[发明专利]考虑路表状态的智能车辆安全行驶速度的测算方法与系统

权利要求书

1.一种考虑路表状态的智能车辆安全行驶速度的测算系统，其特征在于，包括电源单元（1）、警示提醒单元（2）、激光扫描单元（3）、抗滑预测单元（4）和无线通信单元（5）；

所述激光扫描单元（3），用于对路表进行扫描，获取路表纹理，对各种载重和轮胎花纹的车辆进行受力模拟，更新轮胎与路面接触关系与相应的刹车距离；

所述无线通信单元（5），用于获取来向车辆的车型、载重和轮胎信息，获取轮胎与路面接触关系，以选取最佳匹配数据，给出相应的刹车距离；

所述抗滑预测单元（4），用于获取道路表面环境参数，对所得的预测刹车距离进行修正；对校正后的刹车距离进行换算，获得适合该来向车辆的安全行驶速度；

所述警示提醒单元（2），用于车辆提供建议安全行驶速度；

所述电源单元（1），用于为警示提醒单元（2）、激光扫描单元（3）、抗滑预测单元（4）和无线通信单元（5）提供电能；

所述的抗滑预测单元还包括有限元轮胎-路面接触模块、刹车距离预测模块和环境响应模块；

所述有限元轮胎-路面接触模块通过计算机对车辆轮胎和扫描所得的纹理进行模拟接触，获得接触应力的分布情况，即轮胎-路面接触关系；

所述的刹车距离预测模块利用预先存储的轮胎-路面接触关系与刹车距离回归曲线，对车辆的刹车距离进行预测，并根据路表的温度、湿度、水膜厚度、积雪厚度和结冰厚度对所预测的刹车距离进行修正，获得实时刹车距离预测结果；

所述的环境响应模块根据车辆距离、路面宽度、转弯半径以及能见度条件，以刹车距离为基础反算适合车辆的安全速度。

2.根据权利要求1所述的考虑路表状态的智能车辆安全行驶速度的测算系统，其特征在于，所述电源单元（1）包括变压器（11）、发电装置和蓄电箱（15），所述发电装置和变压器（11）均与蓄电箱（15）连接。

3.根据权利要求2所述的考虑路表状态的智能车辆安全行驶速度的测算系统，其特征在于，所述发电装置为太阳能光伏板（12）、温差发电装置（13）和压力发电装置（14）；

所述压力发电装置（14）位于行车道轮迹带下，温差发电装置（13）位于道路两侧，太阳能光伏板（12）位于道路上方两侧。

4.根据权利要求3所述的考虑路表状态的智能车辆安全行驶速度的测算系统，其特征在于，所述温差发电装置（13）包括导热板（131）和温差发电片（132），导热板（131）和温差发电片（132）设置于道路两侧沥青面层中部，导热板（131）将路表面的高温与路基土的低温分别传送至温差发电片（132）的两端发电；

所述压力发电装置（14）包括封装材料（141）和压电陶瓷片（142），设置于行车道轮迹带下，封装材料（141）包覆在压电陶瓷片（142）外部，压电陶瓷片（142）在上部荷载的作用下，产生变形发电。

5.根据权利要求1所述的考虑路表状态的智能车辆安全行驶速度的测算系统，其特征在于，所述警示提醒单元（2）包括防风防撞支架（21）、警示灯（22）、反光条（23）和限速LED警示屏（24）；所述防风防撞支架（21）支撑在路肩上方，警示灯（22）和反光条（23）等间隔均匀布置于风防撞支架（21）上；所述限速LED警示屏（24）位于横梁（36）上方中部用于对抗滑预测单元（4）得到的来向车辆的安全行驶速度进行播报。

6.根据权利要求1所述的考虑路表状态的智能车辆安全行驶速度的测算系统，其特征在于，所述激光扫描单元（3）包括激光器（31）、第一相机（32）、第二相机（33）、计算机（34）、悬臂（35）与横梁（36）；所述激光器（31）安装于横梁（36）中部；所述第一相机（32）与第二相机（33）分别位于悬臂（35）两端；

所述激光扫描单元（3）对路表进行扫描，激光器（31）发射红外激光，第一相机（32）和第二相机（33）接收反射回的红外激光，将数据传回计算机（34），获取路表纹理，利用计算机（34）预置有限元程序对各种载重和轮胎花纹的车辆进行受力模拟，更新系统存储的轮胎-路面接触关系与相应的刹车距离。