一种汽车主动防撞系统技术方案

本发明专利技术公开了一种汽车主动防撞系统，能够减少和降低突发的无法避免的碰撞事故对汽车驾驶员的伤害。包括控制模块、前处理模块、执行模块和缓冲吸能模块、数据采集模块；数据采集模块用于采集路面车道信息、本车信息、前后方障碍信息以及本车与前后方障碍在路面车道上的相对信息；前处理模块依据数据采集模块获得的信息建立当前状态下本车及路面车道车辆分布模型；控制模块根据前处理模块处理后的数据，判断是否存在碰撞危险，并将碰撞划分等级，针对不同等级向执行模块和缓冲吸能模块发送相应的指令以减小或避免碰撞；执行模块向驾驶员发出警报，同时操纵制动系统及转向系统执行相应操作；缓冲吸能模块为主动弹出和收回装置。

Automobile active anti-collision system

The invention discloses an automobile active collision avoidance system, which can reduce and reduce the unavoidable collision accident of the sudden and the damage to the driver of the automobile. Including control module, pretreatment module, execution module and energy absorbing module, data acquisition module; data acquisition module is used to collect the relative information of road information, the vehicle information, and information barriers before and after the party in the car and the obstacle in the road on the front and rear; pre processing module based on the data acquisition module for information establishment the distribution model of vehicles and road vehicles under the current status; control module based on the pre-processing module of the processed data to determine if risk of collision exists, and collision are classified according to different grades to the execution module and the energy absorbing module sends the corresponding instruction to reduce or avoid collision; execution module alarm warning to the driver. At the same time manipulation of brake system and steering system executes operation; energy absorbing module for active ejection and withdrawal device.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车主动防撞系统
本专利技术属于汽车安全领域，具体涉及一种汽车主动防撞系统，以及在突发碰撞情况时的保护装置。
技术介绍
伴随着电子技术和互联网技术的发展，现代汽车也向着智能化的方向发展。无人驾驶汽车成为了汽车工作者的目标。但是在普通汽车向着无人驾驶汽车发展过程中，智能辅助驾驶汽车必然存在较长的时间，作为普通汽车向无人驾驶汽车的过度。汽车主动防撞则是智能辅助驾驶汽车中的最重要组成。它是未来无人驾驶汽车安全的保障。随着我国汽车保有量的不断增加，交通事故也是逐年增加，给社会造成了巨大的经济财产损失。据全国道路交通事故信息系统公布，在所发生的交通事故中，有65％的事故属汽车追尾碰撞造成。其中大部分是由于驾驶员没有及时反映和来不及采取行动造成的，汽车主动防撞则显得尤为重要。汽车主动防撞是在汽车将要发生碰撞之前，向驾驶员发出警报或执行机构在控制器的作用下主动采取制动、减速措施从而防止碰撞的发生。然而，现有的主动防撞系统只是简单的根据传感器采集前方车辆相对于本车的速度和距离进而计算出是否存在碰撞可能。当相对距离与相对速度两个矢量存在较大夹角时会导致碰撞判断不准确，同时也忽略了前车加速度的影响。汽车主动防撞系统也是需要一定的执行时间的，当汽车面临突然出现的障碍时，主动防撞系统也可能无法避免碰撞。专利技术专利申请一种汽车防碰撞系统(申请号，201510443395.7)只能针对可避免的碰撞事故作出反应，而不能对突发碰撞进行处理。目前，还没有主动防撞系统能够减少和降低突发的无法避免的碰撞事故对汽车驾驶员的伤害。
