本发明涉及汽车安全控制技术领域，具体涉及一种新型汽车主动安全控制系统及方法。
背景技术：
随着社会经济的快速发展，汽车已全面进入我们的日常生活，由汽车带来的安全隐患也极速增大；以往的汽车主动安全由驾驶者控制，当主动安全控制失效后触发车辆本身的被动安全系统，由于人为控制受多种自身和外界不可控干扰因素影响，导致主动安全控制精度低安全风险大；随着人们的物质基础提高和知识文化水平提升，汽车不再是单一的代步工具，因此在原有的基础上人们更加重视和追求驾乘的安全性和舒适性；依托先进的传感器技术和计算机技术，为了满足人们对汽车驾乘安全的需求，有效降低或消除由人为因素和复杂的交通因素所造成的行车安全事故，因此就孕育而生了一种汽车主动安全控制系统及方法。
传统的汽车安全控制缺陷在于汽车使用过程中只能通过驾驶者来控制车辆的安全行驶，由于驾驶者在驾驶过程中视野区主要在车辆前方的一定角度范围内，无法实时掌控车辆两侧及后方的行车环境状况存在非常大的驾驶视野盲区，而往往很多事故的发生恰恰在这些视野盲区位置，并且人的反应速度和精神集中度会受到自身和外界环境因数的很大影响，导致很多本可以避免的事故发生。
技术实现要素：
本发明的目的在于提高行车的安全性和应急处理的可靠性，用以消除行车视野盲区，针对以上缺陷，提出一种新型汽车主动安全控制系统及方法。
本发明是通过以下的技术方案来实现的：
一种新型汽车主动安全控制系统，其特征在于，包括感知子系统、传输子系统、决策子系统、执行子系统。
其中感知子系统包括传感器和摄像头，通过车身周围布置的多组传感器和多组摄像头双源采集方式同时工作，对车辆周围环境信息进行探测和采集，为系统提供信息源。该子系统解决了人为驾驶存在视野盲区的问题，同时弥补了单一传感器探测无法查看车辆实景的缺陷，也弥补了单一摄像头采集距离短的缺陷。子系统通过传感器和摄像头两种采集方式同时工作，在探测距离得到保障的同时通过摄像头视频采集声形并茂，既得知了障碍物的距离又得知了障碍物的种类，使得障碍物的判定和应急处理更高效快捷。
其中传输子系统包括can总线和硬线，所述决策子系统通过can总线与摄像头连接，所述决策子系统通过硬线分别与传感器和执行子系统连接。传输子系统通过双路传输方式形成冗余传输系统，将感知子系统的信息源传输到决策子系统并将决策子系统的控制指令传送到执行子系统，同时为系统各部件提供电源。该子系统避免了信号冲突产生延时或者损坏的同时又使得传输更可靠，即使一种传输方式出现故障另一种传输方式还能继续工作，当传感器信号触发后决策子系统立即进入安防状态，缩短了系统的响应计算时间，使得系统的传输和计算变得更高效可靠。
其中决策子系统包括：主动安全控制模块、发动机控制模块、变速箱控制模块，所述的主动安全控制模块设有安全预警阀值，若未达到设定的安全预警阈值不作任何输出，若达到了设置的安全阈值根据安全等级主动安全控制模块将输出控制指令至执行子系统；所述的发动机控制模块与汽车发动机连接，并根据主动安全控制模块输出的控制指令和所述摄像头输入的数据进行计算处理，同时与所述变速箱控制模块通信，根据当前车速和扭矩与需求车速和扭矩作对比分析以协调匹配发动机最佳转速和变速箱最佳档位，并根据计算结果直接对发动机进行控制以配合所述主动安全控制模块完成系统的主动安全控制；变速箱控制模块与汽车变速箱连接，并根据主动安全控制模块输出的控制指令和所述摄像头输入的数据进行计算处理，同时与所述发动机控制模块通信，根据当前车速和扭矩与需求车速和扭矩作对比分析以协调匹配发动机最佳转速和变速箱最佳档位，并根据计算结果直接对变速箱进行控制以配合所述主动安全控制模块完成系统的主动安全控制。该子系统通过多元处理的方式，采用三个控制模块同时参与处理计算，相对于单个电控模块计算大大的提高了运行计算的速度，同时各模块处理计算自己相关的数据提高了数据运算的能力和运算的精度。
