本實(shí)用新型涉及安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于車輛狀態(tài)-路面情況的車輛速度預(yù)警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著車輛尺寸和速度的提高，特別是商用車，其重量大、軸距長(zhǎng)、質(zhì)心高，在山區(qū)多彎道和長(zhǎng)下坡路段容易發(fā)生事故，發(fā)生事故的主要原因多為超速和制動(dòng)失效；很多山區(qū)道路年代久遠(yuǎn)，早期設(shè)計(jì)已不能滿足現(xiàn)代商用車的安全需求，限速牌對(duì)商用車缺乏直觀性與實(shí)時(shí)性，影響商用車在山區(qū)道路的安全行駛。
另外，車輛安全輔助駕駛技術(shù)的研究主要集中于：車道偏離預(yù)警與保持、車輛周圍障礙物檢測(cè)、車內(nèi)駕駛?cè)藸顟B(tài)檢測(cè)、車輛運(yùn)動(dòng)控制與通信等。由于商用車由于參數(shù)估計(jì)困難，車輛安全輔助駕駛技術(shù)設(shè)備在商用車上的安裝率并不高。
車輛的行駛速度是車輛運(yùn)動(dòng)效率和車輛安全的重要證，現(xiàn)行車輛的駕駛速度限制多是遵循道路限速牌限速，即交通部門給出的限速要求。交通部門給出的車速限制是對(duì)各種情況的一種綜合與平衡，限速太嚴(yán)必然會(huì)犧牲一部分的通行效率、增加道路的負(fù)擔(dān)，限制太寬就容易發(fā)生危險(xiǎn)。通常，同一道路上對(duì)所有車的速度限制是相同的，車速限制的提出不是針對(duì)某一類型的車輛，不同類型的車輛參數(shù)各不相同，所需要的安全速度大不相同。
除了交通法規(guī)的道路限速，駕駛員在駕駛過程中，多根據(jù)車輛載貨狀況、天氣等來(lái)判斷一個(gè)可控的安全駕駛速度，這個(gè)速度往往低于交通限速。但是這個(gè)速度的把控，需要駕駛員豐富的駕駛經(jīng)驗(yàn)，對(duì)與經(jīng)驗(yàn)不足的駕駛員仍然十分困難。因此，有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，提供一種滿足需要的汽車預(yù)警系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種安全可靠的基于車輛狀態(tài)和路面狀況的車輛速度預(yù)警系統(tǒng)。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種基于車輛狀態(tài)-路面情況的車輛速度預(yù)警系統(tǒng)，主要包括安全速度監(jiān)測(cè)模塊，以及分別與安全速度監(jiān)測(cè)模塊相連的車輛參數(shù)檢測(cè)模塊、路面附著系數(shù)檢測(cè)模塊、路況檢測(cè)模塊和速度提示模塊，其中：
車輛參數(shù)檢測(cè)模塊用于獲取車輛參數(shù)如車輛的質(zhì)量和質(zhì)心位置等，并將參數(shù)信息發(fā)送至安全速度監(jiān)測(cè)模塊和路面附著系數(shù)檢測(cè)模塊；
路面附著系統(tǒng)檢測(cè)模塊用于采集車輛參數(shù)，計(jì)算車輛的路面附著系數(shù)路況檢測(cè)模塊用于獲取路面狀態(tài)參數(shù)如道路坡度和道路彎曲曲率，并將參數(shù)信息發(fā)送至道路信息存儲(chǔ)模塊；
安全速度監(jiān)測(cè)模塊用于獲取車輛參數(shù)信息、路面附著信息和路況信息，并對(duì)三種信息進(jìn)行整合計(jì)算分析，得出最佳行駛速度，并將最佳行駛速度與當(dāng)前車輛的行駛速度進(jìn)行對(duì)比分析，根據(jù)對(duì)比結(jié)果對(duì)速度提示模塊發(fā)出動(dòng)作指令；
速度提示模塊用于接收安全速度監(jiān)測(cè)模塊發(fā)出的指令，并對(duì)動(dòng)作指令響應(yīng)。
