一種基于彎道縱向曲率的車(chē)輛行駛航向預(yù)測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于汽車(chē)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于彎道縱向曲率的車(chē)輛行駛航向預(yù)測(cè)裝置 及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車(chē)已經(jīng)成為當(dāng)今生活中的主要交通工具，其安全性能也成為人們?cè)絹?lái)越關(guān)注的 焦點(diǎn)。一輛汽車(chē)在公路上行駛至彎道前時(shí)由于視線受阻、經(jīng)驗(yàn)不足、過(guò)度疲勞W及酒駕，很 容易發(fā)生駛離該車(chē)所在車(chē)道的情況。運(yùn)往往會(huì)導(dǎo)致汽車(chē)駛向來(lái)車(chē)道或撞上路牙，若在車(chē)速 快的情況下還有可能發(fā)生側(cè)翻。加上我國(guó)現(xiàn)如今的霧靈天氣越來(lái)越頻繁，在彎道上出現(xiàn)事 故的概率將進(jìn)一步提高。
[0003] 當(dāng)前對(duì)于車(chē)輛在彎道中行駛的研究主要分為兩大類：第一類是通過(guò)對(duì)車(chē)輛技 術(shù)升級(jí)輔助駕駛員控制車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)的狀態(tài)，比如福特的彎道控制技術(shù)、沃爾沃的Corner 化actionControl系統(tǒng)、歐姆龍紅外線控制彎道車(chē)速等，但出于對(duì)成本的控制，并不是所有 的車(chē)型都裝有此類裝置。且在視線受阻、經(jīng)驗(yàn)不足、過(guò)度疲勞W及酒駕情況下，即使裝有運(yùn) 類裝置的汽車(chē)也無(wú)法保障汽車(chē)的安全性。第二類是利用無(wú)人駕駛技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制 汽車(chē)在彎道上的行駛，運(yùn)類技術(shù)在紅旗冊(cè)3上已得到實(shí)驗(yàn)，但由于成本巨大W及無(wú)法應(yīng)對(duì) 各種復(fù)雜路況，運(yùn)項(xiàng)技術(shù)近階段還無(wú)法得到普及。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中成本過(guò)高、技術(shù)上有局限性、W及霧霞 天氣等能見(jiàn)度不高的情況下作用不明顯的缺陷，提出了一種低成本、實(shí)用性較強(qiáng)、可應(yīng)對(duì)復(fù) 雜路況的車(chē)輛彎道行駛航向預(yù)測(cè)的解決方案。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0005] -種基于彎道縱向曲率的車(chē)輛行駛航向預(yù)測(cè)裝置，包括：傳感器單元、處理單元W 及顯示與報(bào)警單元；
[0006] 所述處理單元包括：導(dǎo)航天線、導(dǎo)航信號(hào)差分接收模塊、導(dǎo)航模塊、控制單元和存 儲(chǔ)單元；所述導(dǎo)航天線和所述導(dǎo)航信號(hào)差分接收模塊均與所述導(dǎo)航模塊相連接，所述導(dǎo)航 模塊和所述存儲(chǔ)單元模塊均與所述控制單元相連接；所述導(dǎo)航天線用于接收衛(wèi)星導(dǎo)航電 文，所述導(dǎo)航信號(hào)差分接收模塊用于接收地面基站的導(dǎo)航差分信號(hào)，所述導(dǎo)航模塊用于計(jì) 算車(chē)輛定位信息，所述存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)高精地圖；
