本發(fā)明涉及車輛輔助駕駛技術(shù)，尤其涉及一種用于車道偏離預(yù)警的駕駛輔助系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前實(shí)現(xiàn)專業(yè)輔助駕駛的方向主要有以下2種：
1、前裝高端車輛，像奔馳、沃爾沃、寶馬等，出廠自帶高級(jí)輔助駕駛功能。
2、后裝產(chǎn)品，像專業(yè)的mobileye560車禍防御主動(dòng)安全駕駛輔助智能防撞系統(tǒng)，以及國(guó)內(nèi)的初創(chuàng)公司中科慧眼、地平線等。
以上兩種方案開發(fā)成本高、安裝維護(hù)成本高，平民車主是無法體驗(yàn)和了解輔助駕駛系統(tǒng)。所以，提供一種簡(jiǎn)單方便低成本解決方案非常有必要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種用于車道偏離預(yù)警的駕駛輔助系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
一種用于車道偏離預(yù)警的駕駛輔助系統(tǒng)，包括：用于檢測(cè)汽車撥桿位置的轉(zhuǎn)向傳感器裝置和駕駛輔助裝置；所述轉(zhuǎn)向傳感器裝置固定設(shè)置在轉(zhuǎn)向撥桿前端；所述轉(zhuǎn)向傳感器裝置與駕駛輔助裝置無線通信，轉(zhuǎn)向傳感器裝置向駕駛輔助裝置發(fā)送轉(zhuǎn)向傳感器獲得的轉(zhuǎn)向狀態(tài)。
按上述方案，所述駕駛輔助裝置包括gsp傳感器、攝像頭、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。
按上述方案，所述用于檢測(cè)汽車撥桿位置的轉(zhuǎn)向傳感器裝置，包括：
加速度傳感器，用于檢測(cè)并采集汽車撥動(dòng)轉(zhuǎn)向撥桿時(shí)產(chǎn)生的加速度；所述加速度傳感器為安裝在汽車轉(zhuǎn)向撥桿上的三軸加速度計(jì)；
標(biāo)定單元，用于加速度傳感器安裝完成后，通過標(biāo)定步驟，記錄撥桿處于上、中、下三個(gè)位置時(shí)對(duì)應(yīng)的三軸加速度數(shù)據(jù)；
標(biāo)定單元工作步驟如下：
標(biāo)定時(shí)，汽車在平直路面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，打開標(biāo)定采集開關(guān)后等待設(shè)定時(shí)間，保存此時(shí)汽車撥桿的位置，加速度計(jì)的加速度值；
改變汽車撥桿的位置，打開標(biāo)定采集開關(guān)后等待1s，保存此時(shí)汽車撥桿的位置和加速度計(jì)的加速度值，完成全部位置的加速度數(shù)據(jù)采集；
汽車轉(zhuǎn)向狀態(tài)判斷單元，用于根據(jù)姿態(tài)角判斷汽車撥桿的狀態(tài)，進(jìn)而判斷出汽車轉(zhuǎn)向狀態(tài)；所述姿態(tài)角為三軸加速度傳感器的笛卡爾坐標(biāo)系與大地笛卡爾坐標(biāo)系的角度值；
具體步驟如下：
1)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)角初始化：根據(jù)標(biāo)定單元的結(jié)果計(jì)算撥桿各位置間運(yùn)動(dòng)姿態(tài)角，即旋轉(zhuǎn)矩陣；
其中，
初始化計(jì)算后，將得到撥桿各位置間運(yùn)動(dòng)的一系列旋轉(zhuǎn)矩陣；
3)計(jì)算并判別：將上一步驟計(jì)算得出的一系列旋轉(zhuǎn)矩陣依次與前一撥桿狀態(tài)時(shí)記錄的加速度數(shù)據(jù)矩陣點(diǎn)乘；得到的結(jié)果依次與當(dāng)前撥桿狀態(tài)的加速度矩陣進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算兩矩陣空間夾角，將空間夾角最小者所對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)矩陣作為車輛轉(zhuǎn)向狀態(tài)判斷依據(jù)；
