专利名称：一种汽车自适应控制安全防撞系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车防撞系统，尤其是涉及一种汽车自适应控制安全防撞系统。
背景技术：
当今汽车领域人们对于汽车的安全越来越看重，但是目前主要的安全措施主要是被动防御如安全气囊，保险杠缓冲，对于汽车主动预测危险的安全系统还在起步阶段，基于红外线、超声波等技术的雷达已经在汽车防撞的系统中有了部分的应用，但是这样的系统其精确性及稳定性都有所欠缺，速度也较慢，把此类系统置于车载上进行主动预测还是存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种汽车自适应控制安全防撞系统。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种汽车自适应控制安全防撞系统，其特征在于，包括信号采集模块、CPU、执行模块、电源模块、报警模块，所述的CPU分别与信号采集模块、执行模块、电源模块、报警模块连接；所述的信号采集模块实时采集汽车运行数据并将其发送给CPU，所述的CPU处理后实时判断两车的相对距离是否大于以当前速度能够安全制动的距离，若为否，CPU发送刹车指令给执行模块，并发送报警指令给报警模块，所述的执行模块收到指令后进行电控制动处理，所述的报警模块收到指令进行报警输出，否则，不处理。所述的信号采集模块包括测距组件、车速编码器。所述的测距组件为激光雷达测距组件，并采用脉冲波方式工作。所述的激光雷达测距组件包括激光发射机、光学接收机、单片机，所述的激光发射机将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲， 并传输给单片机。所述的激光雷达测距组件设有三个，分别设在车头的两侧和中间部分。
所述的电控制动的优先级高于人工制动。与现有技术相比，本发明具有以下优点1.采用激光雷达测距，速度快精度高，数据可靠，整套装置不改变原车结构，保持了原车的性能，只有在超出安全行车范围时才会加以控制。2.本系统具有自动防撞规避风险的性能，当汽车行使前方出现障碍物或者前方车辆紧急制动对本车安全构成威胁时，汽车能实施自动减速、自动制动，最终使汽车与障碍物避免相撞。3.整个系统装置高集成化、高智能化、高适应性，集光、电、机多方面的手段设计而成，其智能控制，识别处理指令速度远远高于人脑的最快反映速度。适用于各种类型汽车的安装，大大提高了行车的安全。
图1为本自适应控制防撞安全系统设计结构图；图2为汽车防撞系统工作示意图；图3为装置车载状况图；图4为激光检测范围示意图；图5为系统建模结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。实施例如图1、图3所示，一种汽车自适应控制安全防撞系统，包括信号采集模块、CPU 4、 执行模块6、电源模块3、报警模块5，所述的CPU4分别与信号采集模块、执行模块6、电源模块3、报警模块5连接；所述的信号采集模块实时采集汽车运行数据并将其发送给CPU 4，所述的CPU 4处理后实时判断两车的相对距离是否大于以当前速度能够安全制动的距离，若为否，CPU 4发送刹车指令给执行模块6，并发送报警指令给报警模块5，所述的执行模块6 收到指令后进行电控制动处理，所述的报警模块5收到指令进行报警输出，否则，不处理。所述的信号采集模块包括测距组件、车速编码器2。所述的测距组件为激光雷达测距组件1，并采用脉冲波方式工作。所述的激光雷达测距组件1包括激光发射机、光学接收机、单片机，所述的激光发射机将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，并传输给单片机。