一种用于公交车转向时检测车身侧面障碍物及制动的方法与流程

1.本发明涉及公交车安全领域，具体为一种用于公交车转向时检测车身侧面障碍物及制动的方法。


背景技术：

2.随着现代社会的经济飞速发展，车辆已经在大众的视野中越来越普遍，出租车、私家汽车、公交车等已然成为百姓日常出行常用手段。人们在享受公交车带来绿色环保出行的同时，有关公交车使用过程中的各项安全问题也越来越严重。车速过快、电源故障、车内人员拥挤等问题往往会造成重大人员伤亡与财产损失。公交车由于自身车体较大，对驾驶员的要求也相对较高，公交车每天行驶在城市的道路上，会经常遇到堵车、转弯困难等情况，由于车体较长，即使在公交车司机查看后视镜中的情况也会存在一些盲区，并且公交车转向时长过长，没办法立即改变方向，所以公交车在转向时遇到障碍物，小则阻挡交通堵塞，大则造成人员伤亡，后果相当严重。
3.中国专利cn107783138a，公开了一种公交用雷达系统，包括处理芯片、若干个超声波探头、lin通信模块以及报警模块，超声波探头均匀地设置在公交车的外周面，超声波探头依次相连形成探测链，处理芯片通过lin通信模块与探测链首端的超声波探头相连，报警模块输入端与处理芯片输出端相连。此发明通过在公交车外周面上设置有多个超声波探头，以检测公交车近距离的障碍物，当发现公交车近距离存在障碍物时，控制报警模块发出报警信号，提示驾驶员及时停止车辆行驶，降低交通事故发生机率。此发明用于检测公交车障碍物并发出报警信号。但此公交用雷达系统仅能起到预警作用，当公交车司机注意力不集中或是没有听到预警，即使检测到有障碍物，并且是近距离障碍物时，仍会造成转向危险。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，而提供一种用于公交车转向时检测车身侧面障碍物及制动的方法，检测公交车转向时车身侧面障碍物，并在遇到障碍物时对公交车进行制动，防止公交车继续转向行驶时仍存在碰撞障碍物的危险。
5.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于公交车转向时检测车身侧面障碍物及制动的方法，其特征在于，通过超声波雷达检测公交车转向时车身侧面是否存在障碍物，并通过制动系统对公交车进行制动管理，包括步骤：
6.s1：通过超声波雷达检测公交车转向时车身侧面是否存在障碍物；
7.s2：通过系统控制器计算公交车转向时车身侧面障碍物是否会造成危险；
8.s3：通过制动系统根据公交车所处情况进行制动管理。
9.进一步地，所述s1步骤包括：
10.s10：通过超声波雷达计算预设危险距离范围的值xn，并传输至系统控制器进行存储。
11.进一步地，所述s2步骤包括：
12.s21：通过公交车方向盘转动角度确定车身转动角度；
13.s22：通过公交车超声波雷达到公交车后轮中心位置距离与公交车转动角度计算公交车运行轨迹中心距离公交车车身的垂直距离；
14.s23：通过公交车超声波雷达到公交车后轮中心位置距离与公交车运行轨迹中心距离公交车车身的垂直距离计算超声波雷达到公交车运行轨迹中心竖直距离；
15.s24：通过公交车运行轨迹中心距离公交车车身的垂直距离与超声波雷达到公交车运行轨迹中心竖直距离计算公交车转向时危险距离。
16.进一步地，所述s23步骤中，公交车转向时危险距离表示为如下公式：
[0017][0018]
式中，cn为公交车转向时超声波雷达危险距离的值，ln为公交车超声波雷达到公交车后轮中心位置距离的值，q0为公交车方向盘转动角度的值，k为公交车方向盘转动角度与公交车车身转动角度比例系数。
[0019]
进一步地，所述系统控制器通过所述预设危险距离范围的值xn与所述公交车转向时超声波雷达危险距离的值cn比较结果进行公交车转向时车身侧面障碍物判断，并将判断指令传输至所述制动系统进行制动管理。
[0020]
进一步地，所述s3步骤包括：
[0021]
s31：公交车非行驶状态时，通过超声波雷达发现车身侧面存在障碍物，所述制动系统对公交车进行强制制动管理，禁止向障碍物处启动。
[0022]
与现有技术相比，本发明至少含有以下有益效果：
[0023]
(1)本发明所述的一种用于公交车转向时检测车身侧面障碍物及制动的方法,车身侧面充分布置超声波雷达保证公交车转向时不存在转向死角，造成在危险范围内有障碍物未被检测到的情况；
[0024]
(2)提供危险距离误差范围，增加公交车司机反应时间，以及公交车转向操作时间，防止公交车转向时间过长，在非正常情况下公交车无法及时避险；
[0025]
(3)在危险距离范围内，提供制动系统控制公交车制动，与公交车语音报警系统叠加，增加公交车转向时遇到障碍物避险处理手段，增强公交车转向制动安全性。
附图说明
[0026]
图1是公交车转向时检测车身侧面障碍物及制动的方法流程图；