4)保存數(shù)據(jù)：將當(dāng)前撥桿位置的加速度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，作為下次計(jì)算的前一撥桿位置加速度數(shù)據(jù)。
上述步驟中，標(biāo)定和初始化步驟在車輛靜態(tài)時(shí)，一次完成；車輛運(yùn)動(dòng)時(shí)，反復(fù)進(jìn)行步驟3)和步驟4)運(yùn)算，以判斷車輛轉(zhuǎn)向意圖。
按上述方案，所述標(biāo)定單元中標(biāo)定時(shí)，汽車在平直路面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，打開標(biāo)定采集開關(guān)后等待設(shè)定時(shí)間為1s。
按上述方案，所述轉(zhuǎn)向傳感器裝置還包括預(yù)處理單元，所述預(yù)處理單元用于處理加速度傳感器中采集的原始數(shù)據(jù)，消除汽車震動(dòng)對(duì)加速度計(jì)的干擾。
按上述方案，所述所述預(yù)處理單元數(shù)據(jù)處理的具體步驟如下：
定時(shí)采樣三個(gè)軸的加速度值，采集到一個(gè)長(zhǎng)度為m的序列后，開始判斷靜態(tài)點(diǎn)；其中m為大于3的整數(shù)；判斷找到靜態(tài)點(diǎn)的條件如下：
1、m序列中，x軸任意兩點(diǎn)的差值小于設(shè)定閾值；
2、m序列中，y軸任意兩點(diǎn)的差值小于設(shè)定閾值；
3、m序列中，z軸任意兩點(diǎn)的差值小于設(shè)定閾值；
然后將每個(gè)軸中的m個(gè)點(diǎn)取平均值，就得到了當(dāng)前的加速度值，然后利用該值去判斷汽車撥桿狀態(tài)。
本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：
1.目前業(yè)界關(guān)于汽車轉(zhuǎn)向狀態(tài)判斷主要通過破線接入汽車can總線提取轉(zhuǎn)向狀態(tài)，該方案通過使用加速度計(jì)方案檢測(cè)汽車轉(zhuǎn)向撥桿的狀態(tài)。
2、本方案不需要對(duì)汽車部件拆卸、破線等處理。
3、本方案成本低、安裝快，即用即裝。
4、本方案可以廢舊立新，讓大量舊手機(jī)變廢為寶。
5、本方案可以教育更多用戶去了解輔助駕駛系統(tǒng)的作用。
6、本方案結(jié)合圖像、加速度、陀螺儀、gps多傳感器實(shí)現(xiàn)駕駛輔助，比現(xiàn)有單一圖像傳感器更好的輔助決策。
附圖說明
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：
圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
如圖1所示，一種用于車道偏離預(yù)警的駕駛輔助系統(tǒng),包括用于檢測(cè)汽車撥桿位置的轉(zhuǎn)向傳感器裝置3和安裝在穩(wěn)像架1上的駕駛輔助裝置2；所述轉(zhuǎn)向傳感器裝置固定設(shè)置在轉(zhuǎn)向撥桿前端；所述轉(zhuǎn)向傳感器裝置與駕駛輔助裝置無線通信，轉(zhuǎn)向傳感器裝置向駕駛輔助裝置發(fā)送轉(zhuǎn)向傳感器獲得的轉(zhuǎn)向狀態(tài)。
轉(zhuǎn)向傳感器主要作用是用于輔助決策車道偏離功能是否報(bào)警，正常轉(zhuǎn)向的車道偏離駕駛輔助裝置不報(bào)警，反之駕駛輔助裝置報(bào)警。
其中，轉(zhuǎn)向傳感器，包括：
加速度傳感器，用于檢測(cè)并采集汽車撥動(dòng)轉(zhuǎn)向撥桿時(shí)產(chǎn)生的加速度；所述加速度傳感器為安裝在汽車轉(zhuǎn)向撥桿上的三軸加速度計(jì)；
