一种汽车侧翻预警系统的制作方法

本发明涉及汽车安全驾驶技术领域，尤其是一种汽车侧翻预警系统。

背景技术：

近年来，伴随着国民经济的迅速发展，人民物质生活水平的迅速提高。汽车走入了许多平常老百姓的家中，给大家带来了许多的便利。但是，由于个人驾驶的因素或是车辆性能的原因，总是能不情愿的看到车祸的发生。其中汽车发生侧翻导致的事故就占到了车祸的大部分比例，只有当汽车的侧倾角达到一定值时，汽车才会发生侧翻。实时掌握汽车的侧倾角，提醒驾驶员及时采取措施，防止交通事故的发生。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种汽车侧翻预警系统，能够实时掌握汽车的侧倾角，提醒驾驶员及时采取措施。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种汽车侧翻预警系统，包括：

激光发射器：用于向路面发射激光；

所述激光发射器包括第一激光发射器、第二激光发射器，所述第一激光发射器沿纵向中轴线竖直固定在汽车的底盘，所述第二激光发射器与汽车的底盘竖直铰接，第一激光发射器发出第一激光照射点，第二激光发射器发出第二激光照射点；

超声波测距仪：测得汽车发生偏转后第一激光发射器距离第一激光照射点的距离d；

CCD相机：拍摄路面上的第一激光照射点、第二激光照射点形成图像，并将图像传输给控制器；

控制器：根据CCD相机传输的图像以及距离d计算出汽车的侧倾角度θ，若汽车的侧倾角度θ＞预设的警戒值时，控制器接通报警器进行报警。

所述第一激光发射器与第二激光发射器相对于底盘几何中心对称，所述第二激光发射器可沿横向水平摆动，所述第二激光发射器安装有加重铅块。

超声波测距仪固定安装在第一激光发射器的外壳上，所述超声波测距仪与第一激光发射器的头部处于平齐。

所述报警器包括蜂鸣器、指示灯、震动泵，所述报警器设有高频警报、中频警报、低频警报，所述汽车的侧倾角度θ＞预设的一级警戒值时报警器发出高频警报并启动汽车的双闪灯光，预设的二级警戒值＜汽车的侧倾角度θ≤预设的一级警戒值时报警器发出中频警报，预设的三级警戒值＜汽车的侧倾角度θ≤预设的二级警戒值时报警器发出低频警报。

所述侧倾角度θ的计算公式：

根据CCD相机传输的图像,横向方向第一激光发射器、第二激光发射器相距w个像素点；

纵向方向第一激光发射器、第二激光发射器相距m个像素点；

l1为第一激光发射器、第二激光发射器纵向的距离。

本发明的有益效果是：本发明能够实时掌握汽车的侧倾角，提醒驾驶员及时采取措施，防止交通事故的发生。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中的第一激光发射器、第二激光发射器的安装示意图；

图3是本发明的激光光路示意图；

图4是灰度化后的图像像素分布；

图5是处理完成后的图像；

其中:31、第一激光发射器、32、第二激光发射器，4、CCD相机，5、控制器，7、报警器，8、蜂鸣器，9、震动泵，10、指示灯，11、超声波测距仪，2、加重铅块。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1、图2所示，一种汽车侧翻预警系统，其特征在于：包括：

激光发射器：用于向路面发射激光；

所述激光发射器包括第一激光发射器31、第二激光发射器32，所述第一激光发射器31沿纵向中轴线竖直固定在汽车的底盘，所述第二激光发射器32与汽车的底盘竖直铰接，第一激光发射器31发出第一激光照射点，第二激光发射器32发出第二激光照射点；

超声波测距仪11：测得汽车发生偏转后第一激光发射器距离第一激光照射点的距离d；

CCD相机4：拍摄路面上的第一激光照射点、第二激光照射点形成图像，并将图像传输给控制器；

控制器5：根据CCD相机传输的图像以及距离d计算出汽车的侧倾角度θ，若汽车的侧倾角度θ＞预设的警戒值时，控制器接通报警器进行报警。

所述第一激光发射器31与第二激光发射器32相对于底盘几何中心对称，所述第二激光发射器可沿横向水平摆动，所述第二激光发射器安装有加重铅块2。

超声波测距仪11固定安装在第一激光发射器31的外壳上，所述超声波测距仪11与第一激光发射器31的头部处于平齐。

所述报警器7包括蜂鸣器8、指示灯10、震动泵9，所述报警器7设有高频警报、中频警报、低频警报，所述汽车的侧倾角度θ＞预设的一级警戒值时报警器发出高频警报并启动汽车的双闪灯光，预设的二级警戒值＜汽车的侧倾角度θ≤预设的一级警戒值时报警器发出中频警报，预设的三级警戒值＜汽车的侧倾角度θ≤预设的二级警戒值时报警器发出低频警报。

