本发明涉及车载提醒系统领域，更具体的说是 涉及一种车辆入弯防侧翻提醒 系统和方法。 背景技术

近年来， 随着我国道路交通条件的迅速改善， 汽车的行驶速度普遍提高。特 别是对于客车， 由于其重量和尺寸均较大， 在弯道上高速行驶时， 如果侧向加速 度或者车身侧倾角超过汽车的侧翻阙值， 则容易发生侧翻事故。

因此在车辆入弯前，根据道路弯道特性参数和 车辆侧翻阙值提醒驾驶员将车 速降低到安全的入弯车速， 则会极大地降低车辆入弯发生侧翻的可能性， 并保证 驾驶员和乘员的人身安全。

有鉴于此， 本发明人针对现有车辆容易发生侧翻事故的缺 陷深入研究， 遂有 本案产生。 对发明的公开

技术问题

本发明的目的在于提供一种车辆入弯防侧翻提 醒系统，从而最大限度地防止 车辆侧翻， 并保证驾驶员与乘员的安全。

问题的解决方案

为了达成上述目的， 本发明的解决方案是：

一种车辆入弯防侧翻提醒系统， 其中， 包括人机交互模块、运算处理模块以 及均与运算处理模块相连的车辆信息数据存储 模块、车辆运行状态采集模块、 GPS 定位模块、道路信息存储模块和报警决策模块 ， 该人机交互模块与报警决策模块 相连； 该车辆信息数据存储模块存储有整车参数数据 ， 该车辆运行状态采集模块 采集车辆运行数据并传输至运算处理模块，该 GPS定位模块则获取车辆的当前位 置信号并传输至运算处理模块；该道路信息存 储器存储有道路弯道数据并供运算 处理模块调用； 该运算处理模块则基于整车参数数据、车辆运 行数据和道路弯道 数据而计算出相应弯道的极限车速；该报警决 策模块基于道路弯度数据和 GPS定 位模块的当前位置信号来判断是否车辆处于弯 道区域，若是则比较当前车速和极 限车速， 并根据比较结果而决定是否通知人机交互模块 报警。

进一步， 该人机交互模块还包括与运算处理模块相连的 输入界面， 该输入界 面用于供驾驶员输入当前车辆的载荷情况。

进一步， 该整车参数数据包括整车重量、 车辆重心位置、 轴距、 悬架类型、 侧倾刚度、转向系参数以及轮胎特性；该车辆 运行数据包括车速、油门踏板开度、 制动踏板开度以及离合器踏板状态； 该道路弯道数据包括道路类型、道路宽度以 及弯道特性参数。

进一步， 该人机交互模块、 运算处理模块、 车辆信息数据存储模块、 车辆运 行状态采集模块、 GPS定位模块和报警决策模块均设置在车载终端 电脑上， 该道 路信息存储模块则设置在车联网信息中心；该 车辆入弯防侧翻提醒系统还包括设 置在车载终端电脑并与运算处理模块相连的无 线通讯模块以及设置在车联网信 息中心的网络通讯系统，该无线通讯模块接收 车联网信息中心的网络通讯系统发 出的道路弯道数据。

一种车辆入弯防侧翻提醒方法， 其中， 包括如下步骤：

①、实时采集车辆的当前位置信号并与预存的 道路弯道数据进行比较， 从而 判断车辆是否处于弯道区域；

②、若处于弯道区域， 则结合整车参数数据、 车辆运行数据以及道路弯道数 据而计算出极限车速； 若不处于弯道区域则重复步骤①；

③、 比较极限车速与车辆运行数据中的当前车速， 并根据比较结果而确定是 否产生提醒信息。

进一步， 在步骤①中， 该道路弯道数据对应于每一弯道均对应设置有 入弯矩 形区域和出弯矩形区域，该入弯矩形区域和出 弯矩形区域分别位于弯道的入口和 出口并均基于经纬度坐标而定义；当车辆当前 位置信号的经纬度落入入弯矩形区 域时， 则表明车辆进入了弯道区域； 当车辆当前位置信号的经纬度落入出弯矩形 区域时则表明车辆离开了弯道区域。

