一种智能型汽车主动避撞系统的制作方法

本发明涉及汽车避撞系统领域，特别涉及一种智能型汽车主动避撞系统。

背景技术：

由于汽车工业的快速发展和私家车数量的“井喷式”增加，汽车相撞引发的安全交通事故频繁出现，给人们的生命财产安全带来了巨大的威胁。而据一项实验统计报告数据显示，如果汽车驾驶员在碰撞发生的前一秒中得到安全预警的话，能够减少九成的汽车碰撞安全事故。

传统的汽车安全防护机制基本属于被动防护，只能在汽车己经发生事故时发挥作用，尽管其己经发展较为完善，但在降低驾驶员和车内乘员伤亡方面的表现并不理想。在事故发生前防患于未然的主动安全系统才是未来汽车安全系统发展主流。

随着智能交通系统在全球的兴起，汽车主动避撞系统作为智能交通系统智能车辆子系统的重要研究内容，获得了广泛的关注。

传统的基于激光雷达的主动防撞系统受制于成本和系统复杂度等诸多因素，往往采用嵌入式处理方式，只能依赖嵌入式系统中的中央处理器在极短的时间内完成数据解算、处理，并对执行器发出指令等一系列操作，不能与更高性能的上位机进行通讯，同时与用户的互动性也较差，安全系统的警戒参数在汽车出厂时己经设定好，用户没有权限进行更改，所以不利于用户对主动安全系统进行个性化设置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种智能型汽车主动避撞系统，使汽车事故发生前防患于未然，减少事故损伤，提供安全稳定的交通环境。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，

一种智能型汽车主动避撞系统，包括中央处理器、激光雷达系统、计数器与人机互动系统：

所述激光雷达系统包括发射电路、接收电路与电光转换电路，所述发射电路包括激光驱动器与脉冲式激光二极管，所述激光驱动器与所述中央处理器相连接，所述脉冲式激光二极管一侧与激光驱动器相连接，脉冲式激光二极管另一侧连接有发射透镜，所述接收电路包括PIN光电二极管与放大滤波整形电路，所述PIN光电二极管一侧连接有接收透镜，PIN光电二极管另一侧与放大滤波整形电路相连接，所述放大滤波整形电路与所述计数器相连接，所述电光转换电路设置于所述发射电路与接收电路之间，且电光转换电路分别与脉冲式激光二极管和PIN光电二极管相连接；

所述人机互动系统包括连接模块与上位机，所述连接模块分别与中央处理器与上位机相连接，所述连接模块包括USB模块、WIFI模块与4G模块；

进一步的，所述中央处理器与所述计数器之间通过SPI总线连接；

进一步的，所述中央处理器连接有执行机构，所述执行结构包括报警执行器与制动执行器，所述报警执行器包括灯光报警与声音报警；

本发明的优点在于，

1、该种智能型汽车主动避撞系统采用中央处理器、激光雷达系统、计数器的设计，通过激光雷达系统采集到的信息包含相对距离和相对速度，再将这些信息发送给中央处理器，中央处理器根据相应的避撞策略，结合上述发送过来的数据，发送指令给执行机构并完成相应的动作，从而降低与前车发生追尾的可能，使汽车事故发生前防患于未然，减少事故损伤，提供安全稳定的交通环境；

2、该种智能型汽车主动避撞系统具有优越的人机互动系统，车上用户可以通过USB接口将手机或者电脑与中央处理器相连，同样在不方便使用USB的情况下可以通过WiFi无线连接中央处理器，这样中央处理器可以将采集到的数据上传给上位机，为了操作更加方便，系统还设有4G远程通信功能，方便科研人员和工程设计人员远程在线操作和调试。

附图说明

图1是本发明提出的智能型汽车主动避撞系统的结构示意图；

图2是本发明提出的中央处理器与执行机构的结构示意图；

其中：1-中央处理器；2-USB模块；3-WiFi模块；4-4G模块；5-上位机；6-激光驱动器；7-发射电路；8-脉冲式激光二极管；9-发射透镜；10-障碍物；11-电光转换电路；12-接收透镜；13-PIN光电二极管；14-接收电路；15-放大滤波整形电路；16-计数器；17-执行机构。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1与图2所示，本发明提出的一种智能型汽车主动避撞系统包括中央处理器1、激光雷达系统、计数器16与人机互动系统：

所述激光雷达系统包括发射电路7、接收电路14与电光转换电路11，所述发射电路7包括激光驱动器6与脉冲式激光二极管8，所述激光驱动器6与所述中央处理器1相连接，所述脉冲式激光二极管8一侧与激光驱动器6相连接，脉冲式激光二极管8另一侧连接有发射透镜9，所述接收电路14包括PIN光电二极管13与放大滤波整形电路15，所述PIN光电二极管13一侧连接有接收透镜12，PIN光电二极管13另一侧与放大滤波整形电路15相连接，所述放大滤波整形电路15与所述计数器16相连接，所述电光转换电路11设置于所述发射电路7与接收电路14之间，且电光转换电路11分别与脉冲式激光二极管8和PIN光电二极管13相连接；

参照图1，其工作原理为：中央处理器1控制发射电路7，主要表现为通过激光驱动器6驱动脉冲式激光二极管8，发出相应脉宽的激光束，经过发射透镜9的散射后照向前方；同时也经过电光转换电路11，产生的脉冲直接由PIN光电二极管13接收，再经过放大滤波整形电路15前置放大，主放大，时刻鉴别电路，产生逻辑信号传输给计数器16，此时刻记作stop1，经障碍物10反射的回波信号由接收透镜12汇聚到PIN光电二极管13，再经过放大滤波整形电路15前置放大，主放大，时点鉴别电路，产生逻辑信号传输给计数器16，此时刻记作stop2，该过程完成于接收电路14中。计数器16根据时间差Δt计算出结果，通过SPI总线发送给中央处理器1，由上述描述可知：Δt＝T_stop2-T_stop1(1)，D＝Δt*c(2)，式(1)和式(2)中，D代表目标物与本车的相对距离，c代表光速，相对速度V可以由如下公式得知：V＝ΔD/Δt(3)；

所述人机互动系统包括连接模块与上位机5，所述连接模块分别与中央处理器1与上位机5相连接，所述连接模块包括USB模块2、WIFI模块3与4G模块4；

进一步的，所述中央处理器1与所述计数器16之间通过SPI总线连接；

参照图2，进一步的，所述中央处理器1连接有执行机构，所述执行结构17包括报警执行器与制动执行器，所述报警执行器包括灯光报警与声音报警；激光雷达采集到的信息包含相对距离和相对速度，再将这些信息发送给中央控制器，中央控制器根据相应的避撞策略，结合上述发送过来的数据，发送指令给执行机构并完成相应的动作，灯光报警部分由12个白光贴片LED组成，每个警戒子区域对应一个LED，如果该警戒子区域内的20个数据点的距离之和大于等于用户自定义的警戒阈值，则对应LED亮，否则熄灭，声音报警部分是一个高音有源蜂鸣器，12个警戒子区域中的任何一个子区域内距离之和超过警戒值，都会触发蜂鸣器发声报警，制动执行器的作用原理是当前方车辆出现紧急制动的情况，并且中央处理器1判断有碰撞危险的时候，倘若驾驶者并未做出及时反应，中央处理器1便会对制动器进行加压，无需驾驶者介入便会自动刹车，从而降低与前车发生追尾的可能。

以上显示和描述了本发明的基本原理、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同物界定。