專利名稱：一種行車安全輔助控制方法及其系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于汽車安全領域，涉及車輛行駛過程中提高安全性的方法及系統。
背景技術：
眾所周知，汽車在高速行駛的時候，前車與后車之間的安全距離是隨著速度的增加而越來越大的。但是駕駛員有時會對自己和前方車輛的速度與安全距離估計不足或出現偏差，致使容易出現在前方車輛急剎車或出現意外狀況時無法做出正確的判斷或由于剎車距離太短及車速過快而發生交通事故；還有當進行超車時，由于對迎面車輛的速度及距離估計不足，而進行盲目超車，又或者是在超車時，由于迎面車輛速度過快，來不及做出反應而發生交通事故；這些事故都給社會、受害者及其家人帶來了沉重的后果，鑒于此種現象，若能提出一種智能車距車速判斷及超車輔助系統，可以有效地避免這一現象的發生。
發明內容
本發明針對背景技術中所述的安全問題，提出了一種行車安全輔助控制方法以及能夠實現這種控制方法的系統。本發明提出一種行車安全輔助控制方法，包括以下步驟(I)實時檢測本車車速、本車與前車的車距和相對速度，實時檢測駕駛員是否有超車意圖；(2)計算當前車速下本車的安全距離，并在駕駛員有超車意圖的情況下進行超車輔助控制；(3)比較本車與前車的車距和安全距離的大小，根據比較結果提示駕駛員或者自動控制車輛。其中，所述超車意圖指的是方向盤的左轉向角大于零或者車輛加速度大于零。步驟(3)包括(a)若本車與前車的車距等于安全距離，則顯示該結果，并發出指示來提示駕駛員已進入安全距離需要小心駕駛，如通過方向盤抖動來提示；(b)若本車與前車的車距小于安全距離且駕駛員無超車行為，則警告駕駛員注意安全；若駕駛員沒有采取措施而進一步拉近與前車的距離或前方車輛突然減速，則通過車輛總線向防抱死剎車系統請求減速、向車身控制系統請求點亮剎車燈。所述超車輔助控制包括以下步驟判斷有無迎面車輛，根據判斷結果作如下操作若沒有迎面車輛，則判斷為允許進行超車，并提示駕駛員允許進行超車；若有迎面車輛，計算本車在當前情況下的超車安全距離，方法為根據本車與迎面車輛以及被超車輛的距離和相對速度，計算在本車完成安全超車的時間內本車行駛的距離與迎面車輛行駛的距離，兩者之和作為超車安全距離。將超車安全距離與本車和迎面車輛的車距作比較，根據比較結果提醒駕駛員是否允許進行超車或者自動控制車輛運行，包括(I)若本車與迎面車輛的距離大于或者等于超車安全距離，則判斷為允許進行超車，并提示駕駛員允許進行超車；(2)若本車與迎面車輛的距離小于超車安全距離，則判斷為不允許進行超車，并提示駕駛員不允許進行超車；此時繼續檢測駕駛員行為和車輛狀態并作相應操作，包括(a)若已經提示駕駛員不允許進行超車，而駕駛員仍繼續試圖超車，則自動通過車輛總線向電子轉向柱鎖請求鎖死方向盤向左打方向、向防抱死剎車系統請求減速、向車身控制模塊請求點亮剎車燈；(b)若不允許進行超車且方向盤被鎖住，當存在與迎面車輛發生碰撞的危險且駕駛員仍不向右打方向避讓時，將自動通過車輛總線向電子助力轉向系統發送強制轉向請求，根據本車與迎面車輛的車距和車速確定向右轉向的轉向角。 本發明還提出一種實現所述行車安全輔助控制方法的行車安全輔助系統，該系統由信號采集單元、信號放大和整形單元、處理器單元、執行器單元組成。其中，系統可以通過車輛總線與防抱死剎車系統、電子轉向柱鎖、電子助力轉向系統和車身控制系統通信。