【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种小型电动车行驶安全保障装置，尤其涉及一种用于电瓶车转弯变道警示的装置。
技术介绍
1、根据中国自行车协会披露的数据，截至2022年末，我国电动自行车社会保有量已在3.5亿辆左右。电瓶车的事故率相对较高。根据不同数据来源和地区，电瓶车事故率可能在某些情况下是其他车辆的3-5倍，每公里致命危险率约为小汽车的15-20倍。一些研究显示，电瓶车事故率较高的部分原因是用户缺乏交通风险意识，同时也有一些高发路段存在安全隐患。在某些城市，约有40％～50％的电动自行车事故是由电动自行车驾驶人导致的，事故的高发路段为十字交叉路口、人行横道和机动车道上。此外，骑电瓶车时接打电话或看手机等行为也增加了事故概率。因此，为了降低电瓶车事故率，需要加强交通安全教育和宣传，提高用户的交通风险意识，同时改善道路交通环境，提高电瓶车的安全性。
2、在日常行驶过程中，电瓶车驾驶员经常会进行无防范意识的变道或转向行为，往往是不开转向灯，不看后方是否有车辆就进行转弯变道行为，具有较大的安全隐患。后方车辆也往往因为电瓶车不开转向灯的突然变道或转弯行为而没有进行防范，从而引发交通事故。
技术实现思路
1、专利技术目的：针对以上问题，本专利技术提出一种用于电瓶车转弯变道警示的装置，能够在电瓶车驾驶员进行危险转弯或变道时，强制开启转向灯，提示后方车辆，同时对后方车辆的危险程度进行判别，并根据危险程度调节磁阻尼器，对电瓶车驾驶员的转弯或变道行为进行危险提示，同时在一定程度上能够阻止危险的转弯或变道行
2、技术方案：本专利技术所采用的技术方案是一种用于电瓶车转弯变道警示的装置，包括处理器，测距传感器，阻尼器，陀螺仪。其中，测距传感器用于测量电瓶车后方车辆与本车的相对距离；陀螺仪用于通过角速度检测电瓶车驾驶员转弯变道的行为。处理器通过危险系数判别算法调整阻尼器的阻尼大小，用于根据以此对电瓶车驾驶员的无安全意识的转弯行为进行抑制或者制止来保证驾驶员的人身安全；危险系数判别算法根据传感器测距所获得的数据以及电瓶车本车行驶速度的数据输入，藉此来对磁阻尼器的输入电流进行调控，以达到转弯阻尼调控确保电瓶车驾驶员安全的效果。
3、优选的，在电瓶车驾驶员进行危险转弯或变道时，强制自主开启转向灯，提示后方车辆。
4、优选的，该装置还包括感光元件，用于分别对白天夜间进行不同系数的危险判断。测距传感器采用超声波测距传感器，阻尼器采用磁阻尼器，根据输入电流大小来控制调节磁阻尼器中的磁场大小，从而改变与电瓶车前轮转轴相连的金属导体在磁阻尼器中的磁场受力，产生转弯阻尼。
5、具体的，所述磁阻尼器，包括内部和外部，内部为转子结构，转子采用绝缘材料，转子结构包含有若干个金属导体，外部为通电螺旋线圈，用于提供磁场；所述转子套在电瓶车前轮转向轴上，转轴转动时会带动转子结构上的金属导体进行旋转。
6、危险系数判别算法包括：原始数据处理，对测距传感器所测得的距离数据进行预处理，得到可靠数据；当电瓶车存在转弯变道行为时，进行危险系数计算；根据危险系数，计算所需要阻尼；根据所需要的阻尼大小计算调节电流。
7、具体的，由超声波传感器获得相对距离sn，超声波两次测距时间差tc，本车速度v1，由此可计算后车的速度v2，
8、vx＝(sn-sn-1)/tc
9、v2＝v1+vx
10、vx为本车与后车的相对速度。
