专利名称：一种汽车方向盘套和汽车倒车辅助系统的制作方法
技术领域：
一种汽车方向盘套和汽车倒车辅助系统
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车方向盘套和汽车倒车辅助系统，特别涉及一种内部设置有陀螺仪的汽车方向盘套以及包括该汽车方向盘套的汽车倒车辅助系统。
背景技术：
倒车辅助系统以图像、声音的直观形式告知驾驶者与障碍物的相对位置，解除因后视镜存在盲区带来的困扰，从而为驾驶者倒车泊车提供方便，消除安全隐患。最常用的倒车辅助系统包括倒车雷达和倒车影像监控，倒车雷达是通过超声波测量车辆与障碍物之间的距离，从而为人工倒车提供帮助，倒车影像监控是通过设置在车身的摄像头拍摄车外的视频信息，并将视频信息返回给车内的显示器，从而能够帮助消除人们的视觉盲区，为人工倒车提供帮助。现有的倒车辅助系统是将倒车雷达、倒车影像监控以及方向盘的转动角度以及车辆速度信息相结合，进行一系列复杂的倒车轨迹和倒车距离的测算，最后在屏幕上以车辆后方区域和驻车引导线合成图像的方式来提醒驾驶员操作方向盘，两条红线为实际倒车引导线，红线的每一间隔代表lm，蓝牙区域为后方停车位，以达到和实际停车线的吻合，在车辆缓慢倒车当中，提示会不断修正。要想获取方向盘转动的角度，现有技术主要是通过套设在方向盘转动轴上的汽车方向盘转角传感器来获取的，该方向盘转角传感器为多圈绝对角度输出方式，可以测量方向盘多圈旋转时的绝对角度。该传感器需要在汽车出厂前预装在车辆内，与汽车总线相连。而现有的很多汽车在出厂前并未预装汽车倒车辅助系统，很多倒车辅助系统都是后装在汽车上的，而且很多汽车在出厂前也并未预装方向盘转角传感器，所以如果后装倒车辅助系统的话，就难以获取汽车的方向盘转动角度，也就不能实时的获取汽车的运动轨迹，所以给后装倒车辅助系统的实际商用带来的障碍。
实用新型内容本实用新型的目的就是`为了解决现有技术存在的问题，提出了一种内部设置有陀螺仪的汽车方向盘套以及具有该汽车方向盘套的汽车倒车辅助系统。通过在方向盘套设置陀螺仪，解决了后装倒车辅助系统无法获取汽车方向盘转动角度数据的问题，同时又无需对现有的汽车电路做改动，增加的方向盘套也不影响使用。本实用新型的具体技术方案如下本实用新型提供一种汽车方向盘套,该汽车方向盘套包括一套接在方向盘上的套体，其特征在于，该汽车方向盘套还包括设置于套体内的陀螺仪传感器和加速度传感器、以及获取并处理陀螺仪传感器和加速度传感器数据的处理器，处理器根据陀螺仪传感器数据和加速度传感器数据分析出方向盘转动角度数据，所述套体内还设置用于发送方向盘转动角度数据的无线通信模块以及用于向陀螺仪传感器、加速度传感器、处理器和无线通信模块供电的电源模块。进一步的，所述套体具有两个凸出部，两个凸出部分别位于方向盘的左右上方的内侧，所述陀螺仪传感器、加速度传感器、处理器、无线通信模块和电源模块设置所述凸出部内。进一步的，所述陀螺仪传感器为单轴微机械陀螺仪传感器，所述加速度传感器为双轴加速度传感器。进一步的，所述无线通信模块为蓝牙通信模块。进一步的，所述电源模块为锂电池。本实用新型另提供一种汽车倒车辅助系统，该汽车倒车辅助系统包括多个用于获取车身到障碍物之间距离的雷达测距装置、用于识别停车线的视觉识别装置、处理雷达测距装置的测量数据以及视觉识别装置识别的停车线与汽车相对位置的处理单元，所述处理单元根据所述车身到障碍物之间的距离以及停车线与车身的相对位置生成汽车的预定倒车轨迹，其特征在于，该汽车倒车辅助系统还包括一车速传感器以及如上所述的汽车方向盘套，所述方向盘转动角度数据、经无线通信模块发送给处理单元，所述处理单元结合汽车的预定倒车轨迹、车速传感器的速度数据、方向盘转动角度数据对倒车时方向盘的转动角度、停车时刻和车辆行进方向作出提醒。