CN107336685A - 一种大型车右转弯安全防护***及其控制方法 - Google Patents
一种大型车右转弯安全防护***及其控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种大型车右转弯安全防护***及其控制方法，防护***包括地面感应模块和车载防护模块；车载防护模块设置在大型车上，包含车载标签、控制单元、防护机构和车载感应单元；地面感应模块包含若干个用于激发车载防护模块工作的地面感应单元，地面感应单元包含感应线圈、RFID读写器和微控制器。工作时，微控制器在微控制器感应到大型车时控制RFID读写器向车载标签中写入激发标记，控制单元在车载标签中存在激发标记时激活车载防护模块，在障碍物处于大型车右转内轮差时触发防护机构工作。本发明在大型车右转弯时对处于内轮差区域的非机动车驾驶员防护，有效降低事故死亡率，且运行成本较低，有着较为广阔的推广应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及汽车安全领域，尤其涉及一种大型车右转弯安全防护***及其控制方法。
背景技术
现有技术当中汽车右转时，右后轮的行驶轨迹位于右前轮的行驶轨迹的右侧。汽车行驶曲线的曲率越大，后轮的行驶轨迹偏离于同侧前轮的行驶轨迹越大，即产生内轮差，形成危险区域。据统计，2015年大型车右转弯事故占大型车事故总数的25.67％，大型车事故死亡率高达43％，造成巨大的人员及财产损失，对社会造成巨大危害。
目前在大型车右转弯事故防护方面，车管所规定所有普通货车、挂车必须加装侧面和后下部防护栏，但为了不妨碍日常行车，防护栏离地面仍有高度，无法完全防止人卷入车底。国内也有发明一种防止人物卷入车轮下方的车载防护***，实现了可收缩式防护，在平地上可以有效起到防护作用，但出现坡地或者高度相差较大地形时，因防护栏下部水平，依旧会有空隙，产生安全威胁。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种大型车右转弯安全防护***及其控制方法。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种大型车右转弯安全防护***，包括地面感应模块和车载防护模块；
所述车载防护模块设置在大型车上，包含车载标签、控制单元、防护机构和车载感应单元；
所述车载标签内存储有大型车的标记，用于供所述地面感应模块写入或删除激发标记；
所述车载感应单元包含若干个均匀设置在大型车右侧车身距离地面预设的高度阈值处的超声波传感器，且超声波传感器之间的距离等于；
所述车载感应单元用于感应大型车右侧障碍物和大型车之间的距离，并将其传递给所述控制单元；
所述大型车在右侧均匀设有若干个竖直的滑槽，且相邻滑槽之间的距离为预设的第二距离阈值；
所述防护机构包含若干个和所述滑槽一一对应的防护单元；
所述防护单元均包含滑块、第一电动伸缩杆、第二电动伸缩杆和防护杆，其中：
所述滑块和防护单元对应的滑槽相匹配，能够沿着防护单元对应的滑槽上下滑动；
所述防护杆竖直设置、和所述滑块固定相连，且所述防护杆的上端设有供所述第二电动伸缩杆前端穿过的通孔；
所述第一电动伸缩杆设置在防护单元对应滑槽的下方，用于推动所述滑块向上滑动；
所述第二电动伸缩杆设置在防护单元对应滑槽的上方，用于伸长穿过防护杆上端的通孔使得防护杆挂在第二电动伸缩杆前端或收缩脱离防护杆上端的通孔使得防护杆依靠重力向下滑动；
所述控制单元分别和车载标签、各个防护单元的第一电动伸缩杆、各个防护单元的第二电动伸缩杆、车载感应单元相连，用于根据车载标签内是否存在激发标记以及车载感应单元测得的数据控制各个防护单元的第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆工作；
所述地面感应模块包含若干个用于激发所述车载防护模块工作的地面感应单元，所述地面感应单元和需要激发所述车载防护模块工作的转弯口一一对应设置；
所述地面感应单元包含感应线圈、RFID读写器和微控制器，所谓微控制器分别和感应线圈、RFID读写器电气相连；
所述感应线圈设置在距地面感应单元对应转弯口预设的第三距离阈值处右转车道的地面下，用于感应其所在处是否有车辆经过，并将感应信息传递给所述微控制器；
所述RFID读写器设置在距地面感应单元对应转弯口预设的第四距离阈值处右转车道的旁边，用于对车载标签进行读取或写入信息；
所述微控制器用于在感应线圈感应到有车辆经过时，向大型车的车载标签内写入激发标记。
作为本发明一种大型车右转弯安全防护***进一步的优化方案，所述预设的高度阈值为1.2m，预设的第一距离阈值为4m。
作为本发明一种大型车右转弯安全防护***进一步的优化方案，所述预设的第二距离阈值为10cm。
作为本发明一种大型车右转弯安全防护***进一步的优化方案，所述预设的第三距离阈值为50米，预设的第四距离阈值为30米。
本发明还公开了一种基于该大型车右转弯安全防护***的控制方法，包含以下步骤：