按上述方案，所述預(yù)警系統(tǒng)還包括GPS定位模塊和道路信息存儲(chǔ)模塊，GPS定位模塊與道路信息模塊相連，道路信息模塊分別與路況檢測(cè)模塊和安全速度監(jiān)測(cè)模相連，所述GPS定位模塊用于獲取車輛位置信息，并將位置信息發(fā)送至路況信息存儲(chǔ)模塊和導(dǎo)航模塊；路面信息存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)路況信息和位置信息，并將路況信息和位置信息整合匹配，便于安全速度監(jiān)測(cè)模塊的調(diào)用，以及下一次行駛時(shí)自動(dòng)調(diào)用。
按上述方案，所述預(yù)警系統(tǒng)還包括與GPS定位模塊相連的導(dǎo)航模塊，導(dǎo)航模塊用于接收GPS定位模塊發(fā)送的位置信息，并以語(yǔ)音方式或文字顯示的方式進(jìn)行導(dǎo)航。
按上述方案，所述車輛參數(shù)檢測(cè)模塊包括車輛質(zhì)量檢測(cè)分模塊和車輛質(zhì)心縱向位置檢測(cè)分模塊，車輛質(zhì)量檢測(cè)分模塊用于獲取車輛的質(zhì)量參數(shù)信息；車輛質(zhì)心縱向位置檢測(cè)分模塊用于獲取車輛的質(zhì)心縱向位置參數(shù)信息。
按上述方案，所述車輛質(zhì)量檢測(cè)分模塊和車輛質(zhì)心縱向位置檢測(cè)分模塊分別與懸架線位移傳感器相連；胎壓傳感器或者懸架線位移傳感器用于獲取車輛懸架的位移信息，并將車輛懸架的位移信息發(fā)送至車輛質(zhì)量檢測(cè)分模塊和車輛質(zhì)心縱向位置檢測(cè)分模塊。
按上述方案，所述路況檢測(cè)模塊包括道路坡度檢測(cè)分模塊和道路彎曲曲率檢測(cè)分模塊，道路坡度檢測(cè)分模塊用于獲取道路的坡度信息參數(shù)；道路彎曲曲率檢測(cè)分模塊用于獲取道路的彎曲曲率。
按上述方案，所述速度提示模塊可為語(yǔ)音提示模塊或者視覺警示模塊。
本實(shí)用新型的有益效果為：本實(shí)用新型結(jié)合車輛特性、狀態(tài)以及路面信息提供司機(jī)直觀的安全速度指導(dǎo)，分析并提出一個(gè)安全駕駛速度并對(duì)駕駛員進(jìn)行預(yù)警提示，有效提高了駕駛的安全性，減少了事故發(fā)生的概率，安全可靠；本實(shí)用新型采用道路信息存儲(chǔ)模塊，對(duì)駛過道路的道路信息的存儲(chǔ)，方便下一次調(diào)用。
附圖標(biāo)記
圖1為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的組成框架圖。
具體實(shí)施方式
為了更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地描述。
如圖1所述的一種基于車輛狀態(tài)-路面情況的車輛速度預(yù)警系統(tǒng)，主要包括安全速度監(jiān)測(cè)模塊，以及與安全速度監(jiān)測(cè)模塊相連的車輛參數(shù)檢測(cè)模塊、路面附著系數(shù)檢測(cè)模塊、路況檢測(cè)模塊、道路信息存儲(chǔ)模塊和速度提示模塊，道路信息存儲(chǔ)模塊還分別與路況檢測(cè)模塊和GPS定位模塊相連，GPS定位模塊與導(dǎo)航模塊以及速度提示模塊，其中：車輛參數(shù)檢測(cè)模塊用于獲取車輛參數(shù)如車輛的質(zhì)量和質(zhì)心位置等，并將參數(shù)信息發(fā)送至安全速度監(jiān)測(cè)模塊和路面附著系數(shù)檢測(cè)模塊；路面附著系統(tǒng)檢測(cè)模塊用于采集車輛參數(shù)，計(jì)算車輛的路面附著系數(shù)，并將該參數(shù)信息發(fā)送至安全速度監(jiān)測(cè)模塊；路況檢測(cè)模塊用于獲取路面狀態(tài)參數(shù)如道路坡度和道路彎曲曲率等，并將參數(shù)信息發(fā)送至道路信息存儲(chǔ)模塊；GPS定位模塊用于獲取車輛位置信息，并將位置信息發(fā)送至路況信息存儲(chǔ)模塊和導(dǎo)航模塊；路面信息存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)路況信息和位置信息，并將路況信息和位置信息整合匹配對(duì)應(yīng)，便于安全速度監(jiān)測(cè)模塊的調(diào)用，以及下一次行駛時(shí)自動(dòng)調(diào)用；安全速度監(jiān)測(cè)模塊用于獲取車輛參數(shù)信息、路面附著信息和路況信息，并對(duì)三種信息進(jìn)行整合計(jì)算分析，計(jì)算得出最佳行駛速度，并將最佳行駛速度與當(dāng)前車輛的行駛速度進(jìn)行對(duì)比分析，根據(jù)對(duì)比結(jié)果對(duì)速度提示模塊發(fā)出動(dòng)作指令；速度提示模塊用于接收安全速度監(jiān)測(cè)模塊發(fā)出的指令，并對(duì)動(dòng)作指令響應(yīng)，提示駕駛員；導(dǎo)航模塊用于接收GPS定位模塊發(fā)送的位置信息，并以語(yǔ)音方式或文字顯示的方式進(jìn)行導(dǎo)航。