系統中信號采集單元包括超聲波傳感器、測速雷達、方向盤轉角傳感器和車速傳感器，信號放大單元由運算放大機組成，整形單元由施密特觸發器組成，執行器單元包括LED顯示儀和語音警報系統。本發明中系統結合其方法，不僅可以給出語音警報提示駕駛員車輛狀態和輔助駕駛員判斷是否可以進行超車，而且在駕駛員沒有采取措施或者情況緊急的情況下，處理器通過CAN總線與車輛其他單元通信，能夠采取強制措施保證車輛安全。該系統控制方法中考慮到的不安全因素多，能夠較以往同類產品來說更加智能地保護車輛行駛安全，可以有效避免駕駛員在對本車及前方車輛的情況判斷不佳或盲目超車或出現意外情況而導致的交通事故。
圖I為本發明實施例中行車安全輔助系統的結構框圖；圖2a為本發明實施例兩車車距等于安全距離時情景示意圖；圖2b為本發明實施例兩車車距小于安全距離時情景示意圖；圖3a為本發明實施例無迎面車輛時的超車情景示意圖；圖3b為本發明實施例有迎面車輛且本車與迎面車輛的車距大于等于超車安全距離時的超車情景示意圖；圖3c為本發明實施例有迎面車輛且本車與迎面車輛的車距小于超車安全距離時的超車情景示意圖。其中1.本車；2.前方車輛或被超車輛；3.迎面車輛。
具體實施例方式為使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明的行車安全輔助控制方法和行車安全輔助系統作詳細描述。一種行車安全輔助控制方法，包括以下步驟
(I)實時檢測本車車速、本車與前車的車距和相對速度，實時檢測駕駛員是否有超車意圖；超車意圖指的是方向盤的左轉向角大于零或者車輛加速度大于零；(2)計算當前車速下本車的安全距離，并在駕駛員有超車意圖的情況下啟動超車輔助方法；(3)比較本車與前車的車距和安全距離的大小，根據比較結果提示駕駛員或者自動控制車輛。具體包括(a)若本車與前車的車距等于安全距離，在儀表上顯示該結果，并發出相應指示，如通過方向盤抖動來提示駕駛員已進入安全距離需要小心駕駛；(b)若本車與前車的車距小于安全距離且本車駕駛員無超車行為，則語音警告駕駛員注意安全；若本車駕駛員沒有采取措施或前方車輛突然減速而進一步拉近與前車的距 離時，通過CAN總線向防抱死剎車系統請求減速、向車身控制系統請求點亮剎車燈。上述超車輔助控制方法包括以下步驟判斷有無迎面車輛，根據判斷結果作如下操作若沒有迎面車輛，則判斷為允許進行超車，并通過語音提示駕駛員可以進行超車；若有迎面車輛，計算本車在當前情況下的超車安全距離，并與本車和迎面車輛的車距作比較，根據比較結果提醒駕駛員是否允許進行超車或者自動控制車輛運行。其中，計算超車安全距離的方法為根據本車與迎面車輛以及被超車輛的距離和相對速度，計算在本車完成安全超車的時間內本車行駛的距離與迎面車輛行駛的距離，兩者之和作為超車安全距離。根據比較提醒駕駛員是否允許進行超車或者自動控制車輛運行還包括(I)若本車與迎面車輛的距離大于或者等于超車安全距離，判斷為允許進行超車，并通過語音提示駕駛員允許進行超車；(2)若本車與迎面車輛的距離小于超車安全距離，判斷為不允許進行超車，并語音提示駕駛員不允許進行超車；此時繼續監測駕駛員行為和車輛狀態并作相應操作，包括(a)若已經提示駕駛員不允許進行超車，而駕駛員仍試圖超車，將自動通過CAN總線向電子轉向柱鎖請求鎖死方向盤向左打方向、向防抱死剎車系統請求減速、向車身控制模塊請求點亮剎車燈；(b)若不允許進行超車且方向盤被鎖住，當有可能與迎面車輛發生碰撞且駕駛員仍不向右打方向避讓時，則自動通過CAN總線向電子助力轉向系統發送強制轉向請求，向右轉向的轉向角根據本車與迎面車輛當時的車距和車速計算確定。