[發明專利]考慮路表狀態的智能車輛安全行駛速度的測算方法與系統

有效

• 申請號: 201911304791.6
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN111127883B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 蔣瑋;葉萬里;沙愛民;盧灝;袁東東;單金煥;李鵬飛;肖晶晶
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/015;G08G1/04;G08G1/042;G08G1/0967;E01F9/615;E01F9/619;E01F9/696;G01M17/007
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張海平

1.一種考慮路表狀態的智能車輛安全行駛速度的測算系統，其特征在于，包括電源單元（1）、警示提醒單元（2）、激光掃描單元（3）、抗滑預測單元（4）和無線通信單元（5）；

所述激光掃描單元（3），用于對路表進行掃描，獲取路表紋理，對各種載重和輪胎花紋的車輛進行受力模擬，更新輪胎與路面接觸關系與相應的剎車距離；

所述無線通信單元（5），用于獲取來向車輛的車型、載重和輪胎信息，獲取輪胎與路面接觸關系，以選取最佳匹配數據，給出相應的剎車距離；

所述抗滑預測單元（4），用于獲取道路表面環境參數，對所得的預測剎車距離進行修正；對校正后的剎車距離進行換算，獲得適合該來向車輛的安全行駛速度；

所述警示提醒單元（2），用于車輛提供建議安全行駛速度；

所述電源單元（1），用于為警示提醒單元（2）、激光掃描單元（3）、抗滑預測單元（4）和無線通信單元（5）提供電能；

所述的抗滑預測單元還包括有限元輪胎-路面接觸模塊、剎車距離預測模塊和環境響應模塊；

所述有限元輪胎-路面接觸模塊通過計算機對車輛輪胎和掃描所得的紋理進行模擬接觸，獲得接觸應力的分布情況，即輪胎-路面接觸關系；

所述的剎車距離預測模塊利用預先存儲的輪胎-路面接觸關系與剎車距離回歸曲線，對車輛的剎車距離進行預測，并根據路表的溫度、濕度、水膜厚度、積雪厚度和結冰厚度對所預測的剎車距離進行修正，獲得實時剎車距離預測結果；

所述的環境響應模塊根據車輛距離、路面寬度、轉彎半徑以及能見度條件，以剎車距離為基礎反算適合車輛的安全速度。

2.根據權利要求1所述的考慮路表狀態的智能車輛安全行駛速度的測算系統，其特征在于，所述電源單元（1）包括變壓器（11）、發電裝置和蓄電箱（15），所述發電裝置和變壓器（11）均與蓄電箱（15）連接。

3.根據權利要求2所述的考慮路表狀態的智能車輛安全行駛速度的測算系統，其特征在于，所述發電裝置為太陽能光伏板（12）、溫差發電裝置（13）和壓力發電裝置（14）；

所述壓力發電裝置（14）位于行車道輪跡帶下，溫差發電裝置（13）位于道路兩側，太陽能光伏板（12）位于道路上方兩側。

4.根據權利要求3所述的考慮路表狀態的智能車輛安全行駛速度的測算系統，其特征在于，所述溫差發電裝置（13）包括導熱板（131）和溫差發電片（132），導熱板（131）和溫差發電片（132）設置于道路兩側瀝青面層中部，導熱板（131）將路表面的高溫與路基土的低溫分別傳送至溫差發電片（132）的兩端發電；

所述壓力發電裝置（14）包括封裝材料（141）和壓電陶瓷片（142），設置于行車道輪跡帶下，封裝材料（141）包覆在壓電陶瓷片（142）外部，壓電陶瓷片（142）在上部荷載的作用下，產生變形發電。

5.根據權利要求1所述的考慮路表狀態的智能車輛安全行駛速度的測算系統，其特征在于，所述警示提醒單元（2）包括防風防撞支架（21）、警示燈（22）、反光條（23）和限速LED警示屏（24）；所述防風防撞支架（21）支撐在路肩上方，警示燈（22）和反光條（23）等間隔均勻布置于風防撞支架（21）上；所述限速LED警示屏（24）位于橫梁（36）上方中部用于對抗滑預測單元（4）得到的來向車輛的安全行駛速度進行播報。

6.根據權利要求1所述的考慮路表狀態的智能車輛安全行駛速度的測算系統，其特征在于，所述激光掃描單元（3）包括激光器（31）、第一相機（32）、第二相機（33）、計算機（34）、懸臂（35）與橫梁（36）；所述激光器（31）安裝于橫梁（36）中部；所述第一相機（32）與第二相機（33）分別位于懸臂（35）兩端；

所述激光掃描單元（3）對路表進行掃描，激光器（31）發射紅外激光，第一相機（32）和第二相機（33）接收反射回的紅外激光，將數據傳回計算機（34），獲取路表紋理，利用計算機（34）預置有限元程序對各種載重和輪胎花紋的車輛進行受力模擬，更新系統存儲的輪胎-路面接觸關系與相應的剎車距離。