技术实现思路
为解决现有技术存在的不足，本专利技术设计了一种较为全面的汽车主动防撞系统，能够减少和降低突发的无法避免的碰撞事故对汽车驾驶员的伤害。一种汽车主动防撞系统，包括控制模块以及分别与控制模块通讯连接的前处理模块、执行模块和缓冲吸能模块，与前处理模块相连的数据采集模块；所述数据采集模块用于采集路面车道信息、本车信息、前后方障碍信息以及本车与前后方障碍在路面车道上的相对信息；所述前处理模块依据数据采集模块获得的信息建立当前状态下本车及路面车道车辆分布模型；所述控制模块根据前处理模块处理后的数据，判断是否存在碰撞危险，并根据碰撞所需的时间将碰撞划分等级，针对不同等级向执行模块和缓冲吸能模块发送相应的指令以减小或避免碰撞；所述执行模块向驾驶员发出警报或提供驾驶人员相应的安全车速和可供变向的车道，同时操纵制动系统及转向系统执行相应操作，减小或避免碰撞；所述缓冲吸能模块为主动弹出和收回装置，用于碰撞无法避免时吸收和缓冲碰撞产生的能量。进一步地，所述数据采集模块包含毫米波雷达、车道线识别装置和本车传感器；所述毫米波雷达安装于汽车前格栅中间位置，用于检测前、后方障碍相对于本车的距离、速度、加速度以及相对于本车的方位角；所述车道线识别装置设置有两个，分别安装在汽车前部两侧，用于测量路面车道的个数、车道宽度、本车所处车道及本车距本车道两侧车道线的距离；所述本车传感器包含基于ABS的轮速传感器和安装于车轮处的正压力传感器，ABS轮速传感器用于测量本车的速度和路面附着系数，正压力传感器用于测量轮胎给地面的正压力。进一步地，所述前处理模块接收所述数据采集模块采集的数据，并对数据进行处理，通过所述车道线识别装置采集的路面车道线分布情况和本车所在车道的确定位置，再结合所述轮速传感器采集的本车车速，建立本车所在路面的模型；再将所述毫米波雷达采集的前、后方障碍相对于本车的距离、速度、加速度和方位角，进行参考系转化为以路面为参考系，再与本车所在路面的模型进行融合则可得到当前状态下本车及路面车道车辆分布模型。更进一步地，所述本车及路面车道车辆分布模型包含：车道宽B，本车和障碍所处车道，本车距左侧车道线距离A，本车纵向速度Vy0，本车横向速度Vx0，本车纵向加速度ay0，本车横向加速度ax0，本车与目标车纵向距离Yi及横向距离Xi，目标车纵向速度Vyi，目标车辆横向速度Vxi，目标车辆纵向加速度ayi及目标车辆横向加速度axi。进一步地，所述控制模块用于所述接收前处理模块传输过来的数据信息，包括本车及路面车道车辆分布模型、路面附着系数和路面正压力，通过处理以上数据得到发生碰撞所需时间，根据发生碰撞所需时间的长短将此时路面状态分为安全、初级危险、次级危险和必然碰撞四种状态，同时当汽车处于次级危险状态时计算出相应的安全车速和可供驾驶员变向的车道。进一步地，所述执行模块包括语音执行模块、减速执行模块、制动执行模块和转向执行模块；所述语音执行模块与车载音响相连，并在音响总线中占有优先使用权，语音执行模块包含两部分功能危险播报和应对方案提示两种功能，危险播报功能用于在控制模块检测碰撞不可避免时向驾驶员发出警报，应对方案提示功能用于在汽车碰撞危险为初级危险时提供驾驶人员应减速到相应的安全车速和可供变向的车道；所述减速执行模块接收来自所述控制模块的指令，控制发动机、离合器和变速器，与制动执行模块相互协作将车速控制在安全车速之下；所述制动执行模块包括安装在助力器上且与制动踏板形成并联关系的电动驱动装置，制动执行模块接收来自所述控制模块的指令，控制制动系统与减速执行模块相互协作将车速控制在安全车速以下；所述转向执行模块接收来自所述控制模块的指令，直接控制转向助力器中的电机，实现汽车的主动转向，从而避免本车道内碰撞的发生。进一步地，所述缓冲吸能模块包括碰撞接触件、连杆、两个用于缓冲转矩的转矩液压吸能装置、连接件、两个用于缓冲正压力的正压力液压吸能装置，连接件通过中间铰链与碰撞接触件连接，两个连杆分别通过铰链连接在碰撞接触件两侧，每个转矩液压吸能装置的活塞部分均通过铰链与一个连杆连接，且转矩液压吸能装置外部缸体部分与连接件固定连接，两侧正压力液压吸能装置的活塞部分均与连接件固连，正压力液压吸能装置的外部缸体部分均与汽车底盘的前纵梁固连。进一步地，所述转矩液压吸能装置可替换为转矩气压吸能装置。进一步地，所述正压力液压吸能装置可替换为正压力气压吸能装置。