CN109229018A - 一种基于人机结合的汽车安全预警方法 - Google Patents

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韩毅
游梓翔
李建军
高原
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
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Abstract

本发明公开了一种基于人机结合的汽车安全预警方法，包括：超声波发射器及接收器，用于对前方障碍物运动状态的采集；红外热像仪及采集仪，用于对前方障碍物的类型的方向；中心运算器，用于处理各种参数，计算出安全距离；中心控制器，在对数据进行分析之后，选择处理方案；刹车板压力传感器，用于读取司机刹车的程度；刹车装置，特殊情况下进行强制刹车；蜂鸣器，用于提醒司机进行刹车。通过上述方式，本发明基于人机结合的汽车安全预警方法，具有可靠性能高、计算精确、实时性好、安全系数高等优点，提醒司机安全驾车，减少交通事故的发生。

Description

一种基于人机结合的汽车安全预警方法
技术领域
本发明涉及障碍物识别与汽车安全预警领域，特别是涉及一种基于人机结合的汽车安全预警方法。
背景技术
近年来，我国汽车工业迅速发展，汽车保有量也逐年递增，但是交通事故也逐年增加，事故发生的原因多半是由于驾驶员的疏忽或者疲劳驾驶，而目前的安全预警***只有提醒驾驶员，让驾驶员重新注意开车。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种基于人机结合的汽车安全预警方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：
提供一种基于人机结合的汽车安全预警方法，包括：
红外热像仪：用于检测在红外线下的障碍物，并将信号传递给红外分析仪；
红外分析仪：用于分析车辆前方的障碍物类型，并且将分析结果发送至中心控制器；
超声波发射器及接收器：在车头处横排设置超声波发射器及接收器，每隔△t时间发射一组纵向超声波，测速仪记录超声波的连续两段反射时间t1、t2及障碍物的横向移动距离△s；
中心运算器：接收超声波发射器及接收器传递的信息，计算出障碍物的相对移动速度和瞬时距离s1，相对移动速度包括纵向速度v1、横向速度v2、和总速度v，根据摩擦系数 u、车速v3，计算出安全距离s2；
刹车板压力传感器：检测司机是否进行刹车，并且得到刹车板压力N与刹车装置所产生的制动力F；
刹车装置：刹车装置被激活时自动刹车同时抱死方向盘；
蜂鸣器：工作时发出蜂鸣声；
中心控制器：针对不同情境发出控制信号；
所述中心运算器利用超声波发射器及接收器采集到的数据信息确定车前方的障碍物的运动状态，在保证安全车辆行驶条件下，中心运算器根据本车与障碍物的相对纵向距离、相对横向距离和相对速度，计算出速度控制参数数值，然后通过CAN总线将速度控制参数传递给中心控制器，中心控制器根据速度控制参数、读取的刹车板压力传感器的数据，对是否运行蜂鸣器和激活刹车装置进行控制。
在本发明一个较佳实施例中，所述障碍物类型是车辆或者生物。
在本发明一个较佳实施例中，所述中心运算器可以计算出障碍物的相对移动速度，纵向速度，横向速度 ，总速度，瞬时距离为，当已知摩擦系数 u和汽车质量m时，读取实时车速v3，计算出实时安全距离，障碍物宽s3，当前方障碍物横向速度v2为零或者小于，安全距离s=，当前方障碍物的横向速度大于时无需减速；若进入安全距离后汽车仍没减速，蜂鸣器开始工作，并实时读取刹车板压力值N，并转换为实时制动力F，计算出实时加速度，并计算出实时安全距离，若s2<s1，蜂鸣器继续工作，并根据实时加速度a计算出安全停车所需的制动力，计算出与其对应的刹车板压力值N1，当司机进行刹车时，且N>N1，蜂鸣器停止工作，汽车最大制动力为F3，当时，蜂鸣器停止工作，刹车装置启用，开始强制刹车。
在本发明一个较佳实施例中，在不满足安全行驶条件时，所述中心控制器对车辆的行驶进行主动干预，蜂鸣器工作，激活刹车装置的条件为：
（1）驾驶员干预汽车的行驶；
（2）前方障碍物的运动状态。
本发明的有益效果是：提供一种基于人机结合的汽车安全预警方法，通过红外热像仪、红外分析仪、超声波发射器及接收器等装置分析车辆的行驶状态是否安全，并通过CAN总线与车载电脑进行交互，对车辆的行驶进行主动控制，帮助驾驶员控制汽车行驶方向和行驶速度，减少事故发生概率，提高交通***效率，具有可靠性能高、计算精确、实时性好、安全系数高等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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它的附图，其中：
图1是本发明的基于人机结合的汽车安全预警方法一较佳实施例的原理方框图；
图2是本发明的基于人机结合的汽车安全预警方法一较佳实施例的障碍物的相对速度计算流程图；
图3是本发明的基于人机结合的汽车安全预警方法一较佳实施例的车辆安全距离计算流程图；
图4是本发明的基于人机结合的汽车安全预警方法一较佳实施例的中心控制器运行的算法流程图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图4，本发明实施例包括：
一种基于人机结合的汽车安全预警方法，包括：
（1）红外热像仪：用于检测在红外线下的障碍物，并将信号传递给红外分析仪；
