[發明專利]一種汽車防追尾碰撞系統、方法及單片機

有效

• 申請號: 201610070732.7
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105730442B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 陳濤;方威
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B60W30/08
• 分類號: B60W30/08
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙) 11457
• 代理人: 羅建書

1.一種汽車防追尾碰撞系統，其特征在于，所述汽車防追尾碰撞系統包括：

環境感知模塊(10)、主控單元(20)、執行單元(30)、車載單元(40)；

所述主控單元(20)通過外設通信接口與環境感知模塊(10)相連，通過線路與自車的執行單元(30)相連；通過專用短程通信DSRC接口與自車的車載單元(40)相連；所述自車的車載單元(40)通過車載自組網的DSRC技術與前車上的車載單元(40)通信；

所述前車上的車載單元(40)通過電子硬件接口產生的中斷信號控制前車中執行單元(30)的前車制動燈；

所述環境感知模塊(10)包括：前方車輛檢測單元、車輛信號采集單元和信號處理電路；

所述前方車輛檢測單元包括機器視覺傳感器，通過所述機器視覺傳感器對前方障礙物進行檢測，將檢測到的車輛前方圖像進行數字化處理，并對處理后的圖像進行模式識別，若識別到前方車輛信息則繼續對其進行追蹤；

所述車輛信號采集單元包括激光雷達測距傳感器和速度傳感器；通過所述激光雷達測距傳感器實時測量前后兩車之間的距離和相對車速，并對距離數據進行處理使其更加接近實際值，得到處理后的激光雷達測距信號；對相對車速數據進行處理使其更加接近實際值，得到處理后的相對車速信息；通過所述速度傳感器實時感知自車車速，對感知到的自車車速進行相關處理使其更加接近實際值，得到處理后的自車速度信號；

所述信號處理電路對所述車輛信號采集單元處理后的激光雷達測距信號、相對車速信息和自車速度信號進行濾波處理，并輸送出去；

所述執行單元(30)包括：設置在自車的LED指示燈、蜂鳴器、輔助制動電機、安全帶預緊電機、節氣門驅動電機，以及設置在前車中的前車制動燈；

所述主控單元(20)包括：單片機、第一電磁繼電器和第二電磁繼電器；

所述單片機通過I/O接口與所述第一電磁繼電器和第二電磁繼電器相接；所述第一電磁繼電器通過線路與所述LED指示燈、蜂鳴器和輔助制動電機相連；所述第二電磁繼電器通過線路與所述輔助制動電機、安全帶預緊電機、節氣門驅動電機相接；所述前車中的前車制動燈由前車上的車載單元(40)通過電子硬件接口產生的中斷信號控制；

所述單片機通過外設通信接口接收到處理后的激光雷達測距信號、自車速度信號和相對車速信號；根據提取到的激光雷達測距信號得到前后兩車之間的實際車距S_實，以及，根據自車速度信號和相對車速信號計算得到第一臨界安全車距D_臨1和第二臨界安全車距D_臨2；若確定S_實≤D_臨2成立，則確定碰撞不可避免，發送指令觸發第二電磁繼電器閉合；若確定S_實≤D_臨2不成立，則繼續判斷D_臨2<S_實≤D_臨1是否成立，若確定D_臨2<S_實≤D_臨1成立，則確定碰撞可能發生，發送指令觸發第一電磁繼電器閉合，并同時通知自車的車載單元(40)發射預警信號給前車的車載單元；若確定D_臨2<S_實≤D_臨1不成立，則所述單片機通過外設通信接口接收到下一組處理后的激光雷達測距信號、自車速度信號和相對車速信號；

所述第一臨界安全車距D_臨1和第二臨界安全車距D_臨2分別通過如下公式計算得到：

其中，u₀為駕駛員接到緊急制動信號時的自車車速；u_r為前后兩車的相對速度；τ₁為駕駛員反應時間、τ₂為制動協調時間、τ₃為減速度增長時間；α_max表示制動過程中最大制動減速度；d₁表示對應可能發生碰撞情況下的制動后兩車間第一安全距離；d₂表示對應碰撞不可避免情況下的制動后兩車間第二安全距離。

2.根據權利要求1所述的汽車防追尾碰撞系統，其特征在于，所述的主控單元(20)還包括：

存儲器；所述存儲器通過外設通信接口接收到所述環境感知模塊(10)傳輸的激光雷達測距信號、自車速度信號和相對車速信號，并將其存儲。