CN103625466A - 倒车停车指挥系统计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种倒车停车指挥系统计算方法，藉由最佳倒车路径运算模块，计算规划出最佳倒车停车路径，且能依据变动的车距与车辆规格规划出不同的最佳倒车停车路径，而驾驶仅需依循中央处理单元的导引旋转方向盘向一个方向到底、反转到底再直线前进或后退便能轻易地完成倒车停车的工作，能确实简化倒车停车的停车流程，降低倒车停车难度。

Description

倒车停车指挥系统计算方法

技术领域

本发明涉及一种计算方法，特别是涉及一种倒车停车指挥系统计算方法。

背景技术

公知的倒车停车导引方式，是事先规划一停车路径，并藉由感测车辆的偏航角度以比对停车路径，其中，该停车路径的起始点是由车辆的驾驶位置与相邻车辆的尾端齐平时作为停车路径的起始规划，接着将该停车路径分为三阶段，并使车辆依循所规划的停车路径进行三个分别的导引动作，该三阶段分别为导引车辆朝一个方向前进，接着导引车辆朝反向后退，最后再导引车辆再朝前一次动作的反向后退；

换言之，该导引方式导引车辆作三个分别的动作，包含正向前进、反向后退以及正向后退三个不同的动作，同时，导引的提示方式是再藉由车内的音响或喇叭以音效作为提示，而驾驶者则依循导引完成动作；

虽然上述导引方式已能将车辆正确地导引至停车位置，但该倒车停车的动作流程还有待简化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种倒车停车指挥系统计算方法。通过该方法，可以规划出不同于公知技术的一种停车路径，而且能简化倒车停车的动作流程，降低驾驶难度。

为解决上述技术问题，本发明的倒车停车指挥系统计算方法，包含步骤：

(一)藉由车辆的最小旋转半径得知车辆的方向盘转到底时，车辆旋转一外前轮的旋转半径；

(二)藉由上述的外前轮的旋转半径与车辆的前轮轴与后轮轴的距离以及车辆的宽度等数据，计算出一外后轮的旋转半径与一内后轮的旋转半径以及一内前轮的旋转半径；

(三)藉由该外后轮的旋转半径、该前轮轴与后轮轴的距离与车辆的前轮中心点与车辆的头部的距离计算出一外前角的旋转半径；

(四)定义平行停车预计停车位置移动距离为一水平距离，根据该水平距离与该内侧后轮的旋转半径以及该外侧后轮的旋转半径计算出一平行停车的转折点角度；

(五)根据该转折点角度与该内后轮的旋转半径以及该外后轮的旋转半径计算出平行停车预计停车位置移动距离的一垂直距离；

(六)根据该后轮中心点与车辆的尾部的距离、一车辆的宽度加宽放值、该外前角的旋转半径、该外后轮的旋转半径等数据计算出平行倒车的起始点；

(七)根据该起始点与该转折点角度定义出平行停车的倒车行进路径。

藉由中央处理单元配合上数计算方法定义出最佳倒车停车路径及转折角度，便能导引车辆轻易完成倒车停车的工作，确实简化停车流程并降低停车难度。

本发明提供另一种倒车停车导引路径计算方法，配合一中央处理单元计算规划出一最佳倒车停车路径，且使计算方法及相关数据储存于一车辆用的最佳倒车路径运算模块内，而该最佳倒车停车路径的计算方法，包含下列步骤：

（a）定义车辆规格：包含定义车辆的前轮轴与后轮轴之间的距离为轴距；

（b）定义车辆行驶条件：定义车辆的各车轮以同一回转圆心回转，朝向回转中心者定义为内侧，而远离回转中心者定义为外侧，且车辆的最小回转半径为外前轮回转半径为Rout；并以该外前轮回转半径Rout定义车辆的内前轮回转半径Rin、定义车辆的外侧后轮回转半径rout、定义车辆的内侧后轮回转半径rin；

（c）定义环境条件：定义车辆停放于一邻车前后端的停车位的环境条件，定义车辆侧边与邻车侧边具有一车距E、定义车辆P由邻车相对车辆的侧边开始起算具有一停车宽度F，而该邻车相对于车辆的方向定义为水平方向，垂直该水平方向定义为垂直方向；