11、电瓶车本身的驾驶轨迹，可以通过陀螺仪获得变道(转弯)时的角速度ω，通过电瓶车码表可获得电瓶车本身的速度v1，可由公式计算电瓶车的转弯半径r：
12、
13、以电瓶车为原点建立坐标系，电瓶车变道(转弯)时的横向距离为x＝1.5m，电瓶车变道(转弯)时的纵向距离为y，由公式可求得x，y：
14、x＝r·sin(ω·t)
15、
16、y＝r·[1-cos(ω·t)]
17、本专利技术一方面根据超声波测距传感器实时监控本车与后车的距离，另一方面利用安全刹车距离模型对后车的碰撞风险进行等级划分。一般来说，汽车速度、刹车性能以及驾驶员和系统的反应时间影响汽车的安全制动距离。本文将后车制动过程分为三个阶段：驾驶员反应时间、车辆响应时间、车辆制动时间。第一阶段驾驶员反应阶段，取驾驶员平均反应时间t1＝0.5s，此阶段后车的行驶距离为d1，
18、d1＝v2·t1
19、第二阶段车辆响应阶段，取车辆响应时间t2＝0.2s，此阶段汽车行驶距离为d2，
20、d2＝v2·t2
21、第三阶段为汽车制动阶段，此阶段的汽车行驶距离有驾驶员选择的制动减速度相关，当汽车以舒适的减速度(a1＝-1.5m/s2)减速时，汽车的行驶距离为d3，
22、
23、t为电瓶车转弯变道时间。
24、汽车以舒适的减速度(a1＝-1.5m/s2)进行制动过程所行驶的距离d，
25、
26、为驾驶员进行风险转弯时提供合适的转弯阻尼，采取电信号传输的方式，为此，设定一个大于0小于1的值c表示风险系数大小，基于c调控为大小合适的电流，
27、
28、设定ω1＝0.4，ω2＝0.5，ω3＝0.1，vm＝max{v1，v2}，其中的ω1，ω2，ω3可以根据现实情况调整。
29、模型考虑了前车的行驶距离、后车的制动距离、相对距离以及车速差异对碰撞风险的影响。权重系数可以根据实际情况进行调整，以反映各因素的相对重要性。速度差异项使用了最大速度进行归一化，以确保这一项在模型中的影响在合理范围内。
30、当c≥1时，电瓶车出于最大危险状态，此时应调节磁阻尼器的阻尼为最大。
31、此时电瓶车危险系数与阻尼力大小关系已得出，还需具体的计算设计磁阻尼器的阻尼力大小，以达到通过电瓶车电路的电流进行对磁阻尼器阻尼力大小的调控，其中本专利技术的磁阻尼器的设计原理以及阻尼力大小与电瓶车电路电流大小的关系推导如下：
32、磁阻尼器的设计思想要利用磁场对转子(电瓶车转动轴)施加阻尼力，利用涡流制动的原理。涡流制动是一种通过感应涡流来产生阻尼力的方法，通常用于制动旋转物体。
33、下面是磁阻尼器的控制步骤和原理：
34、1.引入磁场：在金属导体附近引入一个磁场。这可以通过在金属导体周围放置永磁体或通过通电产生磁场的线圈来实现。
35、2.金属导体运动：确保金属导体在这个磁场中做圆周运动。本专利技术中转子与电瓶车前轮转轴相连接。
36、3.感应涡流：由于金属导体在磁场中运动，导体中会感应出涡流。涡流是由磁场变化引起的感应电流，其方向与磁场变化的方向相反。
37、4.涡流产生阻尼：由于涡流的存在，金属导体将受到涡流制动力，这会产生阻尼效果。制动力的大小取决于涡流的强度，而涡流的强度与金属导体的运动速度和磁场的强度有关。