步骤1)，感应线圈感应到有车辆经过时，发送信号给所述微控制器；
步骤2)，微控制器控制RFID读写器读取车辆中车载标签内的信息，如果车载标签内存储有大型车的标记，则控制RFID读写器在车载标签内写入激发标记；
步骤3)，控制单元在车载标签内存在激发标记时，控制车载感应单元、各个防护单元的第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆通电；
步骤4)，控制单元开始计时；
步骤5)，车载感应单元感应大型车右侧障碍物和大型车之间的实际距离，并将其传递给所述控制单元；
步骤6)，控制单元将步骤5)中得到的实际距离和预设的安全距离阈值进行比较；
步骤6.1)，如果实际距离小于等于预设的安全距离阈值；
步骤6.1.1)，控制单元控制各个防护单元的第二电动伸缩杆收缩脱离其对应防护杆上端的通孔，使得其对应的防护杆依靠重力向下滑动；
步骤6.1.2)，控制单元计时达到预设的时间阈值时；
步骤6.1.2.1)，控制单元控制各个防护单元的第一电动伸缩杆伸长将其对应的滑块向上推动，使得其对应的防护杆上端的通孔和其对应的第二电动伸缩杆处于同一高度；
步骤6.1.2.2)，控制单元控制各个防护单元的第二电动伸缩杆伸长穿过其对应防护杆上端的通孔；
步骤6.1.2.3)，控制单元控制各个防护单元的第一电动伸缩杆收缩；
步骤6.1.2.4)，控制单元控制车载感应单元、各个防护单元的第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆断电；
步骤6.2)，如果实际距离大于预设的安全距离阈值，控制单元计时达到预设的时间阈值时，控制单元控制车载感应单元、各个防护单元的第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆断电。
作为本发明基于该大型车右转弯安全防护***的控制方法进一步的优化方案，所述预设的安全距离阈值J通过以下步骤计算获得：
步骤A)，计算大型车右转时内侧后轮中心线的运动半径a：
式中，R＝20m，为大型车的转弯半径；L为大型车的轴距；d为大型车的后轮距；
步骤B)，计算大型车右转时内侧前轮中心线的运动半径b：
步骤C)，计算预设的安全距离阈值J：
J＝b-a。
作为本发明基于该大型车右转弯安全防护***的控制方法进一步的优化方案，所述预设的时间阈值为40秒。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1.能够判断障碍物是否处于大型车右转内轮差中，并触发防护杆，防护杆下端完全贴合地面，防止非机动车驾驶者被卷入车底；
2.在大型车右转弯时对处于内轮差区域的非机动车驾驶员防护，减小事故发生的损失；
3.运行成本较低，有着较为广阔的推广应用前景。
附图说明
图1为本发明的感应模块检测范围图；
图2为本发明中防护机构收起时的结构示意图；
图3为本发明中防护机构放下时的结构示意图；
图4为本发明中预设的安全距离阈值的计算流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，本发明公开了一种大型车右转弯安全防护***，包括地面感应模块和车载防护模块；
所述车载防护模块设置在大型车上，包含车载标签、控制单元、防护机构和车载感应单元；
所述车载标签内存储有大型车的标记，用于供所述地面感应模块写入或删除激发标记；
所述车载感应单元包含若干个均匀设置在大型车右侧车身距离地面预设的高度阈值处的超声波传感器，且超声波传感器之间的距离等于；
所述车载感应单元用于感应大型车右侧障碍物和大型车之间的距离，并将其传递给所述控制单元；
所述大型车在右侧均匀设有若干个竖直的滑槽，且相邻滑槽之间的距离为预设的第二距离阈值；
所述防护机构包含若干个和所述滑槽一一对应的防护单元；
所述防护单元均包含滑块、第一电动伸缩杆、第二电动伸缩杆和防护杆，其中：
所述滑块和防护单元对应的滑槽相匹配，能够沿着防护单元对应的滑槽上下滑动；
所述防护杆竖直设置、和所述滑块固定相连，且所述防护杆的上端设有供所述第二电动伸缩杆前端穿过的通孔；
所述第一电动伸缩杆设置在防护单元对应滑槽的下方，用于推动所述滑块向上滑动；
所述第二电动伸缩杆设置在防护单元对应滑槽的上方，用于伸长穿过防护杆上端的通孔使得防护杆挂在第二电动伸缩杆前端或收缩脱离防护杆上端的通孔使得防护杆依靠重力向下滑动；
所述控制单元分别和车载标签、各个防护单元的第一电动伸缩杆、各个防护单元的第二电动伸缩杆、车载感应单元相连，用于根据车载标签内是否存在激发标记以及车载感应单元测得的数据控制各个防护单元的第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆工作；
所述地面感应模块包含若干个用于激发所述车载防护模块工作的地面感应单元，所述地面感应单元和需要激发所述车载防护模块工作的转弯口一一对应设置；
所述地面感应单元包含感应线圈、RFID读写器和微控制器，所谓微控制器分别和感应线圈、RFID读写器电气相连；
