CN110254441A - 一种电动汽车安全管理*** - Google Patents

一种电动汽车安全管理*** Download PDF

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王墨航
王焕
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杨承学
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Abstract

本发明涉及一种电动汽车安全管理***，用于检测电动汽车的周边环境，其包括上位机和安全行驶***，所述上位机包括多媒体设备和图像处理器；所述安全行驶***用于检测所述电动汽车的周边环境并传送至所述图像处理器进行处理，所述多媒体设备显示所述图像处理器的处理结果。以便于司机根据显示的结果驾驶电动汽车，提高行车的安全性。

Description

一种电动汽车安全管理***
【技术领域】
本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车安全管理***。
【背景技术】
随着新能源电动汽车的发展，越来越多的新能源电动汽车进入到人们的生活中，电动汽车已经日渐成为人们出行、货物运输的重要交通工具，随着新能源汽车销售量的逐年增加，电动汽车的安全管理变得越发重要。
目前的汽车领域尤其是新能源电动汽车，至今没有统一的安全管理***，新手驾驶员在驾驶时很难判断电动汽车周边环境，因此在车辆行驶过程中会存在较高的安全隐患。
【发明内容】
为克服现有技术存在的问题，本发明提供一种电动汽车安全管理***。
本发明解决技术问题的方案是提供一种电动汽车安全管理***(Electric-carSafety Management，简称ESM)，用于检测电动汽车的周边环境，其包括上位机和安全行驶***，所述上位机包括多媒体设备和图像处理器；所述安全行驶***用于检测所述电动汽车的周边环境并传送至所述图像处理器进行处理，所述多媒体设备显示所述图像处理器的处理结果。
优选地，所述安全行驶***包括夜视三维传感器，所述图像处理器将所述夜视三维传感器检测的画面进行处理，并显示在所述多媒体设备上。
优选地，所述夜视三维传感器包括红外激光器、衍射光学元件(DiffractiveOptical Elements,简称DOE)及红外相机，所述红外激光器发射红外线经过衍射光学元件在周边环境上形成散斑图像，所述红外相机获取散斑图像并传输至所述图像处理器，所述图像处理器计算所述电动汽车与周边环境之间的距离并显示在所述多媒体设备上。
优选地，所述安全行驶***进一步包括车载摄像头，所述车载摄像头用于在白天检测所述电动汽车的周边环境，所述图像处理器将所述车载摄像头检测的画面进行处理，并显示在所述多媒体设备上。
优选地，所述车载摄像头包括侧视广角镜头、倒车镜头和前视镜头，所述侧视广角镜头检测所述电动汽车两侧的环境，所述倒车镜头检测所述电动汽车后方的环境，所述前视镜头检测所述电动汽车前方的环境；所述图像处理器将所述侧视广角镜头、倒车镜头和前视镜头检测的画面进行拼接，并将拼接的画面显示在所述多媒体设备上。
优选地，所述电动汽车安全管理***进一步包括下位机、控制器局域网总线(Controller Area Network，简称CAN)、电机控制器(Motor Control Unit，简称MCU)、电池管理控制器(Battery Management System，简称BMS)，所述下位机通过所述控制器局域网总线获取所述电机控制器、电池管理控制器的数据，进而输至所述上位机，并显示在所述多媒体设备上。
优选地，所述上位机还包括远程信息处理器(Telematics BOX，简称T-BOX)，所述远程信息处理器通过无线信号进行数据传输。