进一步，该道路弯道数据还包括对应于每一弯 道并覆盖了整个当前弯道的弯 道矩形区域， 该入弯矩形区域和出弯矩形区域均位于弯道矩 形区域内； 当车辆当 前位置信号的经纬度落入弯道矩形区域时则表 明处于弯道区域，而当车辆离开了 弯道矩形区域在表明离开了弯道区域。 进一步， 该车辆运行数据包括当前车速、 油门踏板开度以及制动踏板开度； 在步骤③中， 若当前车速 u〉极限车速 并且制动踏板开度为 0， 则提醒驾驶员 减速；若 11 1^ 并且油门踏板开度〉 0并且制动踏板开度 =0，则提醒驾驶员 减速； 若 u _s u k*u _s 并且制动踏板开度〉 0， 则无提醒； 若 u k*u _s ， 则无提醒； k为安全系数， 0. 8〈k〈1. 0。

进一步，在步骤②中，该整车参数数据包括整 车重量、车辆重心高度、轴距、 悬架重量、侧倾率和侧倾中心高度； 该道路弯道数据包括道路类型、道路宽度以 及弯道特性参数。

进一步， 在步骤②中， 该整车参数数据还包括通过人机交互模块中输 入界面 输入的当前车辆的载荷情况。

发明的有益效果

本发明涉及的一种车辆入弯防侧翻提醒系统和 方法， 其通过整车参数数据、 车辆运行数据和道路弯道数据而计算出相应弯 道的极限车速，并在车辆进入弯道 时将当前车速与极限车速进行比较， 并根据比较结果而向驾驶人员发出告警， 从 而起到提醒驾驶人员降速，进而达到防止车辆 侧翻以及保证驾驶员和乘员安全的 功效。

对附图的简要说明

图 1 为本发明涉及一种车辆入弯防侧翻提醒系统较 佳实施例中车联网信息 中心的框架图；

图 2 为本发明涉及一种车辆入弯防侧翻提醒系统较 佳实施例中车载终端电 脑的框架图；

图 3为本发明涉及一种车辆入弯防侧翻提醒方法� �佳实施例的工作流程图； 图 4 为本发明涉及一种车辆入弯防侧翻提醒方法在 判断车辆是否处于弯道 区域的优选方案的示意图。

图中：

防侧翻提醒系统 100， 车联网信息中心 1， 车辆信息数据库 11， 道路信息存 储模块 12， 网络通讯系统 13， 车队运营调度管理系统 14， 车辆运行监控系统 15， 车载终端电脑 2， 运算处理模块 21， 车辆信息数据存储模块 22， 车辆运行 状态采集模块 23， GPS定位模块 24， 报警决策模块 25， 人机交互模块 26， 无线 通讯模块 27， 入弯矩形区域 A， 出弯矩形区域 B， 弯道矩形区域 C 实施本发明的最佳实施例

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过 具体实施例来对本发明进行详 细阐述。

如图 1和图 2所示，本发明涉及的一种车辆入弯防侧翻提� �系统 100较佳实 施例， 该防侧翻提醒系统 100包括车联网信息中心 1和车载终端电脑 2， 其中： 如图 1所示， 该车联网信息中心 1具有车辆信息数据库 11、 道路信息存储 模块 12、 网络通讯系统 13、 车队运营调度管理系统 14 以及车辆运行监控系统 15。

该车辆信息数据库 11存储着车队所有运营车辆的基本信息参数， 具体包括 车号、 车型、 主要零部件总成的参数。

该道路信息存储模块 12在本实施例中， 其实际为整个车联网信息中心 1的 地图和道路数据库， 其包含有国内所有入网道路的道路弯道数据， 即包括道路类 型、 道路宽度以及弯道特性参数。 当然在最窄的应用中， 该道路信息存储模块 12可以仅存储有车辆当前路段中的道路弯道数� ��。

