測裝置及方法的工作流程圖；
[0032] 圖3是本發(fā)明基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測裝置及方法模擬出的車道 線圖；
[0033] 圖4是本發(fā)明基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測裝置及方法的最佳轉(zhuǎn)角路 線圖；
[0034] 圖5是本發(fā)明基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測裝置及方法的最大轉(zhuǎn)角計 算說明圖；
[0035] 圖6是本發(fā)明基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測裝置及方法模擬出的車輛 行駛路線；
[0036] 圖7是本發(fā)明基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測裝置及方法生成的車輛在 彎道中的坐標(biāo)示意圖。
[0037] 圖中標(biāo)記：
[003引 1-車速傳感器，2-方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，3-轉(zhuǎn)向燈信號傳感器，4-導(dǎo)航天線，5-導(dǎo) 航信號差分接收模塊，6-導(dǎo)航模塊，7-控制單元，8-存儲單元，9-語音提示系統(tǒng)，IO-LCD顯 示器；S-路面寬度，r-道路曲率半徑山-車輛最小轉(zhuǎn)角行駛路線，Lz-車輛最大轉(zhuǎn)角行駛路 線，Z-車輛縱向中屯、線，Wi-左邊界線，Wz-右邊界線，a-邊界線與車道線間隔，aMAX-最大 轉(zhuǎn)角，C-前軸中點等效轉(zhuǎn)角，Y-車長，X-車寬，R廠車輛最大轉(zhuǎn)角行駛路線Lz的曲率半徑； 0 -車輛轉(zhuǎn)角，k車輛行駛路線，R-車輛行駛路線的曲率半徑；A-車輛前定位點，B-車輛后 定位點，C-車輛最左前點，D-車輛最左后點，E-車輛最右前點，F(xiàn)-車輛最右后點，Si-車輛 與左車道線最近距離，Sz-車輛與右車道線最近距離，Ni-左車道線，N廠右車道線，O-坐標(biāo) 原點。
【具體實施方式】
[0039] 本發(fā)明提出了一種基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測裝置及方法，包括傳感 器單元、處理單元W及顯示與報警單元。所述傳感器單元包括車速傳感器1與方向盤轉(zhuǎn)角 傳感器2W及轉(zhuǎn)向燈信號3,其負責(zé)將車輛實時數(shù)據(jù)輸入到控制單元7 ;所述處理單元包括 導(dǎo)航天線4、導(dǎo)航信號差分接收模塊5、導(dǎo)航模塊6、控制單元7、存儲單元8,導(dǎo)航天線4接收 衛(wèi)星導(dǎo)航電文，導(dǎo)航信號差分接收模塊5接受地面基站的導(dǎo)航差分信號與導(dǎo)航模塊6相連， 導(dǎo)航模塊6用于計算車輛定位信息，控制單元7根據(jù)導(dǎo)航模塊6發(fā)出的車輛定位信息與存 儲單元8所存儲的高精地圖進行計算；所述顯示報警單元中語音提示系統(tǒng)9發(fā)出聲音警示 信號，LCD顯示器10顯示建議轉(zhuǎn)角。
[0040]控制單元7負責(zé)計算生成車道線（左車道線Ni,右車道線成)、計算最佳安全轉(zhuǎn)角 范圍、模擬和比較車輛行駛路線L比較車輛與車道線相對位置、控制方向盤轉(zhuǎn)角傳感器2、 控制語音提示系統(tǒng)9和LCD顯示器10的工作，語音提示系統(tǒng)9接到信號后可對駕駛員語音 提示，LCD顯示器10顯示建議轉(zhuǎn)角，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器2獲取當(dāng)前車輛轉(zhuǎn)角0，車速傳感器 1獲取當(dāng)前車速，控制單元7計算最佳安全轉(zhuǎn)角W及模擬和比較車輛行駛路線，所需參數(shù)存 入存儲單元8內(nèi)并可由控制單元7調(diào)出，導(dǎo)航模塊6獲取地面基站的導(dǎo)航差分信號與衛(wèi)星 導(dǎo)航電文進行導(dǎo)航和定位計算。
[0041] 下面結(jié)合附圖對于本發(fā)明的具體實施例做進一步的說明。
[0042] 本發(fā)明提出的基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測裝置及預(yù)測控制方法，是利 用導(dǎo)航模塊的差分精確定位與高精地圖的精確道路信息的功能，集成模擬車道線生成算 法、最佳安全轉(zhuǎn)角計算程序、車輛行駛路線實時跟蹤程序、安全轉(zhuǎn)角顯示系統(tǒng)、語音提示系 統(tǒng)9,預(yù)測未來一定時間內(nèi)車輛行駛的最佳轉(zhuǎn)向情況，判斷車輛在彎道中實際行駛的安全 性，并通過語音提示系統(tǒng)9給出報警提示。
