一种大型车辆防撞系统
阅读说明：本技术 一种大型车辆防撞系统 (Large-scale vehicle collision avoidance system ) 是由 李雪霞 李思凡 王斌 赵烨晨 于 2021-09-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种大型车辆防撞系统,包括探测模块、控制模块和警报模块,所述探测模块和警报模块均与所述控制模块信号连接；其中,所述探测模块用于在车辆启动、行驶和转向的过程中探测车辆周围的障碍物、障碍物的运动速度及障碍物与车辆的距离；所述控制模块用于根据所述障碍物的运动速度和障碍物与车辆的距离生成报警信号；所述警报模块执行所述报警信号进行报警。司机根据警报模块的报警信号进行驾驶操作,减少因视觉盲区和判断失误对车辆驾驶操作造成的安全影响,有助于提升车辆行驶安全,减少交通事故的发生。(The invention discloses a large vehicle collision avoidance system, which comprises a detection module, a control module and an alarm module, wherein the detection module and the alarm module are in signal connection with the control module; the detection module is used for detecting obstacles around the vehicle, the movement speed of the obstacles and the distance between the obstacles and the vehicle in the processes of starting, running and steering of the vehicle; the control module is used for generating an alarm signal according to the movement speed of the obstacle and the distance between the obstacle and the vehicle; and the alarm module executes the alarm signal to alarm. The driver drives the operation according to alarm module's alarm signal, reduces because of the vision blind area with judge the safe influence that the error caused to vehicle driving operation, help promoting vehicle safety of traveling, reduce the emergence of traffic accident.)
技术领域
本发明涉及车辆安全技术领域，具体涉及一种大型车辆防撞系统。
背景技术
汽车在需要变车道或转弯时，驾驶员往往通过观察后视镜来确定后面来车的行驶状态和位置，以此确定是否可以实施变道或转弯行为。然而，目前的后视镜都是采用曲面玻璃制成的，由于后视镜玻璃的曲率限制，当后面来车的位置与前车位置仅仅差半个车身长度时，后车影像正好落入后视镜的视觉盲区，如图1所示，行驶者看不见后车，此时如果变车道或转弯，非常容易发生侧面碰撞事故。
并且，大型车辆由于自身车体相较其他机动车偏大的原因，驾驶员通过直接视野和间接视野不足以对车身周围情况充分了解而导致的交通事故。近年来在已发生的道路交通事故中，由大型车辆视觉盲区造成交通事故所占比重较高。
大型车内轮差盲区导致的交通事故频发，致人死亡概率大。事故调查发现，该类交通事故具有高度的相似性，一是出事的地点相似：往往发生在路口的转弯处，大型车向右转弯，行人或非机动车直行，大货车在转向时将行人或者非机动车驾驶人撞倒，经车轮碾压并致其死亡。二是肇事车辆相类似：一般来说是载重15吨及以上的重型自卸货车、公交客车、重型混凝土搅拌车和罐车，轮胎大，驾驶室较高，车身一般是有三轴及以上，当事故发生时，大多数受害者和大型车的碰撞位置主要是在前轮和中轮中间或者在车辆的中轮和后轮中间。三是大型车的驾驶员行为相类似：在绿灯时，驾驶人右转弯或者左转弯时，因盲区存在，驾驶员在后视镜中根本看不到处于非机动车道上的行人和非机动车，误认为车辆可安全转向，当碰倒行人或非机动车后，无减速制动措施，直接将受害者卷入车轮下并碾压，这是引发事故的主要原因。
目前，关于改善大型车转弯盲区的辅助安全技术研发和应用较少，主要是针对大货车盲区安全事故的成因分析以及相关的改善措施研究，在
