主動(dòng)性汽車防追尾裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種由預(yù)警到防撞，由警示后車到保護(hù)本車到提醒車主的多措施的主動(dòng)性汽車防追尾裝置，如摘要附圖，主要由基于stm32控制的超聲波測距模塊3、4，語音模塊2，藍(lán)牙模塊7，調(diào)整防追尾霧燈的舵機(jī)模塊6以及安全氣囊控制彈出模塊5組成；系統(tǒng)通過設(shè)計(jì)的程序算法將超聲波測得的本車與前后車的距離分別轉(zhuǎn)化為瞬時(shí)輸入信號(hào)，將輸入信號(hào)與理論計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)安全參數(shù)進(jìn)行比較，計(jì)算結(jié)果通過藍(lán)牙模塊，輸出相應(yīng)的信號(hào)到語音警報(bào)模塊，控制其發(fā)出警報(bào)信號(hào)；輸出相應(yīng)的控制信號(hào)到舵機(jī)模塊，調(diào)整防追尾霧燈的劃線距離，起到警示后車的作用；輸出相應(yīng)信號(hào)到氣囊彈出裝置，預(yù)發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)彈出安全氣囊，起到緩沖、保護(hù)車體的作用。
【專利說明】
主動(dòng)性汽車防追尾裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種主動(dòng)性汽車防追尾裝置，尤其是可實(shí)現(xiàn)由預(yù)警到防撞，由警 示后車到保護(hù)本車到提醒車主的全方位、多措施的主動(dòng)性汽車防追尾裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來在我國機(jī)動(dòng)車數(shù)量快速增長的情況下，交通事故及傷亡人數(shù)呈不斷上升趨 勢。我國的道路交通事故造成的損失遠(yuǎn)大于世界發(fā)達(dá)國家，道路交通事故致死率也遠(yuǎn)大于 發(fā)達(dá)國家。因此，一種針對(duì)預(yù)防交通事故的裝置迫在眉睫。
[0003] 為了預(yù)防追尾事故并避免損失，在防追尾裝置研究上汽車公司已有相關(guān)方面的研 究，但由于成本高、受益小、不具有普及性等原因，市場上并沒有有效防止追尾事故的相應(yīng) 裝置。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 要解決的技術(shù)問題:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)提出一種主動(dòng)性汽車 防追尾裝置，實(shí)現(xiàn)由預(yù)警到防撞，由警示后車到保護(hù)本車到提醒車主的全方位、多措施的主 動(dòng)性汽車防追尾裝置，解決汽車行駛過程中前后車之間沒有信息交互、汽車防追撞系統(tǒng)不 成熟的問題。
[0005] 技術(shù)方案:針對(duì)需要解決的問題，現(xiàn)提出以下解決方案：
[0006] 本實(shí)用新型涉及一種由預(yù)警到防撞，由警示后車到保護(hù)本車到提醒車主的全方 位、多措施的主動(dòng)性汽車防追尾裝置;主要由基于stm32控制的超聲波測距測，溫度補(bǔ)償模 塊，語音模塊，藍(lán)牙模塊，用以調(diào)整防追尾霧燈的舵機(jī)模塊以及安全氣囊控制彈出模塊組 成；系統(tǒng)通過設(shè)計(jì)的程序算法將超聲波測得的本車與前后車的距離、相對(duì)速度分別轉(zhuǎn)化為 兩個(gè)瞬時(shí)輸入信號(hào)，將輸入相對(duì)距離信號(hào)與理論計(jì)算設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)安全距離進(jìn)行比較計(jì)算， 再根據(jù)比較計(jì)算得到的結(jié)果通過藍(lán)牙模塊輸出相應(yīng)的信號(hào)到語音警報(bào)模塊，控制其發(fā)出警 報(bào)信號(hào);輸出相應(yīng)的控制信號(hào)到舵機(jī)調(diào)整模塊，改變舵機(jī)的角度，從而調(diào)整防追尾霧燈的劃 線距離，起到警示后車的作用；同理，如果本車與前車的速度超過前車安全距離，則由控制 器輸出一個(gè)彈出信號(hào)，命令彈出安全氣囊;氣囊由內(nèi)硬外軟的雙層材料組成，外層氣囊由于 兩車撞擊力起爆，起到減震緩沖、保護(hù)車體的作用。
[0007] 所述主動(dòng)性汽車防追尾裝置，其特征在于由超聲波測距模塊延伸到了速度與加速 度的測量，并引入了溫度補(bǔ)償模塊，增加了測量精度。
[0008] 所述主動(dòng)性汽車防追尾裝置，其特征在于安全參數(shù)的計(jì)算，算法實(shí)現(xiàn)參考公式：
其中vt為〇m/s，vO為本測量周期測得的相對(duì)速度，a為汽車減速時(shí)的最 大加速度，〇.75*v〇為人的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)車走的距離，x為理想情況下將當(dāng)前相對(duì)速度減為0所 需要的兩車安全距離，將其與當(dāng)前周期測得的兩車相對(duì)距離進(jìn)行比較計(jì)算，得到對(duì)各個(gè)模 塊的輸出值。
