一种外后视镜动态轨迹预测方法及系统与流程

本发明涉及客车辅助驾驶技术领域，特别是一种外后视镜动态轨迹预测方法及系统。

背景技术：

目前市场上的部分车辆，已有带有动态轨迹线的360°环视系统，用于预测车辆的倒车轨迹和车辆的转弯时前进轨迹，实现车辆倒车和转向辅助，由于现有轿车等小型车其外后视镜设置在车身靠近中部的位置，因此车辆倒车和转弯轨迹在生成时无需考虑后视镜的运行轨迹，而针对客车、校车等较长较高车型，其外后视镜是在车辆前端和左右侧突出设置，是汽车最突出的部分，被刮蹭的几率是最大的，大多数客车后视镜不可进行折叠，被刮蹭的几率更大，尤其是车辆进行转弯、倒车等操作时易造成后视镜刮蹭破坏。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种外后视镜动态轨迹预测方法及系统，用以解决客车外后视镜在车辆转弯或倒车时没有轨迹线显示辅助驾驶员驾驶导致客车外后视镜剐蹭的问题。

为了实现客车的辅助驾驶，解决客车外后视镜在车辆转弯或倒车时没有轨迹线显示辅助驾驶员驾驶导致客车外后视镜剐蹭的问题，本发明提供一种外后视镜动态轨迹预测方法，包括以下步骤：

1)获取车辆挡位信息和车速信息，当车辆为倒车挡或车辆为前进挡且车速小于车速设定值时，获取车辆的转向角度信息；

2)根据车辆的转向角度、车身参数和外后视镜相对车身的位置，生成外后视镜运行轨迹。

进一步地，为了实现直接观测，还获取车辆周围设定距离内的实时图像信息，将外后视镜运行轨迹映射至实时图像并显示映射后的实时图像。

进一步地，步骤2)中根据转向角度和转角比计算得到前轮转角，根据前轮转角、车身参数和外后视镜相对车身位置计算得到外后视镜运行轨迹。

进一步地，右侧外后视镜的轨迹方程如下：

其中，l为轴距，lf为前悬，lr为右侧外后视镜长度，wh为轮距，wr为右侧外后视镜横向偏移，为前轮转角，v为车速，t为时间，x(t)为x轴坐标，y(t)为y轴坐标。

为了实现上述方法在车辆中的使用，本发明还提供一种外后视镜动态轨迹预测系统，包括控制器和信息采集模块，所述控制器通过所述信息采集模块获取车辆挡位信息、车速信息和车辆的转向角度；当车辆为倒车挡或车辆为前进挡且车速小于车速设定值时，所述控制器根据车辆的转向角度、车身参数和外后视镜相对车身的位置，生成外后视镜运行轨迹。

进一步地，该系统还包括显示装置和图像采集模块，所述图像采集模块用于获取车辆周围设定距离内的实时图像信息；所述控制器将外后视镜运行轨迹映射至实时图像并输出该映射后的实时图像至所述显示装置。

进一步地，所述控制器还用于连接车辆的转向系统，以根据获取的传动比计算转角比，根据车辆的转向角度和所述转角比计算得到前轮转角，所述控制器根据前轮转角、车身参数和外后视镜相对车身位置计算得到外后视镜运行轨迹。

进一步地，所述显示装置为设置于车辆中控处的显示屏。

附图说明

图1是一种外后视镜动态轨迹预测系统的连接示意图；

图2是一种外后视镜动态轨迹预测方法的流程图；

图3是外后视镜动态轨迹预测的效果示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

本发明提供一种外后视镜动态轨迹预测装置，该装置包括信息采集模块和控制器，如图1所示，该信息采集模块用于获取车辆挡位信息和车速信息，优选该信息采集模块是整车控制器；信息采集模块包括转向角传感器，车辆转向角度通过转向角传感器进行获取，但是该转向角度信息可以为直接由控制器进行采集，也可以先通过整车控制器再传输至控制器的方式进行获取；另外，该系统还包括显示装置，控制器的输出端连接显示装置，优选该显示装置为设置在车辆中控处的显示屏即中控显示屏；并且，车辆的车身参数和外后视镜相对车身的位置信息为固定值，可在控制器中进行输入和储存。

