安全车距智能检控装置与方法制造方法及图纸

一种汽车工程中的控制技术领域的安全车距智能检控装置与方法。装置包括：双目针孔摄像头、信号处理器、车速操控机构、语音提示器，双目针孔摄像头的输出接口分别通过视频电缆与信号处理器的两个图像输入接口连接，信号处理器的输出接口分别与车速操控机构的输入接口和语音提示器的输入接口并行连接；方法为自动检测与前方车辆的车距，根据自身车辆的速度准确控制应该保持的安全车距，本发明专利技术根据当前车速与车距，实时、准确地进行减速直至刹车，因此能够有效避免车辆追尾等交通事故的发生。实施结果统计数据表明：能够将车辆追尾事故降低９５％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种汽车工程中的控制
的装置与方法，具体是一种安全 车距智能检控装置与方法。
技术介绍
前后车辆保持一定车距是安全驾驶必须注意和掌握的问题，尤其是在高速公路上 行驶的汽车。但是，如果全靠驾驶员来控制安全车距明显存在如下致命的弱点(1)依靠目测很难把握准确车距；(2)在高速公路上，对于一般的驾驶员来说，绝对不可能做到能够根据车辆的当 前车速准确“心算”出应该与前车保持最佳的安全距离；(3)受驾驶经验、驾驶心理等因素的影响，都有可能会造成对安全车距的疏忽而失 控。为了解决此类问题，当前已有超声波、毫米波雷达、激光等技术被应用于车载系统 以解决车辆对前方物体的测距问题。就现有技术而言，超声波测量距离较短；毫米波雷达在 电磁波干扰情况下对测距影响较大；点激光测点少，成像式激光技术又过于复杂，经济成本 太高；因此造成这些技术的推广受到一定的限制。经对现有技术文献的检索发现，李睿的“室内移动机器人导航技术的研究”(大 庆石油学院硕士学位论文，2006)利用超声波传感器、碰撞传感器、步进电机及其控制芯片 Ta8435联合制作开发了移动机器人实验平台，并利用模糊控制和模糊神经网络技术对室内 移动机器人导航中的模糊控制避障和模糊神经网络路径跟踪作了 MATLAB仿真研究。必须 指出，该技术思路在机器人导航技术方面是可行的，但是它受超声波工作距离、计算速度及 成像结构的局限，根本无法适用于行驶状态下车辆对前方车距的实时检测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种安全车距智能检控装置与方 法，确保车辆在行驶过程，能够自动检测与前方车辆的车距，根据自身车辆的速度准确控制 应该保持的安全车距。一旦前方车辆出现突发事件，如因某种原因急刹车，自身车辆能够根 据当前车速与车距，实时、准确地进行减速直至刹车，避免发生车辆追尾等交通事故。本专利技术是通过以下技术方案实现的本专利技术涉及一种安全车距智能检控装置，包括双目针孔摄像头、信号处理器、车 速操控机构、语音提示器，双目针孔摄像头的输出接口分别通过视频电缆与信号处理器的 两个图像输入接口连接，信号处理器的输出接口分别与车速操控机构的输入接口和语音提 示器的输入接口并行连接。所述的双目针孔摄像头，包括左目摄像头和右目摄像头，设置于左侧前照灯内侧 边缘的针孔摄像头被称之为左目针孔摄像头，设置于右侧前照灯内侧边缘的针孔摄像头被 称之为右目针孔摄像头。左目摄像头和右目摄像头分别与信号处理器的两个输入接口相连，将各自采集到的道路景物图像模拟信号分别经视频电缆输送至信号处理器。所述信号处理器，包括第一图像输入接口、第二图像输入接口、第一模数转换模 块、第二模数转换模块、图像处理模块、车速信号输入接口、输出接口。其中第一图像输入 接口的输入端经视频电缆与左目摄像头输出接口相连，第二图像输入接口的输入端经视频 电缆与右目摄像头输出接口相连，两个图像输入接口的输出端分别与第一、第二模数转换 模块的输入端连接，两个模数转换模块的输出端口分别与图像处理模块的输入端口连接； 车速信号输入接口的输入端与车辆速度传感器的输出接口连接，车速信号输入接口的输出 端与图像处理模块的输入端口连接。