技术领域
主要对警示区域进行实时监测预警，但这些改善措施存在一定的缺陷。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种大型车辆防撞系统，用于解决背景技术中所提出的技术问题。
一种大型车辆防撞系统，包括探测模块、控制模块和警报模块，所述探测模块和警报模块均与所述控制模块信号连接；其中，
所述探测模块用于在车辆启动、行驶和转向的过程中探测车辆周围的障碍物、障碍物的运动速度及障碍物与车辆的距离；
所述控制模块用于根据所述障碍物的运动速度和障碍物与车辆的距离生成报警信号；
所述警报模块执行所述报警信号进行报警。
进一步，所述探测模块包括两个第一雷达传感器，所述第一雷达传感器通过第一转向装置安装在车辆两侧的后视镜下方，所述第一转向装置带动所述第一雷达传感器在设定角度范围内的水平方向上往复转动；
所述第一雷达传感器和第一转向装置均与所述控制模块信号连接。
进一步，所述第一转向装置为舵机。
进一步，所述控制模块上设置有转向触发接口和倒车触发接口，所述转向触发接口通过导线与车辆的转向灯并联，所述倒车触发接口通过导线与车辆的倒车灯并联。
进一步，所述警报模块包括闪光灯和蜂鸣器，所述闪光灯和蜂鸣器均安装在车辆驾驶室内；
所述闪光灯包括绿灯、黄灯和红灯。
进一步，所述控制模块根据所述障碍物的运动速度和障碍物与车辆的距离按照如下公式计算告警参数w，根据所述告警参数w生成不同的报警信号；
其中，d为障碍物与车辆的之间的距离，dw为警告距离，dbr为制动距离，即车辆在与障碍物垂直方向距离达到dbr时，主动产生刹车动作，dbr为设定值。
其中，
式中v为障碍物的运动速度，vrel为障碍物与车辆的相对速度，a为障碍物相对车辆的最大加速度，τ为系统和驾驶员的延时，τ为设定值。
进一步，所述根据所述告警参数w生成不同的报警信号，包括：
若w＞1，生成第一报警信号；
若x≤w≤1，生成第二报警信号，其中，x为警告系数，0＜x＜1；
若w＜x，生成第三报警信号。
进一步，若所述报警信号为第一报警信号，所述闪光灯的绿灯亮，所述蜂鸣器静音；
若所述报警信号为第二报警信号，所述闪光灯的黄灯亮，所述蜂鸣器按照第一频率鸣叫；
若所述报警信号为第三报警信号，所述闪光灯的红灯亮，所述蜂鸣器按照第二频率鸣叫，所述第二频率高于第一频率。
进一步，所述第一频率的大小与所述告警参数w的大小呈负相关关系。
进一步，所述探测模块还包括第二雷达传感器，所述第二雷达传感器通过第二转向装置安装在车辆的前挡风玻璃下方；
所述第二转向装置包括首尾连接的主动舵机和从动舵机，所述第二雷达传感器安装在所述从动舵机上，所述主动舵机安装在所述车辆上；
所述第二雷达传感器、主动舵机和从动舵机均与所述控制模块信号连接。
本发明的有益效果体现在：
本申请的车辆防撞系统通过探测模块在车辆启动、行驶和转向的过程中探测车辆周围的障碍物、障碍物的运动速度及障碍物与车辆的距离；控制模块根据障碍物的运动速度和障碍物与车辆的距离生成报警信号；警报模块执行报警信号进行报警，司机根据警报模块的报警信号进行驾驶操作，使司机减少因视觉盲区和判断失误对车辆驾驶操作造成的安全影响，有助于提升车辆行驶安全，减少交通事故的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明
具体实施方式
或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的装置或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各装置或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本申请提供的汽车盲区的示意图；
图2为本申请实施例提供的大型车辆防撞系统的示意图；
图3为本申请实施例提供的大型车辆防撞系统的硬件架构图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图2和图3所示，本申请提供的一种大型车辆防撞系统，包括探测模块、控制模块和警报模块，所述探测模块和警报模块均与所述控制模块信号连接。其中，所述探测模块用于在车辆启动、行驶和转向的过程中探测车辆周围的障碍物、障碍物的运动速度及障碍物与车辆的距离。所述控制模块用于根据所述障碍物的运动速度和障碍物与车辆的距离生成报警信号。所述警报模块执行所述报警信号进行报警。本实施例中，车辆启动时，车辆周围的障碍物可以是物品、小孩或小动物等；车辆正常行驶后，车辆周围的障碍物一般指后方的跟随车辆或相邻车道的车辆以及车辆上方的限高障碍物。
进一步，所述探测模块包括两个第一雷达传感器，所述第一雷达传感器通过第一转向装置安装在车辆两侧的后视镜下方，所述第一转向装置带动所述第一雷达传感器在设定角度范围内的水平方向上往复转动。所述第一雷达传感器和第一转向装置均与所述控制模块信号连接。