其中执行子系统包括安全带调节电机、座椅调节电机、方向调节电机和制动调节电机，所述安全带调节电机、座椅调节电机、方向调节电机和制动调节电机通过硬线与所述主动安全控制模块连接，根据决策子系统的控制指令相关机构执行主动安全控制功能。该子系统在原有的主动避让和车道保持功能基础上将安全带预紧、座椅调节等与安全相关的功能全部集成为一体，相对现有的其它主动安全控制系统功能更加全面。
其中汽车主动安全控制系统所述的安全等级包括低级安全和高级安全，对于低级安全，所述主动安全控制模块将驱动所述仪表报警和各执行电机即所述安全带调节电机、座椅调节电机、方向调节电机和制动调节电机作出微调以消除安全隐患；对于高级安全，主动安全控制模块将驱动所述仪表、中控大屏同时报警，并驱动各执行电机即所述安全带调节电机、座椅调节电机、方向调节电机和制动调节电机作出大幅度调整，同时通过所述can总线向所述发动机控制模块、变速箱控制模块下发计算和控制指令。
其中汽车主动安全控制系统还包括可视化子系统，所述可视化子系统由仪表和中控大屏组成，根据决策子系统的安全控制指令执行主动安全报警功能。该子系统采用仪表报警和中控大屏报警两种方式，当障碍物较远时通过仪表声音和图片报警提示驾驶者提高警惕，当障碍物距离较近时通过中控大屏进行声音和动画图形报警提醒驾驶者障碍物离自己很近并展示具体位置和具体障碍物，通过两种不同的报警方式驾驶者很清楚的知道障碍物的距离以及为何种障碍物，让驾驶者实时掌握行车环境的同时又对障碍物有清晰的判断。
利用上述的一种新型汽车主动安全控制系统所实施的一种汽车主动安全控制方法，其特征在于，该方法步骤如下：
检测步骤，当系统上电工作时，摄像头和传感器同时处于正常工作模式。开始对车辆周围环境进行检测。
识别判断步骤，摄像头工作进行视频采集，安全控制模块对采集视频进行处理计算以判断是否有障碍物存在。如在视频区域内无障碍物存在摄像头将进入休眠待机模式以减少功耗和总线负载，如在视频区域内有障碍物存在首先将进行中控大屏报警；传感器工作进行障碍物探测，如没有探测到障碍物将持续工作探测障碍物，当检测到有障碍物出现时，主动安全控制模块立即输出报警指令仪表进行危险报警，同时进行距离判断若达到摄像头工作距离范围则将摄像头唤醒二者同时工作，若没达到摄像头工作距离范围其将继续休眠。
执行步骤，在危险即将发生时，根据系统下发的安全控制指令执行相关的主动安全控制。
进一步的，在识别判断步骤中，系统在进行危险报警的同时对驾驶员的操作进行判断，预判是否进行主动安全控制。若驾驶员处理报警执行相关操作，则不进行主动安全控制并返回识别判断步骤；若驾驶员因故未及时处理报警进行相关安全操作此时系统将取代驾驶员主动执行安全控制操作。
进一步的，在执行步骤中，执行安全控制的同时判断驾驶员有无操作介入系统主动安全控制模式，若有则中断主动控制功能进入人为控制循环，若无则进入主动控制功能循环。
本发明的效果及优点：
1、通过车身布置的多组摄像头和传感器消除了行车过程中的视野盲区，其次主动避让、方向保持、主动安全带预紧、主动座椅调节等多种主动安全控制功能使得驾驶过程更安全；
2、通过双源采集、双路传输、多元处理的方式使得整个系统运行更加高效快捷；
3、通过仪表报警和中控大屏报警使得报警方式更加清晰，功能相对其它安全系统更加全面。
附图说明
图1是本发明所涉及的系统组成框图。
图2是本发明所涉及的系统的工作原理图。
图3是本发明所涉及的方法流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
