CN207510403U - 一种车辆自动刹车装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种车辆自动刹车装置，目的在于，实现预警潜在的碰撞危险并及时告知驾驶员，并在必要的情况下自动控制制动***完成自动刹车，所采用的技术方案为：包括设置在车辆前部和后部的超声波探测器，以及设置在车辆底盘的车速传感器，超声波探测器和车速传感器连接至车载电脑，车载电脑连接有单片机和显示***，单片机连接有控制器，控制器连接刹车执行机构；车载电脑将采集的障碍物距离信息和车速信息通过显示***显示并传送给单片机，单片机将收到的障碍物距离信息和车速信息与阈值比较，若车速大于报警车速、障碍物距离小于报警距离时提示驾驶员制动；若车速大于安全车速、障碍物距离小于安全距离时通过控制器启动刹车执行机构制动。
Description
技术领域
本实用新型属于计算机应用领域，涉及汽车电子控制技术，具体涉及一种车辆自动刹车装置。
背景技术
随着电子技术在汽车上的应用，人们对汽车安全性、舒适性、节能与环保的要求越来越高，特别是在智能汽车的问世后，使得人们对轮子上的生活品质提出了更高要求，想要在当今能源短缺，环境问题越来越恶劣的情况下，汽车能够经济、环保、安全出行，其中安全性是汽车的核心技术之一。
随着世界汽车保有量的增加，变化无常的天气也比以往有所增多，新司机和不遵守交通法规的司机越来越多，不能较好地掌握汽车安全距离和安全车速，造成行车的时候汽车不能正常行驶或安全行驶，甚至会发生碰撞、追尾而引起重大交通事故危害生命。
因此，怎样才能适当的解决这种汽车数量迅速增加和不规则行车与汽车安全行驶之间的矛盾关系呢？通过充分利用现有的科学技术，安装汽车主动防撞装置避免不必要的交通事故，是一种十分有效的手段，自动刹车***也就应运而生了。
自动刹车***主要是用于驾驶员无法控制安全车距和安全车速，为了避免交通事故的发生由汽车自动采取刹车操作的***。当前车突然刹车或后车速度突然增加使得两车距离小于报警距离，驾驶员又未进行制动时***自动以声光结合的方式提示驾驶员采取刹车措施，与此同时，自动刹车***处于待启动状态便于及时应对紧急制动；如果驾驶员不采取措施，两车距离小于安全距离临界值时***将启动自动刹车***并开启危险报警灯提示其他车辆，这样将大大降低交通事故的发生概率，尤其是追尾事故的发生。
随着自动刹车***控制理论和模型的不断完善，自动刹车***也得到了一定的发展。但是我国自动刹车***的发展并不理想，车辆自动刹车***的实物开发还处在研究阶段，大多数研究成果还处于实验模型阶段。要解决这一问题需要有关人士的共同努力，不断提出有关车辆自动刹车***的研究观点，并希望能得到实际的应用。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本实用新型提出一种车辆自动刹车装置，能够实现预警潜在的碰撞危险并及时告知驾驶员，并在必要的情况下自动控制制动***完成自动刹车操作，提高了汽车的舒适性、操作性和安全性。
为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案为：包括设置在车辆前部和后部的超声波探测器，以及设置在车辆底盘的车速传感器，所述超声波探测器和车速传感器连接至车载电脑，车载电脑连接有单片机和显示***，单片机连接有控制器，所述控制器连接刹车执行机构；所述车载电脑将采集的障碍物距离信息和车速信息通过显示***显示并传送给单片机，单片机将收到的障碍物距离信息和车速信息与阈值比较，若车速大于报警车速、障碍物距离小于报警距离时提示驾驶员制动；若车速大于安全车速、障碍物距离小于安全距离时通过控制器启动刹车执行机构制动。
所述超声波探测器包括三组信号接收传感器和信号发射传感器，车辆前部设置有两组，车辆后部设置有一组。