进一步的，所述处理单元结合汽车倒车时车速传感器获取的速度数据、行车时间、方向盘转动角度数据、汽车直线加速度数据和汽车横向加速度数据计算出汽车的实际倒车轨迹。进一步的，该倒车辅助系统还包括图像显示装置，图像显示装置将汽车的预定倒车轨迹以及视觉识别装置采集到的汽车后方的实时影像显示出来，汽车的预定倒车轨迹显示在实时影像涂层中。进一步的，所述车速传感器为雷达测速装置。
进一步的，所述倒车辅助系统还包括一语音提示装置，用于通过语音对倒车时方向盘的转动角度、停车时刻和车辆行进方向作出提醒。本实用新型有益的技术效果在于通过在方向盘套内设置陀螺仪使得后装倒车辅助系统的汽车也能获取汽车方向盘的转动角度，从而为指导人们采取正确的操作方法倒车提供了数据支持，相较于现有的倒车辅助系统仅仅指出预定的倒车轨迹而言，本实用新型的倒车辅助系统更加智能化。通过增加加速度传感器获取汽车的直线加速度数据和汽车横向加速度数据对陀螺仪获取的方向盘转动角度进行修正，避免了简单用陀螺仪获取方向盘转动角度出现的数据误差的问题。
图1为本实用新型实施例中汽车方向盘的平面结构示意图；图2为本实用新型实施例中汽车方向盘的结构框图；图3为本实用新型实施例中汽车倒车辅助系统的结构框图；图4为本实用新型实施例中汽车倒车辅助系统的倒车辅助方法流程图。
具体实施方式为了使实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用来限定本实用新型。实施例如图1-3所示，本实用新型提供一种汽车方向盘套以及具有该汽车方向盘套的汽车倒车辅助系统，该倒车辅助系统包括多个设置于车头、车尾和车侧面的雷达测距装置11，所述雷达测距装置11用于测量车身到障碍物之间的距离，根据多个雷达测距装置测量出的多个障碍物之间的距离，可以计算出汽车相对于障碍物的二维坐标数据；还包括用于识别停车线的视觉识别装置12，该视觉识别装置包括设置于车头、车尾和车侧面的摄像头121和对摄像头拍摄到的图像进行分析处理的图像处理装置122，并从图像中分析出停车线的形状，根据停车线的形状分析出停车线与车身的相对位置坐标；还包括用于处理车身到障碍物之间距离数据以及停车线与汽车的相对位置数据的处理单元13，所述处理单元13根据车身相对于障碍物的二维坐标数据以及停车线与汽车的相对位置坐标生成一预定的倒车轨迹，这一预定的倒车轨迹会随着车身到各障碍物之间的实时相对位置或停车线与汽车的实时相对位置而不断调整，根据该预定的倒车轨迹，处理单元13还可以计算出车辆在倒车时的每一个位置点的方向盘的转动角度，从而指导人们在开车时何时转动方向盘，转动方向盘的角度是多少并且维持该角度所持续的倒车距离；还包括一车速传感器14、一单轴微机械陀螺仪传感器15和汽车加速度传感器16，所述单轴微机械陀螺仪传感器15设置在一汽车的方向盘套10内，所述汽车方向盘套10具有两个凸出部101，两个凸出部101分别位于方向盘20的左右上方的内侧21，所述单轴微机械陀螺仪传感器15设置所述凸出部101内，单轴微机械陀螺仪传感器15用于获取方向盘转动角度，所以单轴微机械陀螺仪传感器15的X轴和Y轴分别与方向盘的盘面平行，所述汽车加速度传感器16设置于方向盘套10内(也可设置于汽车的其他部件上，例如集成在处理单元13内)，所述汽车加速传感器16用于获取汽车的直线加速度和横向加速度，由于方向盘转动360°之后与方向盘未转动时,单