与现有技术相比，本主动防撞系统具有以下优点：一，本专利技术将本车与他车的位置、速度、加速度的参考系均统一到路面参考系，建立实时的路面车道车辆分布模型，使碰撞预测更为准确，控制器的运算更为简便快捷；二，将主动式缓冲吸能装置与主动防撞系统相结合，弥补了现有主动防撞系统在突发碰撞事故中对车辆和乘员保护不足的缺点；三，本缓冲吸能装置可循环使用，且在汽车发生非完全正碰时能够防止液(气)压吸能装置出现卡死现象。附图说明图1为本专利技术的汽车主动防撞系统的结构示意图；图2为本专利技术的路面车道车辆分布模型图；图3为本专利技术的缓冲吸能装置的结构简图；图4为本专利技术的汽车主动防撞系统的控制方法流程图；具体实施方式下面将通过具体实施实例并结合附图，对本专利技术的具体实施方式以及系统运作的方式作进一步的详细说明，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术为一种汽车主动防撞系统，包括与控制模块相连的前处理模块、执行模块和缓冲吸能模块，与前处理模块相连的数据采集模块，其中：所述数据采集模块包含毫米波雷达、车道线识别装置和本车传感器；所述毫米波雷达安装于汽车前格栅中间位置，用于检测前、后方障碍相对于本车的距离、速度、加速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车主动防撞系统，其特征在于，包括控制模块以及分别与控制模块通讯连接的前处理模块、执行模块和缓冲吸能模块，与前处理模块相连的数据采集模块；所述数据采集模块用于采集路面车道信息、本车信息、前后方障碍信息以及本车与前后方障碍在路面车道上的相对信息；所述前处理模块依据数据采集模块获得的信息建立当前状态下本车及路面车道车辆分布模型；所述控制模块根据前处理模块处理后的数据，判断是否存在碰撞危险，并根据碰撞所需的时间将碰撞划分等级，针对不同等级向执行模块和缓冲吸能模块发送相应的指令以减小或避免碰撞；所述执行模块向驾驶员发出警报或提供驾驶人员相应的安全车速和可供变向的车道，同时操纵制动系统及转向系统执行相应操作，减小或避免碰撞；所述缓冲吸能模块为主动弹出和收回装置，用于碰撞无法避免时吸收和缓冲碰撞产生的能量。

【技术特征摘要】
1.一种汽车主动防撞系统，其特征在于，包括控制模块以及分别与控制模块通讯连接的前处理模块、执行模块和缓冲吸能模块，与前处理模块相连的数据采集模块；所述数据采集模块用于采集路面车道信息、本车信息、前后方障碍信息以及本车与前后方障碍在路面车道上的相对信息；所述前处理模块依据数据采集模块获得的信息建立当前状态下本车及路面车道车辆分布模型；所述控制模块根据前处理模块处理后的数据，判断是否存在碰撞危险，并根据碰撞所需的时间将碰撞划分等级，针对不同等级向执行模块和缓冲吸能模块发送相应的指令以减小或避免碰撞；所述执行模块向驾驶员发出警报或提供驾驶人员相应的安全车速和可供变向的车道，同时操纵制动系统及转向系统执行相应操作，减小或避免碰撞；所述缓冲吸能模块为主动弹出和收回装置，用于碰撞无法避免时吸收和缓冲碰撞产生的能量。2.如权利要求1所述的一种汽车主动防撞系统，其特征在于，所述数据采集模块包含毫米波雷达、车道线识别装置和本车传感器；所述毫米波雷达安装于汽车前格栅中间位置，用于检测前、后方障碍相对于本车的距离、速度、加速度以及相对于本车的方位角；所述车道线识别装置设置有两个，分别安装在汽车前部两侧，用于测量路面车道的个数、车道宽度、本车所处车道及本车距本车道两侧车道线的距离；所述本车传感器包含基于ABS的轮速传感器和安装于车轮处的正压力传感器，ABS轮速传感器用于测量本车的速度和路面附着系数，正压力传感器用于测量轮胎给地面的正压力。3.如权利要求2所述的一种汽车主动防撞系统，其特征在于，所述前处理模块接收所述数据采集模块采集的数据，并对数据进行处理，通过所述车道线识别装置采集的路面车道线分布情况和本车所在车道的确定位置，再结合所述轮速传感器采集的本车车速，建立本车所在路面的模型；再将所述毫米波雷达采集的前、后方障碍相对于本车的距离、速度、加速度和方位角，进行参考系转化为以路面为参考系，再与本车所在路面的模型进行融合则可得到当前状态下本车及路面车道车辆分布模型。4.如权利要求3所述的一种汽车主动防撞系统，其特征在于，所述本车及路面车道车辆分布模型包含：车道宽B，本车和障碍所处车道，本车距左侧车道线距离A，本车纵向速度Vy0，本车横向速度Vx0，本车纵向加速度ay0，本车横向加速度ax0，本车与目标车纵向距离Yi及横向距离Xi，目标车纵向...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢飞，张庆，孙维毅，赵洁，陈建华，王政军，鲍磊，王书博，周志超，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22