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原文传递一种A柱盲区消除与辅助驾驶装置及其控制方法

专利名称：	一种A柱盲区消除与辅助驾驶装置及其控制方法
摘要：	本发明公开了一种A柱盲区消除与辅助驾驶装置及其控制方法，包括与ECU相连的广角红外摄像机、伺服电机A、雷达传感器、伺服电机B、车速传感器、方向盘转角传感器、陀螺仪、光线传感器、蜂鸣器、行车轨迹模块、总开关；广角红外摄像机、雷达传感器、车速传感器、方向盘转角传感器、陀螺仪、光线传感器、行车轨迹模块将信息发送至ECU，ECU对伺服电机A、伺服电机B、蜂鸣器进行控制，以调整广角红外摄像机的角度、雷达传感器的角度，使得驾驶员能够根据投影信息，清晰识别因A柱盲区所遮挡的车外物体等其它车外信息，以及预估左前轮的行驶轨迹线与路面交通标识线的相对位置关系，警示驾驶员关注危险路况。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	江苏大学
发明人：	洪亮;邵天予
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-18T00:00:00+0800
申请号：	CN201910514622.9
公开号：	CN110341601A
分类号：	B60R1/00(2006.01);B;B60;B60R;B60R1
申请人地址：	212013 江苏省镇江市京口区学府路301号
主权项：	1.一种A柱盲区消除与辅助驾驶装置，其特征在于，包括：广角红外摄像总成、雷达总成、投影仪(6)、车速传感器(7)、方向盘转角传感器(8)、陀螺仪(9)、光线传感器(10)、行车轨迹模块(12)、控制器；所述广角红外摄像总成由广角红外摄像机(2)、伺服电机A(3)、支座A组成；支座A安装于A柱(1)外侧的偏上位置，伺服电机A(3)的后端与支座A固定连接，广角红外摄像机(2)与伺服电机A(3)的前端通过转动轴相连，伺服电机A(3)用于调节广角红外摄像机(2)的水平角度与垂直角度；广角红外摄像机(2)用于实时拍摄车外影像；所述雷达总成由雷达传感器(4)、伺服电机B(5)、支座B组成；支座B安装于A柱(1)外侧的中间位置，伺服电机B(5)的后端与支座B固定连接，雷达传感器(4)与伺服电机B(5)的前端通过转动轴相连，伺服电机B(5)用于调节雷达传感器(4)的水平角度；雷达传感器(4)用于在车辆处于向左转弯行驶状态时，实时向前发射超声波，探测超声波发射口与最近物体的实时最小距离D；所述投影仪(6)安装于驾驶员头部上方的车顶处，用于将影像信息投影至A柱(1)的内侧表面，以辅助驾驶员观察车外信息；所述车速传感器(7)用于实时探测车辆的行驶速度；所述方向盘转角传感器(8)用于实时探测方向盘的转动信息；所述陀螺仪(9)用于实时探测车辆的俯仰角度。所述光线传感器(10)用于实时探测车内的光线强度；所述行车轨迹模块(12)能够基于车辆行驶速度与方向盘转向信息，预测车辆左前轮的行驶轨迹线；所述控制器连接广角红外摄像机(2)、雷达传感器(4)、伺服电机A(3)、伺服电机B(5)、车速传感器(7)、方向盘转角传感器(8)、陀螺仪(9)、光线传感器(10)、行车轨迹模块(12)；广角红外摄像机(2)、雷达传感器(4)、车速传感器(7)、方向盘转角传感器(8)、陀螺仪(9)、光线传感器(10)、行车轨迹模块(12)将采集的探测信息发送至控制器，控制器对伺服电机A(3)、伺服电机B(4)起控制作用。 2.根据权利要求1所述的一种A柱盲区消除与辅助驾驶装置，其特征在于，还包括蜂鸣器(11)；所述蜂鸣器(11)安装于驾乘人员正前方的仪表板上，用于发出警报声。 3.根据权利要求1所述的一种A柱盲区消除与辅助驾驶装置，其特征在于，还包括总开关(13)；所述总开关(13)用于控制启动或关闭所述装置。 4.根据权利要求1所述的一种A柱盲区消除与辅助驾驶装置，其特征在于，所述车速传感器(7)安装于车身上，所述方向盘转角传感器(8)安装于方向盘下方的转向柱内，所述陀螺仪(9)安装于车身上，所述光线传感器(10)安装于驾乘人员正前方的仪表板上。 5.根据权利要求1所述的一种A柱盲区消除与辅助驾驶装置，其特征在于，所述控制器采用车载ECU(14)实现。 6.