標(biāo)定單元，用于加速度傳感器安裝完成后，通過標(biāo)定步驟，記錄撥桿處于上、中、下三個(gè)位置時(shí)對(duì)應(yīng)的三軸加速度數(shù)據(jù)；
標(biāo)定單元工作步驟如下：
標(biāo)定時(shí)，汽車在平直路面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，打開標(biāo)定采集開關(guān)后等待1s，保存此時(shí)汽車撥桿的位置，加速度計(jì)的加速度值；
改變汽車撥桿的位置，打開標(biāo)定采集開關(guān)后等待1s，保存此時(shí)汽車撥桿的位置和加速度計(jì)的加速度值，完成全部位置的加速度數(shù)據(jù)采集；
汽車轉(zhuǎn)向狀態(tài)判斷單元，用于根據(jù)姿態(tài)角判斷汽車撥桿的狀態(tài)，進(jìn)而判斷出汽車轉(zhuǎn)向狀態(tài)；所述姿態(tài)角為三軸加速度傳感器的笛卡爾坐標(biāo)系與大地笛卡爾坐標(biāo)系的角度值；
具體步驟如下：
1)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)角初始化：根據(jù)標(biāo)定單元的結(jié)果計(jì)算撥桿各位置間運(yùn)動(dòng)姿態(tài)角(旋轉(zhuǎn)矩陣)
其中，
初始化計(jì)算后，將得到撥桿各位置間運(yùn)動(dòng)的一系列旋轉(zhuǎn)矩陣；
3)計(jì)算并判別：將上一步驟計(jì)算得出的一系列旋轉(zhuǎn)矩陣依次與前一撥桿狀態(tài)時(shí)記錄的加速度數(shù)據(jù)矩陣點(diǎn)乘；得到的結(jié)果依次與當(dāng)前撥桿狀態(tài)的加速度矩陣進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算兩矩陣空間夾角，將空間夾角最小者所對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)矩陣作為車輛轉(zhuǎn)向狀態(tài)判斷依據(jù)；
4)保存數(shù)據(jù)：將當(dāng)前撥桿位置的加速度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，作為下次計(jì)算的前一撥桿位置加速度數(shù)據(jù)。
算法流程如上，標(biāo)定和初始化步驟在車輛靜態(tài)時(shí)，一次完成。車輛運(yùn)動(dòng)時(shí)，反復(fù)進(jìn)行步驟3)和步驟4)運(yùn)算，以判斷車輛轉(zhuǎn)向意圖。
為了優(yōu)化傳感器的結(jié)果準(zhǔn)確度，轉(zhuǎn)向傳感器還包括預(yù)處理單元，所述預(yù)處理單元用于處理加速度傳感器中采集的原始數(shù)據(jù)，消除汽車震動(dòng)對(duì)加速度計(jì)的干擾。
預(yù)處理單元數(shù)據(jù)處理的具體步驟如下：
定時(shí)采樣三個(gè)軸的加速度值，采集到一個(gè)長(zhǎng)度為m的序列后，開始判斷靜態(tài)點(diǎn)；判斷找到靜態(tài)點(diǎn)的條件如下：
1、m序列中，x軸任意兩點(diǎn)的差值小于設(shè)定閾值；
2、m序列中，y軸任意兩點(diǎn)的差值小于設(shè)定閾值；
3、m序列中，z軸任意兩點(diǎn)的差值小于設(shè)定閾值；
然后將每個(gè)軸中的m個(gè)點(diǎn)取平均值，就得到了當(dāng)前的加速度值，然后利用該值去判斷汽車撥桿狀態(tài)。
該算法得出的靜態(tài)點(diǎn)比較可靠，判斷汽車撥桿狀態(tài)的準(zhǔn)確率最高，但是查找靜態(tài)點(diǎn)的速度比較慢，還有其他找靜態(tài)點(diǎn)的算法，可以并行運(yùn)行，加快查找速度。
應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。