[发明专利]一种汽车五限界主动报警防撞装置及方法

权利要求书

1.一种汽车五限界主动报警防撞装置，其特征在于，包括车前碰撞识别系统、车后碰撞识别系统和五限界判断处理系统；

车前碰撞识别系统包括车前超声波测距模块、本车车速测量模块和车前碰撞识别模块；

车后碰撞识别系统包括车后超声波测距模块、本车车速测量模块和车后碰撞识别模块；

五限界判断处理系统包括控制单元、语音报警模块、自动刹车模块和电磁防撞模块；

车前超声波测距模块和本车车速测量模块的输出端均与车前碰撞识别模块的输入端连接；车后超声波测距模块和本车车速测量模块的输出端均与车后碰撞识别模块的输入端连接；控制单元的输入端分别与车前碰撞识别模块和车后碰撞识别模块的输出端连接，控制单元的输出端分别与语音报警模块、自动刹车模块和电磁防撞模块的输入端连接；

车前超声波测距模块用于检测本车与前车的距离；车后超声波测距模块用于检测本车与后车的距离；本车车速测量模块用于采集本车速度信息；车前碰撞识别模块用于根据车前超声波测距模块和本车车速测量模块的输出信息计算前车与本车之间的最小安全距离D_r1；车后碰撞识别模块用于根据车后超声波测距模块和本车车速测量模块的输出信息计算后车与本车之间的最小安全距离D_r2；控制单元用于根据车前碰撞识别模块和车后碰撞识别模块的输出信息控制对应语音报警模块、自动刹车模块和电磁防撞模块中一个或多个工作；

当前车与本车距离D₁取值范围为2D_r1<D₁≤3D_r1时，控制单元的输出端向语音报警模块发出信号，语音报警模块提醒驾驶者“前车与本车距离过近，请保持安全车距”；当前车与本车距离D₁取值范围为D_r1<D₁≤2D_r1时，控制单元的输出端向语音报警模块和自动刹车模块二者同时发出信号，语音报警模块提醒驾驶者“前车与本车距离过近，启动自动刹车”，自动刹车模块自动对车辆进行制动处理；当前车与本车距离D₁取值范围为0<D₁≤D_r1时，控制单元的输出端向语音报警模块、自动刹车模块和电磁防撞模块三者同时发出信号，语音报警模块提醒驾驶者“前车与本车距离过近，启动电磁防撞”，自动刹车模块自动对车辆进行制动处理，同时启动本车电磁防撞模块并通知前车启动电磁防撞模块，本车电磁防撞模块和前车电磁防撞模块产生极性相同的电磁场，使本车和前车之间产生电磁排斥力，避免碰撞发生或者减少碰撞的损伤程度。

2.根据权利要求1所述的一种汽车五限界主动报警防撞装置，其特征在于，最小安全距离D_r1通过以下步骤计算：

(1)车前超声波测距模块通过不断检测超声波发射后遇到前车反射回来的回波，从而测出发射超声波和接收回波的时间差ΔT；车前超声波模块根据温度传感器所测当前空气温度计算出对应的声速值C，并根据公式S＝C×ΔT/2，计算出当前本车与前车车距S；

(2)本车车速测量模块直接采集汽车车速表中的车速值；

(3)车前碰撞识别模块采集到车前超声波传感器输入并转换的本车与前车车距值S，以及采集到本车车速测量模块输入的本车车速值V₁；根据公式计算出前车车速值V₂；根据公式和计算本车加速度值a₁与前车加速度值a₂；最后根据公式，得出本车与前车的最小安全车距D_r1，其中：T_f1为本车驾驶员对前方车辆的反应临界时间，T_d1为本车制动协调时间，T_z1为本车减速度增长时间，φ₁为制动距离修正系数；对于水泥路面，φ₁＝0.06；对于沥青路面，φ₁＝0.12。