38、本专利技术中，利本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于电瓶车转弯变道警示的装置，其特征在于：包括处理器、控制器、测距传感器，陀螺仪和阻尼器；所述测距传感器用于测量电瓶车后方车辆与本车的相对距离并计算相对速度；所述陀螺仪用于通过角速度检测是否存在转弯变道行为；所述处理器根据测距传感器数据、陀螺仪数据和本车行驶数据，通过危险系数判别算法计算危险系数，控制器根据危险系数调整阻尼器的阻尼大小。
2.根据权利要求1所述的用于电瓶车转弯变道警示的装置，其特征在于：在检测到电瓶车存在转弯变道行为时，强制开启转向灯提示后方车辆。
3.根据权利要求1所述的用于电瓶车转弯变道警示的装置，其特征在于：该装置还包括感光元件，用于分别对白天夜间进行不同系数的危险判断。
4.根据权利要求1所述的用于电瓶车转弯变道警示的装置，其特征在于：所述测距传感器采用超声波测距传感器；所述阻尼器采用磁阻尼器，磁阻尼器磁场中的受力金属导体与电瓶车前轮转轴相连；磁阻尼器根据输入电流大小来控制磁阻尼器中的磁场大小，从而改变与电瓶车前轮转轴相连的金属导体在磁阻尼器中的磁场受力，产生转弯阻尼。
5.根据权利要求4所述的用于电
6.根据权利要求1所述的用于电瓶车转弯变道警示的装置，其特征在于：所述危险系数判别算法包括：原始数据处理，对测距传感器所测得的距离数据进行可靠性判断，对于不可靠数据使用指数加权移动平均法估计数据取代；当电瓶车存在转弯变道行为时，进行危险系数计算；根据危险系数，计算所需要阻尼；根据所需要的阻尼大小计算调节电流。
7.根据权利要求6所述的用于电瓶车转弯变道警示的装置，其特征在于：危险系数计算式为：
8.根据权利要求7所述的用于电瓶车转弯变道警示的装置，其特征在于：电瓶车转弯变道过程中纵向行驶距离Y和后车制动过程所需的距离D的计算式分别为：
9.根据权利要求6所述的用于电瓶车转弯变道警示的装置，其特征在于：所需要阻尼的计算式为：
10.根据权利要求6所述的用于电瓶车转弯变道警示的装置，其特征在于：所述的调节电流的计算式为：
...【技术特征摘要】
1.一种用于电瓶车转弯变道警示的装置，其特征在于：包括处理器、控制器、测距传感器，陀螺仪和阻尼器；所述测距传感器用于测量电瓶车后方车辆与本车的相对距离并计算相对速度；所述陀螺仪用于通过角速度检测是否存在转弯变道行为；所述处理器根据测距传感器数据、陀螺仪数据和本车行驶数据，通过危险系数判别算法计算危险系数，控制器根据危险系数调整阻尼器的阻尼大小。
2.根据权利要求1所述的用于电瓶车转弯变道警示的装置，其特征在于：在检测到电瓶车存在转弯变道行为时，强制开启转向灯提示后方车辆。
3.根据权利要求1所述的用于电瓶车转弯变道警示的装置，其特征在于：该装置还包括感光元件，用于分别对白天夜间进行不同系数的危险判断。
4.根据权利要求1所述的用于电瓶车转弯变道警示的装置，其特征在于：所述测距传感器采用超声波测距传感器；所述阻尼器采用磁阻尼器，磁阻尼器磁场中的受力金属导体与电瓶车前轮转轴相连；磁阻尼器根据输入电流大小来控制磁阻尼器中的磁场大小，从而改变与电瓶车前轮转轴相连的金属导体在磁阻尼器中的磁场受力，产生转弯阻尼。
5.根据权利要求4所述的用于电瓶车转...
【专利技术属性】
技术研发人员：厉志浩，周桂良，毛丽娜，赖涛，闫肃，王声超，张凯，许明明，冒英雄，倪晓雨，吴雨彤，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：
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