该网络通讯系统 13供与外部的网络通信，从而将道路信息存储� ��块 12中与 车辆当前需行驶道路的道路弯道数据发送至车 载终端电脑 2。

该车队运营调度管理系统 14在车队的调度管理人员的操作下， 可以对运营 车辆的目的地、行驶路线进行统一调度规划， 确定合理的行驶路线， 并对突发情 况进行必要的应对和调度。

该车辆运行监控系统 15则实时地对车辆运行状态进行监控，包括 GPS定位、 车速、 发动机运行状态等， 同时还可以通过车内摄像头监控车辆是否安全 运行。

如图 2所示， 该车载终端电脑 2具有运算处理模块 21、 车辆信息数据存储 模块 22、 车辆运行状态采集模块 23、 GPS定位模块 24、 报警决策模块 25、 人机 交互模块 26 以及无线通讯模块 27， 该车载终端电脑 2通过该无线通讯模块 27 而与车联网信息中心 1的网络通讯系统 13通信， 并将车辆行驶道路的道路弯道 数据发送至运算处理器。

该车辆信息数据存储模块 22、车辆运行状态采集模块 23、 GPS定位模块 24、 无线通讯模块 27和报警决策模块 25均与运算处理模块 21相连， 该人机交互模 块 26与报警决策模块 25相连； 该车辆信息数据存储模块 22存储有整车参数数 据， 该整车参数数据包括整车重量、 车辆重心高度、 轴距、 悬架重量、 侧倾率和 侧倾中心高度。

该车辆运行状态采集模块 23采集车辆运行数据并传输至运算处理模块 21， 该车辆运行数据包括车速、 油门踏板开度、 制动踏板开度以及离合器踏板状态， 其具体可以通过与 CAN总线通信而获得。

该 GPS定位模块 24则获取车辆的当前位置信号并传输至运算处� ��模块 21， 具体其还可以获取车辆当前位置的天气情况， 通过该天气情况的采集分析从而可 以用于对下述的安全系数进行设定； 该运算处理模块 21则基于整车参数数据、 车辆运行数据和道路弯道数据而计算出相应弯 道的极限车速； 该报警决策模块 25基于道路弯度数据和 GPS定位模块 24的当前位置信号来判断是否车辆处于弯 道区域， 若是则比较当前车速和极限车速， 并根据比较结果而决定是否通知人机 交互模块 26报警。 具体地， 该人机交互模块 26可以包含有视频和音频系统， 从 而起到全面报警的作用。 另外， 优选地， 该人机交互模块 26还包括与运算处理 模块 21相连的输入界面， 该输入界面用于供驾驶员输入当前车辆的载荷 情况， 如此该运算处理模块 21能够更加准确地把握车辆的整车重量和车辆� ��心， 进而 优化整个提醒系统的准确度。

为了让本发明能被充分公开， 本发明还提供了一种车辆入弯防侧翻提醒方 法， 其中， 至少包括如下步骤：

①、实时采集车辆的当前位置信号并与预存的 道路弯道数据进行比较， 从而 判断车辆是否处于弯道区域；

②、若处于弯道区域， 则结合整车参数数据、 车辆运行数据以及道路弯道数 据而计算出极限车速； 若不处于弯道区域则重复步骤①； 优选地， 该整车参数数 据还包括通过人机交互模块 26中输入界面输入的当前车辆的载荷情况；

③、 比较极限车速与车辆运行数据中的当前车速， 并根据比较结果而确定是 否产生提醒信息。

如图 3和图 4所示，下面结合上述防侧翻提醒系统 100较佳实施例来对该防 侧翻提醒方法的较佳实施方案进行详细描述：

车队调度管理人员在得到车辆调度安排后， 向车辆驾驶员发出出车指令。 同 时， 车队运营调度管理系统 14对运营车辆的目的地、 行驶路线进行统一调度规 划，确定合理的行驶路线。此时车联网信息中 心 1在确认车载终端电脑 2启动后， 会将确定好的行驶路线通过无线通讯网络发送 到车载终端电脑 2， 并将道路信息 存储模块 12中的道路弯道数据， 具体可以为道路曲率半径， 其还可以包括道路 类型、 道路宽度、 弯道转向特性等参数， 一并配置给车载终端电脑 2。