所述的车辆速度传感器，利用车辆已有的车辆数字速 度传感器。 所述车速操控机构，包括输入接口、第一数模转换器、功率放大器、电磁阀和电动 刹车推杆。其中，输入接口与第一数模转换器的输入端口连接，第一数模转换器的输出端 口与功率放大器的输入端口连接，功率放大器的输出端口同时与电磁阀线圈的两个端点及 电动刹车推杆线圈的两个端点相并接；电磁阀线圈套在电磁铁芯的外面，电磁线圈受电时 通过电磁铁芯产生磁力对阀门产生磁性吸力，随着加在电磁线圈两端点电压信号的大小变 化，电磁铁芯的磁性吸力同时产生相应的变化，电磁铁芯的磁性吸力作用于阀门、拉动阀门 以改变阀门的开度，阻力弹簧是一种拉伸弹簧，阀门在电磁铁芯磁性吸力拉动的同时，阻力 弹簧也同时受到拉伸，因此产生一个与电磁铁芯磁性吸力相反的弹性力，当电磁铁芯磁性 吸力和阻力弹簧弹力达到平衡时，阀门就被停止拉动，即阀门开度与加在电磁线圈两端点 电压相对应。所述电动刹车推杆，包括电刹车线圈与电磁推杆，电刹车线圈套装在电磁推杆的 一端，电磁推杆的另一端与脚踏刹车杆杠机构连接，当电刹车线圈受电时，电刹车线圈所产 生的电磁场对套装在电刹车线圈内的推杆产生轴向机械推力，该轴向机械推力作用在脚踏 刹车杆杠机构的电动推杆作力点上，通过杆杠机构起到与脚踏刹车同样的效果使车辆自动 刹车。所述语音提示器，包括输入接口、译码器、数字语音模块、第二数模转换器、功率 放大模块、扬声器；其中输入接口的输出端与译码器的输入端口连接，译码器的输出端口 与数字语音模块的输入端口连接，数字语音模块的输出端口与第二数模转换器的输入端口 连接，第二数模转换器的输出端口与功率放大模块的输入端口连接，功率放大模块的输出 端口与扬声器的输入端口连接。当语音提示器的输入接口接收到控制指令后，经过译码器 的解释，链接数字语音模块中的相关语音单元，将链接后的语音单元序列依次输至第二数 模转换器转换为语音模拟信号，再将语音模拟信号输至功率放大模块经功率放大后驱动扬 声器发出相应的语音，如控制指令“01100100”输出至语音提示器时，语音提示器就会实 时地向驾驶员警示“前方车距小于安全车距loom”。本专利技术当车辆正常行驶中，车速操控机构的电磁阀处于全开状态，即开度为 100% ；当本专利技术识别前方车距小于安全车距时，电磁阀线圈在输入电压信号的作用下，电 磁铁产生相应磁力拉动阀门减小其原有开度，因此减小了燃料的流量，迫使车辆减速；同 时，电动刹车推杆线圈也在该输入电压信号的作用下，对推杆产生轴向推力通过杆杠机构 的力矩传递带动脚刹车迫使车辆逐渐减速并最终停止下来。本专利技术第一、第二图像输入接口分别从左、右目摄像头输出接口接收图像模拟信号后，将两个图像模拟信号分别送入信号处理器中的第一、第二模数转换模块的输入端， 第一、第二模数转换模块再将转换后的数字图像信号分别输至信号处理器中的图像处理模 块；车辆速度传感器的输出信号经车速信号输入接口输入至图像处理模块。信号处理器对 双目针孔摄像头采集到的两幅图像实时进行处理，通过识别方法来确定当前车辆与前方车 辆的距离；一旦车距小于安全值，信号处理器会实时地将识别结果生成控制指令由其输出 接口输出；在控制指令的作用下，通过车速操控机构自动使车辆减速并能够准确以一种新 的行驶速度保持与前方车辆的距离。同时，通过语音播放器和数字显示器向驾驶员警示，注 意前方车辆，使得驾驶员能够实时了解情况。在极端情况下，如前方车辆急刹车，本专利技术技 术能够控制车辆实时刹车，有效避免追尾事故的发生。