[0009] 所述主動(dòng)性汽車防追尾裝置，其特征在于語音警報(bào)模塊可以根據(jù)接收到的單片機(jī) 的不同瞬時(shí)信號(hào)而發(fā)出不同的報(bào)警信號(hào)，或者不報(bào)警。
[0010] 所述主動(dòng)性汽車防追尾裝置，其特征在于舵機(jī)可以根據(jù)從單片機(jī)接收到的不同信 號(hào)來控制舵機(jī)的角度，進(jìn)而改變防追尾霧燈的劃線距離，警示后車保證安全。
[0011] 所述主動(dòng)性汽車防追尾裝置，其特征在于單片機(jī)還可以根據(jù)前車超聲波模塊的輸 入數(shù)據(jù)再進(jìn)行前車與本車的安全參數(shù)比較計(jì)算，根據(jù)結(jié)果發(fā)出控制信號(hào)來控制安全氣囊彈 出與否。
[0012] 所述主動(dòng)性汽車防追尾裝置，其特征在于安全氣囊是由雙層材料構(gòu)成的，外層氣 囊由于兩車撞擊力起爆，其主要作用是起到緩沖、預(yù)減力的作用，同時(shí)為第二層氣囊的減震 防撞作用做深度鋪墊，獲得更顯著的車體保護(hù)效果。
[0013] 本實(shí)用新型的有益效果：
[0014] 本實(shí)用新型采用拼接方式，將主控制器與各部分分開，有利于針對(duì)不同車型進(jìn)行 配置。將前置安全氣囊放置汽車前保險(xiǎn)杠處，超聲波測距系統(tǒng)分別放置汽車前后底盤處，舵 機(jī)控制防追尾霧燈系統(tǒng)放置于汽車后車牌處，各部分以藍(lán)牙模塊進(jìn)行連接。
[0015] 由于市場上的防追尾霧燈沒有角度調(diào)節(jié)的功能，其照射角度固定，無法給駕駛員 以可靠的安全距離信息，本實(shí)用新型將防追尾霧燈與舵機(jī)相結(jié)合，經(jīng)由主控制器計(jì)算輸出 信號(hào)，實(shí)時(shí)控制舵機(jī)轉(zhuǎn)變防追尾霧燈角度，以顯示真實(shí)安全距離。
[0016] 鑒于前置安全氣囊可能對(duì)人體造成二次傷害，將前置安全氣囊進(jìn)行改造，采用雙 層安全氣囊的構(gòu)造，由外層相對(duì)較軟的氣囊經(jīng)撞擊起爆來吸收兩車相撞的能量，內(nèi)層氣囊 進(jìn)行常規(guī)氣囊的保護(hù)功能。
[0017] 本實(shí)用新型的目的是成本低、具有普及性的主動(dòng)性汽車防追尾裝置，它采用STM32 單片機(jī)作為主控制器，包含了超聲波測距系統(tǒng)、語音播報(bào)系統(tǒng)、防追尾霧燈系統(tǒng)、汽車前置 安全氣囊系統(tǒng)等。
[0018] 其中，超聲波模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)路況的實(shí)時(shí)測量與反饋，語音模塊將通過主控制器處理 的信息反饋給司機(jī)，舵機(jī)模塊接收主控制器的數(shù)據(jù)對(duì)防追尾霧燈的角度進(jìn)行改變，主控制 器經(jīng)計(jì)算己方車與前車預(yù)發(fā)生追尾則彈出前置安全氣囊對(duì)車體、駕駛員進(jìn)行保護(hù)。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本實(shí)用新型主動(dòng)性汽車防追尾裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0020] 圖2為本實(shí)用新型主動(dòng)性汽車防追尾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖3為本實(shí)用新型主動(dòng)性汽車防追尾裝置的雙層氣囊示意圖。
[0022] 圖4為本實(shí)用新型主動(dòng)性汽車防追尾裝置的舵機(jī)裝置示意圖
[0023] 圖1中：1主控系統(tǒng)，2語音模塊，3超聲波模塊，4超聲波模塊，5前置安全氣囊，6舵機(jī) 模塊，7藍(lán)牙模塊。
[0024] 圖2中：1主控制器，2語音模塊，3、4超聲波模塊，5前置安全氣囊，6舵機(jī)模塊與防追 尾霧燈。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0026] 如圖1所示，本實(shí)用新型主動(dòng)性汽車防追尾裝置采用STM32單片機(jī)作為主控制器1， 包含了超聲波模塊3、4、語音播報(bào)模塊2、舵機(jī)模塊6、藍(lán)牙模塊7、前置安全氣囊5。下面將從 兩個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行說明。
[0027] 1.預(yù)防與前車追尾的功能。如圖2所示，本實(shí)用新型通過超聲波模塊4對(duì)汽車前方 進(jìn)行測速測距，經(jīng)由主控制器1分析計(jì)算，當(dāng)車速危險(xiǎn)時(shí)由語音模塊2給駕駛員發(fā)出危險(xiǎn)信 號(hào)，當(dāng)經(jīng)過實(shí)時(shí)計(jì)算追尾事故不可避免，則彈出雙層安全氣囊5對(duì)車體、駕駛員進(jìn)行保護(hù)。