如图2所示，当两车同向行驶时，本车的激光发射机9将电脉冲变成光脉冲发出脉冲状的红外激光束8照射前方，并利用可反光部件的反射光7，通过光学接收机10检测前车反射光7，将光脉冲还原成电脉冲送入处理器，单片机根据时间差计算出其距离，该部分电路由发光部、受光部、信号调理电路等组成，本系统采用激光扫描的方式对前方扇形路段进行扫描探测与前车或者障碍物距离，这种探测可以在黑夜或者大雾天气得到比人感官更加可靠的数据，由于激光雷达发射光束集中，采用单一发射方式无法有效检测前方一定距离， 故在汽车前方安装3个激光雷达测距模块，如图4所示，以最小的检测到的距离为准，若两边测量距离远小于中间测出的距离，表明有车辆或其他事物插入两车间，报警模块5将报警，通过激光雷达测距组件1探测得到的与前方车辆或者障碍物相对车距d，同时由车自身的车速编码器2测出自身当前速度Vtl，由此结合自身刹车能够达到的加速度情况通过CPU4 计算出最大行驶速度Vmax，由此可以计算出当前车速制动到静止需要距离的S，当d大于本车能够制动的距离S,车辆行驶就是安全的，所以采集两车距离d并确保S小于等于d即可， 如果d < S执行模块6就会发出指令采用电控制动系统对刹车进行控制以调节速度Vtl并且此优先级大于人工刹车和油门，同时由报警模块5发出报警提示，由此S发生改变，再根据加速度传感器采集实时车辆加速度α，再由车速编码器2得到新的车速后反馈至CPU4进行比较，如此得到一个闭环控制系统，直到S再次进入安全的行车范围。算法具体实现过程如下
1、数据的建立两车同向行驶，车间有距离S,当本车速度大于前车速度，两车会不断接近，要避免同向行驶的两车相撞，就需要实时判断两车的相对距离d，然后控制行车速度，使车辆安全行驶，故两车不发生追尾的条件是d ≥ SS是汽车以当前速度Y0能够安全制动的距离
权利要求
1.一种汽车自适应控制安全防撞系统，其特征在于，包括信号采集模块、CPU、执行模块、电源模块、报警模块，所述的CPU分别与信号采集模块、执行模块、电源模块、报警模块连接；所述的信号采集模块实时采集汽车运行数据并将其发送给CPU，所述的CPU处理后实时判断两车的相对距离是否大于以当前速度能够安全制动的距离，若为否，CPU发送刹车指令给执行模块，并发送报警指令给报警模块，所述的执行模块收到指令后进行电控制动处理，所述的报警模块收到指令进行报警输出，否则，不处理。
2.根据权利要求1所述的一种汽车自适应控制安全防撞系统，其特征在于，所述的信号采集模块包括测距组件、车速编码器。
3.根据权利要求1所述的一种汽车自适应控制安全防撞系统，其特征在于，所述的测距组件为激光雷达测距组件，并采用脉冲波方式工作。
4.根据权利要求1所述的一种汽车自适应控制安全防撞系统，其特征在于，所述的激光雷达测距组件包括激光发射机、光学接收机、单片机，所述的激光发射机将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，并传输给单片机。
5.根据权利要求1所述的一种汽车自适应控制安全防撞系统，其特征在于，所述的激光雷达测距组件设有三个，分别设在车头的两侧和中间部分。
6.根据权利要求1所述的一种汽车自适应控制安全防撞系统，其特征在于，所述的电控制动的优先级高于人工制动。
全文摘要
本发明涉及一种汽车自适应控制安全防撞系统，包括信号采集模块、CPU、执行模块、电源模块、报警模块，所述的CPU分别与信号采集模块、执行模块、电源模块、报警模块连接；所述的信号采集模块实时采集汽车运行数据并将其发送给CPU，所述的CPU处理后实时判断两车的相对距离是否大于以当前速度能够安全制动的距离，若为否，CPU发送刹车指令给执行模块，并发送报警指令给报警模块，所述的执行模块收到指令后进行电控制动处理，所述的报警模块收到指令进行报警输出。与现有技术相比，本发明具有采用激光雷达测距速度快精度高，系统高集成化，高适应性，主动预测保证行车安全等优点。
文档编号B60W10/06GK102556062SQ20101059042
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者卞大卫, 崔广斌, 庄扬, 张颖 申请人:上海工程技术大学