专利名称：一种电动车转弯辅助系统及控制方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车控制技术，尤其是涉及一种减轻驾驶负担、避免擦伤的电动车转弯辅助系统及控制方法。
背景技术：
电动汽车的转弯辅助系统是由整车控制器实现自动控制，辅助驾驶员转弯的一套系统，该系统在保证车辆安全的条件下，还能够替代驾驶员对车辆的转弯过程进行操作。当前，城市车辆保有量在不断增加，道路越来越拥挤，越来越多的人刚拿到驾驶证就开车上路，由于新手导致的车祸、挂擦事件也越来越多。转弯辅助系统的采用保证了驾驶员在进行转弯操作的安全性，避免了由于驾驶技巧不熟练或驾驶员疲劳导致的车辆挂擦或碰撞事件的发生。当前市场上现有的转弯辅助系统是在传统车辆的转弯系统上增加一套机械液压助力装置或者电动助力装置，或者是在现有助力装置的基础上增加一套车辆稳定系统，保证车辆在转弯过程中，由车速问题导致的策划或者车辆事故的发生。但是现有的转弯辅助系统只是为转弯提供助力和稳定性，在驾驶员转弯出现非安全操作时，并不能控制车辆避免刮擦或碰撞的发生。
发明内容
本发明主要是解决由于驾驶技巧不熟练或驾驶员疲劳导致的车辆挂擦或碰撞事件的发生的问题，提供了一种减轻驾驶负担、避免擦伤的电动车转弯辅助系统及控制方法。本发明还解决了一般转弯辅助系统只对转弯提供助力和保证转弯稳定性，并不能在驾驶员非安全操作时控制车辆避免刮擦或碰撞的问题，提供了一种减轻驾驶负担、避免擦伤的电动车转弯辅助系统及控制方法。本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:一种电动车转弯辅助系统，包括整车控制器、雷达探头、摄像头和方向盘角度传感器，所述雷达探头、摄像头、方向盘角度传感器分别连接在整车控制器上，
雷达探头:检测前后车辆的车距、相对速度，以及车辆两侧距离路边或障碍物的距离； 摄像头:拍摄车辆周边环境照片，验证道路情况；
整车控制器:根据雷达探头和摄像头的数据还原出以当前车辆为坐标原点的虚拟道路环境，在检测到驾驶员进行转弯操作，并判断操作为非安全时替代驾驶员实现车辆转弯或停车。2.一种电动车转弯辅助控制方法，采用权利要求1的转弯辅助系统，其特征是:包括以下步骤:
a.由雷达探头和摄像头采集道路信息，整车控制器根据雷达探头和摄像头的数据建立以当前车辆为坐标原点的虚拟道路环境；
b.对当前车辆是否有转向需求进行判定，若有转弯需求，对车辆转弯速度进行限制；
c.检测驾驶员当前操作和当前转弯空间是否满足转弯需求，检测到不满足时则由整车控制器代替驾驶员完成车辆转弯动作，且若当前转弯空间无法满足转弯需求操作，进行报警并进行停车。整车控制器根据驾驶员当前操作计算出转弯所需的空间，然后与当前转弯空间进行比较看是否满足转弯需求。若当前转弯空间相比计算出来的空间不足，则由整车控制器代替驾驶员完成车辆转弯动作，整车控制器调整操作，即调整转弯角度和车速使得车辆能够在当前转弯空间进行安全转弯。整车控制器根据能够安全转弯的操作计算出安全转弯所需的空间，若当前的转弯空间相比安全转弯空间还是不足的话，则判定无法进行转弯，则整车控制器进行报警提醒，同时控制车辆停车。该驾驶员操作需求为方向盘的旋转角度。本发明将外部环境监测、线控转向、电动汽车控制技术、图像数据处理相结合起来，实现了汽车的转弯辅助功能，在面对城市拥挤的道路和驾驶员技巧的不熟练，通过转弯辅助系统的使用，能减轻驾驶员的负担，保证了车辆安全，避免了擦伤，减少了经济损失。作为一种优选方案，步骤a中建立当前车辆为坐标原点的虚拟道路环境的过程为:
由雷达探头检测前后车辆的车距、相对速度，以及车辆两侧距离路边或障碍物的距离；由摄像头拍摄车辆周边环境照片，识别出车辆具体为车辆、行人或是障碍物，整车控制器根据雷达探头和摄像头的信息建立以当前车辆为坐标原点的虚拟道路环境；
该雷达探头可以检测与前后车辆的车距，并根据一段时间内与前后车辆之间距离的变化，计算出前后车辆相对当前车辆的车速，同时雷达探头也检测车辆两侧到障碍物之间的距离。摄像头对车辆四周环境进行拍摄，通过图像识别技术识别出当前车辆前后左右是车辆、人还是障碍物。整车控制器根据这些数据，就能建立一个以当前车辆为坐标原点的虚拟道路环境。作为一种优选方案，步骤b中对车辆转向需求的判定步骤过程为:
由方向盘传感器采集驾驶员方向盘旋转角度，计算出车辆的转弯角度，并根据整车控制器建立起来的虚拟道路环境信息，对该转弯角度进行判断，若转弯角度小于设定值，即小幅度修正车辆行驶方向，则判定为驾驶员调整车辆行驶方向，若转弯角度大于设定值，即大幅度调整车辆行驶方向，则判定为车辆有转向需求。系统根据车辆转弯角度大小判断车辆是否进行转弯，本方案中对转向幅度较大的操作判定为有转向需求，当然也有转向幅度较小的转弯，但这种情况转弯不容易发生无法转弯的情况，可以当做是调整车辆行驶方向，并不影响本方案中的判定。作为一种优选方案，步骤b中对车辆转弯速度进行限制的过程为:
根据雷达探头和摄像头反馈的道路环境信息，判断车辆转弯空间，并结合当前车辆的车速、车长、车宽的信息，计算出安全转弯的安全转弯车速，若当前车辆车速大于安全转弯车速，则限制车辆速度到安全转弯车速。根据由雷达探头和摄像头的信息建立起来的虚拟道路环境，可以检测车辆前方是否有障碍物，若有障碍物则检测与障碍物之间的距离，同时还检测车辆两侧是否有障碍物，若有障碍物则检测与障碍物之间的距离，另外，根据虚拟道路环境还可以判断出前方道路是否有转弯道路，根据这些反馈信息就可以判断出车辆转弯的空间，然后再根据当前车辆的车速、车长、车宽的信息计算出安全转弯的安全转弯车速，若当前车速大于安全转弯车速，则对车速进行控制，使得车速将到安全转弯车速。对转弯车速进行修正，使得车辆速度调整至安全范围以内，保证车辆在安全的基础上实现车辆按照需求进行转弯，同时也对后面车辆造成的影响达到最小。作为一种优选方案，转弯辅助控制方法还包括步骤d.在车辆实现转弯需求后，整车控制器对驾驶员的需求操作进行监控，若在设定时间段内，驾驶员需求操作正常，则转弯辅助系统推出，若在设定时间内，判定驾驶员需求操作为非安全操作，整车控制器代替驾驶员视线车辆的停车操作。该方案为了确认驾驶员操作是否正常，如在转弯动作完成后，驾驶员不进行任何操作，则系统默认驾驶员处于非正常状态，并控制车辆自动靠边停车。进一步保证了驾驶员的安全。作为一种优选方案，在整车控制器代替驾驶员控制车辆进行转弯或停车时，整车控制器进行锁定，对驾驶员的需求操作进行无效化处理。当整车控制器代替驾驶员进行操作时，对驾驶员的需求操作进行无效化处理，使得驾驶员错误的操作不会干扰辅助控制系统的操作。该驾驶员的需求操作包括对方向盘的控制。