本实施例中，所述第一转向装置为舵机，舵机带着第一雷达传感器可以沿水平方向内实现180°旋转，以便采集到整个后视区以及盲区的障碍物的信息。
进一步，所述控制模块上设置有转向触发接口和倒车触发接口，所述转向触发接口通过导线与车辆的转向灯并联，所述倒车触发接口通过导线与车辆的倒车灯并联。用户驾驶车辆正常行驶以后，在变道或者转向时会打转向灯，例如司机想向左变道或者向左转向时，打左转向灯，此时转向触发接口处于高电位，触发控制模块控制舵机和第一雷达传感器开始工作。同样的，当司机挂入倒挡准备倒车时，倒车触发接口处于高电位，触发控制模块控制舵机和第一雷达传感器开始工作。
进一步，所述警报模块包括闪光灯和蜂鸣器，所述闪光灯和蜂鸣器均安装在车辆驾驶室内；所述闪光灯包括绿灯、黄灯和红灯。
进一步，本申请中所述控制模块为单片机，以TI公司生产的数字信号处理器产品STM320F28X为中央信号处理单元，包括舵机控制、障碍物识别、车辆测距等对信号进行出理，当紧急事态发生并达到一定危险级别时，由DSP通过内部集成的CAN总线模块驱动紧急制动模块，作出相应的解决机制。所述控制模块根据所述障碍物的运动速度和障碍物与车辆的距离按照如下公式计算告警参数w，根据所述告警参数w生成不同的报警信号；
其中，d为障碍物与车辆的之间的距离，dw为警告距离，dbr为制动距离，dbr为设定值，可以根据多次试验后测量得到；
其中，
式中v为障碍物的运动速度，vrel为障碍物与车辆的相对速度，a为障碍物相对车辆的最大加速度，τ为系统和驾驶员的延时，τ为设定值，可以根据正常人的反应时间进行设定。
具体的，所述根据所述告警参数w生成不同的报警信号，包括：若w＞1，生成第一报警信号；若x≤w≤1，生成第二报警信号，其中，x为警告系数，0＜x＜1，a的值可以根据多次试验后计算得到，进行设定；若w＜x，生成第三报警信号。
本实施例中，若所述报警信号为第一报警信号，所述闪光灯的绿灯亮，所述蜂鸣器静音，表示目前处于安全距离，可以进行转向、变道或者倒车操作。若所述报警信号为第二报警信号，所述闪光灯的黄灯亮，所述蜂鸣器按照第一频率鸣叫，表示目前进行转向、变道或者倒车操作存在风险，需要谨慎操作。若所述报警信号为第三报警信号，所述闪光灯的红灯亮，所述蜂鸣器按照第二频率鸣叫，蜂鸣器长鸣，所述第二频率高于第一频率，此时提醒司机需要紧急停止相关驾驶操作。
进一步，所述第一频率的大小与所述告警参数w的大小呈负相关关系，即随着w的减小，蜂鸣器鸣叫频率加快，表明紧急程度升级。
进一步，所述探测模块还包括第二雷达传感器，所述第二雷达传感器通过第二转向装置安装在车辆的前挡风玻璃下方；所述第二转向装置包括首尾连接的主动舵机和从动舵机，所述第二雷达传感器安装在所述从动舵机上，所述主动舵机安装在所述车辆上，所述第二雷达传感器、主动舵机和从动舵机均与所述控制模块信号连接。
主动舵机和从动舵机相互串联的方式，解决雷达传感器只能实现直线点对点传输的局限性，而导致对车辆周围环境监测方向单一的问题，同时解决了要想实现车辆周围环境全方位感知，最大限度提高车辆运行安全性而采取全方位部设雷达传感器而带来的MCU信号处理拥堵问题及成本翻倍上升等问题。
1.主动舵机、从动舵机的舵柄按垂直方向连接，主动舵机固定在车体指定位置，舵柄带着从动舵机在车体垂直方向旋转180度，此时从动舵机带着雷达传感器一起在垂直方向旋转180度，同时从动舵机舵柄连接雷达传感器在水平方向可以自有旋转180度。如此，当主动舵机舵柄到达垂直方向高点时，传感器在从动舵机驱动下，向上扫描180度，探测车辆上方限高桥梁或广告牌高度，并根据事先预置报警高度比较，根据危险程度，发出灯声预警信息，防止上方碰撞。
2.当主动舵机舵柄到达垂直方向中间点时，传感器在从动舵机驱动下，向正前方扫描180度，探测前方车辆据本车距离及相对速度，并根据前述第一雷达传感器预警方法，发出灯声预警信息，防止追尾。
3.当主动舵机舵柄到达垂直方向低点时，传感器在从动舵机驱动下，向地面扫描180度，探测车辆前挡风玻璃下方盲区是否有行人横穿或小孩小动物滞留。同时还可以根据算法，判断路面凸起或凹陷信息，并根据事先预置报警信息比较，根据危险程度，发出灯声预警信息。
综上所述，本申请的车辆防撞系统通过探测模块在车辆启动、行驶和转向的过程中探测车辆周围的障碍物、障碍物的运动速度及障碍物与车辆的距离；控制模块根据障碍物的运动速度和障碍物与车辆的距离生成报警信号；警报模块执行报警信号进行报警，司机根据警报模块的报警信号进行驾驶操作，使司机减少因视觉盲区和判断失误对车辆驾驶操作造成的安全影响，有助于提升车辆行驶安全，减少交通事故的发生。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
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