基於雷達定位的車輛自動跟隨系統及車輛自動跟隨方法
2023-07-12 05:43:51
基於雷達定位的車輛自動跟隨系統及車輛自動跟隨方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於雷達定位的車輛自動跟隨系統，包括安裝在車輛前方的雷達、用於處理雷達數據的處理器、用於控制油門大小的電磁閥以及電控剎車機構，其特徵在於：所述電控剎車機構包括伺服電機，所述處理器分別與所述雷達、電磁閥和剎車機構中的伺服電機電連接。本發明的系統通過雷達來即時向處理器提供數據，處理器處理數據並根據判斷自動控制電磁閥或電控剎車機構動作，達到車輛自動駕駛跟隨前方車輛的目的。另外，本發明還提供了一種應用上述系統的車輛自動跟隨方法，該方法具有較高的操作性和實用性。
【專利說明】基於雷達定位的車輛自動跟隨系統及車輛自動跟隨方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於機車自動化控制領域，具體涉及一種基於雷達定位的使車輛自動跟隨其前方車輛行駛的車輛自動跟隨系統以及車輛自動跟隨方法。
【背景技術】
[0002]隨著城市現代化的發展，汽車作為人們日常的交通工具被逐漸普及，隨之而來的是城市交通的擁擠。「2008福田指數」中，廣州人上下班擁堵成本為每人每月273.8元，這僅為根據時間與收入計算出的數據，即時間成本。而單獨計算堵車的耗油成本，最保守估計，以目前廣州市機動車保有量100萬輛計算，廣州每年的油耗堵車成本就至少在18億元以上。可想而知的是，對於全中國而言，每年因堵車而消耗的油量成本應達數百億元，因此堵車油耗問題亟待解決。
[0003]另外，駕駛員在堵車的時候往往需要緊隨前面的車輛前行，所以需要經常切換剎車與油門的動作，此過程不但費力，而且容易造成追尾等交通事故。
[0004]還有一個問題發生在車輛高速行駛過程中，前方車輛的突然動作，如急剎車等也容易造成交通事故，或者汽車在行駛過程中突然遇到障礙物時，也容易造成事故。
[0005]針對上述問題，本發明人通過研究和實驗發明了一種基於雷達定位的車輛自動跟隨系統及車輛自動跟隨方法，以解決上述所有問題。
【發明內容】
[0006]綜上所述，本發明的目的是提供一種基於雷達定位的車輛自動跟隨系統，通過在車輛上安裝該系統可使駕駛員在交通擁堵時無需人力控制油門和剎車，油門和剎車動作完全由本發明的車輛自動跟隨系統自動控制完成，而且當車輛前方突然出現障礙物，或者前方車輛急剎車時，本發明的系統能夠快速切斷油門並進行剎車動作，進而解決了現有車輛在堵車時耗油量大、需要人力來控制車輛行駛以及遇到緊急情況不能自動剎車等問題。
[0007]本發明的目的通過以下技術手段得以實現:
本發明的目的之一提供了一種基於雷達定位的車輛自動跟隨系統，其包括安裝在車輛前方的雷達、用於處理雷達數據的處理器、用於控制油門大小的電磁閥以及電控剎車機構，其特徵在於:所述電控剎車機構包括伺服電機，所述處理器分別與所述雷達、電磁閥和剎車機構中的伺服電機電連接。
[0008]本發明的目的之二提供了一種上述系統的車輛自動跟隨方法，其包括以下步驟:SI)首先設定雷達與前方車輛所需保持的距離LI ；S2)通過測量雷達發射信號和目標反射的回波信號之間的時間差，計算出前方車輛與雷達之間的距離L2 ;S3)處理器判斷LI與L2的大小，當L2大於LI時，處理器向與其電連接的用於控制油門大小的電磁閥發送信號，使電磁閥打開，增大油門；當L2小於LI時,處理器向電控剎車機構中的伺服電機和/或用於控制油門大小的電磁閥發送信號，使車輛進行剎車和/或減小油門動作。
[0009]進一步，步驟S3中通過計算單位時間內LI數值變化的量來確定油門所需增加或減小的量。
[0010]本發明的有益效果:
I)本發明的基於雷達定位的車輛自動跟隨系統，其通過雷達來即時向處理器提供數據，處理器處理數據並根據判斷自動控制電磁閥或電控剎車機構動作，達到車輛自動駕駛跟隨前方車輛的目的，由於油門通過處理器高精度進行控制，使得不會出現一腳油門一腳剎車進而增加耗油量的情況。另外，自動跟隨駕駛減輕了駕駛員的駕駛負擔，同時使得車輛在高速行駛時遇到緊急情況可自動避險剎車。