优选地，所述电动汽车安全管理***进一步包括云服务器，所述云服务器与所述上位机通过无线信号连接，以供用户通过终端设备与所述云服务器进行信号连接，以通过所述终端设备获取所述上位机的数据。
优选地，所述上位机进一步包括自检模块，所述自检模块用于对所述电动汽车进行故障检测，并在所述多媒体设备上以3D车身结构的形式显示检测结果。
优选地，所述上位机进一步包括预警模块，所述预警模块用于预报安全事件和紧急事件。
与现有技术相比，本发明的电动汽车安全管理***具有以下优点：
1.在电动汽车内设置图像处理器、多媒体设备和安全行驶***，安全行驶***检测电动汽车的周边环境，并将检测的结果传输至图像处理器，最终由多媒体设备显示处理的结果，以便于司机根据显示的结果驾驶电动汽车，提高行车的安全性。
2.通过夜视三维传感器的检测结果，获取驾驶电动汽车与周边环境之间的距离，从而可帮助司机在夜间也可获知在行车或者停车过程中，车体与周边物体之间的关系，从而可提高电动汽车驾驶的安全性。
3.通过红外激光器、衍射光学元件及红外相机的配合检测作用，以便于司机根据夜视三维传感器的检测结果获知电动汽车与周边环境之间的距离，提高机行车安全。
4.通过车载摄像头的检测获得电动汽车的周边环境，提高白天行车的安全性。
5.通过侧视广角镜头、倒车镜头和前视镜头的配合检测作用，以便于司机根据车载摄像头全方位的获取电动汽车的周边环境，消除驾驶时的视野盲区，提高行车安全。
6.下位机通过控制器局域网总线与电机控制器、电池管理控制器连接，以便于司机获取电动汽车的电机和电池的信息，消除安全隐患。
7.在上位机内设置远程信息处理器，以通过远程信息处理器与下位机之间进行数据传输。
8.远程信息处理器通过无线信号在上位机与下位机之间进行数据传输，有利于提升远程信息传输数据的实时性。
9.通过自检模块对电动汽车进行故障检测，并以3D车身结构的形式显示，以便于司机了解电动汽车的故障根源。
10.通过预警模块进行安全事件和紧急事件的预警，以便于司机及时了安全事件和紧急事件，以增加司机对事件发生的应急反应的时间，避免事故发生。
【附图说明】
图1是本发明电动汽车安全管理***中上位机和安全行驶***的模块示意图。
图2是本发明电动汽车安全管理***中安全行驶***的模块示意图。
图3是本发明电动汽车安全管理***中夜视三维传感器的模块示意图。
图4是本发明电动汽车安全管理***中夜视三维传感器的原理示意图。
图5是本发明电动汽车安全管理***中车载摄像头的模块示意图。
图6是本发明电动汽车安全管理***中上位机和下位机的模块示意图。
图7是本发明电动汽车安全管理***中上位机的模块示意图。
图8是本发明电动汽车安全管理***中信号传输的模块示意图。
附图标记说明：1、电动汽车安全管理***；11、上位机；12、安全行驶***；13、下位机；14、控制器局域网总线；15、电机控制器；16、电池管理控制器；17、云服务器；18、整车控制器；19、终端设备；111、多媒体设备；112、图像处理器；113、远程信息处理器；114、自检模块；115、预警模块；116、自救模块；121、夜视三维传感器；122、车载摄像头；1211、红外激光器；1212、衍射光学元件；1213、红外相机；1221、侧视广角镜头；1222、倒车镜头；1223、前视镜头。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明提供一种电动汽车安全管理***1，用于检测电动汽车的周边环境。所述电动汽车安全管理***1包括上位机11和安全行驶***12，上位机11包括多媒体设备111和图像处理器112；
安全行驶***12用于检测所述电动汽车的周边环境并传送至图像处理器112进行处理，进而由多媒体设备111显示图像处理器112处理的结果，以便于新手司机根据检测结果驾驶电动汽车，提高司机行车时的安全性。
可以理解，多媒体设备111包括显示器、音响等。