（d）定义最佳倒车停车路径：定义最佳倒车停车路径包含一第一路径以及一第二路径，且第一路径为车辆以内侧后轮回转到底的方式倒车行进，而第二路径则是反转而变成以外侧后轮回转到底的方式倒车行进，第一路径与第二路径的接点则为一转折点且使该最佳倒车停车路径的起始点是位于第一路径的起点，且该起始点为车辆的内侧后轮中心点，而该最佳倒车停车路径的结束点则位于第二路径的终点，且该最佳倒车停车路径的起始点与结束点之间于水平方向及垂直方向上分别具有一水平位移距离X以及一垂直位移距离Y；藉由外侧后轮回转半径rout、内侧后轮回转半径rin及水平位移距离X定义出最佳倒车停车路径ｄ与第一路径及一第二路径之间的转折角度θ；

该中央处理单元依据该最佳倒车停车路径及该转折角度θ导引车辆。

本发明藉由最佳倒车路径运算模块，计算规划出最佳倒车停车路径，且能依据变动的车距与车辆规格规划出不同的最佳倒车停车路径，而驾驶仅需依循中央处理单元的导引旋转方向盘向一个方向到底、反转到底再直线前进或后退便能轻易地完成倒车停车的工作，即本发明藉由中央处理单元配合上述计算方法定义出最佳倒车停车路径及转折角度，便能导引车辆轻易完成倒车停车的工作，简化倒车停车的停车流程，降低倒车停车难度。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明倒车停车指挥系统计算方法配合使用的系统图；

图2是本发明倒车停车指挥系统计算方法定义车辆规格的路径示意图；

图3是本发明倒车停车指挥系统计算方法定义最佳倒车路径的示意图

图4是本发明倒车停车指挥系统计算方法定义安全间距的示意图。

图中附图标记说明如下：

中央处理单元10            位移侦测单元11

方向盘角度侦测单元12      车侧摄影单元13

显示单元14                扬声单元15

距离侦测单元16            最佳倒车路径运算模块20

车辆P

具体实施方式

为对本发明的目的、特征及功效能够有更进一步的了解与认识，现配合附图详述如下：

本发明倒车停车指挥系统计算方法为一倒车停车指挥系统计算出一最佳倒车停车路径d的计算方法，其中，该倒车停车指挥系统如图1所示，包含一中央处理单元10、一最佳倒车路径运算模块20、二车侧摄影单元13、一显示单元14、一位移侦测单元11、一方向盘角度侦测单元12以及一扬声单元15，其中：

该最佳倒车路径运算模块20加载于该中央处理单元10内；

各该车侧摄影单元13连接该中央处理单元10，该二车侧摄影单元13设置于车辆的左后角和右后角位置，各车侧摄影单元13拍摄车辆后方的影像；

该显示单元14连接于该中央处理单元10，该显示单元14提供显示该最佳倒车停车路径d、车辆的位置、该车侧摄影单元13拍摄的影像，以及指引的画面等，该指引的画面可以用文字或图标等方式；前述的显示画面也可为经过该中央处理单元10运算与绘图处理后的结合画面；

该位移侦测单元11连接于该中央处理单元10，接收车辆提供的车速信号，搭配时间变化计算出位移量；或是以陀螺仪来计算车辆的旋转角度来计算出位移量；

而上述以车速计算车辆位移量的方式为位移D=速度V*时间T，速度V为车速，时间V为该车速V所经过的时间，根据车速V与时间T的累计值来求出位移D；

而以陀螺仪来计算车辆的位移量的方式为位移D=旋转角度θ*半径，旋转角度θ为根据陀螺移来计算车头的旋转角度求出位移D；

该方向盘角度侦测单元12系连接于该中央处理单元10，接收来自方向盘信号上提供的方向盘角度或是以陀螺仪侦测车辆的旋转角度加上车速求得方向盘角度，若无车速则以加速传感器配合陀螺仪求得方向盘角度；同时，该方向盘角度侦测单元12系侦测驾驶者是否依照指引旋转方向盘置中、向左打到底或向右打到底，当发现驾驶者未依照指引旋转方向盘或操作本车的行进方向时，即解除倒车停车的指引；

