一種車輛轉(zhuǎn)彎軌跡預(yù)測(cè)系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種車輛轉(zhuǎn)彎軌跡預(yù)測(cè)系統(tǒng)和方法，通過(guò)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器或車輪角度傳感器得到車輛前外側(cè)轉(zhuǎn)向輪的真實(shí)轉(zhuǎn)角，將轉(zhuǎn)角信號(hào)發(fā)送給車載ECU，ECU根據(jù)外側(cè)輪轉(zhuǎn)角的算法計(jì)算得到車尾或車頭最容易碰到障礙物的點(diǎn)的軌跡圓，并將軌跡圓顯示在車尾或車前攝像頭拍攝的影像中，如果軌跡圓離障礙物有一定距離則說(shuō)明當(dāng)前車輪轉(zhuǎn)角下汽車可以安全避讓障礙物，如果軌跡圓穿過(guò)障礙物則說(shuō)明不能安全避讓，這時(shí)需要增大轉(zhuǎn)向角來(lái)減小轉(zhuǎn)彎半徑，直到可以安全避讓為止，且軌跡圓隨著前外側(cè)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角的改變而在視頻影像中不斷更新。通過(guò)本發(fā)明的方法能夠直觀的預(yù)測(cè)汽車能否安全避讓障礙物，提高了駕駛安全性能和智能化水平。
【專利說(shuō)明】一種車輛轉(zhuǎn)彎軌跡預(yù)測(cè)系統(tǒng)和方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛轉(zhuǎn)向控制【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體的涉及一種車輛轉(zhuǎn)彎軌跡預(yù)測(cè)系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中駕駛員在車輛轉(zhuǎn)彎尤其是在倒車過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以下幾種情況:一，汽車尾部?jī)啥溯^為突出，后視鏡中的后方物體由于被車身所擋，倒車轉(zhuǎn)彎時(shí)不容易判斷是否能夠避開(kāi)后方障礙物，很多情況下需要他人幫忙指揮倒車；二，如今很多A級(jí)、B級(jí)轎車都配有倒車影像系統(tǒng)，掛倒檔時(shí)通過(guò)尾部攝像頭將后方視野顯示在車載液晶屏上，有的倒車影像中會(huì)將離車尾的距離顯示出來(lái)，這種顯示方式只能提示汽車與障礙物的相對(duì)位置，但不能預(yù)測(cè)汽車能否安全避讓障礙物。對(duì)于車輛向前轉(zhuǎn)彎的情況也一樣，盡管部分高級(jí)車輛在車頭安裝有攝像頭，同樣這種攝像頭不能預(yù)測(cè)車輛的運(yùn)行軌跡，進(jìn)而無(wú)法預(yù)測(cè)汽車能否安全避開(kāi)前方障礙物。因此現(xiàn)有技術(shù)中的車輛轉(zhuǎn)彎影像系統(tǒng)都只是給出簡(jiǎn)單的視場(chǎng)影像，并不能預(yù)測(cè)車輛的轉(zhuǎn)彎軌跡，從而使得駕駛員無(wú)法提前得知車輛轉(zhuǎn)彎能否避開(kāi)車輛前后的障礙物，因此開(kāi)發(fā)一種能夠預(yù)測(cè)車輛轉(zhuǎn)彎軌跡的技術(shù)對(duì)于汽車的智能化發(fā)展意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明基于上述現(xiàn)有技術(shù)情況，創(chuàng)新的提出一種車輛轉(zhuǎn)彎軌跡預(yù)測(cè)系統(tǒng)和方法，通過(guò)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器或車輪角度傳感器得到車輛前外側(cè)轉(zhuǎn)向輪的真實(shí)轉(zhuǎn)角，將轉(zhuǎn)角信號(hào)發(fā)送給車載ECU，ECU根據(jù)外側(cè)輪轉(zhuǎn)角的算法計(jì)算得到車尾或車前最容易碰到障礙物的點(diǎn)的軌跡圓，并將軌跡圓顯示在車尾或車前攝像頭拍攝的影像中，如果軌跡圓離障礙物有一定距離則說(shuō)明當(dāng)前車輪轉(zhuǎn)角下汽車可以安全避讓障礙物，如果軌跡圓穿過(guò)障礙物則說(shuō)明不能安全避讓，這時(shí)需要增大轉(zhuǎn)向角來(lái)減小轉(zhuǎn)彎半徑，直到可以安全避讓為止，且軌跡圓隨著前外側(cè)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角的改變而在視頻影像中不斷更新。通過(guò)本發(fā)明的方法能夠直觀的預(yù)測(cè)汽車能否安全避讓障礙物，提高了駕駛安全性能和智能化水平。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案如下:
一種車輛轉(zhuǎn)彎軌跡預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括角度傳感器1、E⑶模塊2、車載攝像頭3和顯示器4，所述角度傳感器I用于提供車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)的轉(zhuǎn)向角度信息，并輸出至ECU模塊2，所述ECU模塊2基于角度傳感器I的信息而計(jì)算得到車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)車輛前側(cè)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角，并計(jì)算得到與所述轉(zhuǎn)向角對(duì)應(yīng)的車輛轉(zhuǎn)彎最外側(cè)軌跡，然后輸出至所述顯示器4中與車載攝像頭3捕獲的視頻影像一同進(jìn)行顯示。
[0005]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的車輛轉(zhuǎn)彎軌跡預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)向角為車輛前外側(cè)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角，所述軌跡為圓軌跡，在以車輛后軸中點(diǎn)為原點(diǎn)、X向指向汽車前方、y向沿后軸延長(zhǎng)線的直角坐標(biāo)系中，通過(guò)以下公式
【權(quán)利要求】
1.一種車輛轉(zhuǎn)彎軌跡預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括角度傳感器(I)、E⑶模塊(2)、車載攝像頭(3)和顯示器(4)，所述角度傳感器(I)用于提供車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)的轉(zhuǎn)向角度信息，并輸出至ECU模塊(2)，所述ECU模塊(2)基于角度傳感器(I)的信息而計(jì)算得到車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)車輛前側(cè)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角，并計(jì)算得到與所述轉(zhuǎn)向角對(duì)應(yīng)的車輛轉(zhuǎn)彎最外側(cè)軌跡，然后輸出至所述顯示器(4 )中與車載攝像頭(3 )捕獲的視頻影像一同進(jìn)行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛轉(zhuǎn)彎軌跡預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向角為車輛前外側(cè)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角，所述軌跡為圓軌跡，在以車輛后軸中點(diǎn)為原點(diǎn)、X向指向汽車前方、y向沿后軸延長(zhǎng)線的直角坐標(biāo)系中，通過(guò)以下公式
