一种汽车智能防撞系统

1.一种汽车智能控制系统，由测距装置、单片机、报警子系统、自动刹车装置组成，其特征在于：该系统由信号发生器IC1产生的信号，经编码器IC2，功率放大器IC3，红外发射二极管D1发射探测信号，由红外接收二极管D2、IC4、电阻、电容组成的信号接收放大器M接收反射回的探测信号，经解码器IC5解码，由检测器IC6检测，并将实时检测到的信号传输到单片机89C51中，单片机89C51按设定好的程序推算出本车与前方机车或障碍物的相对距离si相对和相对速度ui相对，将si相对与事先内置于单片机89C51的安全行车函数s＝f(u)算出的s安全＝f(ui相对)相比较，依据程序设定的逻辑，单片机89C51推断行车的安全情况，单片机89C51的输出一路信号与光电报警电路IC10连接，驱动光报警器F、声报警器G报警；单片机89C51输出另一路信号与刹车电路IC11连接，控制刹车装置D刹车。

一种汽车智能防撞系统\n所属技术领域本发明涉及一种汽车智能防撞系统，属于汽车安全行驶领域、特别是涉及汽车行驶过程中自动避免与前方机车或障碍物相撞的一种智能防撞系统。\n背景技术\n汽车的安全行驶是大众日益关心的问题，一旦发生事故，其后果所造成的损失是难以估量的。然而在我国乃至全球因司机疏忽、疲劳、酒后开车或司机在紧急时刻反应不及，未能采取紧急刹车措施等情况所造成的车与车相撞、车与障碍物相撞的事件却时有发生。据官方统计，自二战后至今，因交通事故造成的人员伤亡不少于20世纪两次世界大战伤亡人员的总和。鉴于此，目前已有不少关于保证汽车安全行驶的技术，但能推广应用的不多，主要是这些技术还存在诸多待解的问题。如申请号为00101549.4的中国专利，介绍一种“高速公路上的汽车防撞报警装置”，该装置面对的是于高速公路行驶的车辆，且只能显示前方车辆的距离并为司机提供可能的报警，却无法应对突发情况下，司机来不及操作的车车相撞。申请号为02100762.4的中国专利，介绍一种“智能化数字标尺高速公路汽车防撞系统”，该系统主要解决的是高速公路或类似场合避免汽车尾追的一种防撞，它要求在行驶路上每隔一定距离设无线收发数字标尺装置，每一数字标尺设唯一的地址码，用以确定汽车的位置；而在垂直路面的方向上每间隔一段距离装红外或微波测距传感器，判断相应车道、进行数字通信和信号处理，它的应用要求对现有的公路进行大规模的改造，这决定了该系统难以推广应用。还有申请号为02276471.2的中国专利，介绍一种“红外激光全自动汽车防撞装置”，该装置的适用范围稍广，但在判断是否与前方机车或障碍物相撞的可能性时，它考虑的是以自身车辆的车速来评定行车的安全距离，没有考虑到两车相向行驶时其相对速度要大于自身的车速，此时相应的安全行车、刹车距离比只考虑自身车速而确定的安全行车、刹车距离要大得多。当然，亦有采用气囊保护、防护操作管装置等来保证行车安全的，但这些装置都是有碰撞发生之后才起作用，属于事后控制，只可以减缓碰撞所造成的损伤，而无法事先避免可能发生的碰撞。所以，现有的汽车自动防撞装置距离实际应用效果还不理想，还需要进行改进。\n发明内容\n本发明正是针对现有技术存在的问题而提出的一种汽车智能防撞系统。该系统可依据实时测得的距离和相对速度自行推断行车是否安全，并在危险突发情况下需急速刹车以保安全时可自动进行刹车。\n技术方案一种汽车智能控制系统，由测距装置、单片机、报警子系统、自动刹车装置组成，测距装置由信号发生器IC1门生的信号，经编码器IC2，功率放大器IC3，红外发射二极管D1发射探测信号，由红外接收二极管D2、IC4、电阻、电容组成的信号接收放大器M接收反射回的探测信号，经解码器IC5解码，由检测器IC6检测，并将实时检测到的信号传输到单片机89C51中，单片机89C51按设定好的程序推算出本车与前方机车或障碍物的相对距离si相对和相对速度ui相对，将si相对与事先内置于单片机89C51的安全行车函数s＝f(u)算出的s安全＝f(ui相对)相比较，依据程序设定的逻辑，单片机89C51推断行车的安全情况，单片机89C51的输出一路信号与光电报警电路IC10连接，驱动光报警器F、声报警器G报警；单片机89C51输出另一路信号与刹车电路IC11连接，控制刹车装置D刹车。\n本发明电路中，测距装置发射激光脉冲信号，单片机根据激光脉冲信号的发射与接收时间顺序实时地测出行车与前方机车或障碍物的相对距离和相对速度，并将所得的相对距离与安全行车所要求的安全距离相比较来判断行车是否处于安全行驶状态，当安全距离小于安全行车距离时，单片机发出指令给报警子系统提示司机、或处于极度危险状态时，单片机直接将指令传给自动刹车装置，由自动刹车装置进行自动刹车。