车辆出车运行过程中， 车载终端电脑 2首先还通过 GPS定位模块 24判断车 辆是否按照车联网信息中心 1所配置的路线进行运营，若吻合则进入弯曲� �域判 定模式。 若车辆未按照既定路线行驶， 则车载终端电脑 2将向车联网信息中心 1 发出路线重新计算和道路参数配置的请求， 然后再发送到车载终端电脑 2。

如图 4所示， 优选地， 车载终端电脑 2用如下的方式来判断车辆是否处于弯 道中：

该道路弯道数据对应于每一弯道均对应设置有 入弯矩形区域 A 和出弯矩形 区域 B， 该入弯矩形区域 A和出弯矩形区域 B分别位于弯道的入口和出口并均基 于经纬度坐标而定义； 当车辆当前位置信号的经纬度落入入弯矩形区 域 A时， 则 表明车辆进入了弯道区域；当车辆当前位置信 号的经纬度落入出弯矩形区域 B时 则表明车辆离开了弯道区域。

另外， 为了避免车辆进入入弯矩形区域 A后， 由于 GPS定位模块 24失效等 原因， 因为无法进入到出弯矩形区域 B而导致没有解除提醒的风险； 该道路弯道 数据还包括弯道矩形区域 C， 该弯道矩形区域 C对应于每一弯道并覆盖了整个当 前弯道， 该入弯矩形区域 A和出弯矩形区域 B均位于弯道矩形区域 C内； 当车辆 当前位置信号的经纬度落入弯道矩形区域 C时则表明处于弯道区域，而当车辆离 开了弯道矩形区域 C在表明离开了弯道区域。当然判断入弯的方� �和出弯的方式 并不限于上述，比如其还可以直接采集记录弯 道长度并通过统计实际行驶弯道的 长度来判断是否出弯。

若车辆处于弯道中， 则结合整车参数数据、车辆运行数据以及道路 弯道数据 而计算出极限车速； 其具体是采用准静态侧翻模型， 该极限车速计算过程如下： m, x— = a、, x ；

y

其中 m _s 为悬挂质量 （单位 kg ) ; u _s 为极限车速 （单位 km/h ) ; R为曲率半径 (单位 m); a _y 为侧翻发生时的临界侧向加速度 （单位 m/s ² ); G _s 为悬架重量 （单 位 N); g为重力加速度； B为轴距 （单位 m); h _g 为重心高度 （单位 m); h _r 为侧倾 中心高度 （m); ！^为侧倾率 （单位 rad/g)。

作为具体的一种比较及报警方式， 该车辆运行数据包括当前车速、油门踏板 开度以及制动踏板开度；

在步骤③中：

若 u〉u _s 并且制动踏板开度为 0， 则提醒驾驶员减速；

若 11 1^ 并且油门踏板开度〉 0并且制动踏板开度 =0，则提醒驾驶员减 速；

若 u _s u k*u _s 并且制动踏板开度〉 0， 则无提醒；

若 u k*u _s ， 则无提醒。

其中， k为安全系数， 并 0. 8〈k〈1. 0; 其与行驶道路湿滑程度和道路曲率半 径有关， 具体是通过 GPS定位模块 24来获取车辆当前位置的天气情况。

综上所述， 本发明涉及的一种车辆入弯防侧翻提醒系统和 方法， 其通过整车 参数数据、车辆运行数据和道路弯道数据而计 算出相应弯道的极限车速， 并在车 辆进入弯道时将当前车速与极限车速进行比较 ，并根据比较结果而向驾驶人员发 出告警， 从而起到提醒驾驶人员降速， 进而达到防止车辆侧翻以及保证驾驶员和 乘员安全的功效。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态 和式样，任何所属技术领域的 普通技术人员对其所做的适当变化或修饰， 皆应视为不脱离本发明的专利范畴。 工业实用性

本发明容易在工业上实施， 具有良好的工业实用性。