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛轉(zhuǎn)彎軌跡預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述尾部端點(diǎn)為車輛在所述直角坐標(biāo)系俯視投影中，與所述圓心距離最大的轉(zhuǎn)向外側(cè)車尾端點(diǎn)，所述前部端點(diǎn)為車輛在所述直角坐標(biāo)系俯視投影中，與所述圓心距離最大的轉(zhuǎn)向外側(cè)車頭端點(diǎn)，所述圓軌跡隨著轉(zhuǎn)向角的改變由ECU模塊自動(dòng)更新。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的車輛轉(zhuǎn)彎軌跡預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述角度傳感器(I)為安裝在轉(zhuǎn)向柱上的方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器，所述ECU模塊中存儲(chǔ)有方向盤(pán)轉(zhuǎn)角和車輛前側(cè)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向角的關(guān)系曲線，并通過(guò)查找方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器所測(cè)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角在所述關(guān)系曲線中的位置得到車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)車輛前側(cè)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角；或者所述角度傳感器(I)為安裝在車輛前側(cè)轉(zhuǎn)向輪上的轉(zhuǎn)角傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的車輛轉(zhuǎn)彎軌跡預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述車載攝像頭(3)為安裝在車尾中間位置的倒車影像攝像頭或安裝在車前的前視攝像頭。
6.一種車輛轉(zhuǎn)彎軌跡預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、獲取車輛前側(cè)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角； 步驟二、計(jì)算車輛轉(zhuǎn)彎最外側(cè)軌跡，由步驟一的轉(zhuǎn)向角獲得對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向中心，然后將車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)最容易碰到障礙物的車身端點(diǎn)圍繞該轉(zhuǎn)向中心移動(dòng)的軌跡作為車輛轉(zhuǎn)彎最外側(cè)軌跡； 步驟三、將步驟二得到的車輛轉(zhuǎn)彎最外側(cè)軌跡結(jié)合顯示于車載視頻影像中，進(jìn)而準(zhǔn)確預(yù)測(cè)車輛轉(zhuǎn)彎軌跡。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛轉(zhuǎn)彎軌跡預(yù)測(cè)方法，其特征在于，其中所述步驟一通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn): (I)、在車輛轉(zhuǎn)向柱上安裝方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角并輸出至車載ECU模塊中； (2 )、所述車載ECU模塊中存儲(chǔ)有方向盤(pán)轉(zhuǎn)角和車輛前側(cè)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向角的關(guān)系曲線，通過(guò)查找方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器所測(cè)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角在所述關(guān)系曲線中的位置獲得車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)車輛前側(cè)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛轉(zhuǎn)彎軌跡預(yù)測(cè)方法，其特征在于，其中所述步驟二通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn): (1)、以車輛后軸中點(diǎn)為原點(diǎn)、X向指向汽車前方、y向沿后軸延長(zhǎng)線建立車輛直角坐標(biāo)系； (2)、通過(guò)公式
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車輛轉(zhuǎn)彎軌跡預(yù)測(cè)方法，其特征在于，其中所述尾部端點(diǎn)為車輛在所述直角坐標(biāo)系的俯視投影中，與圓心距離最大的轉(zhuǎn)向外側(cè)車尾端點(diǎn)，所述前部端點(diǎn)為車輛在所述直角坐標(biāo)系俯視投影中，與圓心距離最大的轉(zhuǎn)向外側(cè)車頭端點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛轉(zhuǎn)彎軌跡預(yù)測(cè)方法，其特征在于，其中所述步驟三具體包括: (1)、基于當(dāng)前視角坐標(biāo)系下將車輛轉(zhuǎn)彎最外側(cè)軌跡結(jié)合顯示于倒車后視影像或行車前視影像中； (2)、若軌跡離障礙物有一定距離則說(shuō)明當(dāng)前車輪轉(zhuǎn)向角下車輛可以安全避過(guò)障礙物，若軌跡穿過(guò)障礙物 則說(shuō)明當(dāng)前車輪轉(zhuǎn)向角下車輛不能避過(guò)障礙物，需要調(diào)節(jié)車輪轉(zhuǎn)向角，同時(shí)所述軌跡隨著車輪轉(zhuǎn)向角的改變而在影像中自動(dòng)更新。
【文檔編號(hào)】B62D15/02GK103661599SQ201310639939
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】施斌 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司