作为一种优选方案，在每次车辆启动前，对转弯辅助系统进行自检，自检过程包括:对转弯辅助系统的各部件状况的检测，对整车控制器内的程序代码的检测，若检测到转弯辅助系统运行正常，允许启动转弯辅助系统，若检测到转弯辅助系统运行异常，则自动禁止转弯辅助系统的启动，并进行报警，直至车辆下次启动时检测到转弯辅助系统运行正常为止。作为一种优选方案，转弯辅助控制方法还包括有强制关闭控制，若整车控制器接收到强制关闭信号，则停止转弯辅助控制，关闭转弯辅助系统直至下次重新开启。在车辆上安装有转弯辅助按钮，用以启动或关闭转弯辅助系统，使得驾驶员可以自行决定是否要开启转弯辅助系统。在转弯辅助运行过程中，若驾驶员要退出该功能，只要按下转弯辅助按钮，实现驾驶员手动转弯。因此，本发明具有优点是:将外部环境监测、线控转向、电动汽车控制技术、图像数据处理相结合起来，实现了汽车的转弯辅助功能，在面对城市拥挤的道路和驾驶员技巧的不熟练，通过转弯辅助系统的使用，能减轻驾驶员的负担，保证了车辆安全，避免了擦伤，减少了经济损失。
附图1是本发明的一种结构示意 附图2是本发明控制方法的一种流程示意图。1-雷达探头2-摄像头3-整车控制器4-方向盘角度传感器
具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例:
本实施例一种电动车转弯辅助系统，如图1所示，包括有整车控制器3、雷达探头1、摄像头2和方向盘传感器4。该雷达探头和摄像头分别连接到整车控制上，方向盘传感器连接在整车控制器上。该雷达探头检测前后车辆的车距、相对速度，以及车辆两侧距离路边或障碍物的距离；摄像头拍摄车辆周边环境照片，验证道路情况；整车控制器:根据雷达探头和摄像头的数据还原出以当前车辆为坐标原点的虚拟道路环境，在检测到驾驶员进行转弯操作，并判断操作为非安全时替代驾驶员实现车辆转弯或停车。方向盘传感器检测方形盘旋转角度，并由整车控制器根据方向盘传感器检测的角度计算出车辆转弯角度。该电动车转弯辅助系统的控制方法为:
步骤一:在汽车启动前，对转弯辅助系统进行自检，自检过程包括:对转弯辅助系统的各部件状况的检测，对整车控制器内的程序代码的检测，若检测到转弯辅助系统运行正常，允许启动转弯辅助系统，若检测到转弯辅助系统运行异常，则自动禁止转弯辅助系统的启动，并进行报警，直至车辆下次启动时检测到转弯辅助系统运行正常才启动转弯辅助系统。步骤二:转弯辅助系统启动后，该雷达探头检测前后车辆的车距、相对速度，以及车辆两侧距离路边或障碍物的距离；由摄像头拍摄车辆周边环境照片，识别出车辆具体为车辆、行人或是障碍物，整车控制器根据雷达探头和摄像头的信息建立以当前车辆为坐标原点的虚拟道路环境。步骤三:在车辆行驶过程中转弯辅助系统实时监测驾驶员的需求操作，即驾驶员是否进行转弯，该方向盘角度传感器实时检测方向盘旋转角度，整车控制器根据方向盘角度传感器检测到的值与设定的转弯阈值进行比较，若转弯角度小于设定值，即小幅度修正车辆行驶方向，判定为驾驶员调整车辆行驶方向，转弯辅助系统不动作；若转弯角度大于设定值，即大幅度调整车辆行驶方向，判定为车辆有转向需求。步骤四:在判断车辆有转向需求后，整车控制器根据雷达探头和摄像头反馈的道路环境信息，获得当前车辆转弯空间，并结合当前车辆的车速、车长、车宽的信息，计算出在当前转弯空间下安全转弯的安全转弯车速V，将当前车速与安全转弯车速V进行比较，若当前车速小于安全转弯车速V，则进入步骤五；若当前车速大于安全转弯车速V，则对车速进行控制，限制车速到安全转弯车速V或以下，然后进入步骤五。