專利名稱：汽車多信號防誤踩油門智能制動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于攝像頭、激光雷達應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及汽車緊急制動時，避免誤把油門當剎車的多信號智能控制裝置。
背景技術(shù)：
近幾年來，隨著經(jīng)濟增長和汽車行業(yè)的發(fā)展，我國汽車的保有量呈迅速上升趨勢， 道路車輛密集度也越來越大，因此汽車駕駛的安全問題也日益凸現(xiàn)出來。尤其是非專業(yè)駕駛員也越來越多，緊急情況下錯誤操作導(dǎo)致交通事故占較大比例。從目前汽車的使用情況來看，油門踏板和制動踏板均有右腳交替控制，對于新手駕駛員，甚至麻痹大意的專業(yè)駕駛員在出現(xiàn)緊急情況制動時，由于慌張誤把油門當作制動踏板使用而發(fā)生車禍。在當前的研究技術(shù)中，也有一些防止駕駛員剎車時誤踩油門的文獻。比如在油門踏板位置安裝速度傳感器，判斷緊急制動狀況，通過機械連接斷油熄火以或輔助裝置提醒駕駛員實現(xiàn)汽車減速制動；通過在汽車前部安裝超聲波雷達，掃描前方是否存在障礙，提前提醒駕駛員，減速駕駛員慌張誤操作的概率；通過雷達和速度傳感器的二者信號處理，來判斷緊急情況誤操作，實現(xiàn)汽車怠速行駛以降低車速。這些思路和方法都在很大的程度上，對駕駛員誤踩油門當剎車起了修正作用，但是首先都沒有完成避免誤踩油門的提醒，以及完成駕駛員要進行緊急制動這一基本操作。因此，提供一種信息可靠，判斷準確，分階段避免危險事故發(fā)生，不僅可以控制誤踩油門，而且實現(xiàn)駕駛員意圖，完成緊急剎車制動的智能制動裝置，對于保障人車安全具有
重要意義。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，本實用新型的目的在于，提供一種多信號防誤踩油門智能制動裝置。為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本實用新型采用如下技術(shù)解決方案予以實現(xiàn)一種汽車多信號防誤踩油門智能制動裝置，包括汽車及其控制臺，汽車上有速度傳感器、電子油門踏板和制動踏板，其特征在于，在汽車的前面中央安裝有激光雷達，汽車前面兩側(cè)安裝有攝像頭，在控制臺上有相連接的信號接受轉(zhuǎn)換模塊、單片機和信號發(fā)射裝置，速度傳感器、電子油門踏板、激光雷達和攝像頭均與信號接受轉(zhuǎn)換模塊的輸入接口相連接，在車內(nèi)還設(shè)有與信號發(fā)射裝置連通的提醒報警裝置，在制動踏板上連接有步進電機，信號發(fā)射裝置與步進電機連通。本實用新型的其他特點是所述的單片機采用ATMEGA16單片機。所述的雷達采用探測距離較遠的激光雷達，安裝在汽車前部。所述攝像頭采用紅外夜視攝像頭，以增加探測視野，尤其是在夜間視野不清晰的多發(fā)事故條件下起關(guān)鍵作用。本實用新型的汽車多信號防誤踩油門智能制動裝置，在即將達到預(yù)警裝置前的設(shè)定范圍內(nèi)，進行預(yù)警提醒，提醒駕駛員進行主動操作，駕駛員可以通過攝像頭顯示圖像，主觀判斷是否為錯誤警報或者該如何操作，此時還處于安全距離內(nèi)，駕駛員不必慌張，冷靜制動。如若已經(jīng)達到非安全距離，單片機根據(jù)速度傳感器，激光雷達，紅外攝像頭傳輸?shù)男盘枺?超過系統(tǒng)設(shè)定的閾值，單片機發(fā)出信號，發(fā)動機進行怠速控制，步進電機控制油門踏板操作，并且拉下制動踏板，進行主動操作制動，避免駕駛員誤踩油門制動。具有提前預(yù)警，圖像輔助主動判斷，信號全面，控制準確，多層次避免緊急狀況發(fā)生等優(yōu)點。

圖1為本實用新型的控制原理示意圖。圖2為本實用新型的安裝位置示意圖。圖中的標號分別表示1、攝像頭，2、激光雷達，3、控制臺，4、安全距離。圖3為本實用新型的單片機信號原理圖。圖4為本實用新型的復(fù)位裝置原理圖。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步的解釋。
具體實施方式
參照圖1，本實施例給出一種汽車多信號防誤踩油門智能制動裝置的硬件結(jié)構(gòu)，包括汽車及其控制臺，制動踏板，單片機，接受轉(zhuǎn)換模塊，提醒報警裝置，信號發(fā)射裝置，電子油門踏板，速度傳感器，紅外攝像頭(數(shù)量2個，汽車前面兩側(cè)分別安裝一個)，激光雷達，步進電機，電子油門踏板包括位移傳感器。其中速度傳感器、電子油門踏板、激光雷達和攝像頭均與信號接受轉(zhuǎn)換模塊的輸入接口相連接；信號接受轉(zhuǎn)換模塊，、信號發(fā)射裝置分別連接單片機，制動踏板和步進電機連接。由于激光雷達的探測距離較遠，探測到即將到達危險距離時，開啟報警提醒裝置， 同時顯示攝像頭成像，提醒駕駛員主動操作；到達設(shè)定危險距離時，單片機發(fā)出發(fā)動機怠速控制信號和觸發(fā)信號給步進電機，進行自動控制。