请参阅图2，安全行驶***12包括夜视三维传感器121及车载摄像头122，夜视三维传感器121用于检测电动汽车的周边环境，进而由图像处理器112对夜视三维传感器121的检测结果进行处理，以计算电动汽车与周边环境之间的距离，最后将处理的结果显示在所述显示器上；车载摄像头122用于在白天检测电动汽车的周边环境，进而由图像处理器112对车载摄像头122的检测结果进行处理，并在多显示器上以3D车身结构显示的形式显示。
可以理解，周边环境包括道路线、行人、建筑、车辆等；3D车身结构显示的形式即为在显示器中电动汽车的模型图，同时在模型图的四周显示电动汽车的周边环境，即车载摄像头122检测的周边环境，以实现360°全景行车影像。
白天行驶时，可结合夜视三维传感器121和车载摄像头122一同检测电动汽车的周边环境，以便于司机根据显示器中车载摄像头122的检测结果获知电动汽车的周边环境，同时根据夜视三维传感器121的检测结果，获知电动汽车与周边环境之间的距离。
可以理解，通过夜视三维传感器121和车载摄像头122还可以检测异物或者物体靠近，并根据异物或物体靠近的距离发出蜂鸣声。
夜间行驶时，可根据夜视三维传感器121检测电动汽车的周边环境，并由图像处理器112对夜视三维传感器121的检测结果进行处理，获得电动汽车与周边环境之间的距离，并显示在显示器上。
可以理解，图像处理器112内置信号处理器DSP(digital signal processor)，并利用图像拼接和畸变校正算法进行图像处理，具体的处理方法在此不做赘述。
请参阅图3，夜视三维传感器121包括红外激光器1211、衍射光学元件1212及红外相机1213，红外激光器1211发送红外线经过衍射光学元件1212在周边环境中形成散斑图像(散斑图像即为结构光)，周边环境反射该散斑图像至红外相机1213，红外相机1213记录散斑图像并传输至图像处理器112，进而由图像处理器112对反射的散斑图像进行三维重建处理，然后计算电动汽车与周边环境之间的距离并显示在显示器上。
可以理解，红外激光器1211设置于电动汽车上，以向周边发射红外线，衍射光学元件1212设置于红外激光器1211发射的红外线方向上，以在周边环境上形成散斑图像并形成反射的散斑图像，红外相机1213设置于所述散斑图像的反射方向。
请参阅图4，具体地，D表示红外激光发射器的位置，C表示红外相机1213镜头的位置，H表示红外相机1213的成像面，在红外相机1213距离L处是一个参考平面G。红外激光器1211发射的光线DE，照射到参考平面G上时形成反射光线，反射光线将在红外相机1213的成像面H上落到点B处，当环境中有一待检测面F时，光线DE将被待检测面F遮挡，并在待检测面F上形成散斑图像，散斑图像在待检测面F上经过反射，落在成像面上的点A处，此时图像处理器12根据，反射的散斑图像进行三维重建处理，以获得待检测面F在周边环境中的位置，并显示在显示器上，进而待检测面F的深度信息Dis(distance)就转换成了参考平面G与待检测面F在成像面H上的一个偏移量AB，最后，利用三角几何关系即可根据这个偏移量AB求出待检测面F与红外相机1213的距离，也即电动汽车与该待检测面F之间的距离，以便于司机根据显示器上显示的重建结果和图像处理器112计算的距离驾驶电动汽车，避免由于司机不能准确的判断与周边环境的距离而造成事故。
可以理解，散斑图像随着深度的不同而变化形状，如参考平面G、待检测面F与电动汽车的距离不同，因此，散斑图像在参考平面G、待检测面F上的形状不同，进而经过参考平面G、待检测面F反射的散斑图像的位置也不同，最终在成像面H上的不同位置成像。
请参阅图5，车载摄像头122包括侧视广角镜头1221、倒车镜头1222和前视镜头1223，侧视广角镜头1221安装于电动汽车的两侧，以检测电动汽车两侧的环境；倒车镜头1222安装于电动汽车的车尾，以检测电动汽车后方的环境；前视镜头1223安装于电动汽车的车头，以检测电动汽车前方的环境。
