一種坡彎路段汽車側翻與側滑的預警裝置的製作方法

2023-10-24 21:47:27 1

專利名稱：一種坡彎路段汽車側翻與側滑的預警裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於汽車安全領域，具體涉及一種坡彎路段汽車側翻與側滑的預警裝置。
背景技術：
公路長大下坡的惡性交通事故的發生一直較為頻發和集中。發生在陡坡、連續下坡上的交通事故一旦發生多為惡性事故。究其惡性事故原因，很大程度上是因為由於坡度較長、較陡、汽車制動較為頻繁，制動器及摩擦片溫度過高而導致制動失靈。此外，汽車側翻側滑也是一項重要的安全問題。汽車側翻事故的危害程度僅次於汽車碰撞事故而居第二位。汽車產生側翻時，駕駛員往往來不及採取有效措施，而側翻事故的危害則是致命的。側滑則是容易導致車輛甩尾、失去轉向能力等危險狀況，給車輛行駛安全帶來了很大威脅。汽車側翻、側滑已成為全世界矚目的一類安全問題。我國西南山區較多，地形陡峭，連續轉彎與坡彎結合路段較多，是側翻、側滑、制動失靈等引發交通事故的頻發區。山區公路的服務水平和通行能力還遠遠落後於城市和平原道路。而且，山區公路有著許多難以克服和無法預料的不安全隱患因素。這些道路對駕駛員安全行車極為不利，在一定程度上直接威脅著人民生命和國家財產的安全。此外，道路交通安全度由人、車、路、環境與交通管理間的協調狀況所決定，很多交通事故都是歸咎為人的因素，如駕駛速度過高、疲勞駕駛、注意力不集中、緊急情況處置不當等。很多情況下，如果可以實現察覺危險狀況，提前警醒駕駛員進行操作，便可有效地避免交通事故發生。預警理論的起源可以追溯到19世紀末期。該理論早已經進入實際應用時期。我國雖已將預警理論初步運用於交通行業，且主要針對於高速公路的研究。但是在高速公路管理上應用還不成熟，對高速公路交 通事故預警實際應用的研究幾乎沒有。更何況是西部山區道路領域的研究。
發明內容針對現有技術存在的不足，本實用新型的目的在於，提供一種能夠幫助駕駛員在山區路段行駛時正確合理操縱汽車，減少交通事故發生概率，保障山區道路安全行駛的坡彎路段汽車側翻與側滑的預警裝置。為了實現上述任務，本實用新型採用如下技術方案予以實現:一種坡彎路段汽車側翻與側滑的預警裝置，包括路側單元和車載單元，其中，路側單元包括路側單元處理器，路側單元處理器的輸入端連接有路側溫度傳感器、雨雪傳感器和溼度傳感器，路側單元處理器上還連接有路側無線通信模塊；車載單元包括DSP，DSP的輸入端連接有車載溫度傳感器、加速度傳感器、速度傳感器、制動踏板力傳感器、差動式電容載荷傳感器，DSP的輸出端連接有語音提示模塊，DSP上還連接有車載無線通訊模塊，車載無線通信模塊和路側無線通信模塊之間通過無線電波相連。本實用新型還具有如下技術特點:[0010]所述的路側無線通信模塊和車載無線通信模塊均採用CC1110FX晶片。所述的路側單元處理器採用CC1110FX晶片的8051單片機。所述的DSP選用型號為TMS320LF2407A的DSP。本實用新型是以山區道路車輛安全行駛為研究對象，幫助駕駛員在山區路段行駛時，正確合理操縱汽車，減少交通事故發生概率，保障山區道路安全行駛，使駕駛員更早的意識到危險狀況，從而有足夠的時間採取合適地操作儘可能大的將危險降到最低，以達到提高山區道路汽車行駛安全的目的。

圖1是本實用新型的連接關係示意圖。
以下結合附圖和實施例對本實用新型的具體內容作進一步詳細地說明。
具體實施方式