步骤五:根据当前车辆的车速，计算当前转弯空间是否满足转弯需求操作，即根据当前车辆转弯空间、车速计算出所需的转弯角度，判断该转弯角度是否为可行的，若该转弯角度为不可行不安全的，则判断当前当前转弯空间在当前车速下不能进行转弯，此时整车控制器代替驾驶员对车辆进行控制，进行报警并控制车辆停车，在该过程中整车控制器对控制进行锁定，即对驾驶员的需求操作进行无效化处理。若是计算出当前转弯空间满足转弯需求操作，则进入步骤六。步骤六:根据驾驶员当前转弯操作、当前转弯空间和当前车速计算是否满足转弯需求，若驾驶员当前操作满足转弯需求，即能安全转弯，则由车辆根据驾驶员的操作需求完成转弯；若驾驶员当前操作不能满足转弯需求，则由整车控制器修正驾驶员转弯角度，代替驾驶员完成车辆转弯，在该过程中整车控制器对控制进行锁定，即对驾驶员的需求操作进行无效化处理。步骤七:在车辆实现转弯需求后，整车控制器对驾驶员的需求操作进行监控，若在设定时间段内，驾驶员需求操作正常，则转弯辅助系统退出，若在设定时间内，判定驾驶员需求操作为操作非正常，整车控制器代替驾驶员视线车辆的停车操作。这里驾驶员的非正常操作为在转弯后驾驶员又进行转弯操作，但仍然不能够安全进行转弯，则重复上述步骤三至六的操作，此时判断驾驶员需求操作非正常，整车控制器控制车辆靠边停车，这样可以防止驾驶员由于之前错误操作的慌乱，造成接下来一连串的错误操作的问题。另外在转弯动作完成后，驾驶员不进行任何操作，则系统也判断驾驶员处于非正常状态，并控制车辆自动靠边停车。转弯辅助系统还存在强制关闭控制，在车辆上还安装有控制转弯辅助系统开闭的按钮，该按钮连接到整车控制器上。在转弯辅助系统运行的过程中，若驾驶员按下该按钮，整车控制器接收到信号，则使得转弯辅助系统退出。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了雷达探头、摄像头、整车控制器、方向盘角度传感器等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
权利要求
1.一种电动车转弯辅助系统，包括整车控制器，其特征在于:还包括有雷达探头(I)、摄像头(2)和方向盘角度传感器(4)，所述雷达探头、摄像头、方向盘角度传感器分别连接在整车控制器(3)上， 雷达探头:检测前后车辆的车距、相对速度，以及车辆两侧距离路边或障碍物的距离； 摄像头:拍摄车辆周边环境照片，验证道路情况； 整车控制器:根据雷达探头和摄像头的数据还原出以当前车辆为坐标原点的虚拟道路环境，在检测到驾驶员进行转弯操作，并判断操作为非安全时替代驾驶员实现车辆转弯或停车。
2.一种电动车转弯辅助控制方法，采用权利要求1的转弯辅助系统，其特征是:包括以下步骤: a.由雷达探头和摄像头采集道路信息，整车控制器根据雷达探头和摄像头的数据建立以当前车辆为坐标原点的虚拟道路环境； b.对当前车辆是否有转向需求进行判定，若有转弯需求，对车辆转弯速度进行限制； c.检测驾驶员当前操作和当前转弯空间是否满足转弯需求，检测到不满足时则由整车控制器代替驾驶员完成车辆转弯动作，且若当前转弯空间无法满足转弯需求操作，进行报警并进行停车。
3.根据权利要求2所述的一种电动车转弯辅助控制方法，其特征是步骤a中建立当前车辆为坐标原点的虚拟道路环境的过程为: 由雷达探头检测前后车辆的车距、相对速度，以及车辆两侧距离路边或障碍物的距离；由摄像头拍摄车辆周边环境照片，识别出车辆具体为车辆、行人或是障碍物，整车控制器根据雷达探头和摄像头的信息建立以当前车辆为坐标原点的虚拟道路环境。
