[发明专利]一种重型卡车弯道防侧翻预警系统

说明书

一种重型卡车弯道防侧翻预警系统，本发明方法包括以下步骤：1)设置一种基于动态监测的重型卡车弯道防侧翻预警系统，其中包括：测量装置，预警装置，人机协同装置和云计算连接装置。2)利用摄像头摄取道路坡度宽度和车辆周围障碍物等信息，并结合倾角仪所测车厢侧倾角、云端测量的弯道曲率与质心高度，计算出车辆侧倾加速度，推测侧倾预警时间与侧倾对相邻车辆影响结果。3)根据质心偏移距离、车轮外倾角和车厢倾斜角判断预警级别，预警装置起作用，并结合云计算结果采取人机协同作用下的预警应对方案。与现有技术相比，此发明可以更加安全的解决重型卡车在弯道保持高速前进并防止侧倾的问题。

技术领域

本发明涉及一种重型卡车安全监控装置,特别是关于一种基于动态检测的重型卡车弯道防侧翻预警装置。

背景技术

随着社会的进步发展，对重型卡车的载重和车速的需求日益增长，但由于其质心位置高、质量和体积较大等特点,在高速转弯和道路曲率较小时极易发生侧翻事故。侧翻是一种高发且很危险的交通事故，与其他形式的交通事故相比具有更高的伤亡率。美国高速公路交通安全局数据统计报告中侧翻造成的死亡人数增长显著高于碰撞，另外在乘用车侧翻事故减少的同时，重型卡车致命侧翻事故却大幅增加。车辆侧翻分为静态侧翻和动态侧翻，而汽车动态侧翻又分为绊倒型侧翻和操纵型侧翻，即非绊倒侧翻。目前，国外文献主要针对重型车辆稳态转向时的静态侧倾稳定性进行大量研究，动态侧翻研究文献较少。而重型卡车侧翻事故则以动态侧翻居多。

目前车辆防侧翻控制系统主要有四轮转向、主动悬架、主动横向稳定器和差动制动等方法来抑制车身侧倾的趋势，减少侧翻事故的发生。而对于车辆侧倾的预警，基于车辆自身的性能数据，主要的检测技术是利用角度仪和称重仪检测质心高度和利用轮胎压力传感器检测载荷转移率。因此对于目前检测预警方法存在以下主要问题：第一，车辆载重发生变化且在高速行驶时不便于对质心高度测量；第二，在坡度较大路面测量的载荷转移率与实际情况有较大误差，不能作为预警依据数据，因此无法保证重型卡车在弯道安全高速行驶。

发明内容

针对上述问题,本发明的目的是提供一种可靠性高且在重型卡车转弯时能够及时准确地提供预警信息及应对方案的重型卡车弯道防侧翻预警系统。

本发明采取以下技术方案实现上述目的：一种重型卡车弯道防侧翻预警系统包括以下步骤：1)设置一种重型卡车弯道防侧翻预警系，它包括以下装置：测量装置，预警装置，人机协同装置和云计算连接装置。2)利用摄像头摄取道路坡度宽度和车辆周围障碍物等信息，并结合倾角仪所测车厢侧倾角、云端测量的弯道曲率与质心高度，计算出车辆侧倾加速度，推测侧倾预警时间与侧倾对相邻车辆影响结果。3)根据车轮外倾角、质心偏移距离和车厢倾斜角判断预警级别，预警装置起作用，并结合云计算结果采取人机协同作用下的预警应对方案。

所述步骤2)中的所述车厢侧倾角计算式为:

悬架总的角刚度由单横臂独立悬架的线刚度求得。

式中：为车厢侧倾角，为侧倾力矩，为悬架总的角刚度，k_s为弹簧刚度，m为弹簧中心至横臂铰接点的距离，n为横臂长，K₁为单横臂独立悬架的线刚度，δ_s为单横臂上弹簧力作用点的虚位移，δ_t为地面法向反作用力作用点的虚位移。

所述步骤2)中的所述弯道曲率由云端卫星获取道路信息并进行计算得到。

所述质心高度由倾角仪数据结合车辆载重传输至后台管理者计算得到。并由此与相同载重安全行驶时的质心高度进行相比，从而得出质心偏移距离。

所述车辆侧倾加速度由车辆瞬时速度、质心高度和道路曲率半径相结合计算所得。

所述步骤3)所述车轮外倾角计算式为

式中：γ为车轮外倾角；为车厢侧倾引起的外倾角变化率。