專利名稱：一種汽車行車安全防撞系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉汽車安全系統(tǒng)，尤其是一種用于能見(jiàn)度較低的天氣情況下的汽車行車安全防撞系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前汽車保有量不斷增大，道路上的車流量越來(lái)越大，交通事故頻發(fā)，尤其是在晚上照明狀況較差或者大霧天氣，后車不能判斷前方較遠(yuǎn)地方的交通狀況，后車往往由于車速過(guò)快來(lái)不及剎車等原因，造成追尾等交通安全事故。目前雖然已經(jīng)有了應(yīng)用到汽車上的測(cè)距雷達(dá)，其是根據(jù)發(fā)射超聲波，然后再接受反射回來(lái)的超聲波，反射回來(lái)的超聲波損耗較大，測(cè)量作用距離有限，而且無(wú)法知道相對(duì)速度，可靠性低。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種可靠性高的汽車行車安全防撞系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種汽車行車安全防撞系統(tǒng)，其特征在于，包括微處理器以及安裝在固定點(diǎn)或車上的用于向后車發(fā)射超聲波的超聲發(fā)射器、向后車發(fā)射無(wú)線電波的無(wú)線發(fā)射器，安裝在車前的無(wú)線接收裝置，所述無(wú)線接收裝置包括由超聲接收器組成的聲源定位裝置和無(wú)線接收器，該超聲接收器和無(wú)線接收器都與所述微處理器連接，該微處理器的報(bào)警信號(hào)輸出端連接有報(bào)警裝置。還包括用于車輛間無(wú)線組網(wǎng)通信的無(wú)線通信裝置，該無(wú)線通信裝置與所述微處理器連接。
所述無(wú)線通信裝置可以為無(wú)線路由器等無(wú)線通信裝置。所述聲源定位裝置包括四個(gè)超聲接收器，該四個(gè)超聲接收器分布在與地面垂直的同一正方形面上，正方形面的每一個(gè)直角處都設(shè)置一個(gè)所述的超聲接收器，在正方形面的中心處安裝所述無(wú)線接收器，每個(gè)超聲接收器到無(wú)線接收器的距離都相等；還包括GPS模塊和顯示器，該GPS模塊和顯示器分別與所述微處理器連接。本實(shí)用新型的積極效果是:每輛車上和固定點(diǎn)都安裝有同時(shí)向后車發(fā)射超聲波的超聲發(fā)射器、向后車發(fā)射無(wú)線電波的無(wú)線發(fā)射器，該超聲發(fā)射器和無(wú)線發(fā)射器分別同時(shí)發(fā)射測(cè)距超聲波和測(cè)距無(wú)線電波，后車根據(jù)接收到測(cè)距無(wú)線電波和測(cè)距超聲波的時(shí)間差，計(jì)算出距離前車或障礙物的距離，測(cè)量距離較長(zhǎng)，精度高。后車還要根據(jù)多普勒效應(yīng)分析通過(guò)計(jì)算測(cè)距的超聲波的頻率獲得前車和后車的相對(duì)速度。當(dāng)后車接收到的超聲波頻率在減小，說(shuō)明前車速度比后車速度快，不會(huì)出現(xiàn)追尾事故，不提示報(bào)警。當(dāng)后車接收到的超聲波頻率在增大，說(shuō)明后車速度比前車速度快，如果根據(jù)測(cè)量結(jié)果如果判斷相對(duì)靠近速度大或者兩車小于安全距離，則提示報(bào)警。如果接收到的超聲波頻率不發(fā)生變化，則說(shuō)明前方和后方保持相同的速度。當(dāng)靠近速度等于當(dāng)前車速時(shí)，說(shuō)明前方為為固定的障礙，當(dāng)距離固定障礙物小于安全距離時(shí)，提示報(bào)警。系統(tǒng)還安裝有用于車輛間無(wú)線組網(wǎng)通信的無(wú)線通信裝置，該無(wú)線通信裝置能夠?qū)σ欢ǚ秶鷥?nèi)的車輛相互之間自動(dòng)組網(wǎng)，發(fā)布時(shí)間基準(zhǔn)和車輛信息，避免不同車輛發(fā)射信號(hào)的相互干擾，由于每輛車的編碼不同，因此能夠識(shí)別前方多個(gè)目標(biāo)，并且周圍車輛可以獲得車輛的寬度，車型等信息，方便后方來(lái)車的司機(jī)作出判斷，減小或避免交通事故的發(fā)生。超聲接收器的數(shù)目為四個(gè)一組，該四個(gè)超聲接收器分布在與地面垂直的同一正方形面上，正方形面的每一個(gè)直角處都設(shè)置一個(gè)超聲接收器，根據(jù)不同超聲接收器接收同一個(gè)聲源信號(hào)的時(shí)間差計(jì)算出計(jì)算出前方車輛的方位角，同時(shí)配合上GPS模塊，確定前方車輛處于的車道，如果與前方車輛不在同一行車道上，不會(huì)出現(xiàn)安全事故，因此即使車速超過(guò)前車且小于在安全距離范圍，也不進(jìn)行報(bào)警提示。