该扬声单元15连接于该中央处理单元10，接收来自该中央处理单元10的声音讯息，播放倒车指引的声音如BI声或语音指引，告知驾驶者倒车讯息；

该中央处理单元10连接该车侧摄影单元13、该显示单元14、该位移侦测单元11、该方向盘角度侦测单元12以及该扬声单元15，接收前述各单元的数据讯息运算与绘图处理，针对车辆的最小旋转半径与本车尺寸，特别是前后轮轴距、前轮到本车前缘角落、后轮到车辆后缘角落，该最佳倒车路径运算模块20依据上述数据规划出方向盘转到底的停车路径，根据位移侦测单元11与方向盘角度侦测单元12来计算倒车的行进位置，将预计的倒车路径与处理后的画面显示于该显示单元14，前述的显示画面也可为经过该中央处理单元10运算与绘图处理后的结合画面，在转折点以声音与画面来引导驾驶者转动方向盘与本车的行进方向；驾驶者在经过几次操作后，熟悉声音的意义，可以不需观看该显示单元14的显示画面；

该扬声单元15为一蜂鸣器或车用音响，接收来自该中央处理单元10声音讯息，播放倒车指引的声音如BI声或语音指引，告知驾驶者倒车讯息；

该显示单元14为一车用音响，该车用音响的屏幕显示计划倒车停车行进路径、本车的位置、该车侧摄影单元13拍摄的影像，以及指引的画面等，前述的显示画面也可为经过该中央处理单元10运算与绘图处理后的结合画面；

该倒车停车指挥系统，还包含一距离侦测单元16，该距离侦测单元16连接于该中央处理单元10，以侦测车辆与前、后及侧方向的车辆距离，当车距过近时也可以发出警告，警告声可为连续BI声提醒驾驶使者；

如图2所示为本发明车辆P旋转路径的示意图，当驾驶者将方向盘左转到底或右转到底行进的旋转路径都为相同的半径，本发明依此特性规划一最佳倒车停车路径d：

如图2所示，为各车轮与车辆外前角的旋转半径的图标，车辆的规格定义如下：

W：车辆P的宽度：

A：车辆P的前轮中心点与车辆的头部的距离；

B：车辆P的后轮中心点与车辆的尾部的距离；

D：车辆P的前轮轴与后轮轴的距离；

L：车辆P的长度；

根据上述车辆P的规格计算出下列的各车轮与车辆外前角的旋转半径，车辆P的旋转半径定义如下：

Rout：车辆的外前轮旋转半径；

Rin：车辆的内前轮旋转半径；

rout：车辆的外后轮旋转半径；

rin：车辆的内后轮旋转半径；

Rc：车辆的外前角旋转半径；

如图3、4所示，为本发明平行停车的倒车行进路径，倒车行进路径的定义如下：

E：车辆与邻车的车距；

F：车辆的宽度加宽放值；

X：车辆移动到停车位置的水平距离；

Y：车辆移动到停车位置的垂直距离；

θ：为平行停车的转折点角度；

c1为第一旋转圆心，右后轮的路径为d1，旋转半径为rin；

c2为第二旋转圆心，右后轮的路径为d2，旋转半径为rout；

根据上述定义，倒车停车指挥系统计算方式，包含下列步骤：

(一).藉由车辆的最小旋转半径得知车辆的方向盘转到底时，车辆旋转一外侧前轮的旋转半径；车辆的最小旋转半径为车辆方向盘转到底时外前轮的旋转半径，得知Rout=本车的最小旋转半径；

(二).藉由上述的外侧前轮的旋转半径与车辆的一前轮轴与后轮轴的距离以及一车辆的宽度等数据计算出一外后轮的旋转半径与一内后轮的旋转半径以及一内前轮的旋转半径；

由图3、4可知Rin为斜边，rin为邻边，D为对边，根据三角函数计算方式， $\mathrm{Rin}=\sqrt{{\mathrm{rin}}^2+D^2};$

rout为邻边，Rout为斜边，D为对边，根据三角函数计算方式，

rin=rout-W，但由于车轮有宽度，车轮的轴心会内缩与车身会突出，因此需修正，修正值为C（轮胎宽度加上车身突出轮胎的宽度总合为修正值C），所以rin=rout-W+C；

