本發明涉及汽車技術領域，尤其是指一種汽車避障系統及其方法。

背景技術：

目前，在一個汽車上設有避障系統以對汽車前方的障礙物進行檢測，并通過語音提示駕駛員進行相應的操作，保持汽車駕駛的安全。現有避障系統一般只能對在傳感器安裝處的水平面附近的障礙物進行檢測，而無法對傳感器垂直方向上較大范圍內的障礙物進行檢測，無法覆蓋汽車前方較大范圍內的障礙物，使得車輛交通事故更易發生。在谷歌無人駕駛汽車的傳感器技術方案中，使用3D傳感器可以精確生成60米內以及360度范圍的3D地圖，能有效探測到周圍的障礙物信息，但是成本昂貴，難以普及應用。

技術實現要素：

本發明的目的在于解決現有避障系統只能對在傳感器安裝處的水平面附近的障礙物進行檢測，而無法對傳感器垂直方向上較高或較低處的障礙物進行檢測，使得車輛交通事故更易發生的問題，提供一種結構簡單、檢測范圍大和成本低的汽車避障系統及其方法。

本發明的目的可采用以下技術方案來達到：

一種汽車避障系統，包括掃描裝置、車速傳感器、控制系統和輸出裝置，所述控制系統的檢測輸入端與所述掃描裝置和車速傳感器的輸出端連接，所述控制系統的輸出端與所述輸出裝置連接；

進一步地，所述掃描裝置包括機架、擺動座、驅動裝置、傳感器和用于檢測擺動座擺動角度的編碼器，所述驅動裝置安裝于所述機架上，且驅動裝置的動力輸出端與所述擺動座的動力輸入端鉸接；所述擺動座可擺動安裝于所述機架上，所述傳感器固定安裝于所述擺動座的前端。

進一步地，所述驅動裝置包括電機、第一連桿和第二連桿，所述電機固定安裝于所述機架上，所述電機的輸出軸與所述第一連桿的一端固定連接，第一連桿的另一端與第二連桿的一端鉸接，所述第二連桿的另一端與擺動座鉸接。

進一步地，所述擺動座通過銷軸可擺動安裝于所述機架上，所述編碼器安裝于所述編碼器上。

進一步地，所述輸出裝置包括警報模塊、減速模塊和制動模塊，所述警報模塊、減速模塊和制動模塊的輸入端與所述控制系統的輸出端電連接。

進一步地，所述傳感器為激光掃描傳感器。

作為一種優選的方案，所述控制系統為單片機或PLC。

一種汽車避障方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)控制系統根據獲取的車速傳感器數據，得出汽車當前的警報距離S1、減速距離S2和安全距離S3；并且控制系統通過激光掃描傳感器和編碼器獲得障礙物距離汽車的垂直距離L；

2)根據S1、S2、S3和L之間的大小關系，執行相應的動作，具體判斷結果如下：

2.1)當L大于S1時，執行步驟1)，否則執行步驟2.2)；2.2)當L大于S2時，控制系統控制警報模塊工作，然后執行步驟1)；否則執行步驟2.3)；

2.3)當L大于S3時，控制系統控制減速模塊工作，然后執行步驟1)；否則執行步驟2.4)；

2.4)控制系統控制制動模塊工作進行汽車制動。

實施本發明專利，具有如下有益效果：

1、本發明擺動座在驅動裝置的驅動下可進行左右擺動，而帶傳感器進行左右擺動，實現對汽車前方較大范圍內的障礙物進行掃描檢測的功能，極大地提高了檢測的范圍，傳感器在驅動裝置的驅動下，可達到左右各45度的擺動工作范圍，來實現對汽車左前方、正前方、右前方三個方向的障礙物掃描。有效檢測到汽車高度范圍內的上下和左右方向的所有障礙物信息；有效減輕駕駛員的負擔，提高行駛安全性，減少因駕駛員疏忽而導致的交通事故。

2、本發明在安裝時，所述傳感器設于汽車車頭中間的位置，驅動裝置驅動擺動座進行左右擺動，實現對汽車前方的障礙物進行掃描檢測，并實時返回障礙物與汽車之間的距離和角度信息；所述的車速傳感器一般安裝在變速箱的輸出軸上，用于檢測汽車的速度。所述的編碼器安裝在擺動機構上擺動架上，實時測得傳感器的轉動角度，得到障礙物和車的角度信息。所述的控制系統用于接收傳感器、編碼器和車速傳感器的檢測結果后進行綜合判斷，并將判斷結果傳輸給輸出裝置進行相應的執行動作，結構簡單，成本低，解決了現有采用3D傳感器的避障系統存在成本昂貴，難以普及應用的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明汽車避障系統的掃描裝置的結構示意圖；

圖2是本發明汽車避障系統的掃描裝置的安裝結構示意圖；

圖3是本發明汽車避障系統的掃描裝置的工作狀態圖；

圖4是本發明汽車避障方法的工作流程圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例

參照圖1至圖3，本實施例涉及避障系統，包括掃描裝置1、車速傳感器、控制系統和輸出裝置，所述控制系統的檢測輸入端與所述掃描裝置1和車速傳感器的輸出端連接，所述控制系統的輸出端與所述輸出裝置連接；