\n附图说明\n下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。\n图1为本发明汽车行驶测距示意图；图2为本发明电路输出控制图；图3为本发明电路原理图。\n图中：1、测距装置，2、4红外激光发射器，3、红外激光接收器，5、单片机，6、自动刹车装置，7、报警器，8、10灯光闪动，9、报警音。\n具体实施方式\n汽车在任一速度u(u为汽车相对于地面的速度)下行驶时都有一对应的安全刹车距离s，即有s＝f(u)。这一数据关系由汽车生产企业提供。假设汽车与前方机车或障碍物的距离为s相对，相对速度为u相对。如图一所示。若两车同向行驶，一般有u相对≤u，则f(u相对)≤f(u)；若两车相向行驶，有u相对≥u，则有f(u相对)≥f(u)，因此选用相对速度u相对来确定安全刹车距离比选用汽车本身的车速u来确定安全刹车距离要合理、也保险得多。若汽车以u相对行驶时的安全刹车距离为s安全，即s安全＝f(u相对)(此时相当于假定前言机车或障碍物静止)，为保证汽车的安全，应满足：\n如果1：s相对≥s安全正常行驶；如果2：s相对≤s安全紧急刹车否则危险。\n但为了降低紧急刹车给车内人员带来的不适，建议在刹车阶段提供两种选择：人工制动和自动制动。\n当s安全＜s相对≤λ·s安全，λ＞1，报警提示司机进行人工刹车；当s相对≤s安全，人工刹车已来不及，此时由自动制动装置实行紧急刹车。\n因此本汽车智能防撞系统处理以下三种情况：对于：μ相对、s相对，如果1：s相对≥λ·s安全正常行驶；如果2：s安全＜s相对≤λ·s安全，λ＞1报警、人工制动；如果3：s相对≤s安全自动制动装置紧急刹车。\n下面结合附图对本发明的实施作详细描述。\n图1为行车遇到的三种情况：两车相向行驶、两车同向行驶、行车前方有障碍物。如图2所示，测距装置1由红外激光发射器2、4，红外激光接收器3等组成。红外激光发射器2、4周期性地向汽车前方发射脉冲信号，该信号遇到障碍立即反射回来，由红外激光接收器3接收。假设红外激光信号的发射周期为T，传播速度为u信。单片机5依据第i个周期信号从发射到回收所经历的时间为tis算得本车与前方机车或障碍物的相对距离：si相对＝u信·tis/2，再依据测得的相邻两次距离：si-1相对、si相对算得本车与前方机车或障碍物的相对速度为：ui相对＝(si-1相对＝si相对)/T，其中i为自然数。将实时测得的s相对与事先内置于单片机5的安全行车函数s＝f(u)算出的s安全＝f(ui相对)相比较，依据程序设定的逻辑，单片机5自行推断行车的安全情况。若s相对≥λ·s安全，说明汽车处于安全行驶状态；若s安全＜s相对≤λ·s安全，λ＞1，说明汽车处于危险行驶状态，此时单片机5发出报警指令，报警器7便发出报警信号：灯光闪动8、10和报警音9，提示司机避免安全事故；若s相对≤s安全，此时提示司机进行人为刹车已来不及，单片机5会立即将指令传到自动刹车装置6，进行自动刹车，避免发生撞车事故。其中自动刹车装置6是通过添加诱发性的自动制动装置共用本车原有的制动系统。\n图3是本发明的电路实施例图。如图3所示，由信号发生器IC1门生的信号，经编码器IC2，功率放大器IC3，红外发射二极管D1发射探测信号。由红外接收二极管D2、IC4、电阻、电容组成的信号接收放大器M接收反射回的探测信号，经解码器IC5解码，由检测器IC6检测，并将实时检测到的信号传输到单片机89C51中，单片机89C51按设定好的程序推算出本车与前方机车或障碍物的相对距离si相对和相对速度ui相对，将si相对与事先内置于单片机89C51的安全行车函数s＝f(u)算出的s安全＝f(ui相对)相比较，依据程序设定的逻辑，单片机89C51推断行车的安全情况。若推断出汽车处于危险行驶状态，则单片机89C51将报警信号发给光电报警电路IC10，光报警器F、声报警器G报警；若推断出汽车处于极其危险的行驶状态，则单片机89C51将紧急刹车信号传给刹车电路IC11，控制刹车装置D刹车。稳压电源IC7、复位电路IC8、时钟电路IC9与单片机89C51相接。\n本发明可依据实时测得的距离和相对速度自行推断行车是否安全，并在危险突发情况下需急速刹车以保安全时可自动进行刹车，是一种全天候、适用于普遍路况的交通智能防撞系统，所用到的技术设施简单，可靠性高，且造价低，易推广。