[0027]
图2是公交车转向时路线示意图；
[0028]
图3是公交车转向时具体制动流程图。
具体实施方式
[0029]
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0030]
实施例一
[0031]
为了避免公交车转向时遇到障碍物，且障碍物在死角处无法发现，或者是因为障碍物移速过快等原因公交车无法即使避险，如图1所示，本发明提出了一种用于公交车转向时检测车身侧面障碍物及制动的方法，其特征在于，通过超声波雷达检测公交车转向时车身侧面是否存在障碍物，并通过制动系统对公交车进行制动管理，包括步骤：
[0032]
s1：通过超声波雷达检测公交车转向时车身侧面是否存在障碍物；
[0033]
为了避免公交车转向时遇到障碍物，且障碍物在死角处无法被发现，根据公交车车身长短，布置对应数量的超声波雷达，超声波雷达的探测范围近似为半个球面，结合多个超声波雷达探测距离的重叠，充分检测公交车转向时车身侧面的障碍物位置，对公交车行驶路径进行安全性全覆盖，当公交车转向遇到障碍物时，超声波雷达探头可对障碍物进行识别，并将识别到的障碍物信息传输至系统控制器，系统控制器根据所接收的信息进行判断。
[0034]
s2：通过系统控制器计算公交车转向时车身侧面障碍物是否会造成危险；
[0035]
在接收到超声波雷达传输的障碍物信息后，系统控制器根据当前障碍物距离与预设置危险距离进行判定，当预设置危险距离大于或等于当前障碍物距离时，公交车转向时有碰撞到障碍物的危险；当预设置危险距离小于当前障碍物距离时，公交车转向时没有碰撞到障碍物的危险；系统控制器根据判断当前情况将判断指令传输至制动系统及语音系统，进行公交车制动管理以及语音系统报警，确保公交车在转向时能提前避开障碍物或在障碍物前提前制动，保障公交车安全。
[0036]
s3：通过制动系统根据公交车所处情况进行制动管理；
[0037]
公交车制动系统在接收到公交车系统控制器判断指令后，若判断为公交车转向时有碰撞到障碍物危险，且车速不为0，制动系统对公交车进行制动管理，防止出现在转向时遇到障碍物，但公交车驾驶员无法及时进行转向，或是公交车驾驶员在使用刹车转向时不能完全避险，需要配合制动系统对公交车进行强制制动管理，两者相互叠加的情况下，提高公交车遇障碍物时的制动效率，保证公交车能在危险距离内避让障碍物，保证公交车安全。
[0038]
所述s1步骤包括：
[0039]
s10：通过超声波雷达计算预设危险距离范围的值xn，并传输至系统控制器进行存储；
[0040]
根据超声波雷达处的位置计算当前超声波雷达预设危险距离范围的值xn，其中n为第几个超声波雷达所处位置数，以公交车右侧车身头超声波雷达所在处为1，向后排列直至公交车右侧车身尾超声波雷达所在处，再至公交车左侧车身头超声波雷达继续向后排列，以此命名每个超声波雷达所处位置数位，并将每个超声波雷达计算出的预设危险距离范围存储至系统控制器，进行后续障碍物距离判断，为了提升公交车转向时安全系数，在预设危险距离范围的值xn中还包含一段危险区域往外偏离距离，即为误差距离，增加公交车司机可反应时间，以及增加公交车自身制动距离，并在此段距离内增加制动控制管理，减少公交车制动距离，提升公交车转向时安全性。
[0041]
为了进一步说明公交车在转向时系统控制器如何计算公交车与障碍物之间实际危险距离，如图2所示，所述s2步骤包括：
[0042]
s21：通过公交车方向盘转动角度确定车身转动角度；
[0043]
通过公交车方向盘转动角度，其中认定公交车轮胎处于直行角度时，公交车方向
盘转动角度为0，公交车方向盘往右侧旋转时角度为正，公交车方向盘往左侧旋转时角度为负，具体公交车车身转动角度旋转角度为系统控制器确定公交车方向盘转动角度，根据不同公交车的车身大小型号，公交车方向盘转动角度与车身转动角度比例不同，因此，本方法的公交车方向盘转动角度与公交车车身转动角度比例系数统一为k，系统控制器从而确定车身转动角度。
[0044]
s22：通过公交车超声波雷达到公交车后轮中心位置距离与公交车转动角度计算公交车运行轨迹中心距离公交车车身的垂直距离；
[0045]
通过公交车超声波雷达到公交车后轮中心位置距离与公交车转动角度，根据三角函数可以计算出公交车运行轨迹中心距离公交车车身的垂直距离,从而确定公交车在转向时的运动轨迹范围。
[0046]
s23：通过公交车超声波雷达到公交车后轮中心位置距离与公交车运行轨迹中心距离公交车车身的垂直距离计算超声波雷达到公交车运行轨迹中心竖直距离；
[0047]
通过公交车超声波雷达到公交车后轮中心位置距离与公交车运行轨迹中心距离公交车车身的垂直距离，根据勾股定理可以计算出超声波雷达到公交车运行轨迹中心竖直距离。
[0048]