[0028] 2.預(yù)防被后車追尾的功能。如圖2所示，本實(shí)用新型可利用超聲波模塊3對(duì)后方車 輛進(jìn)行測速測距，經(jīng)由主控制器1根據(jù)前后車相對(duì)速度計(jì)算控制舵機(jī)模塊6進(jìn)行實(shí)時(shí)角度轉(zhuǎn) 換，防追尾霧燈隨著舵機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)時(shí)控制地面激光燈劃線位置，從而提示后車駕駛員兩 車安全距離的實(shí)時(shí)信息。
[0029] 如圖3所示，本實(shí)用新型采用雙層汽車前置安全氣囊，由外層安全氣囊2材質(zhì)相對(duì) 較軟的乳膠材料制成，其作用在于當(dāng)車輛追尾外層氣囊起爆，借以消耗碰撞能量;里層氣囊 1為聚酰胺66材料制成，其強(qiáng)度高、耐老化性能優(yōu)異、耐高溫、可紡性好。其作用是外層氣囊 起爆后保護(hù)車體與駕駛員。
[0030] 如圖4所示，舵機(jī)力臂與防追尾霧燈相連，防追尾霧燈另一端固定，使防追尾霧燈 可以隨舵機(jī)角度變化而變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種主動(dòng)性汽車防追尾裝置，主要由基于stm32控制的超聲波測距模塊，語音模塊， 藍(lán)牙模塊，調(diào)整防追尾霧燈的舵機(jī)模塊以及安全氣囊控制彈出模塊組成；系統(tǒng)通過設(shè)計(jì)的 程序算法將超聲波測得的本車與前后車的距離分別轉(zhuǎn)化為瞬時(shí)輸入信號(hào)，將輸入信號(hào)與理 論計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)安全參數(shù)進(jìn)行比較，計(jì)算結(jié)果通過藍(lán)牙模塊，輸出相應(yīng)的信號(hào)到語音警報(bào)模 塊，控制其發(fā)出警報(bào)信號(hào);輸出相應(yīng)的控制信號(hào)到舵機(jī)模塊，調(diào)整防追尾霧燈的劃線距離， 起到警示后車的作用;輸出相應(yīng)信號(hào)到氣囊彈出裝置，預(yù)發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)彈出安全氣囊，起到緩 沖、保護(hù)車體的作用。2. 如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)性汽車防追尾裝置，其特征在于由超聲波測距模塊延伸到 了速度與加速度的測量，并引入了溫度補(bǔ)償模塊，增加了測量精度。3. 如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)性汽車防追尾裝置，其特征在于安全參數(shù)的計(jì)算，算法實(shí)現(xiàn) 參考公式：其中vt為〇m/s，VQ為本測量周期測得的相對(duì)速度，a為汽車 減速時(shí)的最大加速度，〇.75*VQ為人的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)車走的距離，x為理想情況下將當(dāng)前相對(duì) 速度減為〇所需要的兩車安全距離，將其與當(dāng)前周期測得的兩車相對(duì)距離進(jìn)行比較計(jì)算，得 到對(duì)各個(gè)模塊的輸出值。4. 如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)性汽車防追尾裝置，其特征在于語音警報(bào)模塊可以根據(jù)接 收到的單片機(jī)的不同瞬時(shí)信號(hào)而發(fā)出不同的報(bào)警信號(hào)，或者不報(bào)警。5. 如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)性汽車防追尾裝置，其特征在于舵機(jī)可以根據(jù)從單片機(jī)接 收到的不同信號(hào)來控制舵機(jī)的角度，進(jìn)而改變防追尾霧燈的劃線距離，警示后車保證安全。6. 如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)性汽車防追尾裝置，其特征在于單片機(jī)還可以根據(jù)前車超 聲波模塊的輸入數(shù)據(jù)再進(jìn)行前車與本車的安全參數(shù)比較計(jì)算，根據(jù)結(jié)果發(fā)出控制信號(hào)來控 制安全氣囊彈出與否。7. 如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)性汽車防追尾裝置，其特征在于安全氣囊是由雙層材料構(gòu) 成的，外層氣囊由于兩車撞擊力起爆，其主要作用是起到緩沖、預(yù)減力的作用，同時(shí)為第二 層氣囊的減震防撞作用做深度鋪墊，獲得更顯著的車體保護(hù)效果。
【文檔編號(hào)】B60R21/01GK205468921SQ201620162997
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月3日
【發(fā)明人】吳希軍, 李鵬程, 楊建勇, 陸萍, 趙梓建
【申請人】燕山大學(xué)