4.根据权利要求2所述的一种电动车转弯辅助控制方法，其特征是步骤b中对车辆转向需求的判定步骤过程为: 由方向盘传感器采集驾驶员方向盘旋转角度，计算出车辆的转弯角度，并根据整车控制器建立起来的虚拟道路环境信息，对该转弯角度进行判断，若转弯角度小于设定值，即小幅度修正车辆行驶方向，则判定为驾驶员调整车辆行驶方向，若转弯角度大于设定值，即大幅度调整车辆行驶方向，则判定为车辆有转向需求。
5.根据权利要求2所述的一种电动车转弯辅助控制方法，其特征是步骤b中对车辆转弯速度进行限制的过程为: 根据雷达探头和摄像头反馈的道路环境信息，判断车辆转弯空间，并结合当前车辆的车速、车长、车宽的信息，计算出安全转弯的安全转弯车速，若当前车辆车速大于安全转弯车速，则限制车辆速度到安全转弯车速。
6.根据权利要求2所述的一种电动车转弯辅助控制方法，其特征是还包括步骤d.在车辆实现转弯需求后，整车控制器对驾驶员的需求操作进行监控，若在设定时间段内，驾驶员需求操作正常，则转弯辅助系统退出，若在设定时间内，判定驾驶员需求操作为非安全操作，整车控制器代替驾驶员视线车辆的停车操作。
7.根据权利要求2或6所述的一种电动车转弯辅助控制方法，其特征是在整车控制器代替驾驶员控制车辆进行转弯或停车时，整车控制器进行锁定，对驾驶员的需求操作进行无效化处理。
8.根据权利要求2至6任一项所述的一种电动车转弯辅助控制方法，其特征是在每次车辆启动前，对转弯辅助系统进行自检，自检过程包括:对转弯辅助系统的各部件状况的检测，对整车控制器内的程序代码的检测，若检测到转弯辅助系统运行正常，允许启动转弯辅助系统，若检测到转弯辅助系统运行异常，则自动禁止转弯辅助系统的启动，并进行报警，直至车辆下次启动时检测到转弯辅助系统运行正常为止。
9.根据权利要求2至6任一项所述的所述的一种电动车转弯辅助控制方法，其特征是还包括有强制关闭控制，若整车控制器接收到强制关闭信号，则停止转弯辅助控制，关闭转弯辅助系统直至下次重新开启。 ·
全文摘要
本发明涉及一种电动车转弯辅助系统及控制方法。解决由于驾驶技巧不熟练或驾驶员疲劳导致的车辆挂擦或碰撞事件的发生的问题。转弯辅助系统包括整车控制器、雷达探头、摄像头和方向盘角度传感器。控制方法为对当前车辆是否有转向需求进行判定，若有转弯需求，对车辆转弯速度进行限制；然后检测驾驶员当前操作和当前转弯空间是否满足转弯需求，不满足时则由整车控制器代替驾驶员完成车辆转弯动作，且若当前转弯空间无法满足转弯需求操作，进行报警并进行停车。本发明具有优点是将外部环境监测、线控转向、电动汽车控制技术、图像数据处理相结合起来，实现了汽车的转弯辅助功能，减轻驾驶员的负担，保证了车辆安全，避免了擦伤，减少了经济损失。
文档编号B60W30/045GK103204159SQ20131000932
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月10日 优先权日2013年1月10日
发明者黄小枫, 金启前, 由毅, 吴成明, 赵福全 申请人:浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司, 浙江吉利控股集团有限公司