汽车安全速度控制系统及其控制方法

1.汽车安全速度控制系统，其特征是：主要由雾天图像检测单元，摩擦系统计算单元和天气状态反馈单元、车速检测单元和控制中心组成，所述雾天图像检测单元，通过行车记录仪记录车辆前方的图像，由该单元分析物体清晰度并计算得出可视距离；所述摩擦系数计算单元，通过测量车辆一定时间内的速度变化来计算摩擦系数，通过该系数来执行不同的安全行驶速度；所述天气反馈单元，通过检测车辆外侧的湿度、温度，将信息反馈至控制中心；所述车速检测单元，通过检测车辆的速度，判断是否为安全车速，然后进行限速或提速操作；所述控制中心，分别接收雾天图像检测、摩擦系统计算和天气状态反馈以及车速检测四个单元的信号，触发进入安全车速模式，强制车辆机械部分实现限速或提速。
2.根据权利要求1所述的汽车安全速度控制系统，其特征是：在车辆前方安装有雷达测距单元，能够实时测量前方障碍物的距离，当有障碍物时进入雷达行驶模式。
3.一种汽车安全行驶速度的控制方法，其特征是，包括如下步骤：
S1：安全速度触发条件检测，分别通过雾天图像检测单元，摩擦系统计算单元和天气反馈单元和车速检测单元，将信号输入控制单元，当触发一个或多个条件时，进入安全车速模式，控制系统按危险程度和优先级，分别给出对应的安全车速，车辆只能按安全车速行驶；
S2：触发雷达进入雷达行驶模式，当控制中心未检测到触发条件，雷达检测单元开始工作，检测车辆前方是否有障碍物，并根据障碍物距离实时限制车速；
S3：正常行驶模式，当雷达未给出障碍物信号时，车辆按正常速度行驶，当检测到触发条件或障碍物信号时，分别进入安全车速模式或雷达行驶模式。

汽车安全速度控制系统及其控制方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及车速控制，尤其是一种汽车安全行驶速度控制系统及其控制方法。\n背景技术\n[0002] 恶劣天气导致车辆事故的事件屡见不鲜，或因为大风吹偏车辆的行驶路径，或因为路面湿滑导致车辆失去控制，或因为路面结冰，车辆所受摩擦力小而不受控制，在雾天行车，因为可视距离较短，车速较快，导致追尾等交通事件。\n[0003] 目前出现这类问题时，大多提醒驾驶员小心驾驶，但有很多外在因素，常见的因为车速的问题，车速过快或过慢，造成追尾或被人追尾，如何控制车速是解决的恶劣天气行车的关键。\n发明内容\n[0004] 为了解决上述问题，本发明提供一种汽车安全速度控制系统，在雨雾雪等恶劣天气情况下，控制汽车车速范围，以保证车辆安全行驶。\n[0005] 本发明还提供了实现该控制的方法，通过优先控制恶劣天气下的安全速度，再控制安全行驶，从而实现双重保障的方法。\n[0006] 本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：\n汽车安全速度控制系统，主要由雾天图像检测单元，摩擦系统计算单元和天气状态反馈单元、车速检测单元和控制中心组成。\n[0007] 所述雾天图像检测单元，通过行车记录仪记录车辆前方的图像，由该单元分析物体清晰度并计算得出可视距离。\n[0008] 所述摩擦系数计算单元，通过测量车辆一定时间内的速度变化来计算摩擦系数，通过该系数来执行不同的安全行驶速度。\n[0009] 所述天气反馈单元，通过检测车辆外侧的湿度、温度等，将信息反馈至控制中心。\n[0010] 所述车速检测单元，通过检测车辆的速度，判断是否为安全车速，然后进行限速或提速操作。\n[0011] 所述控制中心，分别接收雾天图像检测、摩擦系统计算和天气状态反馈以及车速检测四个单元的信号，触发进入安全车速模式，强制车辆机械部分实现限速或提速。\n[0012] 在上述系统的控制下，保证车辆在恶劣天气下安全速度范围内的行驶。\n[0013] 除此之外，车辆前方安装有雷达测距单元，能够实时测量前方障碍物的距离，当有障碍物时进入雷达行驶模式。\n[0014] 一种汽车安全行驶速度的控制方法，包括如下步骤：\nS1：安全速度触发条件检测，分别通过雾天图像检测单元，摩擦系统计算单元和天气反馈单元和车速检测单元，将信号输入控制单元，当触发一个或多个条件时，进入安全车速模式，控制系统按危险程度和优先级，分别给出对应的安全车速，车辆只能按安全车速行驶。\n[0015] S2：触发雷达进入雷达行驶模式，当控制中心未检测到触发条件，雷达检测单元开始工作，检测车辆前方是否有障碍物，并根据障碍物距离实时限制车速。\n[0016] S3：正常行驶模式，当雷达未给出障碍物信号时，车辆按正常速度行驶，当检测到触发条件或障碍物信号时，分别进入安全车速模式或雷达行驶模式。