一種可實現上述行車安全輔助控制方法的行車安全輔助系統，該系統由信號采集單元、信號放大和整形單元、處理器單元、執行器單元組成。其中，信號采集單元包括超聲波傳感器、測速雷達、方向盤轉角傳感器和車速傳感器，信號放大單元由運算放大機組成，整形單元由施密特觸發器組成，執行器單元包括LED顯示儀和語音警報系統。處理器可以通過CAN總線與防抱死剎車系統、電子轉向柱鎖、電子助力轉向系統和車身控制系統通信。圖I所示為實施例中行車安全輔助系統的設計方案。該系統通過安裝在車頭的超聲波傳感器和測速雷達實時測量本車與前車的距離和相對速度、通過方向盤轉角傳感器實時測量方向盤的轉角、通過車速傳感器實時測量本車車速，并將這些信息轉化成電信號。電信號經過一個放大電路放大，再經過一個整形電路整形，之后進入到單片機處理器中。處理器根據這些參數計算行車安全輔助控制方法所需要的參數，同時判斷本車駕駛員是否有超車意圖，在執行行車安全輔助控制算法時，必要的情況下給執行器下達指令，指示執行器進行相應的操作。這些指令包括指示儀表顯示當前車輛狀況，指示語音警報系統給出相應的語音警報。此外，在必要的情況下，處理器還可以通過CAN總線與防抱死剎車系統(后文均采用其英文縮寫形式ABS來表示)、車身控制模塊(后文均采用其英文縮寫形式BCM來表示)、電動助力轉向系統(后文均采用其英文縮寫形式EPS來表示)和電子轉向柱鎖(后文均采用其英文縮寫形式ESCL來表示)通信，請求ABS減速，請求BCM點亮剎車燈、請求EPS輔助轉向或請求ESCL鎖住方向盤等。圖2a和圖2b是兩車車距等于和小于安全距離時的情形，圖3a是無迎面車輛時的超車情形，圖3b是有迎面車輛且本車與迎面車輛的車距大于等于超車安全距離時的超車情形，圖3c是有迎面車輛且本車與迎面車輛的車距小于超車安全距離時的超車情形。其中，車輛I為本車，車輛2為前方車輛或者被超車輛，車輛3為迎面車輛。本車I中車頭處設有超聲波傳感器和測速雷達，它們實時測量本車與前方車輛2的距離和相對速度并轉化為電信號，此外方向盤轉角傳感器實時測量方向盤轉角，車速傳感器實時測量本車車速且都轉化為電信號。這些電信號通過放大機放大，再通過施密特觸發器整形后輸入到處理器中，處理器實時記錄這些信息，并在儀表中顯示。處理器實時檢測本車駕駛員是否有超車意圖，如果本車方向盤左轉向角大于零或者車輛加速度大于零，則判定為駕駛員有超車意圖，且啟動超車輔助控制方法。同時處理器根據本車和前車的速度和車距信息，計算此時本車I的安全剎車距離，以此作為本車I的安全距離。然后再比較兩車之間的車距和這個安全距離的大小。若兩車間的車距等于安全距離，如圖2a中所示。圖2a中本車I的處理器指示儀表顯示本車已經進入最小安全距離，以提示駕駛員注意車速。同時，為了避免駕駛員忽視儀表中的信息，處理器給方向盤發出指令使方向盤抖動，給駕駛員更加直接的提示。駕駛員在接到該提示后，應該減速。如果駕駛員減速使得兩車之間的距離大于安全距離，系統判斷此時車輛I的速度和距離能夠保證車輛安全，警報消除。如果駕駛員沒有減速或者減速幅度過小或者前方車輛突然減速等因素導致兩車之間的距離進一步拉近，即兩車間的距離小于安全距離，就會出現圖2b中的情形。在圖2b所示情形下，處理器比較兩車間的距離和當前車速下本車I的安全距離，得到兩車間的距離小于安全距離，判定本車I處于不安全狀況，于是處理器指示語音警報系統給出語音警報，警告駕駛員注意安全。