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原文传递一种智能刹车和油门判断切换系统及其切换方法

专利名称：	一种智能刹车和油门判断切换系统及其切换方法
摘要：	本发明公开了一种智能刹车和油门判断切换系统及其切换方法，车体的前端设有前置超声波探测器、后端设有后置超声波探测器，还包括车体内所设的刹车测压传感器、油门测压传感器、车载电脑、加加速度传感器、发动机和刹车装置，车载电脑分别将油门测压传感器和刹车测压传感器的压力信号传输给发动机和刹车装置。从上述结构可知，本发明的一种智能刹车和油门判断切换系统及其切换方法，预判出车体是否会与障碍物相撞，通过车载电脑切换油门和刹车避免交通事故的发生，装置巧妙简单，安全可靠，且生产成本低廉便于普及，大大降低了因误踩刹车油门造成的安全隐患和安全事故。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	淮阴工学院
发明人：	梁坤;张玉玺;罗建锋;刘长平;戴权
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201811613456.X
公开号：	CN109774706A
代理机构：	淮安市科文知识产权事务所
代理人：	冯晓昀
分类号：	B60W30/09(2012.01);B;B60;B60W;B60W30
申请人地址：	223005 江苏省淮安市高教园区枚乘路1号
主权项：	1.一种智能刹车和油门判断切换系统，其特征在于：包括车体（10），所述车体（10）的前端设有前置超声波探测器（2）、后端设有后置超声波探测器（3），还包括车体（10）内所设的刹车测压传感器（1）、油门测压传感器（4）、车载电脑（5）、加加速度传感器（6）、发动机（8）和刹车装置（9），所述车载电脑（5）分别与前置超声波探测器（2）、后置超声波探测器（3）、刹车测压传感器（1）、油门测压传感器（4）和加速度传感器（6）电连接，其中前置超声波探测器（2）和后置超声波探测器（3）分别收集的探测信号传输至车载电脑（5），所述刹车测压传感器（1）和油门测压传感器（4）分别收集的压力信号传输至车载电脑（5），所述加速度传感器（6）收集的速度信号和加速度信号传输至车载电脑（5），所述车载电脑（5）分别将油门测压传感器（4）和刹车测压传感器（1）的压力信号传输给发动机（8）和刹车装置（9）。 2.如权利要求1所述的一种智能刹车和油门判断切换系统，其特征在于：所述刹车测压传感器（1）和油门测压传感器（4）均为膜片式电容测压传感器。 3.利用如权利要求1~2其中任意一项所述的系统进行的刹车和油门判断切换方法，其特征在于包括以下步骤： 1）前置超声波探测器（2）和后置超声波探测器（3）分别对车前障碍物和车后障碍物进行探测，并将探测信号传输至车载电脑（5）；同时加速度传感器（6）将车体（10）的速度信号和加速度信号传输至车载电脑（5）； 2）车载电脑（5）根据前置超声波探测器（2）和后置超声波探测器（3）的探测信号、加速度传感器（6）的速度信号和加速度信号计算判断出车体（10）是否会与车前障碍物或车后障碍物发生碰撞； 3）当车载电脑（5）计算判断出车体（10）的车前或车后没有障碍物、或者不会与车前障碍物或车后障碍物碰撞的时候，车载电脑（5）将油门测压传感器（4）的压力信号传输给发动机（8）、将刹车测压传感器（1）的压力信号传输给刹车装置（9）；当车载电脑（5）计算判断出车体（10）会与车前障碍物碰撞、同时车载电脑（5）判断驾驶者发生了误操作的时候，车载电脑（5）将油门测压传感器（4）和刹车测压传感器（1）的压力信号均传输给刹车装置（9）； 4）当车载电脑（5）计算判断出车体（10）会与车后障碍物碰撞、且车体（10）的车前没有障碍物或不会与车前障碍物碰撞、同时车载电脑（5）判断驾驶者发生了误操作的时候，车载电脑（5）将油门测压传感器（4）和刹车测压传感器（1）的压力信号均传输给发动机（8）； 5）当车载电脑（5）计算判断出车体（10）不再满足刹车测压传感器（1）和油门测压传感器（4）信号切换的条件的时候，车载电脑（5）将油门测压传感器（4）的压力信号传输给发动机（8）、将刹车测压传感器（1）的压力信号传输给刹车装置（9）。 4.如权利要求3所述的刹车和油门判断切换方法，其特征在于：所述步骤2）中，假设前置超声波探测器（2）的超声波发射机所发出信号的频率为f1，前置超声波探测器（2）的超声波接收机所接收到信号的频率为f2，前置超声波探测器（2）的超声波发射机与前置超声波探测器（2）的超声波接收机之间的相对运动速度： f1=（c±v）/λ=f2±v/λ=f2±△f，其中： c为超声波在自由空间的传播速度， λ为超声波的波长，可以通过△f= v/λ得出前置超声波探测器（2）的超声波接收机与前置超声波探测器（2）的超声波发射机之间做相对运动时产生的多普勒频移，对比频率差进而得到相对速度。 5.如权利要求4所述的刹车和油门判断切换方法，其特征在于：一超声波源以速度v朝着观测者作直线运动，而且此超声波源发出频率为v'的脉冲波，根据公式：计算，当观测者与超声波源以相对速度v彼此趋近时，观测者所接收到的超声波v将大于波源所发射的超声波频率v'，假设位于车体（10）前方的车前障碍物的速度为v1，位于车体（10）后方的车后障碍物的速度为-v1，加速度传感器（6）所探测到的车体（10）的车速为v2，另外定义车体（10）的质量m2，车体（10）与车前障碍物或车后障碍物的相对距离为x，假设经过一段时间t后，车体（10）撞上车前障碍物或车后障碍物，则可以列式：，假设刹车装置（9）制动时：a<0, 发动机（8）驱动时：a>0；由此可推出相对距离x为：，其中μ为车体（10）的摩擦系数，则车体（10）制动时的摩擦力为： f=μm2g=m2a，则汽车想要安全刹车并不会发生相撞的最小加速度为： a=μg，再根据公示： fl=m2v2/2，可以计算得到总刹车距离为：l=m2v2/μm2g；则当车体（10）与车前障碍物相距：x=v1t-μg tt/2-v2t；的时候、以及当车体（10）与车后障碍物相距：x=-v1t+μg tt/2-v2t；的时候，为车体（10）的最小安全距离。 6.如权利要求5所述的刹车和油门判断切换方法，其特征在于：所述步骤3）和步骤4）中，当车体（10）与车前障碍物之间的距离小于最小安全距离时，或者当车体（10）与车前障碍物之间的距离大于最小安全距离、但车体（10）与车后障碍物之间距离小于最小安全距离时，如果：\|a\|>μg，则Δt＜t；其中\|a\|为加速度传感器（6）所探测到的车体（10）的加速度绝对值，Δt为\|a\|>μg状态下车载电脑（5）所计算得出的车体（10）与车前障碍物或车后障碍物相撞所需的时间；此时车载电脑（5）判断驾驶者发生了误操作。 7.如权利要求3所述的刹车和油门判断切换方法，其特征在于：所述步骤3）和步骤4）中，通过所述膜片式电容测压传感器的电容量： C=εA/d，其中ε为介电常数，A为膜片式电容测压传感器所受的压强，d为膜片式电容测压传感器的两极板之间的间距距离；可得到电容的增量△C相对应的压强A的函数关系：△C=f（A）；车载电脑（5）通过膜片式电容测压传感器发出的电容信号△C模拟出车体（10）的驾驶者的操作。
所属类别：	发明专利