图像处理器112将侧视广角镜头1221、倒车镜头1222和前视镜头1223检测的画面进行拼接，并在显示器上以3D车身结构显示的形式显示，以便于司机结合显示器上的画面驾驶电动汽车，以消除驾驶时的视野盲区，避免由于盲区而造成的交通事故。
请参阅图6，电动汽车安全管理***1进一步包括下位机13、控制器局域网总线14、电机控制器15、电池管理控制器16，下位机13通过控制器局域网总线14获取整车控制器18、电机控制器15、电池管理控制器16的数据，进而传输至上位机11。
具体地，整车控制器18对电动汽车的油门踏板、制动器等进行控制，并将控制的信息传输至上位机11；
电机控制器15对电动汽车内的电机进行控制，并将电机的转速、温度、扭矩、功率等信息传输至上位机11，即传输至显示器上；
电池管理控制器16对电动汽车内的电池进行控制，并将电池的剩余电量SOC(State of Charge)、电池寿命SOH(state of health)及电池温度等信息传输至上位机11，即传输至显示器上。以便于用户实时了解电动汽车中电机和电池的信息，消除安全隐患。
进一步地，上位机11包括远程信息处理器113，下位机13和上位机11通过远程信息处理器113进行数据传输。
可以理解，远程信息处理器113通过无线信号进行上位机11与下位机13之间的数据传输，无线信号有利于提升远程信息传输数据的实时性，下位机包含控制器局域网总线14关键物理层的自动化测试技术，自动化测试运行结束后，可以自动生成测试报告，并发送给上位机进行进一步分析。
请参阅图7，更进一步地，上位机11进一步包括自检模块114、预警模块115及自救模块116，自检模块114用于对电动汽车进行故障检测，并在显示器上以3D车身结构的形式显示检测结果；预警模块115用于预报安全事件和紧急事件，夜视三维传感器121将对应的检测信号传送至预警模块115，预警模块115可对应发出警报。通过自检模块114，以便于司机了解电动汽车的故障根源；通过预警模块115，以增加司机对事件发生的应急反应的时间，避免事故发生，自救模块116用于在发生交通事故之后弹出安全气囊以保证电动汽车内人员的安全。
可以理解，故障检测包括电机故障检测、电池故障检测、油门踏板故障检测等，当电机或电池出现故障时，自检模块114通过控制器局域网总线14读取电机控制器15、电池管理控制器16及整车控制器18的故障代码，根据故障代码在显示器上以高亮显示的方式显示对应的故障部件，故障代码为人为设定；安全事件包括天气预报、道路状况充电提醒及充电导航等；紧急事件包括超速预报、车距预报等。
请参阅图8，电动汽车安全管理***1进一步包括云服务器17，远程信息处理器113通过无线信号与云服务器17连接，以供用户通过手机电脑等终端设备19与云服务器17连接，以通过所述终端设备19获取所述上位机的数据。
可以理解，无线信号包括4G信号、5G信号及WIFI信号等。终端设备19可以获取管理电机控制器15、电池管理控制器16的历史数据，并提供升级管理，同时，也可进行用户认证、管理功能，显示安全检测数据，提供车身体检报告和报警事件等，并可以进行远程体检，获得相关车辆参数，同时配有故障与安全历史、故障趋势分析与可视化3D定位等，还配有智能行驶模块，含充电导航、天气分析与充电提醒等，维护保养模块与语音呼叫中心。
与现有技术相比，本发明的电动汽车安全管理***具有以下优点：
1.在电动汽车内设置图像处理器、多媒体设备和安全行驶***，安全行驶***检测电动汽车的周边环境，并将检测的结果传输至图像处理器，最终由多媒体设备显示处理的结果，以便于司机根据显示的结果驾驶电动汽车，提高行车的安全性。
2.通过夜视三维传感器的检测结果，获取驾驶电动汽车与周边环境之间的距离，从而可帮助司机在夜间也可获知在行车或者停车过程中，车体与周边物体之间的关系，从而可提高电动汽车驾驶的安全性。
3.通过红外激光器、衍射光学元件及红外相机的配合检测作用，以便于司机根据夜视三维传感器的检测结果获知电动汽车与周边环境之间的距离，提高电动汽车安全。
