一种汽车防追尾和防侧撞装置的制作方法

本实用新型涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种汽车防追尾和防侧撞装置。

背景技术：

车辆是社会物质生活发展水平的标志。随着经济发展，私家车越来越普及，而公路规划宽度有限，导致道路越来越拥挤。经常发生因道路拥挤或车主驾驶技术尚不熟练而产生追尾的现象，引起纠纷甚至严重的交通事故，造成经济损失甚至危及人们的生命安全。虽然国家在交通方面出台了较多法律法规以约束，交通部门也积极维护交通安全，但只能起到一定的预防效果且治标不治本。

针对汽车交通事故，现有汽车制造行业尚未就该问题采取具有针对性的防范措施。目前，若车辆相距很近，避免碰撞的方法主要依靠驾驶员驾驶技术和反应速度，而当汽车发生追尾或侧撞时，汽车上报警器发出警报，警告驾驶员发生了追尾或侧撞。

然而，上述应对措施取决于驾驶员的经验和技术，即使发出了警报也往往是碰撞发生后，不能真正杜绝碰撞的发生。

技术实现要素：

为了克服上述技术问题，本实用新型提供一种汽车防追尾和防侧撞装置，通过设置车距传感器和车速传感器来测量车速和会车距离，将车速和会车距离等信息发送给微处理器，微处理器分析信息，当车速超过最高车速或会车距离小于最小允许距离时，微处理器发送控制信号给报警器，报警器提醒驾驶员采取相应措施，以避免车辆追尾；同时当车速超过最高车速或会车距离小于最小允许距离时，微处理器发送控制信号给制动器，使得汽车被制动，显示组件在报警器发出预警或报警时显示具体的距离值以及实时状况的图像，驾驶员可根据该距离信息采取应对措施，从而真正杜绝车辆追尾和侧撞。

根据本实用新型的实施例，提供了一种汽车防追尾和防侧撞装置，包括车速传感器、车距传感器、制动器、报警器、显示组件和微处理器，其中，

所述车速传感器设置在汽车的轮胎上，所述车距传感器设置在汽车的前保险杠、尾部和两侧面上，所述制动器与汽车的脚刹连接；

所述显示组件设置在汽车方向盘的中心区域；

所述车速传感器、车距传感器、制动器、报警器和显示组件分别与所述微处理器电连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述报警器和所述微处理器设置在汽车驾驶室内的控制台处。

根据本实用新型的一个实施例，所述车速传感器设置为霍尔车速传感器。

根据本实用新型的一个实施例，所述车距传感器设置为毫米波雷达。

根据本实用新型的一个实施例，所述制动器包括扭矩传感器、模数转换器、伺服电机和传动机构，其中，

所述扭矩传感器的信号输入端与所述微处理器连接，所述扭矩传感器的信号输出端与所述模数转换器的信号输入端连接，所述模数转换器的信号输出端与所述伺服电机的输入端连接，所述伺服电机的输出端与所述传动机构连接，所述传动机构与所述汽车的制动器液压缸连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述装置还包括信号采集器，所述信号采集器的信号输入端与所述车速传感器的信号输出端连接、且与所述车距传感器的信号输出端连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述报警器设置为声光报警器。

如上所述，本实用新型的实施例提供了一种汽车防追尾和防侧撞装置，包括车速传感器、车距传感器、制动器、报警器、显示组件和微处理器，其中，车速传感器设置在汽车的轮胎上，车距传感器设置在汽车的前保险杠、尾部和两侧面上，制动器与汽车的脚刹连接；显示组件设置在汽车方向盘的中心区域；车速传感器、车距传感器、制动器、报警器和显示组件分别与微处理器电连接。由此可见，本实用新型提供的汽车防追尾和防侧撞装置通过设置车距传感器和车速传感器来测量车速和会车距离，将车速和会车距离等信息发送给微处理器，微处理器分析信息，当车速超过最高车速或会车距离小于最小允许距离时，微处理器发送控制信号给报警器，报警器提醒驾驶员采取相应措施，以避免车辆追尾；同时当车速超过最高车速或会车距离小于最小允许距离时，微处理器发送控制信号给制动器，使得汽车被制动，显示组件在报警器发出预警或报警时显示具体的距离值以及实时状况的图像，驾驶员可根据该距离信息采取应对措施，从而真正杜绝车辆追尾和侧撞。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一个实施例提供的汽车防追尾和防侧撞装置的结构示意图；