(三).藉由该外后轮的旋转半径、该前轮轴与后轮轴的距离与一本车的前轮中心点与车辆的头部的距离计算出一车辆外前角的旋转半径；

由图3、4可知Rc为斜边，rout为邻边，D+A为对边，根据三角函数计算方式， $\mathrm{Rc}=\sqrt{{\mathrm{rout}}^2+{(D+A)}^2};$

(四).定义平行停车预计停车位置移动距离为一水平距离，根据该水平距离与该内侧后轮的旋转半径以及该外侧后轮的旋转半径计算出一平行停车的转折点角度；

由图3、4可知本车移动到停车位置的水平距离为车辆宽度加宽放值（10-15CM）加上本车与邻车的距离，X=E+F=X1+X2；

X1=rin(1-cosθ)；

X2=rout(1-cosθ)；

X=X1+X2=rin(1-cosθ)+rout(1-cosθ)=(rout+rin)(1-cosθ)；

X=(rout+rin)(1-cosθ)；

$1-\cos \mathrm{\θ}=\frac{X}{\mathrm{rout}+\mathrm{rin}};$

$\cos \mathrm{\θ}=1-\frac{X}{\mathrm{rout}+\mathrm{rin}};$

$\mathrm{\θ}={\cos }^{-1}(1-\frac{X}{\mathrm{rout}+\mathrm{rin}});$

θ会随着本车移动到停车位置的水平距离变动，当本车移动到停车位置的水平距离确定时，θ依照上述公式求出，倒车停车路径、转折点、结束点也会跟着确定；

(五).根据该转折点角度与该内后轮的旋转半径以及该外后轮的旋转半径计算出平行停车预计停车位置移动距离的一垂直距离；

由图3、4可知车辆移动到停车位置的垂直距离Y为对边，(rin+rout)为斜边，根据三角函数计算方式，Y=(rin+rout)sinθ；

(六).根据该后轮中心点与车辆尾部的距离、一车辆的宽度加宽放值（10-15CM）、该外前角的旋转半径、该外后轮的旋转半径等计算出平行倒车的起始点；

由图3、4定义S为RC的旋转半径与本车相交点与邻车尾端的距离；(rout-F)为邻边，Rc为斜边，（Y-B-S）为对边，根据三角函数计算方式：

Rc²=（Y-B-S）²+(rout-F)²；

$(Y-B-S)=\sqrt{{\mathrm{Rc}}^2-{(\mathrm{rout}-F)}^2};$

$S=Y-\sqrt{{\mathrm{Rc}}^2-{(\mathrm{rout}-F)}^2}-B;$

求得之S为本车向前移动的距离，依此倒车路径车辆旋转车头刚好擦到邻车尾端的位置，为确保不会碰撞到邻车，求出的S可以再向后5-10CM的修正值，避免碰撞到邻车尾端；

(七).根据该起始点与该转折点角度定义出平行停车的倒车行进路径。

如图3、4中的最佳倒车停车路径d为以车辆方向盘的左右转到底的旋转弧线，步骤(六)中的起始点位置与步骤(四)中的转折点的角度定义平行停车的路径；其中B为本车的后轮中心点与本车的尾部的距离，E为本车与邻车的车距，F为本车的宽度加宽放值，X为本车移动到停车位置的水平距离，Y为本车移动到停车位置的垂直距离，d1为右后轮的第一路径，d2为右后轮的第二路径，δ为倒车起始线，Z0为起始点，Z1为转折点，Z2为结束点，θ为转折点角度，c1为第一旋转圆心，c2为第二旋转圆心。

使用时，驾驶者将车辆平行停于邻车，开启本发明的倒车停车指挥系统后，该显示单元14显示该车侧摄影单元13的侧边景像，根据该距离侦测单元16计算出与邻车的车距，邻车的车距与本车宽度加宽放值（10-15CM）为车辆移动到停车位置的水平距离，以及车辆的规格计算出一平行停车的转折点角度、一倒车起始线δ、一倒车停车路径d（第一路径d1+第二路径d2）、一转折点Z1、一结束点Z2作为计划倒车停车行进路径；