其原理是，首先利用激光雷達波，來探測車輛遠處的障礙物，即將到達非安全距離的一定范圍時，起動報警提醒裝置；其次，到達非安全距離時，綜合考慮紅外攝像頭，激光雷達波，速度傳感器以及電子制動踏板的綜合信號，準確判斷出當前處于緊急制動誤踩油門狀態(tài)，停止油門踏板工作，電子操作制動踏板，實現(xiàn)駕駛員真正的意圖。大大減少了單純依賴雷達波的誤判狀態(tài)，引起的實際操作的不便。由于采用多信號判斷，準確性高，主動完成制動操作，不同于輔助制動的一種智能制動裝置。在本實施例中，單片機采用Atmel公司生產(chǎn)的ATMEGA16單片機，其信號原理如圖 3所示。采用本實用新型的汽車多信號防誤踩油門智能制動裝置，通過激光雷達、速度傳感器以及攝像頭獲取前方目標信息，傳遞給單片機信號接收轉(zhuǎn)換裝置，經(jīng)單片機計算處理后，即將到達非安全距離的一定范圍內(nèi)(比如定義安全距離為20米，圖2)，此時，單片機發(fā)出信號給報警提醒裝置，提醒駕駛員注意前方障礙目標，駕駛員根據(jù)攝像頭提供的圖像信息，主觀判斷是否應(yīng)該采取制動措施，以避免到達非安全距離。若駕駛員采取操作后，單片機繼續(xù)接受信息，但不發(fā)出控制指令。若駕駛員沒有做出正常反應(yīng)，車輛到達非安全距離，此時單片機根據(jù)油門踏板位置的電壓模擬信號，得到油門踏板的運動加速度。如果該值大于設(shè)定閾值，可以判斷駕駛員進行急踩油門動作，單片機發(fā)出信號，報警裝置啟動，即避開駕駛員采取自動操作；同時發(fā)出控制指令，控制節(jié)氣門實現(xiàn)發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)；與此同時，觸發(fā)步進電機，通過繩索拉下制動踏板，進行制動減速。危險情況結(jié)束時，駕駛員可以通過控制按鈕復(fù)位，如圖4所示，向單片機發(fā)出指令，步進電機復(fù)位，節(jié)氣門位置打開，車輛處于正常工作狀態(tài)。綜上，本實用新型的汽車多信號防誤踩油門智能制動裝置，能制動裝置在充分考慮多種信息的情況下，分預(yù)警，緊急制動以及事后復(fù)位三個步驟。不僅完成提醒功能，而且在緊急情況下，阻止了駕駛員的錯誤操作已經(jīng)實現(xiàn)其正確意圖，對于預(yù)防交通事故提供了很大的保障。其優(yōu)點是(1)提前預(yù)警裝置，提醒駕駛員進行更為主動的操作，避免單純機械的錯誤判斷。 另外，預(yù)警提示和緊急報警的聲音設(shè)置可不同，便于駕駛員區(qū)分當前狀態(tài)。(2)紅外攝像頭提供駕駛員更為精確的前方視覺信息，尤其是在夜間行車時。(3)獨立存在的單片機系統(tǒng)，減少了車載ECU負擔(dān)，以及在本實用新型出現(xiàn)問題時方便拆卸調(diào)整。(4)激光雷達探測距離較遠，更有利于在沒有達到非安全距離時提早避免。(5)在緊急情況下，不僅阻止了駕駛員誤踩油門帶來的危害，而且，完成駕駛員的制動意圖。(6)單片機接受處理速度傳感器，激光雷達，攝像頭，以及電子油門踏板等多項信息，更準確的識別緊急狀況，避免信息不足引起的干擾駕駛。
權(quán)利要求1.一種汽車多信號防誤踩油門智能制動裝置，包括汽車及其控制臺，汽車上有速度傳感器、電子油門踏板和制動踏板，其特征在于，在汽車的前面中央安裝有激光雷達，汽車前面兩側(cè)安裝有攝像頭，在控制臺上有相連接的信號接受轉(zhuǎn)換模塊、單片機和信號發(fā)射裝置， 速度傳感器、電子油門踏板、激光雷達和攝像頭均與信號接受轉(zhuǎn)換模塊的輸入接口相連接， 在車內(nèi)還設(shè)有與信號發(fā)射裝置連通的提醒報警裝置，在制動踏板上連接有步進電機，信號發(fā)射裝置與步進電機連通。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車多信號防誤踩油門智能制動裝置，其特征在于，所述的單片機采用ATMEGA16單片機。
3.如權(quán)利要求1所述的汽車多信號防誤踩油門智能制動裝置，其特征在于，所述的攝像頭采用紅外夜視攝像頭。
專利摘要本實用新型公開了一種汽車多信號防誤踩油門智能制動裝置，包括汽車及其控制臺，汽車上有速度傳感器、電子油門踏板和制動踏板，在汽車的前面中央安裝有激光雷達，汽車前面兩側(cè)安裝有攝像頭，在控制臺上有相連接的信號接受轉(zhuǎn)換模塊、單片機和信號發(fā)射裝置，速度傳感器、電子油門踏板、激光雷達和攝像頭均與單片機的輸入接口相連接，在車內(nèi)還設(shè)有與信號發(fā)射裝置連通的提醒報警裝置，在制動踏板上連接有步進電機，信號發(fā)射裝置與步進電機連通。具有提前預(yù)警，圖像輔助主動判斷，信號全面，控制準確，多層次避免緊急狀況發(fā)生等優(yōu)點。
文檔編號B60W10/18GK202345675SQ201120425740
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者孫浩, 張文廣, 杜春臣 申請人:長安大學(xué)