所述侧倾角度θ的计算公式：

根据CCD相机传输的图像,横向方向第一激光发射器、第二激光发射器相距w个像素点；

纵向方向第一激光发射器、第二激光发射器相距m个像素点；

l1为第一激光发射器、第二激光发射器纵向的距离。

详细说明：

激光发射器在电路接通后向路面发射激光，将汽车侧倾的角度转化为激光投射点的位移；

CCD相机高速拍摄激光在底盘下的图像，并将该图像数据传输给控制器做进一步处理；

超声波测距仪测出偏转后的激光发射器距离照射点的距离；

控制器对传输来的图像数据进行处理，并对像素进行自动标定，通过几何关系计算汽车的侧倾角；

报警器主要包括蜂鸣器、指示灯、震动泵，接收来自于控制器的信号按照指定的频率进行蜂鸣、闪灯和震动以提示及时采取措施以防事故的发生。

其中用电器的耗电均由车载电源提供。

激光发射器共有两个，第一激光发射器沿纵向中轴线竖直固定安装在底盘几何中心附近；第二激光发射器竖直铰接安装于纵向中轴线上并与第一激光发射器关于底盘几何中心对称，沿横向可以水平摆动。

第二激光发射器外圈周围安装有加重铅块2，可保证该第二激光发射器在车辆发生侧倾时光路最大程度沿重力方向竖直向下。

汽车侧倾角等于激光光路的偏转角，所以测得激光投射点在路面的位移即可，根据几何关系可以计算出激光光路的偏转角。

第一激光发射器与第二激光发射器在竖直方向的距离为固定值，长度测得后可以用来后期图像处理标定单位像素的长度。

汽车侧翻预警系统的控制方法：

1、图像的处理过程：

CCD相机拍摄的图片为彩色图片，所占内存量极大，如果不加以处理就传送给控制器，必然会降低传输速度与计算速度，所以需要对图像进行灰度化处理。考虑提供参考激光照射点主要为红色，所以在灰度化图像时加大红色所占权重，采用如下的公式将每个像素点进行灰度化：

f＝0.7R+0.2G+0.1B

其中f代表灰度值，R、G、B分别代表红、绿、蓝三者色值。

灰度化后的图像像素分布如图4所示，可以看出灰度值主要集中在两个波峰位置，所以可以在两个波峰中间选择一个灰度值n进行二值化处理，处理公式如下：

经过二值化后的图像存在许多噪点，所以进行降噪处理，可以按照如下的公式对图像进行降噪：

{[(AΘB)⊕B]⊕B}ΘB＝(AοB)οB

降噪后的图像只剩下激光照射点位置的黑点，其余部分均为白色背景。但是图像内容还是过多，无用信息太多。所以对图像进行分割处理，将图像含有激光黑点所在的一部分图像留下，其余舍去。

经过一系列处理后，图像如图5所示。

2、像素的标定：

在车辆侧倾的过程中，第一激光发射器与车辆保持相对静止随着车辆侧倾也发生偏转，第二激光发射器由于铰接于底盘上，在横向上具有自由度，并且安装了加重铅块，所以无论车辆如何側倾都可以保证激光光路始终沿重力竖直向下，忽略由于侧向加速度导致加重铅块发生的微弱偏移。在整个过程，第一激光发射器、第二激光发射器横向距离发生了变化，但纵向距离始终保持不变。在纵向方向第一激光发射器、第二激光发射器相距m个像素点，提前测得第一激光发射器、第二激光发射器纵向的距离为l1，所以每个像素点的边长为a＝l1/m。

3.车辆侧倾角的计算：

如图3所示，当车辆在快速拐弯时，由于离心的作用，车辆发生侧倾。此时第一激光发射器所发射的光路也发生变化，并且激光光路的转角θ就等于车辆的侧倾角，所以计算出激光光路的转角即为车辆的侧倾角。测得在横向上两个激光源相距w个像素点，所以两个激光照射点的横向距离为：

由超声波测距仪测得激光发射器距离照射点的距离为d,由几何关系可得激光光轴偏转角为：

即车辆的此时发生側倾的角度为θ。

4、预警的过程：

当控制器计算出在行驶过程中车辆側倾的角度θ，并用其与预设的一级警戒值进行比较，当汽车的侧倾角度θ＞预设的一级警戒值时，控制指示灯常亮，蜂鸣器常响，震动泵一直震动提醒驾驶员，并启动双闪灯光，以警告周围车辆和行人及时规避危险；当预设的二级警戒值＜汽车的侧倾角度θ≤预设的一级警戒值时，控制器以较高的频率控制指示灯闪烁，蜂鸣器发声和震动泵震动；当预设的三级警戒值＜汽车的侧倾角度θ≤预设的二级警戒值时，控制器以较低的频率控制指示灯闪烁，蜂鸣器发声和震动泵震动；当车辆侧倾角θ小于预设的三级警戒值时，控制器处于待机监测状态。

本发明能够在车辆行驶过程中对车辆的横向运动姿态进行实时监控。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。