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖；圖2為面四元十字陣定位原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1:如圖1所示，一種汽車行車安全防撞系統(tǒng)，包括微處理器I以及安裝在車上的用于向后車發(fā)射超聲波的超聲發(fā)射器2、向后車發(fā)射無(wú)線電波的無(wú)線發(fā)射器3，安裝在車前的由四個(gè)超聲接收器組成的聲源定位裝置4、無(wú)線接收器5，微處理器I通過(guò)驅(qū)動(dòng)器與超聲發(fā)射器2連接，微處理器I還與無(wú)線發(fā)射器3連接，超聲接收器通過(guò)超聲波放大器與微處理器I連接，無(wú)線接收器5通過(guò)無(wú) 線放大器與微處理器I連接，該微處理器I的報(bào)警信號(hào)輸出端與報(bào)警裝置的信號(hào)輸入端連接。每輛車上都安裝有同時(shí)向后車發(fā)射超聲波的超聲發(fā)射器2、向后車發(fā)射無(wú)線電波的無(wú)線發(fā)射器3，該超聲發(fā)射器2和無(wú)線發(fā)射器3分別同時(shí)發(fā)射測(cè)距超聲波和測(cè)距無(wú)線電波，后車超聲接收器和無(wú)線接收器5分別接收前方發(fā)射來(lái)的超聲波信號(hào)和無(wú)線電信號(hào)，無(wú)線電信號(hào)在空氣中的速度是30萬(wàn)公里/秒，而超聲波信號(hào)在空氣中的傳輸速率只有340米/秒，因此在該測(cè)距應(yīng)用中，無(wú)線電信號(hào)的傳輸時(shí)間可以完全忽略不計(jì)，微處理器I根據(jù)接收到測(cè)距無(wú)線電波和測(cè)距超聲波的時(shí)間差，即可計(jì)算出距離前車或障礙物的距離，超聲波能量損失小，測(cè)量距離較長(zhǎng)，精度高。在道路的拐彎處和道路上固定的障礙物等容易發(fā)生交通事故的地方安裝同時(shí)向后車發(fā)射超聲波的超聲發(fā)射器2和向后車發(fā)射無(wú)線電波的無(wú)線發(fā)射器3，這使得后方車輛也能夠及時(shí)知曉前方障礙物的信息，謹(jǐn)慎通過(guò)易發(fā)險(xiǎn)情路段。后車還要根據(jù)多普勒效應(yīng)分析和計(jì)算測(cè)距的超聲波的頻率。當(dāng)后車接收到的超聲波頻率與標(biāo)準(zhǔn)頻率相比在減小，說(shuō)明前車速度比后車速度快，不會(huì)出現(xiàn)追尾事故，不提示報(bào)警。當(dāng)后車接收到的超聲波頻率與標(biāo)準(zhǔn)頻率相比在增大，說(shuō)明后車速度比前車速度快，如果根據(jù)測(cè)量結(jié)果判斷兩車距離較近，則提示報(bào)警。如果接收到的超聲波頻率與標(biāo)準(zhǔn)頻率相比不發(fā)生變化，則說(shuō)明前方和后方保持相同的速度。當(dāng)后車靠近前車的速度等于當(dāng)前車速時(shí)，則說(shuō)明前方為固定的障礙，當(dāng)距離固定障礙物小于安全距離時(shí)，提示報(bào)警，從而司機(jī)減速慢行，注意行車安全。系統(tǒng)還安裝有用于車輛間無(wú)線組網(wǎng)通信的無(wú)線通信裝置，該無(wú)線通信裝置都與微處理器I連接，該 線通信裝置能夠?qū)嚽昂蛙嚭笠欢ǚ秶鷥?nèi)的車輛相互之間自動(dòng)組網(wǎng)，車輛間都相互發(fā)布時(shí)間基準(zhǔn)和車輛信息或者障礙物信息，每輛車的車輛信息都分別包含有代表該車輛或者障礙物信息的唯一編碼，通過(guò)該唯一的編碼識(shí)別不同車輛或者障礙物發(fā)送的用于測(cè)距的超聲波信號(hào)和無(wú)線電信號(hào)，避免了不同車輛和/或障礙物處發(fā)射信號(hào)的相互干擾，由于每輛車的編碼不同，因此能夠識(shí)別前方多個(gè)目標(biāo)，并且通過(guò)編碼可以獲得車輛的寬度，車型等信息，方便后方來(lái)車的司機(jī)作出判斷，減小或避免交通事故的發(fā)生。無(wú)線通信裝置為無(wú)線路由器，路由器之間構(gòu)成無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)，通信方式可以為無(wú)線WIFI等無(wú)線通信技術(shù)。