s24：通过公交车运行轨迹中心距离公交车车身的垂直距离与超声波雷达到公交车运行轨迹中心竖直距离计算公交车转向时危险距离；
[0049]
通过公交车运行轨迹中心距离公交车车身的垂直距离与超声波雷达到公交车运行轨迹中心竖直距离，根据超声波雷达到公交车运行轨迹中心竖直距离减去公交车运行轨迹中心距离公交车车身的垂直距离，可以计算出此处超声波雷达的公交车转向时危险距离，再根据公交车转向侧全部超声波雷达与公交车转向另一侧车头构成危险区，以此方法确定的危险区内，在公交车转向时遇到障碍物则会进行语音警报报警以及公交车制动管理，避免接触到障碍物。
[0050]
所述s23步骤中，公交车转向时危险距离表示为如下公式：
[0051][0052]
式中，cn为公交车转向时超声波雷达危险距离的值，ln为公交车超声波雷达到公交车后轮中心位置距离的值，q0为公交车方向盘转动角度的值，k为公交车方向盘转动角度与公交车车身转动角度比例系数；
[0053]
根据公式，系统控制器可以计算出每一个超声波雷达实际碰到障碍物危险距离的值，根据所计算出来的实际超声波雷达距离公交车转向时遇到障碍物的危险距离值与预设置的危险距离范围值进行比较，根据判断结果将判断指令传输至语音系统及制动系统，从而使语音系统及制动系统保护公交车转向时安全性。
[0054]
如图3所示，所述系统控制器通过所述预设危险距离范围的值xn与所述公交车转向时超声波雷达危险距离的值cn比较结果进行公交车转向时车身侧面障碍物判断，并将判断指令传输至所述制动系统进行制动管理；
[0055]
当预设危险距离范围的值xn大于等于公交车转向时危险距离的值cn时，障碍物处于危险距离范围内，系统控制器启动语音系统，并且语音系统根据公交车转向不同进行不
同的语音系统报警，当公交车向左侧转向时，语音输出“左侧有障碍物”，当公交车向右侧转向时，语音输出“右侧有障碍物”；此外，当车速不为0时，系统控制器同时启动制动系统，对公交车叠加制动，避免公交车司机因为没听到语音系统或障碍物离公交车过近，公交车无法依靠公交车司机踩刹车或向障碍物反转向进行及时避险，叠加制动系统，提高公交车制动效率，减少制动时间；当预设危险距离范围的值xn小于公交车转向时危险距离的值cn时，障碍物处于危险距离范围外，系统控制器判断没有障碍物会对公交车转向造成危险，语音系统不进行语音系统报警，公交车仍保持正常行驶或转向状态。
[0056]
在公交车准备行驶启动前，公交车两侧仍会存在障碍物，影响公交车驶向安全车道，此检测及制动方法可提前进行检测是否有障碍物，保障公交车起步安全，所述s3步骤包括：
[0057]
s31：公交车非行驶状态时，通过超声波雷达发现车身侧面存在障碍物，所述制动系统对公交车进行强制制动管理，禁止向障碍物处启动；
[0058]
当预设危险距离范围的值xn大于等于公交车转向时危险距离的值cn时，系统控制器判断障碍物处于危险距离范围内，并此时公交车车速为0，系统控制器同时启动语音系统和制动系统，对公交车进行相应语音系统报警，并对公交车进行强制制动管理，防止公交车在非行驶状态下转向障碍物，当公交车改变行驶方向，系统控制器判断没有障碍物处于危险距离范围内，制动系统关闭强制制动管理，公交车可正常启动，从而避免公交车司机在起步时因为大意而造成的危险。
[0059]
综上所述，本发明的一种用于公交车转向时检测车身侧面障碍物及制动的方法，通过系统控制器对超声波雷达预设危险距离范围和超声波雷达转向时实际与障碍物危险距离进行比较判断，从而进行语音系统报警和制动系统制动管理对公交车进行转向保护，并在预设危险距离范围内增加一段向外偏离距离，为公交车司机增加反应及操作时间，提升公交车安全行驶距离，公交车的语音系统报警可以明确公交车具体哪一侧遇到障碍物，增加公交车避险准确性，防止仍向有障碍物处进行错误转向，同时制动系统可以对公交车进行制动管理，防止遇到紧急情况，公交车司机无法及时避险，则需要公交车司机与制动系统同时进行，从而增加公交车制动效率，避免公交车转向时遇到近距离危险或高速移动障碍物无法及时躲避，以此提高公交车行驶及转向安全性。
[0060]
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0061]
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0062]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
[0063]
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0064]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神所定义的范围。