一种车辆避撞系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种车辆避撞系统，其技术要点在于：用于在车辆行驶过程中获取障碍物坐标的行车探测模块；与本车CAN总线数据连接的避撞参数模块；根据避撞参数模块、行车探测模块提供的信息作出避撞决断的避撞策略控制模块；根据避撞决断控制本车刹车系统的执行模块。旨在提供一种适用方位广、具有无损加装特点的车辆避撞系统。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种车辆自动避撞领域，特别涉及一种车辆避撞系统。
技术介绍
据调查，大约70%的道路交通安全事故是由于车辆行驶过程中未能保持一定的车间安全距离所致。为提高驾驶安全性减少追尾交通事故的发生，全球一些车企和研究机构对汽车主动避撞系统与自动制动技术（Autonomous Emergency Braking，简称AEB）开展了大量的研究。AEB是一种汽车主动安全技术，采用雷达测出与前车或者障碍物的距离，然后利用数据分析模块将测出的距离与警报距离、安全距离比较，小于警报距离时进行警报提示，小于安全距离时即使驾驶员没来得及踩制动踏板情况下，AEB技术使得汽车能自动制动，增加汽车安全性。在2016年4月20号公开，公开号为CN105501204A的中国技术专利中涉及一种基于新型电磁阀控液压制动的主动避撞系统及制动方法，包括制动踏板传感器、制动踏板感觉模拟器、轮速传感器、非对称液压制动轮缸、电磁四通阀、溢流阀、油箱、液压泵、蓄能器、电控单元、激光雷达检测模块以及蜂鸣器；去除传统液压制动系统制动主缸，采用电磁四通阀代替复杂的制动阀并将传统的制动轮缸改为非对称液压制动轮缸。非对称制动液压轮缸配合电磁四通阀能更快切换制动模式实现系统的增压、保压及减压；采用制动踏板传感器及时发现驾驶员的错误制动行为，通过雷达系统时刻监测前方车辆，判断本车与前车之间的距离、方位及相对速度，必要时进行报警、并且通过ECU控制实现车辆主动避撞，保证车辆安全行驶。现有的避撞系统一般出现在新车上，其在出厂时就已经具备主动避撞功能，但目前仍存在大量不具备主动避撞系统的车辆。如上述专利中的避撞系统，其安装时需介入车辆ECU系统，存在影响车辆中控系统正常运行的风险，难以推广。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种无损加装的车辆避撞系统。本技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：包括用于在车辆行驶过程中获取障碍物坐标的行车探测模块；与本车CAN总线数据连接的避撞参数模块；根据避撞参数模块、行车探测模块提供的信息作出避撞决断的避撞策略控制模块；根据避撞决断控制本车刹车系统的执行模块。在本方案中：由行车探测模块完成周围行车环境的探测以及对行车安全构成影响的目标筛选，并将筛选的威胁目标属性如车距、车速、相对车速传送给避撞策略控制模块，并根据筛选后的威胁物状况、本车行驶状态做出准确、及时、有效的行车避撞决断，本避撞系统通过车辆信号传输线路CAN总线获取避撞关键参数，全程不介入车辆ECU系统，有效避免对车辆自身控制系统的正常运行造成影响。进一步的，所述执行模块包括：与避撞策略控制模块连接为执行刹车动作提供动力的伺服电机；固定在脚刹制动器上由伺服电机收卷、放松从而控制脚刹制动器的执行机构。通过伺服电机以及执行机构精确执行刹车指令，保证刹车命令的有效执行。进一步的，所述执行模块还包括：用于获取伺服电机运转位置编码器；用于控制伺服电机的电机驱动器；根据避撞策略控制模块的指令以及伺服电机当前运转位置向电机驱动器输出刹车量的刹车控制器。通过编码器检测实施刹车系统状态，并由刹车控制器精确控制刹车量，保证刹车的有效性以及刹车体验的舒适度。进一步的，所述执行模块还包括脚刹制动器处于刹死状态时由执行模块触发的行程开关。利用行程开关完成系统上电后刹车控制系统的满行程自检，同时可以防止出现刹车越界现象。进一步的，执行模块中还包括在行车探测模块检测到威胁物后发出警报的告警单元。进一步的，还包括通过一人机交互界面向避撞参数模块录入天气状态、车重、报警距离的性能调节模块。该系统主要完成对系统运行中关键信息的显示，并通过人机交互界面完成对控制器参数调节（如行车路面状态的设定与自身车重的设定以及安全保护界限的设定）。进一步的，还包括对各个模块的运行信息进行记录的系统运行记录模块。该模块主要完成对主动避撞系统运行状态参数的记录。与现有技术相比，本技术具有以下优点：1、本技术采用多源信息融合能够完成对影响行车安全目标的筛选，降低雷达探测虚警律，且在汽车弯道行驶过程中完成对预计行车轨迹上威胁目标的提取；2、利用汽车总线OBD检测接口采集车辆行驶参数与机械装置带动刹车踏板控制刹车量可以实现汽车无损改装，提高改装效率，保证行车安全；3、采用性能调节模块可以使得驾驶人员根据自己的驾驶感受调节相关参数设置，提高驾驶舒适度，同时可以根据行驶路面状况设置不同模式，提高避撞系统对天气、路面以及自身车重的适应性。