所述感应线圈设置在距地面感应单元对应转弯口预设的第三距离阈值处右转车道的地面下，用于感应其所在处是否有车辆经过，并将感应信息传递给所述微控制器；
所述RFID读写器设置在距地面感应单元对应转弯口预设的第四距离阈值处右转车道的旁边，用于对车载标签进行读取或写入信息；
所述微控制器用于在感应线圈感应到有车辆经过时，向大型车的车载标签内写入激发标记。
所述预设的高度阈值为1.2m，预设的第一距离阈值为4m。
所述预设的第二距离阈值为10cm。
所述预设的第三距离阈值为50米，预设的第四距离阈值为30米。
本发明还公开了一种基于该大型车右转弯安全防护***的控制方法，包含以下步骤：
步骤1)，感应线圈感应到有车辆经过时，发送信号给所述微控制器；
步骤2)，微控制器控制RFID读写器读取车辆中车载标签内的信息，如果车载标签内存储有大型车的标记，则控制RFID读写器在车载标签内写入激发标记；
步骤3)，控制单元在车载标签内存在激发标记时，控制车载感应单元、各个防护单元的第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆通电；
步骤4)，控制单元开始计时；
步骤5)，车载感应单元感应大型车右侧障碍物和大型车之间的实际距离，并将其传递给所述控制单元；
步骤6)，控制单元将步骤5)中得到的实际距离和预设的安全距离阈值进行比较；
步骤6.1)，如果实际距离小于等于预设的安全距离阈值；
步骤6.1.1)，控制单元控制各个防护单元的第二电动伸缩杆收缩脱离其对应防护杆上端的通孔，使得其对应的防护杆依靠重力向下滑动；
步骤6.1.2)，控制单元计时达到预设的时间阈值时；
步骤6.1.2.1)，控制单元控制各个防护单元的第一电动伸缩杆伸长将其对应的滑块向上推动，使得其对应的防护杆上端的通孔和其对应的第二电动伸缩杆处于同一高度；
步骤6.1.2.2)，控制单元控制各个防护单元的第二电动伸缩杆伸长穿过其对应防护杆上端的通孔；
步骤6.1.2.3)，控制单元控制各个防护单元的第一电动伸缩杆收缩；
步骤6.1.2.4)，控制单元控制车载感应单元、各个防护单元的第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆断电；
步骤6.2)，如果实际距离大于预设的安全距离阈值，控制单元计时达到预设的时间阈值时，控制单元控制车载感应单元、各个防护单元的第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆断电。
图2、图3分别为本发明中防护机构收起时、放下时的结构示意图。
如图4所示，所述预设的安全距离阈值J通过以下步骤计算获得：
步骤A)，计算大型车右转时内侧后轮中心线的运动半径a：
式中，R＝20m，为大型车的转弯半径；L为大型车的轴距；d为大型车的后轮距；
步骤B)，计算大型车右转时内侧前轮中心线的运动半径b：
步骤C)，计算预设的安全距离阈值J：
J＝b-a。
大型车转弯半径越小，内轮差越大，因此转弯半径设置得越小，***越安全。一般大型车转弯半径在20m以上，在此所有车型选择20m转弯半径，即R＝20m，则不同车型的大型车内轮差J可以确定。
所述预设的时间阈值为40秒，40秒时间足够大型车右转弯完毕了。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种大型车右转弯安全防护***，其特征在于，包括地面感应模块和车载防护模块；
所述车载防护模块设置在大型车上，包含车载标签、控制单元、防护机构和车载感应单元；
所述车载标签内存储有大型车的标记，用于供所述地面感应模块写入或删除激发标记；
所述车载感应单元包含若干个均匀设置在大型车右侧车身距离地面预设的高度阈值处的超声波传感器，且超声波传感器之间的距离等于；
所述车载感应单元用于感应大型车右侧障碍物和大型车之间的距离，并将其传递给所述控制单元；
所述大型车在右侧均匀设有若干个竖直的滑槽，且相邻滑槽之间的距离为预设的第二距离阈值；
所述防护机构包含若干个和所述滑槽一一对应的防护单元；
所述防护单元均包含滑块、第一电动伸缩杆、第二电动伸缩杆和防护杆，其中：
所述滑块和防护单元对应的滑槽相匹配，能够沿着防护单元对应的滑槽上下滑动；
所述防护杆竖直设置、和所述滑块固定相连，且所述防护杆的上端设有供所述第二电动伸缩杆前端穿过的通孔；
所述第一电动伸缩杆设置在防护单元对应滑槽的下方，用于推动所述滑块向上滑动；
所述第二电动伸缩杆设置在防护单元对应滑槽的上方，用于伸长穿过防护杆上端的通孔使得防护杆挂在第二电动伸缩杆前端或收缩脱离防护杆上端的通孔使得防护杆依靠重力向下滑动；
所述控制单元分别和车载标签、各个防护单元的第一电动伸缩杆、各个防护单元的第二电动伸缩杆、车载感应单元相连，用于根据车载标签内是否存在激发标记以及车载感应单元测得的数据控制各个防护单元的第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆工作；