以下給出本實用新型的具體實施例，需要說明的是本實用新型並不局限於以下具體實施例，凡在本申請技術方案基礎上做的等同變換均落入本實用新型的保護範圍。遵從上述技術方案，如圖1所示，一種坡彎路段汽車側翻與側滑的預警裝置，包括路側單元和車載單元，其中，路側單元包括路側單元處理器，路側單元處理器的輸入端連接有路側溫度傳感器、雨雪傳感器和溼度傳感器，路側單元處理器上還連接有路側無線通信模塊；車載單元包括DSP，DSP的輸入端連接有車載溫度傳感器、加速度傳感器、速度傳感器、制動踏板力傳感器、差動式電容載荷傳感器，DSP的輸出端連接有語音提示模塊，DSP上還連接有車載無線通訊模塊，車載無線通信模塊和路側無線通信模塊之間通過無線電波相連。 路側無線通信模塊和車載無線通信模塊均採用CClIIOFX晶片。CClIIOFX晶片是一種低成本真正的無線SoC (片上系統)，採用Chipcon公司的Smart RF04技術，以0.18urn CMOSI藝製作而成，為低功耗無線應用而設計。它結合一個高性能433MHz和868 / 915MHz射頻收發器核心和一個工業級小巧高效的8051微控制。為簡化道路參數無線發送方案，道路參數無線通信模塊採用了以含有51單片機內核的無線射頻芯CC1110FX為核心，增加了各種傳感器，再配合無線通信電路而組成的無線通訊模塊。CClllO晶片具有豐富的外圍接口，工作電壓為2.0v 3.6v，較低的電流消耗(RX中15.6mA, 2.4kbps，433MHz，其發射電流也小於30mA，休眠時電流小於10 μ A)，且支持ZigBee無線網絡技術。在RF性能上，具有高靈敏度(1.2kBaud的速率下為-1lOdBm)和較高的接收靈敏度和阻塞功能；支持2-FSK、GFSK和MSK等調製方式且CClllO極其適用於許多不同的頻帶，頻率範圍為 300MHz-348MHz、39IMHz-464MHz 及 782MHz_928MHz。路側單元處理器採用CC1110FX晶片的8051單片機；路側雨雪傳感器採用RY-YX型雨雪傳感器；路側溫度傳感器採用TC77溫度傳感器，TC77溫度傳感器是通過內部溫度敏感元件轉換得到溫度數據，解析度為0.0625°C，可以精確到±1°C ;溼度傳感器採用HM1500溼度傳感器，HM1500溼度傳感器體積小，不受水浸影響，可靠性高，長期穩定性好。DSP選用型號為TMS320LF2407A的DSP。它具有極強的數位訊號處理能力，採用增強的哈佛結構流水線技術，25ns的指令周期使得系統的運行速度特別快，指令執行速度可達40MIPS。16位地址總線和16位數據總線，可擴展的外部存儲器總共192KB的空間；片內有高達32K字的FLASH為程序提供了較大的程序空間，為多種用途的產品提供了經濟的可編程解決方案。TMS320LF2407A的調試開發環境(CCS)相當成熟，可參考資料也很豐富，而且實驗室現有其硬體仿真器，這樣無疑會減少開發周期。TMS320LF2407A可以對數據進行實時性獲取、採集、處理等操作，該DSP運算處理速度快，可以及時進行語音報警功能，實時性較好；具有較強數學運算功能，可以完成較複雜的算法和大量的數據處理；帶有A / D轉換，可以將採集到的模擬信號轉化為數位訊號做後續處理。車載溫度傳感器採用PtlOO貼片式溫度傳感器，由於要檢測前、後、左、右車輪制動器的制動鼓內、外表面溫度，選取8個車載溫度傳感器分別對前、後、左、右輪制動鼓內、外表面溫度進行採集。PtlOO貼片式溫度傳感器測溫準確性高、反應速度快，體積小，方便固定安裝。速度傳感器採用霍爾開關型集成元件UGN3019，測量車速實際上就是測量跟車速成正比關係變化的轉速信號。將其測速盤固定於車輪輪軸上，然後放一個磁鋼片置於測速盤邊緣處。加速度傳感器採用ADXL202加速度傳感器，ADXL202是一種低成本、低功耗、功能完善的雙軸加速度傳感器。該傳感器安裝於車輪輪軸上，用來檢測汽車制動過程中的參考車速。制動踏板力傳感器採用PK-PH-PF系列，本踏板力傳感器用於測量運動車輛的制動力。將其固定在制動踏板上，在汽車制動時，用它來對制動踏板力進行有效的測量。差動式電容載荷傳感器採用電容專用檢測轉換晶片CAV424，其測量範圍寬；靈敏度高，便於拾取信號:極板間不接觸、不變形、不磨損，機械損失小、壽命長；電容傳感器受溫度影響小；動態性能好；結構簡單、適應各種惡劣環境和場合。車輛每個輪軸的中部與車廂底之間都安裝一套差動式電容載荷傳感器。