本实施例中，如图1所示，提供一种汽车主动安全控制系统，主要包括：感知子系统、传输子系统、决策子系统、执行子系统。
本实施例中，如图2所示，系统的各子系统工作原理如下：
感知子系统，传感器输入通过硬线连接由安全控制模块的采集电路进入安全控制模块进行处理计算，摄像头输入通过can总线由安全控制模块的can收发器进入安全控制模块进行处理计算，同时对车辆周围环境信息进行探测和采集，为系统提供信息源。通过车身布置的传感器和摄像头，进行360°无死角障碍物探测和实景采集，解决了人为驾驶存在视野盲区的问题，同时弥补了单一传感器探测无法查看车辆实景的缺陷，也弥补了单一摄像头采集距离短的缺陷。通过传感器和摄像头两种采集方式同时工作，在探测距离得到保障的同时通过摄像头视频采集声形并茂，既得知了障碍物的距离又得知了障碍物的种类，使得障碍物的判定和应急处理更高效快捷；
传输子系统，由can总线和硬线组成，总线用于传输摄像头视频信号，硬线用于传输传感器信号，通过两种传输方式形成冗余传输系统，将感知子系统的信息源传输到决策子系统并将决策子系统的控制指令传送到执行子系统，同时为系统各部件提供电源。传感器信号通过硬线传输，摄像头视频信号通过总线传输，避免了信号冲突产生延时或者损坏的同时又使得传输更可靠，即使一种传输方式出现故障另一种传输方式还能继续工作，当传感器信号触发后决策子系统立即进入安防状态，缩短了系统的响应计算时间，使得系统的传输和计算变得更高效可靠；
决策子系统，由安全控制模块、发动机控制模块、变速箱控制模块组成，主动安全控制模块根据传感器、摄像头输入进行安全计算处理，如未达到设置的安全预警阈值不作任何输出，如达到了设置的安全阈值根据安全等级主动安全控制模块将作不同的输出。低等级的安全预警主动安全控制模块将驱动仪表报警和各执行电机作出相应的微调以消除安全隐患。高等级的安全预警主动安全控制模块将驱动仪表、中控大屏同时报警和各执行电机作出大幅度调整同时通过can总线给发动机控制模块、变速箱控制模块下发相关计算和控制指令。发动机控制模块根据输入指令和数据进行相应的计算处理同时与变速器控制模块通信，根据当前车速和扭矩与需求车速和扭矩作对比分析以协调匹配发动机最佳转速和变速箱最佳档位，并根据计算结果直接对发动机采取相关控制以配合主动安全控制模块完成系统的主动安全控制功能。变速器控制模块根据输入指令和数据进行相应的计算处理同时与发动机控制模块通信，根据当前车速和扭矩与需求车速和扭矩作对比分析以协调匹配发动机最佳转速和变速箱最佳档位，并根据计算结果直接对变速箱采取相关控制以配合主动安全控制模块完成系统的主动安全控制功能。决策子系统通过安全控制模块、发动机控制模块、变速箱控制模块，三个控制模块同时参与处理计算，相对于单个控制模块计算大大的提高了运行计算的速度，同时各模块处理计算自己相关的数据提高了数据运算的能力和运算的精度。
执行子系统由安全带调节电机、座椅调节电机、方向调节电机、制动调节电机、发动机、变速箱组成，根据决策子系统的控制指令相关机构执行主动安全控制功能。
此外，系统的可视化子系统在对驾驶员报警时，采用仪表报警和中控大屏报警两种方式，当障碍物较远时通过仪表声音和图片报警提示驾驶者提高警惕，当障碍物距离较近时通过中控大屏进行声音和动画图形报警提醒驾驶者障碍物离自己很近并展示具体位置和具体障碍物，通过两种不同的报警方式驾驶者很清楚的知道障碍物的距离以及为何种障碍物，让驾驶者实时掌握行车环境的同时又对障碍物有清晰的判断。
