一种行车智能安全辅助系统的制作方法

本发明涉及自动驾驶领域，特别涉及一种行车智能安全辅助系统。

背景技术：

安全、节能和环保是汽车研究开发的三大主题，其中汽车安全位居首位。继安全带、安全气囊等被动安全装置广泛采用之后，近年来行车智能安全辅助系统成为国内外研究的重点，其主要作用是将被动防护碰撞伤害变为主动避免碰撞发生，大大提高行车的安全性。其中具有代表性的有前撞预警系统(Forward Collision Warning System)和自适应巡航控制系统(Adaptive Cruise Control System)。

近年来，德国、日本、美国等发达国家已将其实现了商业化。但是，国内对于该领域的研究还处于初级阶段，技术还不成熟，几乎还未出现具有自主知识产权的性能可靠的产品。该领域存在较高的技术壁垒，而且系统的核心部件如激光雷达或毫米波雷达探测器均为国外几个大厂商垄断，目前还没有对中国市场开放，这进一步制约了行车智能安全辅助系统在中国的发展。

现在国内少有的几家汽车电子厂商开发出了一些行车安全辅助装置，但是由于缺乏核心技术以及相应的标准，这些产品多数功能都比较简单，智能化程度低，实用性不强。另外，现有的产品多数为模块化的设计，一般将系统分为车辆信息采集模块、雷达信号处理模块、报警提示模块和主处理器模块等，其中每个模块都包含一个独立的MCU(单片微控制器)，各个MCU一般通过串口来通讯。这样不但增加了成本，也使得整个产品的集成度低，线束复杂，占空间大且不易于安装，而且系统的可靠性也得不到保障。

技术实现要素：

本发明目的是：设计一种行车智能安全辅助系统，其具备高性能、大容量、外部资源丰富且集成度高等特点，不但能够节省成本，还能大大提高运行效率和可靠性，从而克服传统模块化设计的缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种行车智能安全辅助系统，包括：

用于获取驾驶员疲劳状态信息的摄像头；

用于采集车状态信息和道路环境信息的信息采集模块；

用于对信号进行集中处理和决策的控制器ECU模块；

用于执行决策指令的执行装置；以及

用于视频显示和发出报警指令的显控装置；

所述摄像头与所述控制器ECU模块连接，所述信息采集模块与所述控制器ECU模块连接，所述执行装置与所述控制器ECU模块连接，所述显控装置与所述控制器ECU模块连接。

进一步，所述信息采集模块包括车辆信息传感器和雷达传感器，所述车辆信息传感器包括车速传感器、转向传感器、制动传感器和节气门传感器；所述雷达传感器采用扫描式激光雷达或毫米波雷达。

进一步，所述控制器ECU模块与所述信息采集模块之间通过CAN总线方式通信。

进一步，所述控制器ECU模块采用16位单片机,具有CAN通讯接口。

进一步，所述执行装置包括电子节气门和辅助制动装置。

进一步，所述显控装置包括显示装置和报警装置。

进一步，所述显示装置采用嵌入式显示器；所述报警装置包括用于音频报警的蜂鸣器和用于触觉报警的振动马达。

本发明的有益效果是：本系统采用了高性能、大容量且外部资源丰富的单片机为核心处理器，通过软件优化设计，使其能集中处理车辆状态信息采集、雷达信号处理、控制算法、电子油门和辅助制动执行器控制以及报警控制。这样只用一片单片机就能完成系统所有工作，不但节省了成本，还能大大提高运行效率和系统可靠性。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图。

图2式本发明的系统原理框图。

01-摄像头、02-信息采集模块、03-控制器ECU模块、04-执行装置、05-显控装置；021-车辆信息传感器、022-雷达传感器、051-嵌入式显示器、052-报警装置。

具体实施方式

以下结合附图。对本发明做进一步说明。

本实用信息的系统结构如图1所示，包括摄像头01、信息采集模块02、控制器ECU模块03、执行装置04和显控装置05；摄像头011与控制器ECU模块03连接，执行装置04与控制器ECU模块03连接，显控装置05与控制器ECU模块03连接。

如图2所示：其中，摄像头01用于获取驾驶员的疲劳状态信息；信息采集模块02用于采集车辆状态信息和道路环境信息，其具体包括车辆信息传感器021和雷达传感器022，且该车辆信息传感器021包括节气门传感器、制动传感器、转向传感器和车速传感器；雷达传感器022采用扫描式激光雷达或毫米波雷达。

有关激光雷达和毫米波雷达两者各有优缺点。例如：激光雷达结构相对简单、价格便宜且使用方便，但易受到环境因素的干扰，如在雨、雾、雪等恶劣天气状态的下测量，其性能明显下降；毫米波雷达则受天气等外界环境因素影响较小，但价格较高。在实际应用中，可根据产品性能的要求和价格等多方面因素合理的选择雷达传感器。

控制器ECU模块03，用于对信号采集模块采集到的信号进行集中处理，并发出决策指令；它主要包含单片机MCU、驱动电路以及CAN收发器；该单片微控制器必须具有CAN总线通讯接口，具体采用飞思卡尔公司的16位单片机MC9S12XDP512,该单片机采用了最新的协处理器架构，使得芯片的运行效率大大提高，另外它的最高工作频率可达50MHz左右，芯片资源和接口都十分丰富，完全能满足本系统的要求。

执行装置04，用于执行控制器ECU模块发出的决策指令；具体包括电子节气门和辅助制动装置。

显控装置，用于视频显示和发出报警指令；具体包括嵌入式显示器051和报警装置052。报警装置052包括用于音频报警的蜂鸣器和用于触觉报警的振动马达。

本发明的工作原理是：由雷达传感器022来采集车辆前方的其它车辆和障碍物等构成的道路环境信息，利用车辆信息传感器021实时检测自车的运行状况，具体包括利用节气门传感器采集电子节气门的开度信息，利用制动传感器采集制动装置的信息、利用转向传感器采集车辆转向信息和利用车速传感器采集车速等信息；这些被采集的信息都通过CAN总线传输至控制器ECU模块03，通过控制器ECU模块03的处理，向执行装置04发出决策指令，从而实现对车辆的自动控制，使其以设定的速度或跟随前车的速度行驶，从而减轻驾驶员的工作强度，且能够保持安全车距，保障行车安全。

更具体的讲：当系统处于工作状态时，本车通过对速度的自动控制来保持一定的车间距或预先的设定速度，两者中以速度低者为准，这种两种控制模式间的转换，由系统自动完成。

当稳定状态的车间时距τmax可由系统自动调节或由驾驶员调节。

当本车的速度低于最低工作速度Vlow时，将禁止ACC系统由等待状态向工作状态的转换。此外，如果系统处于工作状态并且速度低于Vlow时，自动加速功能将被禁止，此时ACC系统将由工作状态自动转换为等待状态。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。