有了與前車的位置和相對(duì)速度，還需要確定前車的位置，其是采用設(shè)置四個(gè)超聲接收器，該四個(gè)超聲接收器分布在與地面垂直的同一正方形面上，正方形面的每一個(gè)直角處都設(shè)置一個(gè)所述的超聲接收器，在正方形面的中心處安裝所述無(wú)線接收器5，每個(gè)超聲接收器到無(wú)線接收器5的距離都相等；還包括GPS模塊和顯示器，該GPS模塊和顯示器分別與微處理器I連接。每個(gè)超聲接收器到無(wú)線接收器5的距離都相等，采用平面四元陣算法，其原理是基于時(shí)延的幾何定位方法，是利用超聲接收器陣列各個(gè)陣元上接收同一個(gè)聲源信號(hào)的時(shí)間差(時(shí)延)，以及幾何關(guān)系來(lái)求出聲源的方位信息。為了測(cè)出三維空間目標(biāo)的俯仰角、方位角和距離，需要有三個(gè)獨(dú)立的時(shí)延量，所以至少需要四個(gè)超聲接收器，如圖2所示，圖中給出了一種平面四元十字陣的幾何模型:四個(gè)麥克風(fēng)陣元的坐標(biāo)分別為Ml (d/2, O, O)，M2 (O, d/2, O)，M3 (_d /2，O, O)，M4 (O, -d/2, 0)，聲源 S 的坐標(biāo)為(x , y, z)，聲源到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為r，俯仰角為Θ，方位角為，d為陣元間距。假設(shè)r d，則可假設(shè)基陣接收的信號(hào)為平面波。設(shè)相對(duì)于M1，聲源到達(dá)陣元M2，M3，M4的時(shí)延分別為τ 21、τ 31、τ 41，聲源到M2，M3，Μ4與到Ml的聲程差分別為d21，d31，d41。通過(guò)推到可得到聲源S關(guān)于(X，y, Γι)的空間坐標(biāo):
權(quán)利要求1.一種汽車行車安全防撞系統(tǒng)，其特征在于，包括微處理器(I)以及安裝在固定點(diǎn)或車上的用于向后車發(fā)射超聲波的超聲發(fā)射器(2)、向后車發(fā)射無(wú)線電波的無(wú)線發(fā)射器(3)，安裝在車前的無(wú)線接收裝置，所述無(wú)線接收裝置包括由超聲接收器組成的聲源定位裝置(4 )和無(wú)線接收器(5 )，該超聲接收器和無(wú)線接收器(5 )都與所述微處理器(I)連接，該微處理器(I)的報(bào)警信號(hào)輸出端連接有報(bào)警裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車行車安全防撞系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于車輛間自動(dòng)無(wú)線組網(wǎng)通信的無(wú)線通信裝置，該無(wú)線通信裝置與所述微處理器(I)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車行車安全防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)線通信裝置為無(wú)線路由器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車行車安全防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述聲源定位裝置(4)包括四個(gè)超聲接收器，該四個(gè)超聲接收器分布在與地面垂直的同一正方形面上，正方形面的每一個(gè)直角處都設(shè)置一個(gè)所述的超聲接收器，在正方形面的中心處安裝所述無(wú)線接收器(5)，每個(gè)超聲接收器到無(wú)線接收器(5)的距離都相等； 還包括GPS模塊和顯 示器，該GPS模塊和顯示器分別與所述微處理器(I)連接。
專利摘要一種汽車行車安全防撞系統(tǒng)，包括微處理器以及安裝在固定點(diǎn)或車上的用于向后車發(fā)射超聲波的超聲發(fā)射器、向后車發(fā)射無(wú)線電波的無(wú)線發(fā)射器，安裝在車前的無(wú)線接收裝置，所述無(wú)線接收裝置包括由超聲接收器組成的聲源定位裝置和無(wú)線接收器，該超聲接收器和無(wú)線接收器都與所述微處理器連接，該微處理器的報(bào)警信號(hào)輸出端連接有報(bào)警裝置；后車根據(jù)接收到測(cè)距無(wú)線電波和測(cè)距超聲波的時(shí)間差，計(jì)算出距離前車或障礙物的距離，測(cè)量距離較長(zhǎng)，精度高，后車還要根據(jù)多普勒效應(yīng)分析通過(guò)計(jì)算測(cè)距的超聲波的頻率獲得前車和后車的相對(duì)速度，行車安全性大大提高。
文檔編號(hào)G08G1/16GK203102612SQ201320152129
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者章逸凡 申請(qǐng)人:章逸凡