同時監測車輛狀態和駕駛員行為，如果駕駛員未采取措施使得本車I與前方車輛2的距離繼續拉近，或者前方車輛2突然減速，處理器將自動通過CAN總線向ABS請求減速，向BCM請求點亮剎車燈，使本車I能夠及時減速，和前方車輛2保持安全距離。若本車I中系統檢測到本車I方向盤左轉向角大于零或者加速踏板有響應后，判定本車I存在超車行為，于是處理器啟動智能超車輔助控制方法。其步驟包括(I)系統判斷是否有迎面車輛，根據判斷結果進行后續操作。(2)如果沒有迎面車輛，如圖3a所示，處理器判斷為允許超車行為，并指示語音警報系統語音提示駕駛員可以進行超車。
(3)如果有迎面車輛，如圖3b和圖3c所示，處理器根據本車I的車速，被超車輛2與本車I的車距和相對速度，迎面車輛3和本車I的距離，可以算出本車I以當前車速超車時在完成安全超車的時間內本車行駛的距離與迎面車輛行駛的距離之和，以此作為本車I在當前狀況下的超車安全距離。(4)比較本車I與迎面車輛3的當前車距與本車I的超車安全距離，根據比較結果做后續操作。(5)若本車I與迎面車輛3的車距大于或者等于本車I的超車安全距離，如圖3b所示，處理器判斷允許進行超車，并指示語音警報系統語音提示駕駛員允許進行超車。(6)若本車I與迎面車輛3的車距小于本車I的超車安全距離，如圖3c所示，處理器判斷結果為不允許超車。此時處理器給語音警報系統指令使其語音提示駕駛員不允許進行超車。
(7)在車輛給出警報后，若本車I仍然試圖進行超車，此時系統自動通過CAN總線向電子ESCL、ABS、BCM等發出相應請求，使車輛減速，并且鎖定方向盤，使其不能再向左(僅向左)打方向。(8)在這種情況下，如果本車I有可能與迎面車輛3發生碰撞并且駕駛員仍不向右打方向避讓時，本系統將自動通過CAN總線向EPS發送向右轉向的請求，根據本車I與迎面車輛3的車距和相對速度決定向右轉向的轉向角，兩車車距越小，相對速度越大，轉向角越大；兩車車距越大，相對速度越小，轉向角越小，從而避免由于駕駛員未及時做出反應而發生的碰撞。上述對實施例的描述是為了便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對上述實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明范疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種行車安全輔助控制方法，其特征在于包括以下步驟 (1)實時檢測本車車速、本車與前車的車距和相對速度，實時檢測駕駛員是否有超車意圖； (2)計算當前車速下本車的安全距離，并在駕駛員有超車意圖的情況下進行超車輔助控制； (3)比較本車與前車的車距和安全距離的大小，根據比較結果提示駕駛員或者自動控制車輛。
2.根據權利要求I所述的行車安全輔助控制方法，其特征在于所述超車意圖指的是方向盤的左轉向角大于零或者車輛加速度大于零。
3.根據權利要求I所述的行車安全輔助控制方法，其特征在于步驟(3)包括 Ca)若本車與前車的車距等于安全距離，則顯示該結果，并發出指示來提示駕駛員已進入安全距離需要小心駕駛； (b)若本車與前車的車距小于安全距離且駕駛員無超車行為，則警告駕駛員注意安全；若駕駛員沒有采取措施而進一步拉近與前車的距離或前方車輛突然減速，則通過車輛總線向防抱死剎車系統請求減速、向車身控制系統請求點亮剎車燈。