[0043] 如圖1所示，本發(fā)明基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測裝置包括：車速傳感 器1，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器2,轉(zhuǎn)向燈信號傳感器3,導(dǎo)航天線4,導(dǎo)航信號差分接收模塊5,導(dǎo) 航模塊6,控制單元7,存儲單元8,語音提示系統(tǒng)9,LCD顯示器10。導(dǎo)航模塊6與控制單元 7的輸入端相連，用于車輛定位；控制單元7與存儲單元8相連、用于獲取存儲單元8中存 儲的高精地圖W及計算所需參數(shù)；車速傳感器1為車輛自帶的傳感器，車速傳感器1用于獲 取車速信息并將所述車速信息反饋給控制單元7;方向盤轉(zhuǎn)角傳感器2安裝于轉(zhuǎn)向軸上，方 向盤轉(zhuǎn)角傳感器2用于獲取方向盤轉(zhuǎn)角值、并將所述方向盤轉(zhuǎn)角值實時的傳遞給控制單元 7 ;轉(zhuǎn)向燈信號傳感器3從轉(zhuǎn)向開關(guān)獲取轉(zhuǎn)向信號、并將獲取的轉(zhuǎn)向信號傳輸給控制單元7 ; 導(dǎo)航天線4和導(dǎo)航信號差分接收模塊5安裝于車輛頂部無金屬遮擋部位，便于信號的接收； 導(dǎo)航模塊6、控制單元7、存儲單元8安裝于前儀表臺下方儀表臺橫梁處；語音提示系統(tǒng)9和 LCD顯示器10安裝于中控臺處，符合人機工程學(xué)，控制單元7控制顯示與報警單元來顯示建 議安全轉(zhuǎn)角W及發(fā)出警示聲音。
[0044] 控制單元采用W專用汽車級MCU為核屯、和外圍電路，外圍電路包括輪速處理電 路、方向盤轉(zhuǎn)角處理電路和轉(zhuǎn)向燈信號處理電路等；MCU捕獲接口信號進行數(shù)據(jù)采集；輪速 處理電路采用PWM波形調(diào)理電路；方向盤轉(zhuǎn)角處理電路針對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器方式進行數(shù)據(jù)采集；轉(zhuǎn)向燈信號處理電路 采用隔離電路加中斷方式進行數(shù)據(jù)采集；導(dǎo)航模塊6和控制單元7采用串行通信方式，語音 提示系統(tǒng)9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連接。
[0045] 如圖2所示，為本發(fā)明基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測控制方法。當(dāng)汽車 啟動時，駕駛員按下啟動按鈕對系統(tǒng)進行初始化及自檢；導(dǎo)航模塊6啟動定位功能；控制單 元7通過接收到的導(dǎo)航模塊6的定位信息W及調(diào)用存儲單元8內(nèi)的高精地圖可W分析出當(dāng) 前的車輛位置W及前方彎道曲率kW及路面寬度S;控制單元7控制語音提示系統(tǒng)9發(fā)出 轉(zhuǎn)彎減速提示。本發(fā)明的預(yù)測控制方法由=種判斷方案組成，分別為：1、將方向盤實時轉(zhuǎn)角 與利用導(dǎo)航模塊6的差分精確定位與高精地圖計算出的車輛最佳轉(zhuǎn)角范圍進行對比，從而 預(yù)先判斷車輛是否即將偏離車道；2、利用當(dāng)前的方向盤轉(zhuǎn)角與導(dǎo)航模塊的差分精確定位模 擬出車輛行駛路線L與車道線進行比較，從而預(yù)先判斷車輛是否即將偏離車道；3、利用導(dǎo) 航模塊的差分精確定位與高精地圖的精確道路信息計算出此時車輛在車道中各點（A、B、C、 D、E、巧的坐標(biāo)，通過坐標(biāo)值計算車輛分別與左車道線Ni和右車道線N2的最近距離S1、S2， 并實時判斷車輛是否已偏離車道，偏離車道時通過語音提示系統(tǒng)給出報警?？刂茊卧?通 過道路曲率半徑
及路面寬度S計算出車道線（左車道線為Ni、右車道線為成，如圖3 所示）。
[0046] 具體步驟為：
[0047] 步驟1 :控制單元根據(jù)存儲單元中的高精地圖計算前方彎道曲率半徑
W及路 面寬度S并生成車道線；其中，k為彎道曲率；
[0048] 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輛位置與步驟1模擬 出的車道線計算出最佳轉(zhuǎn)角范圍*
，由LCD顯示器顯示出；
[0049] 其中，Y為車長，Ri為車輛最小轉(zhuǎn)角行駛路線L1的曲率半徑，R2為車輛最大轉(zhuǎn)角行 駛路線Lz的曲率半徑；
[0050] 步驟3 :由當(dāng)前的方向盤轉(zhuǎn)角與最佳轉(zhuǎn)角范圍對比分析此時車輛方向盤轉(zhuǎn)角值是 否安全，從而預(yù)先判斷車輛是否即將駛離車道，并由語音提示系統(tǒng)提示駕駛員調(diào)整方向；
[0051] 步驟4 :通過車輛在車道中的定位及車輛轉(zhuǎn)角0模擬出車輛行駛路線以其半徑為
對車輛行駛路線L與左邊界線Wi、右邊界線Wz進行比較，并通過語音提示系統(tǒng)提 示駕駛員；其中，Y為車長，0為車輛轉(zhuǎn)角；
[0052] 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算 出此時車輛在車道中車輛前定位點A的坐標(biāo)、車輛后定位點B的坐標(biāo)、