[0007] 所述傳感器單元包括：車(chē)速傳感器、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器和轉(zhuǎn)向燈信號(hào)傳感器；所 述車(chē)速傳感器、所述方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器和所述轉(zhuǎn)向燈信號(hào)傳感器均與所述控制單元相連 接；所述車(chē)速傳感器用于獲取車(chē)速信號(hào)，所述方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器用于獲取車(chē)輛實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)角值 信號(hào)，所述轉(zhuǎn)向燈信號(hào)傳感器用于獲取車(chē)輛轉(zhuǎn)向信號(hào)；所述車(chē)速傳感器、所述方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳 感器和所述轉(zhuǎn)向燈信號(hào)傳感器均將獲取的信號(hào)傳輸給所述控制單元；
[0008] 所述顯示與報(bào)警單元包括：語(yǔ)音提示系統(tǒng)和LCD顯示器；所述語(yǔ)音提示系統(tǒng)和所 述LCD顯示器均與所述控制單元相連接；所述控制單元控制所述語(yǔ)音提示系統(tǒng)發(fā)出聲音警 示信號(hào)，所述控制單元控制所述LCD顯示器顯示建議轉(zhuǎn)角信息；
[0009] 所述控制單元根據(jù)所述導(dǎo)航模塊提供的車(chē)輛定位信息、所述存儲(chǔ)單元提供的高精 地圖信息、所述車(chē)速傳感器提供的車(chē)速信息、所述方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器提供的車(chē)輛轉(zhuǎn)角信息 和所述轉(zhuǎn)向燈信號(hào)傳感器提供的車(chē)輛轉(zhuǎn)向信息，計(jì)算車(chē)輛轉(zhuǎn)角信息、最佳轉(zhuǎn)角范圍W及車(chē) 輛行駛路線。
[0010] 進(jìn)一步地，所述車(chē)速傳感器為車(chē)輛自帶的車(chē)速傳感器。
[0011] 進(jìn)一步地，所述方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器安裝于轉(zhuǎn)向軸上。
[0012] 進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)向燈信號(hào)傳感器設(shè)置在轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)處。
[0013] 進(jìn)一步地，所述導(dǎo)航天線和導(dǎo)航信號(hào)差分接收模塊安裝于車(chē)輛頂部無(wú)金屬遮擋 部位；導(dǎo)航模塊、控制單元、存儲(chǔ)單元安裝于前儀表臺(tái)下方儀表臺(tái)橫梁處；語(yǔ)音提示系統(tǒng)和 LCD顯示器安裝于中控臺(tái)處。
[0014] 進(jìn)一步地，所述控制單元采用W專用汽車(chē)級(jí)MCU為核屯、和外圍電路，所述外圍電 路包括輪速處理電路、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角處理電路和轉(zhuǎn)向燈信號(hào)處理電路；所述MCU捕獲接口信 號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；所述輪速處理電路采用PWM波形調(diào)理電路；所述方向盤(pán)轉(zhuǎn)角處理電路針 對(duì)模擬輸出類傳感器和數(shù)字輸出類傳感器分別采用AD轉(zhuǎn)換電路和中斷加定時(shí)器方式進(jìn)行 數(shù)據(jù)采集；所述轉(zhuǎn)向燈信號(hào)處理電路采用隔離電路加中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；所述導(dǎo)航模 塊和控制單元7采用串行通信方式，語(yǔ)音提示系統(tǒng)和LCD顯示器分別采用同步串行通信和 SPI接口與控制單元7通信。
[0015] 基于上述預(yù)測(cè)裝置，本發(fā)明還提出了一種基于彎道縱向曲率的車(chē)輛行駛航向預(yù)測(cè) 方法，包括如下步驟：
[0016] 步驟1 :控制單元根據(jù)存儲(chǔ)單元中的高精地圖計(jì)算前方彎道曲率半徑
W及路 面寬度S并生成車(chē)道線；其中，k為彎道曲率；
[0017] 步驟2 :控制單元根據(jù)導(dǎo)航模塊的差分精確定位信息獲取車(chē)輛位置與步驟1模擬 出的車(chē)道線計(jì)算出最佳轉(zhuǎn)角范圍
，由LCD顯示器顯示出；