4.根據權利要求3所述的行車安全輔助控制方法，其特征在于步驟(a)中指示為方向盤抖動。
5.根據權利要求I所述的行車安全輔助控制方法，其特征在于所述步驟(2)中超車輔助控制包括以下步驟 判斷有無迎面車輛，根據判斷結果作如下操作 若沒有迎面車輛，則判斷為允許進行超車，并提示駕駛員允許進行超車； 若有迎面車輛，計算本車在當前情況下的超車安全距離，并與本車和迎面車輛的車距作比較，根據比較結果提醒駕駛員是否允許進行超車或者自動控制車輛運行。
6.根據權利要求5所述的行車安全輔助控制方法，其特征在于計算所述超車安全距離的方法為根據本車與迎面車輛以及被超車輛的距離和相對速度，計算在本車完成安全超車的時間內本車行駛的距離與迎面車輛行駛的距離，兩者之和作為超車安全距離。
7.根據權利要求5所述的行車安全輔助控制方法，其特征在于根據比較結果提醒駕駛員是否允許進行超車或者自動控制車輛運行包括 (1)若本車與迎面車輛的距離大于或者等于超車安全距離，則判斷為允許進行超車，并提示駕駛員允許進行超車； (2)若本車與迎面車輛的距離小于超車安全距離，則判斷為不允許進行超車，并提示駕駛員不允許進行超車；此時繼續檢測駕駛員行為和車輛狀態并作相應操作。
8.根據權利要求7所述的行車安全輔助控制方法，其特征在于所述步驟(2)還包括 (a)若已經提示駕駛員不允許進行超車，而駕駛員仍繼續試圖超車，則自動通過車輛總線向電子轉向柱鎖請求鎖死方向盤向左打方向、向防抱死剎車系統請求減速、向車身控制模塊請求點亮剎車燈； (b)若不允許進行超車且方向盤被鎖住，當存在與迎面車輛發生碰撞的危險且駕駛員仍不向右打方向避讓時，將自動通過車輛總線向電子助力轉向系統發送強制轉向請求，根據本車與迎面車輛的車距和車速確定向右轉向的轉向角。
9.一種實現權利要求I至8中任一所述行車安全輔助控制方法的行車安全輔助系統，其特征在于所述系統由信號采集單元、信號放大和整形單元、處理器單元、執行器單元組成；其中，系統通過車輛總線與防抱死剎車系統、電子轉向柱鎖、電子助力轉向系統和車身控制系統通信。
10.根據權利要求9所述的行車安全輔助系統，其特征在于所述信號采集單元包括超聲波傳感器、測速雷達、方向盤轉角傳感器和車速傳感器，信號放大單元由運算放大機組成，整形單元由施密特觸發器組成，執行器單元包括LED顯示儀和語音警報系統。
全文摘要
本發明提出了一種行車安全輔助控制方法和行車安全輔助系統，屬于汽車安全領域。本發明能夠實時檢測本車與前方車輛的安全距離并及時語音提示駕駛員，必要的時候強制控制車輛運行；在超車時，實時計算超車安全距離并提示駕駛員是否可以進行超車，在必要時強制控制車輛運行，極大地保證了車輛安全。所述行車安全輔助系統由信號采集單元、信號放大和整形單元、處理器單元、執行器單元組成；其中，系統通過車輛總線與防抱死剎車系統、電子轉向柱鎖、電子助力轉向系統和車身控制系統通信。
文檔編號B60W30/09GK102806911SQ20121030247
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月23日 優先權日2012年8月23日
發明者張曼雪, 姜岳鵬, 葛麗敏, 張敏, 張彬, 鄒凌華, 趙福全 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利控股集團有限公司