本實(shí)施例中，車輛參數(shù)檢測(cè)模塊包括車輛質(zhì)量檢測(cè)分模塊和車輛質(zhì)心縱向位置檢測(cè)分模塊，兩者與同一個(gè)安裝在車輛懸架與車架之間的胎壓傳感器或者懸架線位移傳感器相連；胎壓傳感器或者懸架線位移傳感器用于獲取車輛懸架的位移信息，并將位移信息發(fā)送至車輛質(zhì)量檢測(cè)分模塊和車輛質(zhì)心縱向位置檢測(cè)分模塊，車輛質(zhì)量檢測(cè)分模塊用于計(jì)算獲得車輛的質(zhì)量參數(shù)信息；車輛質(zhì)心縱向位置檢測(cè)分模塊用于計(jì)算獲得車輛質(zhì)心位置參數(shù)信息。
本實(shí)施例中，路面附著系數(shù)檢測(cè)模塊用于采集車輛信息，如制動(dòng)時(shí)的縱向加速度信息，計(jì)算獲得輪胎所受的縱向力和垂直力，利用定義式計(jì)算獲得實(shí)時(shí)路面附著系數(shù)，再根據(jù)車輪輪速計(jì)算的車速和實(shí)際車速算的滑移率，利用滑移率與實(shí)時(shí)路面附著系數(shù)的關(guān)系得到最大路面附著系數(shù)（為了保證安全，安全速度的計(jì)算一般用的最大路面附著系數(shù)）。
本實(shí)施例中，路況檢測(cè)模塊包括道路坡度檢測(cè)分模塊和道路彎曲曲率檢測(cè)分模塊，道路坡度檢測(cè)分模塊用于獲取道路的坡度信息參數(shù)；道路彎曲曲率檢測(cè)分模塊用于獲取道路的彎曲參數(shù)。道路坡度檢測(cè)分模塊和道路彎曲曲率檢測(cè)分模塊分別結(jié)合車輛自身轉(zhuǎn)向及動(dòng)力學(xué)特性計(jì)算得到道路坡度和道路彎曲半徑。
本實(shí)施例中，安全速度監(jiān)測(cè)模塊和速度提示模塊可整合為一體；速度提示模塊可為語(yǔ)音提示模塊或者視覺警示模塊，以語(yǔ)音或文字顯示的形式提示駕駛員。
本實(shí)施例中，安全速度監(jiān)測(cè)模塊包括彎道安全速度監(jiān)測(cè)和坡道安全速度監(jiān)測(cè)模塊中的至少一個(gè)。
將車輛參數(shù)檢測(cè)模塊、路面附著系數(shù)檢測(cè)模塊、路況檢測(cè)模塊、GPS定位模塊、道路信息存儲(chǔ)模塊、安全速度監(jiān)測(cè)模塊、導(dǎo)航模塊以及速度提示模塊分別安裝在車輛的駕駛室內(nèi)；本實(shí)用新型的工作原理為：車輛行駛時(shí)，車輛參數(shù)檢測(cè)模塊獲取車輛質(zhì)量及質(zhì)心縱向位置并發(fā)送至安全速度監(jiān)測(cè)模塊，路面附著系數(shù)檢測(cè)模塊獲取路面附著系數(shù)并發(fā)送至安全速度監(jiān)測(cè)模塊，路況檢測(cè)模塊獲得彎道半徑和道路坡度，并發(fā)送至道路信息存儲(chǔ)模塊，安全速度監(jiān)測(cè)模塊調(diào)用道路信息存儲(chǔ)模塊內(nèi)的道路信息，并結(jié)合車輛質(zhì)量、車輛質(zhì)心縱向位置和路面附著系數(shù)計(jì)算得到車輛行駛的安全速度，并與車輛的當(dāng)前速度進(jìn)行比較，若監(jiān)測(cè)到當(dāng)前車速超過或逼近計(jì)算獲得的安全車速，安全速度監(jiān)測(cè)模塊向速度提示模塊發(fā)出預(yù)警指令，速度提示模塊接收預(yù)警指令后，通過語(yǔ)音或文字顯示的方式預(yù)警，提示駕駛員降低車速。
以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，但是凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。