附图说明图1是车辆避撞系统构成框图；图2是行车探测模块原理图；图3是车辆避撞参数检测模块原理图；图4是避撞策略控制模块原理图；图5是执行模块原理图；图6是性能调节模块原理图；图7是避撞系统整体交联原理图；图8是电机处于初始位置的结构示意图；图9是电机处于最大行程位置的结构示意图；图10是外壳的安装示意图；图11是电机的安装结构；图12是外壳的安装截面图；图13是钢缆固定位置原理图；图14是链条结构示意图。附图标记：1、伺服电机；2、外壳；21、安装座； 22、安装槽；23、加固部；24、固定孔；25、固定件；3、脚刹控制杆；4、减速器；5、转盘；51、保护槽；6、钢缆；7、脚刹踏板； 8、链条；9、链盘；10、编码器；11、行程开关。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。一种车辆避撞系统，如图2所示，行车探测模块由毫米波雷达传感器、超声波传感器、图像识别传感器、陀螺仪模块、本车车速信息以及目标筛选算法构成。目标筛选算法具体为：在车辆行进过程中，取车辆转弯时的瞬时位置作为原点选取s区域，建立坐标系。横轴为车辆横向位移量y，纵轴为车辆纵向位移量x，通过雷达获取s区域中所有障碍物的位置集合A1（y,x）。在理论上可以以该瞬间的位置出发，计算出本车行驶轨迹。且该轨迹是以坐标系中的一点（a,b）为圆心、以本车初始位置，即原点（0,0），为起始点出发所得的一个圆。根据公式可以得出坐标系中有关该圆的轨迹函数(y-a)²+（x-b）²=r²，r为该圆的半径。为求得圆心坐标(a，b)以及圆半径r，在车辆沿该轨迹行驶过程中具有两个关键参数:一是本车瞬时车速v，另一个是本车偏转角度。由于对车轮的转动量难以检测，所以采用陀螺仪模块测量车辆在行驶过程中的偏航角速率r并以此代替本车偏转角度，而车速则通过车辆上的CAN总线OBD接口采集。由上述论述可以得出车辆的预订行驶轨迹为：y'=f1(v,r,x)。本方案从汽车CAN总线上提取车辆行驶中如车速、转向灯信息、当前加速度等信息，并采用机械式刹车控制，彻底避免介入汽车自身ECU算法，有效防止主动避撞系统对汽车自身运作的影响。本主动避撞系统具有适用范围广、无损加装等特点。需注意在车辆行驶过程中，路面凹凸不平导致的颠簸、驾驶员控制程度导致的方向盘摆动、天气原因导致的车胎打滑、车辆自身结构磨损导致的轮毂转向变化等因素都会导致车辆的真正行驶轨迹出现左向、右向偏移。而且随着车辆纵向位移的增加，这种偏移也会随之增加。故增加横向偏差值ys=f2(x)；该横向偏差值为根据纵轴距离x所得的线性函数kx，其中k为环境系数，k的取值需考虑路面情况、天气情况、车辆自身性能等因素，其中车辆自身性能根据各个车型取值稍有不同。根据上述算法生成车辆极限左本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆避撞系统，其特征在于包括：用于在车辆行驶过程中获取障碍物坐标的行车探测模块；与本车CAN总线数据连接的避撞参数模块；根据避撞参数模块、行车探测模块提供的信息作出避撞决断的避撞策略控制模块；根据避撞决断控制本车刹车系统的执行模块，所述行车探测模块、避撞参数模块均与避撞策略控制模块数据连接，所述避撞策略控制模块与执行模块数据连接，行车探测模块包括毫米波雷达传感器、超声波传感器、图像识别传感器、陀螺仪模块，车辆避撞参数检测模块包括卫星导航模块、汽车CAN总线OBD接口、陀螺仪模块；所述执行模块包括：与避撞策略控制模块连接为执行刹车动作提供动力的伺服电机、固定在脚刹制动器上由伺服电机收卷、放松从而控制脚刹制动器的执行机构。

【技术特征摘要】
1.一种车辆避撞系统，其特征在于包括：用于在车辆行驶过程中获取障碍物坐标的行车探测模块；与本车CAN总线数据连接的避撞参数模块；根据避撞参数模块、行车探测模块提供的信息作出避撞决断的避撞策略控制模块；根据避撞决断控制本车刹车系统的执行模块，所述行车探测模块、避撞参数模块均与避撞策略控制模块数据连接，所述避撞策略控制模块与执行模块数据连接，行车探测模块包括毫米波雷达传感器、超声波传感器、图像识别传感器、陀螺仪模块，车辆避撞参数检测模块包括卫星导航模块、汽车CAN总线OBD接口、陀螺仪模块；所述执行模块包括：与避撞策略控制模块连接为执行刹车动作提供动力的伺服电机、固定在脚刹制动器上由伺服电机收卷、放松从而控制脚刹制动器的执行机构。2.根据权利要求1所述的车辆避...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜锡华，何敏，孙晓林，王毅，赵创新，
申请(专利权)人：姜锡华，何敏，孙晓林，王毅，赵创新，
类型：新型
国别省市：浙江;33