所述超声波探测器为双频测距传感器。
所述单片机上设置有声光报警装置。
所述车速传感器为霍尔车速传感器。
所述单片机为16位的MC9S12DG128B单片机。
所述控制器为SPT-K控制器。
所述车载电脑与单片机和显示***之间，以及单片机与控制器之间均通过CAN总线连接。
所述控制器连接车辆危险报警灯。
与现有技术相比，本实用新型利用超声波探测器采集车辆与障碍物的距离信息，利用车速传感器采集车辆车速信息，车载电脑获取到障碍物距离信息和车速信息后通过显示***实时显示，供驾驶员观察，同时车载电脑将障碍物距离信息和车速信息传送给单片机，单片机将收到的障碍物距离信息和车速信息与阈值比较，若车速大于报警车速、障碍物距离小于报警距离时提示驾驶员制动；若车速大于安全车速、障碍物距离小于安全距离时通过控制器启动刹车执行机构制动。本实用新型能够实现预警潜在的碰撞危险并及时告知驾驶员，并在必要的情况下自动控制制动***完成自动刹车操作，提高了汽车的舒适性、操作性和安全性，在车辆行驶距离小于安全距离或者人车安全受到威胁时，车辆自动实现报警、自动刹车，能够有效地避免交通事故的发生，保障人民安全出行。
进一步，车辆前部安装两组信号接收传感器和信号发射传感器，后部安装一组信号接收传感器和信号发射传感器，用于测量车辆前方和后方的障碍物，在车辆行驶中精确测量车辆的行驶安全距离、及时发现道路安全隐患障碍物，提醒驾驶员采取措施，或者完成自动刹车功能。
进一步，当车速大于报警车速、距离小于报警距离时单片机通过声光警报装置提示驾驶员制动。
进一步，单片机为16位的MC9S12DG128B单片机，内固化有SPT-K控制器软件，采用数个16位高性能微处理器以极大容量的内存空间，使其具有极强的数字处理能力，能够完成很多以前必须由电脑高级语言来编程的复杂算法，如直行纠偏多IPD控制、发动机油泵复合控制、姿态模糊控制、自动驾驶等等。
进一步，控制器使用SPT-K控制器，简化了***电路，方便了设计和维修。并且SPT-K控制器硬件的可靠性远优于同类产品，使得无论在东北雪原极寒，还是在东南亚热带雨林中，都具备极高的可靠性，事故发生率大幅度降低。控制器是基于CAN总线开发的产品，当***节点较多或信号传输距离较远时，可以使用不止一个控制器组网，节省接线、提高可靠性、并且灵活性和可扩展性大大加强。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的控制原理图；
图3为本实用新型的工作流程图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例和说明书附图对本实用新型作进一步的解释说明。
参见图1，本实用新型包括设置在车辆前部和后部的超声波探测器，以及设置在车辆底盘的车速传感器，所述超声波探测器和车速传感器连接至车载电脑，车载电脑连接有单片机和显示***，单片机连接有控制器，所述控制器连接刹车执行机构；所述车载电脑将采集的障碍物距离信息和车速信息通过显示***显示并传送给单片机，单片机将收到的障碍物距离信息和车速信息与阈值比较，若车速大于报警车速、障碍物距离小于报警距离时提示驾驶员制动；若车速大于安全车速、障碍物距离小于安全距离时通过控制器启动刹车执行机构制动。超声波探测器包括三组信号接收传感器和信号发射传感器，车辆前部设置有两组，车辆后部设置有一组，超声波探测器为双频测距传感器。单片机上设置有声光报警装置，车速传感器为霍尔车速传感器，单片机为16位的MC9S12DG128B单片机，控制器为SPT-K控制器，车载电脑与单片机和显示***之间，以及单片机与控制器之间均通过CAN总线连接，控制器连接车辆危险报警灯。