4.通过车载摄像头的检测获得电动汽车的周边环境，提高白天行车的安全性。
5.通过侧视广角镜头、倒车镜头和前视镜头的配合检测作用，以便于司机根据车载摄像头全方位的获取电动汽车的周边环境，消除驾驶时的视野盲区，提高行车安全。
6.下位机通过控制器局域网总线与电机控制器、电池管理控制器连接，以便于司机获取电动汽车的电机和电池的信息，消除安全隐患。
7.在上位机内设置远程信息处理器，以通过远程信息处理器与下位机之间进行数据传输。
8.远程信息处理器通过无线信号在上位机与下位机之间进行数据传输，有利于提升远程信息传输数据的实时性。
9.通过自检模块对电动汽车进行故障检测，并以3D车身结构的形式显示，以便于司机了解电动汽车的故障根源。
10.通过预警模块进行安全事件和紧急事件的预警，以便于司机及时了安全事件和紧急事件，以增加司机对事件发生的应急反应的时间，避免事故发生。
以上所述仅为本发明较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车安全管理***，用于检测电动汽车的周边环境，其特征在于：其包括上位机和安全行驶***，所述上位机包括多媒体设备和图像处理器；
所述安全行驶***用于检测所述电动汽车的周边环境并传送至所述图像处理器进行处理，所述多媒体设备显示所述图像处理器的处理结果。
2.如权利要求1所述的电动汽车安全管理***，其特征在于：所述安全行驶***包括夜视三维传感器，所述图像处理器将所述夜视三维传感器检测的画面进行处理，并显示在所述多媒体设备上。
3.如权利要求2所述的电动汽车安全管理***，其特征在于：所述夜视三维传感器包括红外激光器、衍射光学元件及红外相机，所述红外激光器发射红外线经过衍射光学元件在周边环境上形成散斑图像，所述红外相机获取散斑图像并传输至所述图像处理器，所述图像处理器计算所述电动汽车与周边环境之间的距离并显示在所述多媒体设备上。
4.如权利要求1所述的电动汽车安全管理***，其特征在于：所述安全行驶***进一步包括车载摄像头，所述车载摄像头用于在白天检测所述电动汽车的周边环境，所述图像处理器将所述车载摄像头检测的画面进行处理，并显示在所述多媒体设备上。
5.如权利要求4所述的电动汽车安全管理***，其特征在于：所述车载摄像头包括侧视广角镜头、倒车镜头和前视镜头，所述侧视广角镜头检测所述电动汽车两侧的环境，所述倒车镜头检测所述电动汽车后方的环境，所述前视镜头检测所述电动汽车前方的环境；
所述图像处理器将所述侧视广角镜头、倒车镜头和前视镜头检测的画面进行拼接，并将拼接的画面显示在所述多媒体设备上。
6.如权利要求1所述的电动汽车安全管理***，其特征在于：电动汽车安全管理***进一步包括下位机、控制器局域网总线、电机控制器、电池管理控制器，所述下位机通过所述控制器局域网总线获取所述电机控制器、电池管理控制器的数据，进而输至所述上位机，并显示在所述多媒体设备上。
7.如权利要求6所述的电动汽车安全管理***，其特征在于：所述上位机还包括远程信息处理器，所述远程信息处理器通过无线信号进行数据传输。
8.如权利要求1所述的电动汽车安全管理***，其特征在于：所述电动汽车安全管理***进一步包括云服务器，所述云服务器与所述上位机通过无线信号传输数据，以供用户通过终端设备与所述云服务器进行信号连接，以通过所述终端设备获取所述上位机的数据。
9.如权利要求1所述的电动汽车安全管理***，其特征在于：所述上位机进一步包括自检模块，所述自检模块用于对所述电动汽车进行故障检测，并在所述多媒体设备上以3D车身结构的形式显示检测结果。
10.如权利要求1-9任一项所述的电动汽车安全管理***，其特征在于：所述上位机进一步包括预警模块，所述预警模块用于预报安全事件和紧急事件。
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