本专利技术还涉及一种安全车距智能检控方法，包括步骤如下步骤一、收集建立车辆背景图像作为模板数据库，并在信号处理器中建立车辆背 景模板数据库；步骤二、对车辆前方景物图像进行实时采集；步骤三、对前方车辆进行快速识别运算；步骤四、判定前方车辆所处车道，判定前方车辆包括压线行驶车辆所处车道，区分 与自身车辆是否处于同一行车道上；步骤五、继续实时地进行自身车辆与前方车辆的间距计算，监视一旦识别出前方 车辆与自身车辆同处一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安全车距智能检控装置，其特征在于，包括：双目针孔摄像头、信号处理器、车速操控机构、语音提示器，双目针孔摄像头的输出接口分别通过视频电缆与信号处理器的两个图像输入接口连接，信号处理器的输出接口分别与车速操控机构的输入接口和语音提示器的输入接口并行连接；所述的双目针孔摄像头包括左目摄像头和右目摄像头，左目摄像头和右目摄像头分别与信号处理器的两个输入接口相连，将各自采集到的道路景物图像模拟信号分别经视频电缆输送至信号处理器。

【技术特征摘要】
一种安全车距智能检控装置，其特征在于，包括双目针孔摄像头、信号处理器、车速操控机构、语音提示器，双目针孔摄像头的输出接口分别通过视频电缆与信号处理器的两个图像输入接口连接，信号处理器的输出接口分别与车速操控机构的输入接口和语音提示器的输入接口并行连接；所述的双目针孔摄像头包括左目摄像头和右目摄像头，左目摄像头和右目摄像头分别与信号处理器的两个输入接口相连，将各自采集到的道路景物图像模拟信号分别经视频电缆输送至信号处理器。2.根据权利要求1所述的安全车距智能检控装置，其特征是，所述信号处理器，包括 第一图像输入接口、第二图像输入接口、第一模数转换模块、第二模数转换模块、图像处理 模块、车速信号输入接口、输出接口，其中第一图像输入接口的输入端经视频电缆与左目 摄像头输出接口相连，第二图像输入接口的输入端经视频电缆与右目摄像头输出接口相 连，两个图像输入接口的输出端分别与第一、第二模数转换模块的输入端连接，两个模数转 换模块的输出端口分别与图像处理模块的输入端口连接；车速信号输入接口的输入端与车 辆速度传感器的输出接口连接，车速信号输入接口的输出端与图像处理模块的输入端口连 接。3.根据权利要求1或者2所述的安全车距智能检控装置，其特征是，所述车速操控机 构，包括输入接口、第一数模转换器、功率放大器、电磁阀和电动刹车推杆，其中，输入接口 与第一数模转换器的输入端口连接，第一数模转换器的输出端口与功率放大器的输入端口 连接，功率放大器的输出端口同时与电磁阀线圈的两个端点及电动刹车推杆线圈的两个端 点相并接。4.根据权利要求3所述的安全车距智能检控装置，其特征是，所述电动刹车推杆，包 括电刹车线圈与电磁推杆，电刹车线圈套装在电磁推杆的一端，电磁推杆的另一端与脚踏 刹车杆杠机构连接，当电刹车线圈受电时，电刹车线圈所产生的电磁场对套装在电刹车线 圈内的推杆产生轴向机械推力，该轴向机械推力作用在脚踏刹车杆杠机构的电动推杆作力 点上，通过杆杠机构起到与脚踏刹车同样的效果使车辆自动刹车。5.根据权利要求1所述的安全车距智能检控方法，其特征在于，包括步骤如下步骤一、收集建立车辆背景图像作为模板数据库，并在信号处理器中建立车辆背景模板数据库；步骤二、对车辆前方景物图像进行实时采集；步骤三、对前方车辆进行快速识别运算；步骤四、判定前方车辆所处车道，判定前方车辆包括压线行驶车辆所处车道，区分与自 身车辆是否处于同一行车道上；步骤五、继续实时地进行自身车辆与前方车辆的间距计算，监视一旦识别出前方车辆 与自身车辆同处一个车道，则执行步骤六；否则执行步骤七；步骤六、车距控制；步骤七、重复步骤二到步骤六的循环过程。6.根据权利要求5所述的安全车距智能检控方法，其特征是，步骤二中所述的实时采 集是以实时采...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀彬，应俊豪，胡志勇，崔灿，马丽，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]