本实施例中，一种汽车主动安全控制系统，设定有安全等级，包括低级安全和高级安全，对于低级安全，所述主动安全控制模块将驱动所述仪表报警和各执行电机即所述安全带调节电机、座椅调节电机、方向调节电机和制动调节电机作出微调以消除安全隐患；对于高级安全，主动安全控制模块将驱动所述仪表、中控大屏同时报警，并驱动各执行电机即所述安全带调节电机、座椅调节电机、方向调节电机和制动调节电机作出大幅度调整，同时通过所述can总线向所述发动机控制模块、变速箱控制模块下发计算和控制指令。
本实施例中，一种汽车主动安全控制系统通过各个子系统的精诚协作，完成了车辆周围环境的实时采集、安全风险的实时监控计算、主动安全报警和调节实现了车辆主动加速、减速、停车、加档、减档、倒挡、方向调节、安全带预紧等应急主动安全控制功能。相比现有的主动安全控制系统功能相对单一分散，本发明所述的主动安全控制系统为整车系统集成的安全系统，在原有的主动避让和车道保持功能基础上将安全带预紧、座椅调节等与安全相关的功能全部集成为一体。
本实施例中，图3示出了汽车主动安全控制方法的一个实施例的流程示意图，该汽车主动安全控制方法包括以下步骤：
s1：检测车外环境，当系统上电工作时，摄像头和传感器同时处于正常工作模式。开始对车辆周围环境进行检测。
s2：识别判断车外环境，摄像头工作进行视频采集，安全控制模块对采集视频进行处理计算以判断是否有障碍物存在。如在视频区域内无障碍物存在摄像头将进入休眠待机模式以减少功耗和总线负载，如在视频区域内有障碍物存在首先将进行中控大屏报警；传感器工作进行障碍物探测，如没有探测到障碍物将持续工作探测障碍物，当检测到有障碍物出现时，主动安全控制模块立即输出报警指令仪表进行危险报警，同时进行距离判断若达到摄像头工作距离范围则将摄像头唤醒二者同时工作，若没达到摄像头工作距离范围其将继续休眠。
s3：预判驾驶员操作，在危险报警时对驾驶员的操作进行判断，预判是否进行主动安全控制。若驾驶员处理报警执行相关操作，则不进行主动安全控制并返回步骤s2；若驾驶员因故未及时处理报警进行相关安全操作此时系统将取代驾驶员主动执行安全控制操作。
s4：执行主动安全控制，根据系统下发的安全控制指令执行主动安全控制。
s5：判断驾驶员操作是否介入系统，在系统执行主动安全控制的过程中判断驾驶员有无操作介入系统安全控制模式，若有则中断主动控制功能进入人为控制循环，若无则进入主动控制功能循环。
本实施例中，一种汽车主动安全控制方法，通过车身布置的传感器和摄像头采集车辆周围信息，将采集到的信息进行识别判断，能够在危险发生时进行示警提高驾驶员的警惕，同时对驾驶员的操作进行判断是否进行主动安全控制，提高了应急事件的反应速度及可靠性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
1.一种新型汽车主动安全控制系统，其特征在于，包括
感知子系统，设置于汽车上，对车辆周围环境信息进行探测和采集；
传输子系统，在感知子系统与决策子系统之间，以及在决策子系统与执行子系统之间传输传感数据及控制指令；
决策子系统，对传输子系统输入的信息源进行实时计算处理，当处理结果显示汽车处于危险范围内时触发安全控制功能，对执行子系统输出控制指令；
执行子系统，连接所述的传输子系统，根据决策子系统输入的控制指令，实现系统的主动安全控制。
2.根据权利要求1所述的一种新型汽车主动安全控制系统，其特征在于，所述的感知子系统包括设置于车身周围的多组传感器和多组摄像头，所述的传感器用于探测障碍物距离；所述的摄像头用于采集障碍物种类。
3.根据权利要求1所述的一种新型汽车主动安全控制系统，其特征在于，所述的传输子系统包括can总线和硬线；所述决策子系统通过can总线与摄像头连接；所述决策子系统通过硬线分别于传感器和执行子系统连接。
4.根据权利要求1或3所述的一种新型汽车主动安全控制系统，其特征在于，所述决策子系统包括主动安全控制模块、发动机控制模块和变速箱控制模块，所述主动安全控制模块、发动机控制模块和变速箱控制模块之间通过can总线互连，同时还分别通过can总线与摄像头连接。