在載荷作用下，汽車的緩衝減振機構(鋼板彈簧)產生變形， 電容傳感器兩極板間的距離發生變化，傳感器的電容值也隨之變化。預先標定出傳感器電路輸出電壓值與該輪軸載荷值之間的關係，就可以根據各輪軸傳感器電路的電壓值得出該輪軸的載荷質量。將各輪軸的載荷質量相加即得整車載荷質量。電容測量電路採用獨特的四相檢測電荷轉移式微電容測量線路，將來自電容式稱重傳感器極其微弱的電容信號採集出來，並轉化成易於檢測的電壓信號，經A / D轉換後送入DSP信號處理模塊。DSP信號處理模塊對信號進行濾波，計算整車載荷並將結果線性化之後，將載荷結果輸出。語音提示模塊採用ISD1730晶片。ISD1730中有多達23條控制指令，通過使用控制指令可以對其進行精確控制，甚至可以精確到一個存儲單元，並且電路斷電後語音內容不會丟失，很適合預警系統。由於山區道路複雜多變，在危險路段之前應設立路側單元，先將該段道路的道路參數寫入到路側單元處理器中，通過雨雪傳感器、路側溫度傳感器和溼度傳感器來探測當前危險路段的環境信息，並將此信息傳輸給路側單元處理器。在車輛行駛過程中，車載單元的車載無線通信模塊一直發射命令，只要進入到路側單元的服務範圍內，車載無線通信模塊發送的命令與路側無線通信模塊的指令相匹配，路側單元控制器控制路側無線通信模塊將採集到的當前環境信息和道路參數發送給車載無線通信模塊，以此來完成車輛對於道路相關信息的動態採集動作，車載無線通信模塊接收到相應的信息後，將信息傳遞給DSP，DSP將接收到的信息進行解碼，從數據流中提取相關道路信息，結合車輛實時採集的車輛信息，根據安全預警模型計算當前車輛行駛的安全值，與原設定的安全閾值進行比較，然後做出相應的處理，通過語音提示模塊提醒駕駛員。此外，在車載單元輻射範圍內有車輛發生事故時，路側無線通信模塊可以在緊急情況下接收車輛發出的緊急事故信息，並 向其它能夠接收到路側無線通信模塊發送的信息的車輛提供該緊急事故信息，以防止二次事故的發生。
權利要求1.一種坡彎路段汽車側翻與側滑的預警裝置，其特徵在於，包括路側單元和車載單元，其中，路側單元包括路側單元處理器，路側單元處理器的輸入端連接有路側溫度傳感器、雨雪傳感器和溼度傳感器，路側單元處理器上還連接有路側無線通信模塊；車載單元包括DSP，DSP的輸入端連接有車載溫度傳感器、加速度傳感器、速度傳感器、制動踏板力傳感器、差動式電容載荷傳感器，DSP的輸出端連接有語音提示模塊，DSP上還連接有車載無線通訊模塊，車載無線通信模塊和路側無線通信模塊之間通過無線電波相連。
2.如權利要求1所述的坡彎路段汽車側翻與側滑的預警裝置，其特徵在於，所述的路側無線通信模塊和車載無線通信模塊均採用CClIIOFX晶片。
3.如權利要求1所述的坡彎路段汽車側翻與側滑的預警裝置，其特徵在於，所述的路側單元處理器採用CCll IOFX晶片的8051單片機。
4.如權利要求1所述的坡彎路段汽車側翻與側滑的預警裝置，其特徵在於，所述的DSP選用型號為TMS320L F2407A的DSP。
專利摘要本實用新型公開了一種坡彎路段汽車側翻與側滑的預警裝置，包括路側單元和車載單元，其中，路側單元包括路側單元處理器，路側單元處理器的輸入端連接有路側溫度傳感器、雨雪傳感器和溼度傳感器，路側單元處理器上還連接有路側無線通信模塊；車載單元包括DSP，DSP的輸入端連接有車載溫度傳感器、加速度傳感器、速度傳感器、制動踏板力傳感器、差動式電容載荷傳感器，DSP的輸出端連接有語音提示模塊，DSP上還連接有車載無線通訊模塊，車載無線通信模塊和路側無線通信模塊之間通過無線電波相連。本實用新型使駕駛員更早的意識到危險狀況，從而有足夠的時間採取合適地操作儘可能大的將危險降到最低。
文檔編號B60Q5/00GK203093868SQ20122070767
公開日2013年7月31日 申請日期2012年12月19日 優先權日2012年12月19日
發明者袁培佩, 郭昭, 張超 申請人:長安大學