\n[0017] 本发明的有益效果是，\n本发明将安全车速模式设定为最高优先级，保证了恶劣天气状况下以安全速度行驶，通过雷达检测并进入雷达行驶模式，进一步保证了安全行驶，三种行驶模式自动切换，从而实现各种情况下的安全车速控制。\n附图说明\n[0018] 下面结合附图对本发明进行进一步说明。\n[0019] 图1是本发明系统组成示意图。\n[0020] 图2是本发明工作流程图。\n具体实施方式\n[0021] 如图1所示，本发明由雾天图像检测、摩擦系统计算和天气状态反馈、车速检测和控制中心五个单元组成。\n[0022] 所述控制中心是该系统的控制中枢和指令发出中心，通过四个单元的信号，将事件按危险程度进行分级，分别执行不同的处理方式，以最小的代价，最大范围保护车辆安全。\n[0023] 其优先级别如下依次降低：车速是否在正常范围—天气是否异常—是否雾天—路面是否湿滑。\n[0024] 当车速不在正常范围时，如超速行驶或滞速行驶，将危害路面安全，控制中心优先调整车速，并进入安全车速模式。\n[0025] 当天气检测超出正常范围，提醒驾驶员安全驾驶，并进入安全车速模式。\n[0026] 当检测到可视度低，或因其他原因导致能见度低时，车辆进入安全车速模式。\n[0027] 当检测到摩擦系数较小，威胁车辆行驶安全时，进入安全车速模式。\n[0028] 所述天气状态反馈单元，通过温度、湿度传感器分别检测数据，并实时向控制中心传送。\n[0029] 车速检测单元与车辆自带的速度仪为一体结构，也可以通过GPS测量车速。\n[0030] 所述雾天图像检测，结合图像分析原理，可以采用红外检测和可见光检测相结合，将同一个图像分别进行红外处理和过滤处理，得出有效像素和无效像素之比，进而计算出清晰度。\n[0031] 图2是本发明的工程流程图。\n[0032] 车辆正常行驶，当控制中心检测到上述四个输入信号时，进入安全车速模式，该控制系统开始工作。\n[0033] 当上述四种危险信号消失时，车辆启动雷达检测，来检测车辆前方道路是否有障碍物。\n[0034] 当雷达检测无障碍物时，车辆进入正常行驶模式，当再次检测到障碍物或四个危险信号时，分别进入安全行驶模式和雷达行驶模式。\n[0035] 车内设有语言提醒设备，进入不同的模式时，均提醒驾驶员注意安全行驶。\n[0036] 下面结合图1和图2具体描述本发明的实现方式。\n[0037] 首先系统检测是否触发安全行驶，当触发后给定车辆一个固定速度，车辆不能超过该速度行驶，该车速控制系统开始工作，具体如下：\n当触发后，系统检测触发因素，并根据触发因素给定不同的限制速度，所述限制速度可以根据实际中的大量交通事故分析得来。\n[0038] 根据雾天人的可视距离与安全车速的关系，系统自动限定一个车速。\n[0039] 所述可视距离与图像清晰度成正比，通过实际测量，绘制图像与可视距离的曲线图，并由计算机模拟得出其方程式，将该方程存入系统，可以实时计算可视距离。\n[0040] 根据实际经验得出可视距离与最佳安全车速的关系，并绘制其曲线图，操作如上。\n[0041] 此时系统可以得出图像清晰度和安全车速的关系。\n[0042] 根据雨天路面渍水和道路安全状况，给定一个安全行驶速度。\n[0043] 其方法是通过检测车辆与地面的正压力，当有水侵入车轮，其受到向上浮力，根据浮力大小得出车辆的水淹状况。\n[0044] 根据雪天路面结冰状况，系统自动检测车轮与地面的摩擦系数，然后给定一个限制速度。\n[0045] 所述摩擦系统根据公式F=μN，其中N为车辆对地面的正压力即车辆自身的重量mg。\nF为车辆向前方行驶的力也等于车辆的摩擦力f，其中车辆的动力F=ma；\n综上得出，f=F=ma=μN =μmg，即μ=a/g，即摩擦系数与车辆的加速度成正比。\n[0046] 加速度的计算如下：V1-V2=ma，驾驶员踩下油门，通过测量两个时刻的速度差来计算。\n[0047] V1和V2测量，通过统计安装在车轮上光栅感应器的计数来测量。\n[0048] 当上述情况同时发生时，通过分类叠加原理，进一步限定速度，当速度低于道路行驶最低速度时，系统自动提醒驾驶员停车。\n[0049] 当触发上述一个或多个条件时，控制系统按事件紧急程度，分别并给出对应的安全车速，车辆只能按安全车速行驶。必要时打开雷达测距单元同时工作或提醒驾驶员停止行驶。\n[0050] 若没有触发安全行驶条件，雷达测距单元开始工作，检测前方障碍物距离，并根据距离变化实时调整车速。\n[0051] 当雷达测距单元未检测到障碍物信号，车辆以规定的车速行驶。\n[0052] 本领域的技术人员可以对本发明进行各种改型和改变。因此，本发明覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。