5.根据权利要求4所述的一种新型汽车主动安全控制系统，其特征在于，所述的主动安全控制模块设有安全预警阀值，若未达到设定的安全预警阈值不作任何输出，若达到了设置的安全阈值根据安全等级主动安全控制模块将输出控制指令至执行子系统。
6.根据权利要求4所述的一种新型汽车主动安全控制系统，其特征在于，所述的发动机控制模块与汽车发动机连接，并根据主动安全控制模块输出的控制指令和所述摄像头输入的数据进行计算处理，同时与所述变速箱控制模块通信，根据当前车速和扭矩与需求车速和扭矩作对比分析以协调匹配发动机最佳转速和变速箱最佳档位，并根据计算结果直接对发动机进行控制以配合所述主动安全控制模块完成系统的主动安全控制。
7.根据权利要求4所述的一种新型汽车主动安全控制系统，其特征在于，所述的变速箱控制模块与汽车变速箱连接，并根据主动安全控制模块输出的控制指令和所述摄像头输入的数据进行计算处理，同时与所述发动机控制模块通信，根据当前车速和扭矩与需求车速和扭矩作对比分析以协调匹配发动机最佳转速和变速箱最佳档位，并根据计算结果直接对变速箱进行控制以配合所述主动安全控制模块完成系统的主动安全控制。
8.根据权利要求1或4所述的一种新型汽车主动安全控制系统，其特征在于，所述的执行子系统包括安全带调节电机、座椅调节电机、方向调节电机和制动调节电机，所述安全带调节电机、座椅调节电机、方向调节电机和制动调节电机通过硬线与所述主动安全控制模块连接。
9.根据权利要求1或3所述的一种新型汽车主动安全控制系统，其特征在于，还包括可视化子系统，所述可视化子系统由仪表和中控大屏组成，所述仪表和中控大屏通过can总线与决策子系统连接。
10.根据权利要求5或9所述的一种新型汽车主动安全控制系统，其特征在于，所述安全等级包括低级安全和高级安全，对于低级安全，所述主动安全控制模块将驱动所述仪表报警和各执行电机即所述安全带调节电机、座椅调节电机、方向调节电机和制动调节电机作出微调以消除安全隐患；对于高级安全，主动安全控制模块将驱动所述仪表、中控大屏同时报警，并驱动各执行电机即所述安全带调节电机、座椅调节电机、方向调节电机和制动调节电机作出大幅度调整，同时通过所述can总线向所述发动机控制模块、变速箱控制模块下发计算和控制指令。
11.一种汽车主动安全控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测采集步骤，利用传感器和摄像头对车辆周围环境进行检测采集；
识别判断步骤，通过所述安全控制模块对采集视频进行处理计算以判断有无障碍物存在，若无则摄像头进入休眠待机，若有则进行报警，通过所述安全控制模块对传感器信号进行处理计算以判断有无障碍物存在，若无则传感器持续工作探测，若有则进行报警，同时进行距离判断若达到摄像头工作距离范围则将摄像头唤醒二者同时工作，若没达到摄像头工作距离范围其将继续休眠；
执行步骤，在危险即将发生时，根据系统下发的安全控制指令执行相关的主动安全控制。
12.根据权利要求11所述的一种汽车主动安全控制方法，其特征在于，所述的识别判断步骤中，在系统进行危险报警的同时对驾驶员的操作进行判断，若驾驶员处理报警执行相关操作，则不进行主动安全控制并返回识别判断步骤，若驾驶员因故未及时处理报警进行相关安全操作此时系统将进入执行步骤。
13.根据权利要求11所述的一种汽车主动安全控制方法，其特征在于，所述的执行步骤中，在执行主动安全控制的同时判断驾驶员有无操作介入系统主动安全控制模式，若有则中断主动控制功能进入人为控制循环，若无则进入主动控制功能循环。
技术总结