（2）红外分析仪：用于分析车辆前方的障碍物类型，并且将分析结果发送至中心控制器，障碍物类型是车辆或者生物；
（3）超声波发射器及接收器：在车头处横排设置超声波发射器及接收器，每隔△t时间发射一组纵向超声波，测速仪记录超声波的连续两段反射时间t1、t2及障碍物的横向移动距离△s；
（4）中心运算器：接收超声波发射器及接收器传递的信息，计算出障碍物的相对移动速度和瞬时距离s1，相对移动速度包括纵向速度v1、横向速度v2、和总速度v，纵向速度，横向速度 ，总速度，瞬时距离为，当已知摩擦系数 u和汽车质量m时，读取实时车速v3，计算出实时安全距离，障碍物宽s3，当前方障碍物横向速度v2为零或者小于，安全距离s=，当前方障碍物的横向速度大于时无需减速；若进入安全距离后汽车仍没减速，蜂鸣器开始工作，并实时读取刹车板压力值N，并转换为实时制动力F，计算出实时加速度，并计算出实时安全距离，若s2<s1，蜂鸣器继续工作，并根据实时加速度a计算出安全停车所需的制动力，计算出与其对应的刹车板压力值N1，当司机进行刹车时，且N>N1，蜂鸣器停止工作，汽车最大制动力为F3，当时，蜂鸣器停止工作，刹车装置启用，开始强制刹车，△s根据车前一横排的超声波接收器来读取，即接收时间存在较大差异的区域为△s；
（5）刹车板压力传感器：检测司机是否进行刹车，并且得到刹车板压力N与刹车装置所产生的制动力F；
（6）刹车装置：刹车装置被激活时自动刹车同时抱死方向盘；
（7）蜂鸣器：工作时发出蜂鸣声；
（8）中心控制器：针对不同情境发出控制信号。
中心运算器利用超声波发射器及接收器采集到的数据信息确定本车前方的障碍物的运动状态，在保证安全车辆行驶条件下，中心运算器根据本车与障碍物的相对纵向距离、相对横向距离和相对速度，计算出速度控制参数数值，然后通过CAN总线将速度控制参数传递给中心控制器，中心控制器根据速度控制参数、读取的刹车板压力传感器的数据，对是否运行蜂鸣器和激活刹车装置进行控制。
在不满足安全行驶条件时，中心控制器对车辆的行驶进行主动干预，蜂鸣器工作，激活刹车装置的条件为：
（1）驾驶员干预汽车的行驶；
（2）前方障碍物的运动状态。
汽车的行驶、驾驶参数包括车辆的速度、刹车踏板的承受压力等信息；前方障碍物的运动状态包括相对移动速度、瞬时距离s1等信息。
该基于人机结合的汽车安全预警方法还包括扬声器，将主动干预的操作结果反馈给驾驶员。
车载控制电脑与嵌入式中心控制器之间通过CAN总线连接。
本发明基于人机结合的汽车安全预警方法的有益效果是：利用运行一系列装置来分析车辆的行驶状态是否安全，并通过CAN总线与车载电脑进行交互，对车辆的行驶进行主动控制，帮助驾驶员控制汽车行驶方向和行驶速度，减少事故发生概率，并增加交通***效率。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于人机结合的汽车安全预警方法，其特征在于，包括：
红外热像仪：用于检测在红外线下的障碍物，并将信号传递给红外分析仪；
红外分析仪：用于分析车辆前方的障碍物类型，并且将分析结果发送至中心控制器；
超声波发射器及接收器：在车头处横排设置超声波发射器及接收器，每隔△t时间发射一组纵向超声波，测速仪记录超声波的连续两段反射时间t1、t2及障碍物的横向移动距离△s；
中心运算器：接收超声波发射器及接收器传递的信息，计算出障碍物的相对移动速度和瞬时距离s1，相对移动速度包括纵向速度v1、横向速度v2、和总速度v，根据摩擦系数 u、车速v3，计算出安全距离s2；
刹车板压力传感器：检测司机是否进行刹车，并且得到刹车板压力N与刹车装置所产生的制动力F；
刹车装置：刹车装置被激活时自动刹车同时抱死方向盘；
蜂鸣器：工作时发出蜂鸣声；
中心控制器：针对不同情境发出控制信号；
所述中心运算器利用超声波发射器及接收器采集到的数据信息确定车前方的障碍物的运动状态，在保证安全车辆行驶条件下，中心运算器根据本车与障碍物的相对纵向距离、相对横向距离和相对速度，计算出速度控制参数数值，然后通过CAN总线将速度控制参数传递给中心控制器，中心控制器根据速度控制参数、读取的刹车板压力传感器的数据，对是否运行蜂鸣器和激活刹车装置进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于人机结合的汽车安全预警方法，其特征在于，所述障碍物类型是车辆或者生物。
3.根据权利要求1所述的一种基于人机结合的汽车安全预警方法，其特征在于，所述中心运算器可以计算出障碍物的相对移动速度，纵向速度，横向速度 ，总速度，瞬时距离为，当已知摩擦系数 u和汽车质量m时，读取实时车速v3，计算出实时安全距离，障碍物宽s3，当前方障碍物横向速度v2为零或者小于，安全距离s=，当前方障碍物的横向速度大于时无需减速；若进入安全距离后汽车仍没减速，蜂鸣器开始工作，并实时读取刹车板压力值N，并转换为实时制动力F，计算出实时加速度，并计算出实时安全距离，若 s2<s1，蜂鸣器继续工作，并根据实时加速度a计算出安全停车所需的制动力，计算出与其对应的刹车板压力值N1，当司机进行刹车时，且N>N1，蜂鸣器停止工作，汽车最大制动力为F3，当时，蜂鸣器停止工作，刹车装置启用，开始强制刹车。
4.根据权利要求1所述的一种基于人机结合的汽车安全预警方法，其特征在于，在不满足安全行驶条件时，所述中心控制器对车辆的行驶进行主动干预，蜂鸣器工作，激活刹车装置的条件为：
（1）驾驶员干预汽车的行驶；
（2）前方障碍物的运动状态。
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