[0018] 其中，Y為車(chē)長(zhǎng)，Ri為車(chē)輛最小轉(zhuǎn)角行駛路線L1的曲率半徑，R2為車(chē)輛最大轉(zhuǎn)角行 駛路線Lz的曲率半徑；
[0019] 步驟3 :由當(dāng)前的方向盤(pán)轉(zhuǎn)角與最佳轉(zhuǎn)角范圍對(duì)比分析此時(shí)車(chē)輛方向盤(pán)轉(zhuǎn)角值是 否安全，從而預(yù)先判斷車(chē)輛是否即將駛離車(chē)道，并由語(yǔ)音提示系統(tǒng)提示駕駛員調(diào)整方向；
[0020] 步驟4 :通過(guò)車(chē)輛在車(chē)道中的定位及車(chē)輛轉(zhuǎn)角0模擬出車(chē)輛行駛路線以其半徑為
，對(duì)車(chē)輛行駛路線L與左邊界線Wi、右邊界線Wz進(jìn)行比較，并通過(guò)語(yǔ)音提示系統(tǒng)提 示駕駛員；其中，Y為車(chē)長(zhǎng)，0為車(chē)輛轉(zhuǎn)角；
[0021] 步驟5 :控制單元根據(jù)導(dǎo)航模塊的差分精確定位與高精地圖的精確道路信息計(jì)算 出此時(shí)車(chē)輛在車(chē)道中車(chē)輛前定位點(diǎn)A的坐標(biāo)、車(chē)輛后定位點(diǎn)B的坐標(biāo)、車(chē)輛最右前點(diǎn)C的坐 標(biāo)、車(chē)輛最右后點(diǎn)D的坐標(biāo)、車(chē)輛最左前點(diǎn)E的坐標(biāo)、車(chē)輛最左后點(diǎn)F的坐標(biāo)，并通過(guò)坐標(biāo)計(jì) 算出車(chē)輛與左車(chē)道線Ni最近距離S1、車(chē)輛與右車(chē)道線成最近距離S2;
[0022] 步驟6 :控制單元根據(jù)步驟5的計(jì)算結(jié)果，實(shí)時(shí)判斷車(chē)輛是否會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，若Si或 Sz小于20cm，則通過(guò)語(yǔ)音提示系統(tǒng)報(bào)警。
[0023] 進(jìn)一步地，所述步驟5中車(chē)輛與左車(chē)道線Ni最近距離S1、車(chē)輛與右車(chē)道線成最近 距離Sz分別為：
[0024]
[00巧]其中，a、b為車(chē)輛前定位點(diǎn)A的坐標(biāo)（a，b),c、d為車(chē)輛后定位點(diǎn)B的坐標(biāo)（C，d)，X為車(chē)寬，r為道路曲率半徑，S為路面寬度。
[0026] 和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0027] (1)本發(fā)明利用導(dǎo)航模塊提供的差分精確定位與存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的高精地圖的精確 道路信息的功能，避免了使用各種距離傳感器，使結(jié)構(gòu)上得到了簡(jiǎn)化同時(shí)提高了測(cè)量精度 且節(jié)約了成本。
[0028] (2)本發(fā)明的技術(shù)方案是在高精導(dǎo)航定位功能的基礎(chǔ)上加W延伸，利用高精地圖 的精確道路信息獲取前方道路信息的功能，并集成加W輔助的W道路曲率與寬度模擬車(chē)道 線程序、W方向盤(pán)轉(zhuǎn)角模擬行車(chē)路線程序、實(shí)時(shí)生成車(chē)輛在車(chē)道中的坐標(biāo)程序、計(jì)算最小 間距程序和語(yǔ)音提示系統(tǒng)和LCD顯示器，通過(guò)計(jì)算出安全轉(zhuǎn)角和模擬出車(chē)道線與車(chē)輛行駛 線W及生成車(chē)輛在車(chē)道中的坐標(biāo)，來(lái)判斷車(chē)輛在彎道中行駛的安全性，并提供安全的駛離 彎道轉(zhuǎn)角來(lái)輔助駕駛員駛離彎道，從而達(dá)到預(yù)測(cè)和報(bào)警的功能。
[0029] (3)利用控制單元完成對(duì)各個(gè)部分的控制W及數(shù)據(jù)的處理，使得整個(gè)裝置具有更 高的集成度。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1是本發(fā)明基于彎道縱向曲率的車(chē)輛行駛航向預(yù)測(cè)裝置及方法的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖2是本發(fā)明基于彎道縱向曲率的車(chē)輛行駛航向預(yù)