一种减少碰撞损伤的汽车防碰撞系统的制作方法

本申请涉及一种汽车碰撞领域，尤其涉及一种减少碰撞损伤的汽车防碰撞系统。

背景技术：

随着我国车辆保有量的增加，交通事故越来越多，特别是在高速上的交通事故足以致命，因此研究汽车防碰撞技术成为热点，主要包括主动防碰撞技术和被动防碰撞技术。主动防碰撞技术主要研究如何避让，在人工智能技术不断进步的形势下，紧急情况时，人类有反应需要时间，而通过对环境的检测和数据精确分析，交给机器去控制车辆的转向和制动反而更有利。另外，现有技术中的防碰撞方式均只考虑了碰撞时如何保护乘客，而没有进一步兼顾考虑对车的损伤。而车辆在碰撞时，车头或车尾的直接正面碰撞对车身和底盘的损伤巨大，修复很难，因此，碰撞成本极高，反之侧面碰撞损伤相对小。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的上述问题，提出了一种减少碰撞损伤的汽车防碰撞系统，该系统能有效减少碰撞的发生，以及在碰撞发生时，保证乘客安全性的同时有效兼顾减少对车辆的损伤。

本发明的具体技术方案是这样实现的：

包括：车辆状态检测单元，环境检测单元，中央控制系统，转向控制单元，刹车控制单元，防护装置；

车辆状态检测单元包括：车辆角速度传感器、车辆加速度传感器、车速传感器；防护装置包括车内头部安全气囊、膝部安全气囊、侧帘安全气囊，以及设置于车外的车头、车尾侧部的安全气囊；

中央控制系统与车辆状态检测单元、环境检测单元、转向控制单元、刹车控制单元、防护装置连接，接收来自车辆状态检测单元、环境检测单元的信息，并能向转向控制单元、刹车控制单元、防护装置的传递控制命令；

环境检测单元包括激光雷达检测仪、摄像头、距离传感器、数据分析模块，激光雷达检测仪安装于汽车顶部，摄像头安装于汽车前部、后部以及侧部，前部摄像头数量为三个，分别布置于车头中间以及车头两侧处；后部摄像头数量为三个，分别布置于车尾中间以及车尾两侧处，侧面摄像头为每侧四个，均匀分布在车身侧面，数据分析模块基于激光雷达检测仪、摄像头、距离传感器以及车速传感器采集的数据，实时判断目标物的形态以及运动状态，目标物的形态包括预先存储的围栏、小轿车、货车、绿化带，运动状态包括静止和移动，并得到车辆与各方位的最近目标物的相对距离和相对速度；

转向控制单元采用的是独立线控转向模式，四个车轮通过轮毂电机驱动，能实现四个车轮独立转向；

根据车辆角速度传感感器测得的车辆角速度、车辆加速度传感器测得的车辆加速度、所述相对距离、所述相对速度的值以及激光雷达检测仪测得的数据与摄像头的图像相结合预测与目标物可能的碰撞部位；

当测得的相对距离和相对速度大于预设安全值时，确定为安全状态，央控制系统不介入转向控制单元与刹车控制单元；

当测得的相对距离和相对速度小于预设安全值且大于预设碰撞值时，确定为紧急可控状态，

根据当前的车辆角速度传感感器测得的车辆角速度、车辆加速度传感器测得的车辆加速度、所述相对距离以及所述相对速度规划避让路线，中央控制系统自动介入转向控制单元、刹车控制单元，并通过声音发出报警信息，此时，驾驶员无法操作方向盘、刹车片及油门，中央控制系统根据避让路线图实时设定转向角以及控制刹车油路；

当测得的相对距离和相对速度小于预设碰撞值时，确定为即将碰撞状态，根据当前的车辆角速度传感感器测得的车辆角速度、车辆加速度传感器测得的车辆加速度、所述相对距离以及所述相对速度规划避让路线，并结合预测到的所述碰撞部位，估算碰撞面积，通过中央控制系统自动介入转向控制单元、刹车控制单元实施避让，避让逻辑为：车头或车尾侧部碰撞优先级高于车头或车尾正部，碰撞面积尽量可能小；避让时，中央控制系统根据碰撞部位以及估算的碰撞面积实时分配四个转向角给四个车轮的轮毂电机控制器，各车轮进行单独转向；当发生撞时，启动防护装置。

当确定为即将碰撞状态，关闭车辆自带的abs防抱死系统，避免干扰避让路线。

当确定为即将碰撞状态，根据碰撞部位以及碰撞力来确定防护装置中的安全气囊开启；

当车头或车尾侧部发生碰撞时，设置于车外的车头或车尾侧部的安全气囊开启，展开后的车头安全气囊向车身的侧部以及车头其他部位延展，展开后的车头安全气囊向车身的侧部以及车头其他部位延展。

车辆加速度传感器包括车辆垂直加速度测量单元，车辆状态检测单元还包括四个车轮的胎压检测传感器；当检测到车辆垂直加速度突出增大且其中至少一个胎压检测传感器检测到车轮悬空时，中央控制系统预测车辆侧翻，开启防护装置的全部安全气囊。

