[发明专利]一种汽车防撞方法

摘要

本发明公开了一种汽车防撞方法，包括以下步骤：S1：采用超声波测距的方法对前车进行测距；S2：将两车距离分为提醒距离，报警距离，以及强制刹车距离，建立防撞数学模型；S3：获得车辆的速度信息后，代入建立好的防撞模型中，求出S_t，S_w，S_d；1)如果车辆与前车车距处于提醒距离S_t之内时，发出提醒信号，告诉驾驶员此时两车之间车距过近，驾驶员在听到提醒后做好减速准备；2)当车辆与前车车距处于报警距离S_w之内时，发出报警信号，驾驶员听到报警后要提高警惕，时刻注意前车行驶状况，才能保证行驶；3)当车辆与前车车距处于强制刹车距离S_d之内时，强制对汽车发送减速信号让汽车减速来增大两车车距，降低行车危险系数。

主权项

1.一种汽车防撞方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：采用超声波测距的方法对前车进行测距；S2：将两车距离分为三个阶段，分别为提醒距离S_t，报警距离S_w，以及强制刹车距离S_d，在同一种状况下三种距离数值相对大小为S_t＞S_w＞S_d，建立防撞数学模型；S3：超声波测距传感器获得车辆的速度信息后，代入建立好的防撞模型中，求出提醒距离S_t，报警距离S_w，以及强制刹车距离S_d；1)如果车辆与前车车距处于提醒距离S_t之内时，发出提醒信号，告诉驾驶员此时两车之间车距过近，驾驶员在听到提醒后做好减速准备；2)当车辆与前车车距处于报警距离S_w之内时，发出报警信号，驾驶员听到报警后要提高警惕，时刻注意前车行驶状况，才能保证行驶；3)当车辆与前车车距处于强制刹车距离S_d之内时，强制对汽车发送减速信号让汽车减速来增大两车车距，降低行车危险系数；其中：步骤S2中建立防撞数学模型具体方法如下：S2‑1：从能量守恒可以得到摩擦力对物体做的功等于物体动能的变化量：μNS＝1/2mv²，其中N是车对地面的压力，μ是车跟地面的摩擦系数，S是刹车距离，m是车的质量，v是车的速度，其中车对地面的压力等于车的重力即F＝mg，F＝N，所以N＝mg，得到mgμ＝1/2mv²，即：S＝v²/(2μg)；假设公路同一车道上行驶着前后两车，后车为A，车速为v_a，前车为B，车速为v_b，v_a>v_b，前后两车车距为S，两车刹车距离分别为：S_a＝v_a²/(2μg)；S_b＝v_b²/(2μg)；如果后车同前车所处距离S大于后车刹车距离S_a，此时即使前车由于发生事故瞬间静止，后车也有足够的距离刹车直到停下，所以将后车同前车的距离为绝对安全距离，危险系数为0，则定：S₀＝S_a＝v_a²/(2μg)；如果前车B驾驶员发现前方有事故发生，并且能够将前车刹车直到静止，则刹车距离为S_b＝v_b²/(2μg)，依旧认为前车刹车距离为S_a，假设两车车距为S_a‑S_b时，只有前车能够完全刹车，后车才能保证安全，此时两车发生事故的概率非常高，我们定此时危险系数为1，则：S₁＝S_a‑S_b＝v_a²/(2μg)‑v_b²/(2μg)；S2‑2：确定报警数值：1)安全行车常识里有一个保持车距的原则，即保持车距为车速的千分之一，则设定提醒距离为S_t＝v；2)报警距离为危险系数为0时的车距，即S_w＝S₀＝v_a²/(2μg)；3)制动刹车距离为危险系数为0.5的车距，即S_d＝(S₀+S₁)/2；S2‑3：模型的完善：1)延迟考虑，t₁为普通人的反应时间，t₂踩制动踏板时间，t₃减速生效时间，t₄减速最大时间，设t＝t₁+t₂+t₃+t₄，则S_t，S_w，S_d均需要增加延迟距离t*v_a；2)速度差系数k_v，报警距离S_w应该根据前车的速度进行修正，引入一个速度差系数k_v，以两车速度差为变量，在前车速度为0的情况下，达到最大；当两车速度差越小的时候，速度差系数随之减小，最终在两车速度相同时，系数k_v回归为1；3)摩擦系数，刹车距离与摩擦系数成反比，则提醒距离也应与摩擦系数相关，则S_t应该增加摩擦系数的比值，摩擦系数一般为0.8；S2‑4：经上述步骤完善，防撞模型确定为：S_w＝(v_a²/(2μg)+v_a*t)*k_v；S_d＝{v_a²/(2μg)+i*[v_a²/(2μg)‑v_b²/(2μg)]}/2；其中，当v_a>v_b时，i＝1；当v_a<v_b时，i＝0。