该控制器还连接转向系统，用于获取传动比，以此计算转角比，与方向盘的转向角度结合得到车辆前轮的转角，即前轮转角。

该控制器还获取车辆周围设定距离内的实时图像信息；用于当车辆为倒车挡或车辆为前进挡且车速小于车速设定值时，控制器根据前轮转角、车身参数和外后视镜相对车身的位置，生成外后视镜运行轨迹并映射至实时图像；最终得到映射后的实时图像，再将该映射后的实时图像作为输出发送至中控显示屏。

该控制器通过图像采集模块采集车辆周围的实时图像，一般情况下，该图像采集模块为全景环视系统，该全景环视系统应该包含一个360控制器，因此，上述的控制器可以为该360控制器，减少控制器的布置，仅需要增加360控制器的程序以实现相应的功能。

上述的显示装置通过一种外后视镜动态轨迹预测方法进行工作，该方法如图2所示，包括以下步骤：

1)获取车辆挡位信息和车速信息，当车辆为倒车挡或车辆为前进挡且车速小于车速设定值时，获取车辆的转向角度信息。

根据获取的车辆挡位信息和车辆的速度，只有当车辆倒车或车辆前进但速度较小时，才会开启后视镜动态轨迹线的计算和与图像的融合显示。上述的车速设定值可以为50km/h。

2)根据车辆的转向角度、车身参数和外后视镜相对车身的位置，生成外后视镜运行轨迹。

根据转向角度和转角比计算得到前轮转角，根据前轮转角、车身参数和外后视镜相对车身位置计算得到外后视镜轨迹方程，对该轨迹方程进行拟合生成外后视镜运行轨迹。该车身参数包括前悬、后悬、轴距、车宽、后视镜纵向长度、后视镜横向长度等车辆的固有信息。

例如，右侧外后视镜的轨迹方程如下：

式中，l为轴距，lf为前悬，lr为右侧外后视镜长度，wh为轮距，wr为右侧外后视镜横向偏移，前轮转角，v为车速，t为时间，x(t)为x轴坐标，y(t)为y轴坐标。

现有大型客车的外后视镜分为两种情况，一种为左侧外后视镜距离车身较近，相比右侧外后视镜而言没有向外突出太多，这种情况下可以不考虑左侧外后视镜的运行轨迹，另一种为左右侧的外后视镜都相对车身突出较多，此种情况下，也可以考虑左侧外后视镜的运行轨迹，这些均根据实际情况进行设定，若需要左侧外后视镜运行轨迹，则左侧外后视镜的轨迹方程如下：

式中，ll为左侧外后视镜长度，wl为左侧外后视镜横向偏移。

3)获取车辆周围设定距离内的实时图像信息，将外后视镜运行轨迹映射至实时图像并显示映射后的实时图像。

将上述步骤中得到的外后视镜的运动轨迹和实时图像进行融合，该融合的方式为现有技术，此处不再说明；融合后会得到带有运行轨迹的实时图像，将该实时图像通过中控显示器进行显示，以提示驾驶员注意。而且，该实时图像是一种视频图像，即形成的图像是连续的。

另外，除了车辆的外后视镜的运行轨迹，根据实际需求，在倒车时还可以将车辆的后轮及尾部的运行轨迹进行运算并结合实时图像进行显示，在车辆倒车或前进时也可以将车辆的前轮或头部的运行轨迹进行运算并结合实时图像进行显示。

上述步骤中的信息获取可以以一定的先后顺序进行获取，还可以同时进行所有信息的获取，将最终得到的轨迹和实时图像进行融合后显示即可。

如图3所示，为动态轨迹显示的效果示意图，其中车辆在倒车时，在中控显示屏中显示车体1和右侧外后视镜运行轨迹线2，除此之外，还可以显示车头的运行轨迹线3和车尾的运行轨迹线4。左侧外后视镜运行轨迹线在倒车时可以进行显示，也可不进行显示。该车体1的周围为采集的实时图像即车体所在的全景环视信息。当车辆前进速度小于速度设定值时，显示车头和外后视镜的前向的运行轨迹线和车体所在的全景环视信息，在此不再赘述。

以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。