所述掃描裝置1包括機架11、擺動座12、驅動裝置13、傳感器14和用于檢測擺動座12擺動角度的編碼器15，所述驅動裝置13安裝于述機架11上，且驅動裝置13的動力輸出端與所述擺動座12的動力輸入端鉸接；所述擺動座12可擺動安裝于所述機架11上，所述傳感器14固定安裝于所述擺動座12的前端。所述傳感器14為激光掃描傳感器14。

在安裝時，所述傳感器14設于汽車車頭中間的位置，驅動裝置13驅動擺動座12進行左右擺動，實現對汽車前方的障礙物進行掃描檢測，并實時返回障礙物與汽車之間的距離和角度信息；所述的車速傳感器14一般安裝在變速箱的輸出軸上，用于檢測汽車的速度。所述的編碼器15安裝在擺動機構上擺動架上，實時測得傳感器14的轉動角度，得到障礙物和車的角度信息。所述的控制系統用于接收傳感器14、編碼器15和車速傳感器14的檢測結果后進行綜合判斷，并將判斷結果傳輸給輸出裝置進行相應的執行動作，結構簡單，成本低，解決了現有采用3D傳感器14的避障系統存在成本昂貴，難以普及應用的問題。

在該結構中，擺動座12在驅動裝置13的驅動下可進行左右擺動，而帶傳感器14進行左右擺動，實現對汽車前方較大范圍內的障礙物進行掃描檢測的功能，極大地提高了檢測的范圍，傳感器14在驅動裝置13的驅動下，可達到左右各45度的擺動工作范圍，來實現對汽車左前方、正前方、右前方三個方向的障礙物掃描。有效檢測到汽車高度范圍內的上下和左右方向的所有障礙物信息；有效減輕駕駛員的負擔，提高行駛安全性，減少因駕駛員疏忽而導致的交通事故。

所述驅動裝置13包括電機131、第一連桿132和第二連桿133，所述電機131固定安裝于所述機架11上，所述電機131的輸出軸與所述第一連桿132的一端固定連接，第一連桿132的另一端與第二連桿133的一端鉸接，所述第二連桿133的另一端與擺動座12鉸接。工作時，電機131的輸出軸轉動帶動第一連桿132和第二連桿133擺動，從而使得與第二連桿133鉸接的擺動座12進行左右擺動，實現對安裝于擺動座12上的傳感器14進行左右擺動驅動的目的。

所述擺動座12通過銷軸16可擺動安裝于所述機架11上，所述編碼器15安裝于所述編碼器15上。編碼器15通過銷軸16實時檢測擺動座12的擺動角度，實時測得傳感器14轉動角度，獲得障礙物和車的角度信息。

所述輸出裝置包括警報模塊、減速模塊和制動模塊，所述警報模塊、減速模塊和制動模塊的輸入端與所述控制系統的輸出端電連接。控制系統根據傳感器14檢測到的障礙物距離的值和編碼器15檢測到的障礙物的角度值來啟動輸出裝置的工作狀態。警報模塊用于將控制系統傳送來的運算結果讀出并發出相應的警報聲音，以便于提示駕駛員前方的障礙物，提前做出相應駕駛動作。減速模塊包括節氣門裝置，當減速模塊接收到控制系統傳送來的減速信號時，通過減少發動機的節氣門開度來降低發動機的輸出功率，從而降低車速。制動模塊包括制動機構，當制動模塊接收到制動系統傳送來的制動信號時，通過啟動汽車的制動機構裝置從而實現汽車的緊急制動。

所述控制系統為單片機或PLC。當然其它能具有輸入和輸出信號控制的控制系統也適用于本發明。

本實施例還提供一種汽車避障方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)控制系統根據獲取的車速傳感器數據，得出汽車當前的警報距離S1、減速距離S2和安全距離S3；并且控制系統通過激光掃描傳感器和編碼器獲得障礙物距離汽車的垂直距離L；

2)根據S1、S2、S3和L之間的大小關系，執行相應的動作，具體判斷結果如下：

2.1)當L大于S1時，執行步驟1)，否則執行步驟2.2)；2.2)當L大于S2時，控制系統控制警報模塊工作，然后執行步驟1)；否則執行步驟2.3)；

2.3)當L大于S3時，控制系統控制減速模塊工作，然后執行步驟1)；否則執行步驟2.4)；

2.4)控制系統控制制動模塊工作進行汽車制動。

如圖4所示的避障算法工作流程圖。當控制系統檢測到車輛啟動時，避障系統開始工作，控制系統根據獲取的車速傳感器14數據計算出汽車當前的警報距離S1，減速距離S2和安全距離S3，同時控制系統根據激光掃描傳感器14距離信息和編碼器15角度信息計算出障礙物距離車輛的垂直距離L。

在汽車行駛的過程中，控制系統通過車速傳感器、激光掃描傳感器和編碼器獲得汽車和路面上障礙物之間的距離信息。根據獲得的數據，控制系統控制警報模塊、減速模塊和制動模塊是否工作，該方法采用閉環檢測控制的方式，可實時對汽車前方的障礙物進行準確和快速的檢測，并輸出控制到警報模塊、減速模塊和制動模塊，極大地保證了汽車行駛的安全，方法簡單且控制安全可靠。

以上所揭露的僅為本發明一種較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利范圍，因此依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的范圍。