轴微机械陀螺仪传感器15检测到方向盘旋转角度是一样的，但是我们可以通过分析汽车前后直线上的加速度与汽车左右方向上的横向加速度，即可对单轴微机械陀螺仪检测到方向盘旋转角度进行修正，因为当方向盘旋转360°后，前轮会产生偏转，此时车在倒车过程中会出现一个横向加速度，而当方向盘没有旋转时，车的前轮偏转角度与方向盘旋转360°后的偏转角度不一样，根据方向盘的历史旋转角度，即可判断出当前方向盘的实际旋转角度；所述车速传感器14可为预装在车上的车速传感器，通过获取预装在车上的车上传感器的数据即可获取车辆行驶速度的数据，由于本实用新型的陀螺仪传感器和加速度传感器都是后装的，为了使用本实用新型辅助倒车系统后装的需要，本实用新型的车速传感器为后装的车速传感器，具体为雷达测速装置。所述汽车方向盘套10的凸出部101内还设置有获取并处理单轴微机械陀螺仪传感器15和加速度传感器16数据的处理器103，处理器103根据单轴微机械陀螺仪传感器15数据分析出方向盘转动角度数据，处理器103根据加速度传感器数据16分析出汽车的直线加速度和横向加速度，并且根据汽车的直线加速度和横向加速度数据对处理器103根据单轴微机械陀螺仪传感器分析出的方向盘转动角度进行修正，使单轴微机械陀螺仪传感器获取的方向盘转动角度与实际中方向盘转动角度相吻合。所述凸出部101内还设置有用于发送方向盘转动角度数据的第一无线通信模块104以及用于向单轴微机械陀螺仪传感器15、加速度传感器16、处理器103和第一无线通信模块104供电的电源模块105。本实施例中的第一无线通信模块104为蓝牙模块，电源模块105为锂电池。该汽车倒车辅助系统10还包括图像显示装置17和语音提示装置18，所述图像显示装置17用于显示摄像头121拍摄到汽车周边的实时影像，同时显示汽车预定倒车轨迹，汽车预定倒车轨迹显示在实时影像的图层中；所述语音提示装置18用于通过语音对倒车时方向盘的转动角度、停车时刻和车辆行进方向作出提醒。所述汽车倒车辅助系统10还包括第二无线通信模块19，所述第二通信模块用于获取第一无线通信模块104发送的方向盘转动角度数据，并将该方向盘转动数据交给处理单元13进行处理。本实用新型汽车倒车辅助系统的车速传感器14、雷达测距装置11、视觉识别设备
12、显示装置17、语音提示装置18、第二无线通信模块19与处理单元13电性连接，并且位于所述凸出部101内。所述第二无线通信模块19在本实施例中为蓝牙模块。如图4所示，本实用新型汽车倒车辅助系统的工作原理如下S1:计算雷达测距装置测量的汽车相对于障碍物的二维坐标数据；S2 :计算视觉识别装置识别出的车身与停车线的相对位置坐标；S3 :处理单元根据车身相对于障碍物的二维坐标数据以及停车线与汽车的相对位置坐标生成一预定的倒车轨迹；S4 :将汽车的预定倒车轨迹显示在倒车影像的图层中；S5 :处理单元计算出车辆在倒车时的每一个位置点的方向盘的转动角度；S6 :获取汽车方向盘转动角度数据；S7 :获取每时每刻汽车行驶速度数据；S8:通过声音信号对汽车方向盘的转动角度、汽车行进停止位置和汽车行进方向进行提醒。通过在方向盘套内设置陀螺仪使得后装倒车辅助系统的汽车也能获取汽车方向盘的转动角度，从而为指导人们采取正确的操作方法倒车提供了数据支持，相较于现有的倒车辅助系统仅仅指出预定的倒车轨迹而言，本实用新型的倒车辅助系统更加智能化。应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种汽车方向盘套，该汽车方向盘套包括一套接在方向盘上的套体，其特征在于，该汽车方向盘套还包括设置于套体内的陀螺仪传感器和加速度传感器、以及获取并处理陀螺仪传感器和加速度传感器数据的处理器，处理器根据陀螺仪传感器数据和加速度传感器数据分析出方向盘转动角度数据，所述套体内还设置用于发送方向盘转动角度数据的无线通信模块以及用于向陀螺仪传感器、加速度传感器、处理器和无线通信模块供电的电源模块。
