕显示器5上，并通过语音播报器6播报提示，再执行二次判断，控制制动系统7减速，实现红绿灯智能驾驶模式功能。

作为本发明的一种技术优化方案，整车控制器4将十字路口雷达1传出的红灯信号通过车内雷达2进行采集，车辆11未进入安全距离，屏幕显示器5和语音播报器6不断显示数据并播报提示；

当进入安全距离，进行第一次距离判断，车辆11开启智能驾驶后，屏幕显示器5和语音播报器6不断显示数据并播报提示，车辆11进行第二次判断，整车控制器4通过速度传感器8接受信号，开始控制制动系统7完成减速或者停车，车辆11退出红绿灯智能驾驶模式。

作为本发明的一种技术优化方案，整车控制器4将十字路口雷达1传出的红绿灯信号通过车内雷达2进行采集，当车辆11在直行道时，车辆11按照智能驾驶模式执行操作，慢速通过十字路口；

当直行道是红灯时，整车控制器4根据方向灯信号判断，车辆11换道后，对十字路口雷达1进行二次信号采集，当是红灯时，则进入智能驾驶减速停车，否则就减速慢行转弯通过。

作为本发明的一种技术优化方案，交通灯智能平台10将每时段的红绿灯的信号通过gps卫星发射器3发出的网络转换信号发送到十字路口雷达1，车辆11通过车内雷达2采集十字路口雷达1的信号来判断距离，再将信号发送给整车控制器，执行车辆11是否进入红绿灯智能驾驶。

作为本发明的一种技术优化方案，gps卫星发射器3用于传送道路路线信息,gps卫星发射器3通过车内雷达2输出到整车控制器4，控制车辆11在已定路线行驶，且gps卫星发射器3用于接收交通灯智能平台10红绿灯的信号，且gps卫星发射器3将信号发送给十字路口雷达1，整车控制器4通过十字路口雷达1与车内雷达2距离判断车辆11是否进入红绿灯智能驾驶模式。

距离传感器9采用体感距离传感器，当车辆遇到绿灯慢行时，遇到行人或者障碍物，在安全距离范围内，车辆在红绿灯智能驾驶模式下，限制车速慢行；当车与人之间距离小于安全距离时，车辆在红绿灯智能驾驶模式下，停止前进；

速度传感器8设置在前后轮上，速度传感器8的数值在设计时应在误差上线，使检测判断的车速比实际要大，车辆就会早期进入红绿灯智能驾驶模式下，发出信号给整车控制器，控制制动系统开始减速或者停车。

一种汽车红绿灯斑马线安全智能驾驶的控制方法，该方法的具体步骤为：十字路口雷达1和车内雷达2之间通过gps卫星发射器3发出的网络转换信号，采集十字路口雷达1与车内雷达2距离l1、速度v1信号,设定车辆11到斑马线的安全距离l,安全速度v，当车辆十字路口雷达1与车内雷达2距离l1大于等于车辆11到斑马线的安全距离l时，车辆11退出智能驾驶状态，否则，整车控制器4将信号进行处理，将当前车辆11到斑马线的距离和当前速度显示在屏幕显示器5上，控制车辆11进入智能驾驶控制模式进行第二判断，车辆11当前的速度v1小于等于安全速度v时，车辆11退出智能驾驶状态，否则，整车控制器4将信号进行处理，将当前车辆11到斑马线的距离和当前速度显示在屏幕显示器5上，控制车辆11进入智能驾驶控制模式进行制动系统7减速，根据速度传感器8传输数据判断达到安全速度v以下，车辆11退出红绿灯智能驾驶模式状态。