本发明与现有技术相比，其有益的技术效果为：

1、设置有车辆状态检测单元、环境检测单元，实时检测车辆自身及周围环境状态；设定三个等级：安全状态、紧急可控状态、即将碰撞状态，在不同状态下保护乘客及车辆。

2、车辆角速度传感感器测得的车辆角速度、车辆加速度传感器测得的车辆加速度、所述相对距离以及所述相对速度规划避让路线，结合激光雷达检测仪、摄像头，预测到的所述碰撞部位，估算碰撞面积，根据精确的数据，减少碰撞损伤。

3、在即将碰撞状态下，中央控制系统自动介入转向控制单元、刹车控制单元实施避让，避让逻辑为：车头或车尾侧部碰撞优先级高于车头或车尾正部，碰撞面积尽量可能小；避让时，中央控制系统根据碰撞部位以及估算的碰撞面积实时分配四个转向角给四个车轮的轮毂电机控制器，各车轮进行单独转向；从而避免正面碰撞。

附图说明

图1是本发明主要组成示意图；

图2是本发明在即将碰撞状态下的工作示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施案例加以说明：

包括：车辆状态检测单元，环境检测单元，中央控制系统，转向控制单元，刹车控制单元，防护装置；

车辆状态检测单元包括：车辆角速度传感器、车辆加速度传感器、车速传感器；防护装置包括车内头部安全气囊、膝部安全气囊、侧帘安全气囊，以及设置于车外的车头、车尾侧部的安全气囊；

中央控制系统与车辆状态检测单元、环境检测单元、转向控制单元、刹车控制单元、防护装置连接，接收来自车辆状态检测单元、环境检测单元的信息，并能向转向控制单元、刹车控制单元、防护装置的传递控制命令；

环境检测单元包括激光雷达检测仪、摄像头、距离传感器、数据分析模块，激光雷达检测仪安装于汽车顶部，摄像头安装于汽车前部、后部以及侧部，前部摄像头数量为三个，分别布置于车头中间以及车头两侧处；后部摄像头数量为三个，分别布置于车尾中间以及车尾两侧处，侧面摄像头为每侧四个，均匀分布在车身侧面，数据分析模块基于激光雷达检测仪、摄像头、距离传感器以及车速传感器采集的数据，实时判断目标物的形态以及运动状态，目标物的形态包括预先存储的围栏、小轿车、货车、绿化带，运动状态包括静止和移动，并得到车辆与各方位的最近目标物的相对距离和相对速度；

转向控制单元采用的是独立线控转向模式，四个车轮通过轮毂电机驱动，能实现四个车轮独立转向；

根据车辆角速度传感感器测得的车辆角速度、车辆加速度传感器测得的车辆加速度、所述相对距离、所述相对速度的值以及激光雷达检测仪测得的数据与摄像头的图像相结合预测与目标物可能的碰撞部位；

当测得的相对距离和相对速度大于预设安全值时，确定为安全状态，央控制系统不介入转向控制单元与刹车控制单元；

当测得的相对距离和相对速度小于预设安全值且大于预设碰撞值时，确定为紧急可控状态，

根据当前的车辆角速度传感感器测得的车辆角速度、车辆加速度传感器测得的车辆加速度、所述相对距离以及所述相对速度规划避让路线，中央控制系统自动介入转向控制单元、刹车控制单元，并通过声音发出报警信息，此时，驾驶员无法操作方向盘、刹车片及油门，中央控制系统根据避让路线图实时设定转向角以及控制刹车油路；

当测得的相对距离和相对速度小于预设碰撞值时，确定为即将碰撞状态，根据当前的车辆角速度传感感器测得的车辆角速度、车辆加速度传感器测得的车辆加速度、所述相对距离以及所述相对速度规划避让路线，并结合预测到的所述碰撞部位，估算碰撞面积，通过中央控制系统自动介入转向控制单元、刹车控制单元实施避让，避让逻辑为：车头或车尾侧部碰撞优先级高于车头或车尾正部，碰撞面积尽量可能小；避让时，中央控制系统根据碰撞部位以及估算的碰撞面积实时分配四个转向角给四个车轮的轮毂电机控制器，各车轮进行单独转向；当发生撞时，启动防护装置。也即，当检测到即将的碰撞是车头或车尾的正面碰撞，则转向控制单元控制各车轮转动，实现车头或车尾的侧面碰撞。

当确定为即将碰撞状态，关闭车辆自带的abs防抱死系统，避免干扰避让路线。

当确定为即将碰撞状态，根据碰撞部位以及碰撞力来确定防护装置中的安全气囊开启；

当车头或车尾侧部发生碰撞时，设置于车外的车头或车尾侧部的安全气囊开启，展开后的车头安全气囊向车身的侧部以及车头其他部位延展，展开后的车头安全气囊向车身的侧部以及车头其他部位延展。

车辆加速度传感器包括车辆垂直加速度测量单元，车辆状态检测单元还包括四个车轮的胎压检测传感器；当检测到车辆垂直加速度突出增大且其中至少一个胎压检测传感器检测到车轮悬空时，中央控制系统预测车辆侧翻，开启防护装置的全部安全气囊。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。