图2为本实用新型的一个实施例提供的汽车防追尾和防侧撞装置安装在汽车上的示意图；

图3为本实用新型的一个实施例提供的制动器的结构示意图；

图4为本实用新型的另一个实施例提供的汽车防追尾和防侧撞装置结构示意图。

图1至图4中，附图标记表示：

1-车速传感器，2-车距传感器，3-制动器，4-报警器，5-微处理器，6-信号采集器， 7-显示组件，31-扭矩传感器，32-模数转换器，33-伺服电机，34-传动机构。

具体实施方式

下面参照以下实施例来描述本实用新型的汽车防追尾和防侧撞装置。

实施例一

图1为本实用新型的一个实施例提供的汽车防追尾和防侧撞装置的结构示意图。图 2为本实用新型的一个实施例提供的汽车防追尾和防侧撞装置安装在汽车上的示意图。如图1和图2所示，汽车防追尾和防侧撞装置包括车速传感器1、车距传感器2、制动器 3、报警器4、显示组件7和微处理器5，其中，车速传感器1设置在汽车的轮胎上，车距传感器2设置在汽车的前保险杠、尾部和两侧面上，制动器3与汽车的脚刹连接；显示组件7设置在汽车方向盘的中心区域；车速传感器1、车距传感器2、制动器3、报警器4和显示组件7分别与微处理器5电连接。

关于车速传感器1，车速传感器1可以设置为霍尔车速传感器。霍尔车速传感器可以安装在汽车的轮胎上。霍尔车速传感器的工作原理是当传感器的旋转机构在车轮的驱动作用下旋转时，会带动永久磁铁旋转，穿过霍尔元件的磁场将产生周期性变化，引起霍尔元件输出电压变化，通过后续电路处理形成稳定的脉冲电压信号，作为车速传感器 1的输出信号。输出信号随车速的大小而变化。由此车速传感器1可以测量车速。当车速超过限定速度时，车速传感器1可以输出高电平信号。当车速低于限定速度时，车速传感器1可以输出低电平信号。

关于车距传感器2，车距传感器2可以设置为毫米波雷达，毫米波雷达可以安装在汽车的前保险杠、汽车两侧和汽车尾部。毫米波雷达的工作频率在30-300GHz，具有波长短、频率高、抗干扰性强、测距性能稳定的特点，能够精确地测量目标的距离和相对速度，并且毫米波雷达的外型尺寸很小，便于在汽车上安装。毫米波雷达有调频连续波 (FMCW)和脉冲雷达两种，汽车毫米波雷达系统一般采用结构简单、成本较低和适合作近距离探测的调频连续波雷达方式。为了保证绝对安全，自车制动停止后，两车之间应保持一定的安全间距d₀。d₀越大，系统的虚警率越高；反之，d₀越小，系统的安全保障能力越小。d₀的取值因驾驶员的驾驶风格而异，国内外的资料一般选取为2-5米，为了保证系统的安全性，本系统取最大值5米。当两车之间距离大于安全间距d₀时，车距传感器2输出低电平信号；当两车之间距离小于安全间距d₀时，车距传感器2输出高电平信号。

危险报警距离d_b的计算公式如下：

前车静止时：

前车加速或匀速运动时：

前车减速运动时：

提醒报警距离d_w的计算公式如下：

前车加速或匀速运动时：d_w＝d_b+v_rel

前车静止或减速运动时：d_w＝d_b+v₁

上述公式中，v₁：自车速度，v₂：前车或侧车速度，v_rel：相对速度，a：自车加速度。

关于制动器3，制动器3可以与汽车的脚刹连接。当两车之间的实际测量间距小于安全距离，微处理器5接收车距传感器2传送来的高电平信号，微处理器5根据该高电平信号来控制制动器3，制动器3控制脚刹，制动汽车。

下面参照图3描述本实施例的制动器3的结构。如图3所示，制动器3包括扭矩传感器31、模数转换器32、伺服电机33和传动机构34，其中，扭矩传感器31的信号输入端与微处理器5连接，扭矩传感器31的信号输出端与模数转换器32的信号输入端连接，模数转换器32的信号输出端与伺服电机33的输入端连接，伺服电机33的输出端与传动机构34连接，传动机构34与汽车的制动器液压缸连接。当两车之间的实际测量间距小于安全距离，微处理器5接收车距传感器2传送来的高电平信号，微处理器5根据该高电平信号来控制制动器3，制动器3控制脚刹，制动汽车。