所述地面感应模块包含若干个用于激发所述车载防护模块工作的地面感应单元，所述地面感应单元和需要激发所述车载防护模块工作的转弯口一一对应设置；
所述地面感应单元包含感应线圈、RFID读写器和微控制器，所谓微控制器分别和感应线圈、RFID读写器电气相连；
所述感应线圈设置在距地面感应单元对应转弯口预设的第三距离阈值处右转车道的地面下，用于感应其所在处是否有车辆经过，并将感应信息传递给所述微控制器；
所述RFID读写器设置在距地面感应单元对应转弯口预设的第四距离阈值处右转车道的旁边，用于对车载标签进行读取或写入信息；
所述微控制器用于在感应线圈感应到有车辆经过时，向大型车的车载标签内写入激发标记。
2.根据权利要求1所述的大型车右转弯安全防护***，其特征在于，所述预设的高度阈值为1.2m，预设的第一距离阈值为4m。
3.根据权利要求1所述的大型车右转弯安全防护***，其特征在于，所述预设的第二距离阈值为10cm。
4.根据权利要求1所述的大型车右转弯安全防护***，其特征在于，所述预设的第三距离阈值为50米，预设的第四距离阈值为30米。
5.基于权利要求1所述的大型车右转弯安全防护***的控制方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤1)，感应线圈感应到有车辆经过时，发送信号给所述微控制器；
步骤2)，微控制器控制RFID读写器读取车辆中车载标签内的信息，如果车载标签内存储有大型车的标记，则控制RFID读写器在车载标签内写入激发标记；
步骤3)，控制单元在车载标签内存在激发标记时，控制车载感应单元、各个防护单元的第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆通电；
步骤4)，控制单元开始计时；
步骤5)，车载感应单元感应大型车右侧障碍物和大型车之间的实际距离，并将其传递给所述控制单元；
步骤6)，控制单元将步骤5)中得到的实际距离和预设的安全距离阈值进行比较；
步骤6.1)，如果实际距离小于等于预设的安全距离阈值；
步骤6.1.1)，控制单元控制各个防护单元的第二电动伸缩杆收缩脱离其对应防护杆上端的通孔，使得其对应的防护杆依靠重力向下滑动；
步骤6.1.2)，控制单元计时达到预设的时间阈值时；
步骤6.1.2.1)，控制单元控制各个防护单元的第一电动伸缩杆伸长将其对应的滑块向上推动，使得其对应的防护杆上端的通孔和其对应的第二电动伸缩杆处于同一高度；
步骤6.1.2.2)，控制单元控制各个防护单元的第二电动伸缩杆伸长穿过其对应防护杆上端的通孔；
步骤6.1.2.3)，控制单元控制各个防护单元的第一电动伸缩杆收缩；
步骤6.1.2.4)，控制单元控制车载感应单元、各个防护单元的第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆断电；
步骤6.2)，如果实际距离大于预设的安全距离阈值，控制单元计时达到预设的时间阈值时，控制单元控制车载感应单元、各个防护单元的第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆断电。
6.根据权利要求5所述的大型车右转弯安全防护***的控制方法，其特征在于，所述预设的安全距离阈值J通过以下步骤计算获得：
步骤A)，计算大型车右转时内侧后轮中心线的运动半径a：
<mrow>
<mi>a</mi>
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<mrow>
<msup>
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<mfrac>
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<mn>2</mn>
</mfrac>
</mrow>
式中，R＝20m，为大型车的转弯半径；L为大型车的轴距；d为大型车的后轮距；
步骤B)，计算大型车右转时内侧前轮中心线的运动半径b：
<mrow>
<mi>b</mi>
<mo>=</mo>
<msqrt>
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<mn>2</mn>
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<mo>+</mo>
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<mi>L</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
</mrow>
</msqrt>
</mrow>
步骤C)，计算预设的安全距离阈值J：
J＝b-a。
7.根据权利要求5所述的大型车右转弯安全防护***的控制方法，其特征在于，所述预设的时间阈值为40秒。
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