本实用新型包括车载电脑、超声波探测器、车速传感器、单片机、控制器以及刹车执行机构。超声波探测器主要用于对前车和后车的距离、汽车与障碍物的距离等数据及汽车自身数据进行测量，然后再将数据实时传给车载电脑。而车载电脑中处理与汽车自身相关的数据包括车速、加速度、位置；并实时监测汽车的行驶状态、有助于适时警报和自动刹车。超声波传感器采用双频测距传感器，三个为信号接收传感器，三个为信号发射传感器，利用超声波时差可以测量汽车前后与附近障碍物的距离；控制器为SPT-K控制器，该控制器可长期在恶劣环境下工作、具备很高的可靠性，将大大降低故障率。
参见图2，数据的采集与处理：
为实现车辆的自动刹车，首先要感知距离和环境信息，对配备自动刹车***的车辆而言，首先需要实时测量车辆与障碍物之间的距离以及汽车周边环境。由各种传感器的性质可知，超声波测距是从发射到接收超声波的时差来测量距离，为非接触式距离测量方法，并且不受光照强度、电磁场、被测物色彩等因素的影响，有较高的灵敏度。测量数据结果通过CAN总线分别传递到显示***和SPT-K控制器；驾驶员根据显示***的提示决定是否进行制动，单片机内固化的SPT-K控制器当距离小于预警距离时发出声光报警提示驾驶员降低车速，当距离小于安全距离时SPT-K控制器启动电控刹车***来启动自动刹车执行机构执行刹车任务，并开启危险报警灯来提示其他车辆，从而使车辆减速停止避免交通事故发生。
单片机将超声波探测器采集到的数据信息进行实时分析处理，通过CAN总线连接汽车的显示***，实时的显示车辆安全信息；通过车载电脑对汽车此时的状态信息进行实时、综合的分析处理之后，判断是否需要通过声光报警提示驾驶员；并通过CAN总线来控制SPT-K控制器启动电控刹车***，使自动刹车***处于待触发状态，当距离小于安全距离时以便于有效安全的制动。
参见图3，本实用新型工作流程如下：
(1)单片机程序主要包括程序的初始化、数据处理子程序，当汽车通电时程序开始运行，主程序的功能是通过超声波探测器利用接收和发射超声波的时差测量汽车与障碍物的距离；通过安装在车身底盘处的霍尔车速传感器检测车速；
(2)将步骤(1)中的有关数据和汽车车载电脑自身的一些数据综合到一起传送至车载电脑，由车载电脑计算出汽车与当前障碍物的距离、汽车的车速并予以显示；
(3)通过CAN总线将距离和车速信息传递至显示***和单片机为核心的控制模块来判断车辆距离是否小于预警距离和安全距离、行车速度是否小于预警车速和安全车速来控制自动刹车***来确保汽车安全行驶，当车速大于报警车速、距离小于报警距离时***会发出声光警报提示驾驶员制动；当车速大于安全车速、距离小于安全距离时***启动自动刹车***，并开启危险报警灯。
本实用新型能够在车辆行驶距离小于安全距离或者人车安全受到威胁时，车辆自动实现报警、自动刹车，能够有效地避免交通事故的发生，保障人民安全出行。
Claims (1)
1.一种车辆自动刹车装置，其特征在于，包括设置在车辆前部和后部的超声波探测器，以及设置在车辆底盘的车速传感器，所述超声波探测器和车速传感器连接至车载电脑，车载电脑连接有单片机和显示***，单片机连接有控制器，所述控制器连接刹车执行机构；所述车载电脑将采集的障碍物距离信息和车速信息通过显示***显示并传送给单片机，单片机将收到的障碍物距离信息和车速信息与阈值比较，若车速大于报警车速、障碍物距离小于报警距离时提示驾驶员制动；若车速大于安全车速、障碍物距离小于安全距离时通过控制器启动刹车执行机构制动；所述超声波探测器包括三组信号接收传感器和信号发射传感器，车辆前部设置有两组，车辆后部设置有一组；
所述超声波探测器为双频测距传感器；
所述单片机上设置有声光报警装置；
所述车速传感器为霍尔车速传感器；
所述单片机为16位的MC9S12DG128B单片机；
所述控制器为SPT-K控制器；
所述车载电脑与单片机和显示***之间，以及单片机与控制器之间均通过CAN总线连接；
所述控制器连接车辆危险报警灯。
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