当两车之间的实际测量间距小于安全距离，微处理器5接收车距传感器2和车速传感器1传送来的信号，微处理器5根据传送来的信号来控制扭矩传感器31的扭矩大小。模数转换器32将扭矩传感器31的扭矩转换成电压数字量，传送给伺服电机33。伺服电机33的角位移经传动机构34变成制动汽车发动机的液压缸的位移，进而汽车得到相应的制动力矩，完成自动制动任务。

在车辆不同的负载和车速条件下，扭矩传感器31输出的电压大小也不一样，伺服电机33的角位移随之变化，液压缸产生的压力大小就会不同，液压缸就能得到所需对应的制动位移，实现最佳的制动效果。

关于报警器4，可以采取两次报警的方式来预警驾驶员。当汽车追尾时，如果实际测量间距小于安全距离，则为危险报警状态，红灯闪烁，产生短间隔报警音，要求驾驶员紧急制动或自动制动；如果实际测量间距大于提醒报警距离(提醒报警距离大于安全距离)，则为安全行车状况，绿灯亮，无报警音；如果实际测量间距小于提醒报警距离而大于安全距离，则为提醒报警状态，黄灯闪烁，产生长间隔报警音，提醒驾驶员需要松开油门踏板。汽车侧撞时，系统采用一次报警方式，提醒驾驶员转动方向盘以偏转车身。

显示组件7用于显示距离信息和报警信息，显示组件7设置在汽车方向盘的中心区域，便于驾驶员在车辆行驶过程中随时观察。驾驶员可在报警器4发出预警或报警时在显示组件7上读取具体的距离值以及实时状况的图像，作为采取应对措施的参考指标。

下面简单描述本实施例的汽车防追尾和防侧撞装置的工作原理。安装在汽车前保险杠上、两侧面以及尾部的车距传感器2实时测量自车与前方目标物间、自车与两侧面目标物的距离、自车与后方目标物之间的距离以及自车与目标物之间的相对速度等信息，传送至微处理器5。车速传感器1实时监测自车的车速，输出车速信号至微处理器。当车距传感器2测量到自车与前方目标物间、自车与两侧面目标物的距离或者自车与后方目标物之间的距离小于安全距离时，微处理器5发送高电平控制信号给制动器3，制动器3制动自车的脚刹，实现对自车的制动，同时微处理器5发送高电平预警控制信号给报警器4，报警器发出警报信号，警示驾驶员采取措施。例如，预警追尾时，驾驶员可以紧急刹车避免追尾。预警侧撞时，驾驶员可以转动方向盘偏转汽车避免侧撞。预警有后车追尾时，驾驶员可以提速行驶自车，以避免后车追尾。当车速传感器1测量到自车的车速超过最高限速时，输出车速信号给微处理器5，微处理器5发送高电平限速信号给制动器3，制动器3制动自车。

实施例二

本实施例的汽车防追尾和防侧撞装置与实施例一的汽车防追尾和防侧撞装置相比，除了具有与前者相同的车速传感器1、车距传感器2、制动器3、报警器4、显示组件7 和微处理器5之外，还具有信号采集器6，信号采集器6可以安装在汽车的驾驶室内。

图4为本实用新型的另一个实施例提供的汽车防追尾和防侧撞装置结构示意图，如图4所示，信号采集器6的信号输入端与车速传感器1的信号输出端连接、且与车距传感器2的信号输出端连接，信号采集器6的信号输出端与微处理器5的信号输入端连接。信号采集器6可以采集车速传感器1和车距传感器2的输出信号，将它们的输出信号转换为电平信号，将电平信号输入至微处理器5，供微处理器5处理。

综上所述，本实用新型提供一种汽车防追尾和防侧撞装置，通过设置车距传感器1 和车速传感器2来测量车速和会车距离，将车速和会车距离等信息发送给微处理器5，微处理器5分析信息，当车速超过最高车速或会车距离小于最小允许距离时，微处理器 5发送控制信号给报警器4，报警器4提醒驾驶员采取相应措施，以避免车辆追尾；同时当车速超过最高车速或会车距离小于最小允许距离时，微处理器5发送控制信号给制动器3，使得汽车被制动，显示组件7在报警器4发出预警或报警时显示具体的距离值以及实时状况的图像，驾驶员可根据该距离信息采取应对措施，从而真正杜绝车辆追尾和侧撞。

以上所述仅是本实用新型的示例性实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。