一种A柱盲区消除与辅助驾驶装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤： (1)驾驶员打开总开关(13)，ECU(14)决定所述的一种A柱盲区消除与辅助驾驶装置开始工作； (2)驾驶员根据自身视野要求，手动调节投影仪(6)的水平角度与垂直角度，以改变投影仪(6)的投影角度，使得投影区域位于A柱(1)内侧表面的最佳位置，从而驾驶员能够快速、准确观察投影信息； (3)在车辆行驶过程中，方向盘转角传感器(8)实时探测方向盘的转动方向与转动角度，并将探测信息发送至ECU(14)，ECU(14)根据此探测信息，计算出前轮相对于车身的纵向对称平面的转向方向与转向角度；当前轮相对于车身的纵向对称平面，向左或向右转向超过5度时，即判定车辆处于向左或向右转弯行驶状态；当前轮与车身的纵向对称平面平行时，即判定车辆处于直线行驶状态； (4)在车辆行驶过程中，陀螺仪(9)实时探测车辆的俯仰角度，并将探测信息发送至ECU(14)，若车辆的俯仰角度为0度时，ECU(14)判定车辆处于水平行驶状态；若车辆的俯仰角度低于负5度，且持续时间超过2s时，ECU(14)判定车辆处于下坡行驶状态； (5)当车辆处于直线、水平行驶状态时，1)广角红外摄像机(2)保持原始位置；2)ECU(14)根据车辆行驶速度，调整广角红外摄像机(2)的焦距；3)雷达传感器(4)保持原始位置； (6)当车辆处于向左转弯、水平行驶状态时，1)ECU(14)根据车辆行驶速度、方向盘转动角度与转动速度，控制伺服电机A(3)、伺服电机B(5)动作，伺服电机A(3)使广角红外摄像机水平向左转动一定角度，即改变广角红外摄像机的拍摄方向，伺服电机B(5)使雷达传感器(4)水平向左转动一定角度，即改变超声波的发射方向，实现广角红外摄像机(2)的拍摄方向、超声波的发射方向随车辆的行驶工况变化；2)ECU(14)根据车辆行驶速度，调整广角红外摄像机(2)的焦距； (7)当车辆处于直线、下坡行驶状态时，1)ECU(14)根据车辆行驶速度与俯仰角度，控制伺服电机A(3)动作，伺服电机A(3)使广角红外摄像机垂直向上转动一定角度，即改变广角红外摄像机的拍摄方向，实现广角红外摄像机的拍摄方向随车辆的行驶工况变化；2)ECU(14)根据车辆行驶速度，调整广角红外摄像机的焦距；3)雷达传感器(4)保持原始位置； (8)当车辆处于向左转弯、下坡行驶状态时，1)ECU(14)根据车辆行驶速度与俯仰角度、方向盘转动角度与转动速度，控制伺服电机A(3)动作，伺服电机A(3)使广角红外摄像机水平向左转动一定角度、垂直向上转动一定角度，即改变广角红外摄像机(2)的拍摄方向，实现广角红外摄像机(2)的拍摄方向随车辆的行驶工况变化；2)ECU(14)根据车辆行驶速度，调整广角红外摄像机(2)的焦距；3)ECU(14)根据车辆行驶速度、方向盘转动角度与转动速度，控制伺服电机B(5)动作，伺服电机B(5)使雷达传感器(4)水平向左转动一定角度，即改变超声波的发射方向，实现超声波的发射方向随车辆的行驶工况变化； (9)在车辆行驶过程中，首先，广角红外摄像机(2)将实时车外影像信息发送至ECU(14)；其次，ECU(14)通过图像识别算法，辨识车外影像中的路面交通标识线，并基于路面交通标识线的颜色与类型，增加路面交通标识线的对比度、亮度；最后，ECU(14)根据车内光线强度，调整车外影像的裁剪比例、像素等基本属性； (10)在车辆行驶过程中，行车轨迹模块(12)基于车辆行驶速度与方向盘转动信息，预测左前轮的行驶轨迹线，并将预测信息发送至ECU(14)；ECU(14)通过图像处理算法，对行驶轨迹线进行着色，使其变为绿色； (11)ECU(14)对处理后的车外影像与绿色的行驶轨迹线进行叠加，并控制投影仪(6)将叠加后的影像信息投影至A柱的内侧表面； (12)在车辆行驶过程中，根据投影至A柱内侧表面的车外影像与行驶轨迹线，驾驶员能够清晰识别因A柱盲区所遮挡的车外物体等其它车外信息，以及预估左前轮的行驶轨迹线与路面交通标识线等车外物体的相对位置关系； (13)当车辆处于向左转弯行驶状态时，ECU(14)根据雷达传感器(4)的探测信息，判定雷达传感器(4)的超声波发射口与最近物体的实时最小距离D，1)若2m＜D≤5m，ECU控制蜂鸣器(11)发出警报声，以提醒驾驶员通过A柱内侧表面的车外影像，注意左侧危险路况；2)若D≤2m，一方面，ECU控制蜂鸣器(11)发出警报声，另一方面，ECU通过图像处理算法，对A柱内侧表面的车外影像的背景赋予红色，进一步警示驾驶员关注左侧危险路况； (14)当车辆行驶结束后，驾驶员关闭总开关(13)，ECU决定所述的一种A柱盲区消除与辅助驾驶装置终止工作。 7.根据权利要求6所述的一种A柱盲区消除与辅助驾驶装置的控制方法，其特征在于，所述雷达传感器(2)仅当车辆处于向左转弯、水平行驶状态或向左转弯、下坡行驶状态时，才实时向前发射超声波，探测超声波发射口与最近物体的实时最小距离D。 8.根据权利要求6所述的一种A柱盲区消除与辅助驾驶装置的控制方法，其特征在于，所述广角红外摄像机(2)的焦距根据车辆行驶速度确定，其具体对应关系由试验或仿真测得。 9.根据权利要求6所述的一种A柱盲区消除与辅助驾驶装置的控制方法，其特征在于，步骤(6)至步骤(8)中，广角红外摄像机(2)相对其原始位置水平向左转动、垂直向上转动，雷达传感器(4)相对其原始位置水平向左转动。 10.根据权利要求6所述的一种A柱盲区消除与辅助驾驶装置的控制方法，其特征在于，步骤(6)至步骤(8)中，广角红外摄像机(2)的拍摄方向能够随车辆的行驶工况变化；步骤(6)、步骤(8)中，雷达传感器(4)的超声波发射方向能够随车辆的行驶工况变化。
所属类别：	发明专利