[0011]2)本發明的車輛自動跟隨方法具有較高的操作性和實用性。
【具體實施方式】
[0012]以下將結合實施例對本發明進行詳細說明:
實施例1 一種基於雷達定位的車輛自動跟隨系統
本實施例中，所述基於雷達定位的車輛自動跟隨系統包括安裝在車輛前方的雷達、用於處理雷達數據的處理器、用於控制油門大小的電磁閥以及電控剎車機構，所述處理器為可編程的控制器或帶有顯示屏和控制按鈕的微型處理器，所述電磁閥具體地可安裝在發動機的供油管路上，所述電控剎車機構包括伺服電機，所述處理器分別與所述雷達、電磁閥和剎車機構中的伺服電機電連接。優選的，所述雷達包括控制器和偵測器，所述偵測器包括發射器和接收器，所述控制器與處理器電連接，所述控制器即用於信號處理，以計算出雷達與前方目標之間的距離。所述電控剎車機構可以有多種機械設計形式，其原因是現有技術中存在多種剎車機構和剎車方法，本實施例不能一一列舉，為使得本領域的普通技術人員更容易實施本專利，在此，本實施例中列舉一種簡單、有效的電控剎車機構，其結構是:在伺服電機的動力輸出軸上設置主動齒輪，在剎車機構中與剎車踏板相連接的連杆上設置從動齒條，並使得主動齒輪與從動齒條相互嚙合，通過伺服電機控制主動齒輪的旋轉來帶動連杆和剎車踏板一起運動，達到電控剎車的目的。
[0013]實施例2 —種車輛自動跟隨方法
本實施例中，所述車輛自動跟隨方法，其包括以下步驟:S1)首先設定雷達與前方車輛所需保持的距離LI，當然，所述LI也可以是一個範圍值；S2)通過測量雷達發射信號和目標反射的回波信號之間的時間差，計算出前方車輛與雷達之間的距離L2 ；S3)處理器判斷LI與L2的大小，當L2大於LI時，處理器向與其電連接的用於控制油門大小的電磁閥發送信號，使電磁閥打開，增大油門；當L2小於LI時,處理器向電控剎車機構中的伺服電機和/或用於控制油門大小的電磁閥發送信號，使車輛進行剎車和/或減小油門動作。優選的，步驟S3中通過計算單位時間內LI數值變化的量來確定油門所需增加或減小的量，例如:當單位時間內LI數值增加的量較大，說明前方車輛已經加速行駛，需要處理器控制電磁閥打開，加大油門油量，當單位時間內LI數值增加的量較小，說明前方車輛已經與雷達之間的距離在緩慢的增加，需要處理器控制電磁閥打開，以少量增加油門油量，進而達到自動跟隨、合理控制供油量以降低油耗的目的。
[0014]最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種基於雷達定位的車輛自動跟隨系統，包括安裝在車輛前方的雷達、用於處理雷達數據的處理器、用於控制油門大小的電磁閥以及電控剎車機構，其特徵在於:所述電控剎車機構包括伺服電機，所述處理器分別與所述雷達、電磁閥和剎車機構中的伺服電機電連接。
2.一種如權利要求1中所述系統的車輛自動跟隨方法，其特徵在於，包括以下步驟: 51)首先設定雷達與前方車輛所需保持的距離LI； 52)通過測量雷達發射信號和目標反射的回波信號之間的時間差，計算出前方車輛與雷達之間的距離L2 ； 53)處理器判斷LI與L2的大小，當L2大於LI時，處理器向與其電連接的用於控制油門大小的電磁閥發送信號，使電磁閥打開，增大油門；當L2小於LI時,處理器向電控剎車機構中的伺服電機和/或用於控制油門大小的電磁閥發送信號，使車輛進行剎車和/或減小油門動作。
3.如權利要求2中所述的車輛自動跟隨方法，其特徵在於，步驟S3中通過計算單位時間內LI數值變化的量來確定油門所需增加或減小的量。
【文檔編號】B60W30/16GK103935366SQ201410180294
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月3日 優先權日:2014年5月3日
【發明者】陳桂英, 王帥 申請人:陳桂英