实施例1

请参阅图5-6所示，各路线通过gps卫星发射器3定位导航，在标定好的路线行驶，整车控制器4收到车内雷达2传输的路线方向来进行驾驶，十字路口雷达1和车内雷达2之间通过gps卫星发射器3发出的网络转换信号,当发出直行道绿灯信号时，采集十字路口雷达1与车内雷达2距离l1、速度v1信号,设定车辆到斑马线的安全距离l,安全速度v；当发出转弯绿灯信号时，车内雷达2接收到信号，并发给整车控制器4打开方向灯；将两种驾驶形式通过车辆十字路口雷达1与车内雷达2距离l1大于等于车辆到斑马线的安全距离l时，车辆退出智能驾驶状态；否则，整车控制器4将信号进行处理，将当前车辆到斑马线的距离和当前速度显示在屏幕显示器5上，控制车辆进入智能驾驶控制模式进行第二判断，车辆当前的速度v1小于等于安全速度v时，车辆退出智能驾驶状态；否则，整车控制器4将信号进行处理，将当前车辆到斑马线的距离和当前速度显示在屏幕显示器5上，控制车辆进入智能驾驶控制模式进行制动系统7减速，根据速度传感器8传输数据判断达到安全速度v以下，车辆退出红绿灯智能驾驶模式状态。

实施例2

请参阅5和图7所示，各路线通过gps卫星发射器3定位导航，在标定好的路线行驶，整车控制器4收到车内雷达2传输的路线方向来进行驾驶，当行驶车辆进入设定斑马线安全距离后，距离传感器9通过体位互感探测，车辆11和行人之间的距离，并发出距离信号，采集十字路口车内雷达与行人距离l2、速度v2信号,设定车辆到行人的安全距离l3,安全速度v3，当车辆十字路口雷达1与车内雷达2距离l1小于等于车辆到斑马线的安全距离l，速度v1小于安全速度v时，车辆进入智能驾驶状态，并将到达斑马线的距离和速度显示在屏幕显示器5上，并时时由语音播报器6播报出来，提醒驾驶员或者乘客，整车控制器再进行第一判断是否有行人或者障碍物，没有则按当前低速行驶通过红绿灯十字路口；否则，由整车控制器控制制动系统减速，进入第二判断是否车辆11和行人之间的距离l2大于等于安全距离l3，如果大于安全距离l3，则按当前低速行驶通过红绿灯十字路口；否则，进入第三判断是否车辆11和行人之间的速度v2小于等于行人安全速度v3，如果小于行人安全速度v3，则按当前速度低速行驶；否则，距离传感器将距离信号传给整车控制器，再由整车控制器发信号给制动系统，执行减速功能；当所有的条件都符合低速行驶时，再通过距离传感器采集车辆11与行人之间的距离l3，车辆进入第四判断是否车辆11与行人之间的距离l3小于等于预警距离l6，如果条件成立，则车辆停车避让；否则就按照低于安全速度v3低速行驶通过红绿灯十字路口。

实施例3

请参阅图5和图8所示，各路线通过gps卫星发射器3定位导航，在标定好的路线行驶，整车控制器4收到车内雷达2传输的路线方向来进行驾驶，十字路口雷达1和车内雷达2之间通过gps卫星发射器3发出的网络转换信号，采集十字路口雷达1与车内雷达2距离l4、速度v4信号、绿灯变红灯剩余时间t1信号，设定斑马线前停车安全距离或者车与车之间的安全距离l5，安全速度v5，安全时间t，通过采集到的十字路口雷达1和车内雷达2之间通过gps卫星发射器3发出的网络转换绿灯变红灯剩余时间t1信号，当绿变红剩余时间t1大于等于安全时间t，车辆退出红绿灯智能驾驶控制模式，以当前车速v4行驶通过红绿灯十字路口，否则，将信号传送到整车控制器，整车控制器将当前的速度v4、距离l4、绿灯变红灯剩余时间t1信息全部显示在屏幕显示器5上，并时时由语音播报器6播报出来，提醒驾驶员或者乘客；通过采集十字路口雷达1与车内雷达2距离l4，整车控制器进入第一判断l4是否大于等于安全距离l5，如果条件成立，则车辆按当前速度v4行驶，否则车辆整车控制器控制制动系统减速；速度传感器发出速度信号给整车控制器再进入第二判断是否当前减速速度v4是否小于等于安全速度v5，如果条件成立，则车辆按当前速度v4行驶，否则车辆整车控制器4控制制动系统7减速，再由距离传感器9发送距离信号给整车控制器4，执行车辆停车在斑马线或者障碍物前。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。