2.根据权利要求1所述的汽车方向盘套，其特征在于，所述套体具有两个凸出部，两个凸出部分别位于方向盘的左右上方的内侧，所述陀螺仪传感器、加速度传感器、处理器、无线通信模块和电源模块设置所述凸出部内。
3.根据权利要求2所述的汽车方向盘套，其特征在于，所述陀螺仪传感器为单轴微机械陀螺仪传感器，所述加速度传感器为双轴加速度传感器。
4.根据权利要求1-3任一所述的汽车方向盘套，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙通信模块。
5.根据权利要求1-3任一所述的汽车方向盘套，其特征在于，所述电源模块为锂电池。
6.一种汽车倒车辅助系统，该汽车倒车辅助系统包括多个用于获取车身到障碍物之间距离的雷达测距装置、用于识别停车线的视觉识别装置、处理雷达测距装置的测量数据以及视觉识别装置识别的停车线与汽车相对位置的处理单元，所述处理单元根据所述车身到障碍物之间的距离以及停车线与车身的相对位置生成汽车的预定倒车轨迹，其特征在于，该汽车倒车辅助系统还包括一车速传感器以及如权利要求1-5任一所述的汽车方向盘套，所述方向盘转动角度数据、经无线通信模块发送给处理单元，所述处理单元结合汽车的预定倒车轨迹、车速传感器的速度数据、方向盘转动角度数据对倒车时方向盘的转动角度、停车时刻和车辆行进方向作出提醒。
7.根据权利要求6所述的汽车倒车辅助系统，其特征在于，所述处理单元结合汽车倒车时车速传感器获取的速度数据、行车时间、方向盘转动角度数据、汽车直线加速度数据和汽车横向加速度数据计算出汽车的实际倒车轨迹。
8.根据权利要求6所述的汽车倒车辅助系统，其特征在于，该倒车辅助系统还包括图像显示装置，图像显示装置将汽车的预定倒车轨迹以及视觉识别装置采集到的汽车后方的实时影像显示出来，汽车的预定倒车轨迹显示在实时影像涂层中。
9.根据权利要求6-8任一所述的汽车倒车辅助系统，其特征在于，所述车速传感器为雷达测速装置。
10.根据权利要求6-8任一所述的汽车倒车辅助系统，其特征在于，所述倒车辅助系统还包括一语音提示装置，用于通过语音对倒车时方向盘的转动角度、停车时刻和车辆行进方向作出提醒。
专利摘要本实用新型涉及一种内部设置有陀螺仪的汽车方向盘套以及包括该汽车方向盘套的汽车倒车辅助系统，该汽车方向盘套包括一套接在方向盘上的套体，其特征在于，该汽车方向盘套还包括设置于套体内的陀螺仪传感器和加速度传感器、以及获取并处理陀螺仪传感器和加速度传感器数据的处理器，处理器根据陀螺仪传感器数据和加速度传感器数据分析出方向盘转动角度数据，所述套体内还设置用于发送方向盘转动角度数据的无线通信模块以及用于向陀螺仪传感器、加速度传感器、处理器和无线通信模块供电的电源模块。通过在方向盘套内设置陀螺仪使得后装倒车辅助系统的汽车也能获取汽车方向盘的转动角度，从而为指导人们采取正确的操作方法倒车提供了数据支持。
文档编号B60R1/00GK202896650SQ201220579248
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月26日 优先权日2012年10月26日
发明者易润平, 侍强 申请人:深圳市美赛达科技股份有限公司