在该显示单元14上标示该倒车起始线δ与显示该车侧摄影单元13拍摄的影像，该显示单元14指引驾驶者将车辆开至该最佳倒车停车路径d的的起始点Z0，当该显示单元14上看到该车侧摄影单元13拍摄的影像为驾驶者将车辆开至该倒车起始线δ切齐邻车车尾时即停车；该指引的方式可以用文字、声音、语音或图标等方式；

而当驾驶者将车辆停于该最佳倒车停车路径d的起始点Z0后，指引驾驶者旋转方向盘向右（顺时针）到底，并指引驾驶者将车辆倒车退后，右前轮由Z0开始往后退，后退路线为第一路径d1；该位移侦测单元11会推算车辆的实际倒车行进路径；若驾驶者依照指引驾驶车辆，藉由该位移侦测单元11计算出的位移量，以车速来计算车辆的位移量的方式为位移D=速度V*时间T，速度V为车速，根据车速与时间来求出位移D，当以车速来计算车辆的位移量D等于第一路径d1的的位移量时，表示驾驶者行驶到达转折点Z1，会发出下一个指引驾驶者。若以陀螺仪来计算车辆的位移量的方式为位移D=旋转角度*半径，根据陀螺仪来计算车头的旋转角度求出位移D，当陀螺仪来计算车辆的位移量的位移D等于第一路径d1的的位移量时，或是陀螺仪来计算车头的旋转角度等于夹角θ时，表示驾驶者行驶到达转折点Z1，会发出下一个指引驾驶者；该指引的方式可以用文字、声音、语音或图标等方式。

到达转折点Z1时，该显示单元14屏幕显示指引驾驶者将方向盘向左(逆时针)转到底，并指引驾驶者将车辆倒车继续退后，右前轮由Z1开始往后退，后退路线为第二路径d2；该位移侦测单元11会推算车辆的倒车路径；若驾驶者依照指引驾驶车辆，藉由该位移侦测单元13计算出的位移量，以车速来计算车辆的位移量的方式为位移D=速度V*时间T，速度V为车速，根据车速与时间来求出位移D，当以车速来计算车辆的位移量D等于第二路径d2的的位移量时，表示驾驶者行驶到达结束点Z2时，会发出下一个指引驾驶者；

若以陀螺仪来计算车辆的位移量的方式为位移D=旋转角度*半径，根据陀螺仪来计算车头的旋转角度求出位移D，当陀螺仪来计算车辆的位移量的位移D等于第二路径d2的的位移量时，或是陀螺仪来计算车头的旋转角度等于夹角θ时，表示驾驶者行驶到达结束折点Z2时，会发出下一个指引驾驶者。该指引的方式可以用文字、声音、语音或图标等方式；

到达结束点Z2时，该显示单元14屏幕显示指引驾驶者将方向盘转正，驾驶者已将车辆停于设定的停车位置，该倒车停车指挥系统结束；该指引驾驶者的方式可以用文字、声音、语音或图标等方式；

由于驾驶者操作只是方向盘向左转到底，向右转到底，旋转到正中，前进，后退，没有模拟两可的操作，错误机会很少，只要开始位置准确，停车的位置就会准确；本发明提供驾驶者的参考，掌控车辆的主控权仍然为驾驶者，驾驶者可以依据实际状况做调整，可以避免驾驶者的在车辆自主控制或自己控制间产生混淆；

针对车辆的最小旋转半径与本车尺寸，特别是前后轮轴距、前轮到车辆前缘角落、后轮到车辆后缘角落，内置有最佳倒车路径运算模块20依据上述数据规划出方向盘转到底的停车路径；

由上述可知，本发明藉由该最佳倒车路径运算模块20的运算并配合运算、侦测及提示的构件进行导引工作，并导引驾驶者朝一个方向旋转方向盘到底、朝另一个方向旋转方向盘到底，接着方向盘回正并前进或后退，就能确实地完成倒车停车工作，操作方式非常简单，能便于驾驶者正确地依循完成动作。

本发明另一倒车停车导引路径计算方式配合一中央处理单元10计算规划出一最佳倒车停车路径ｄ，且使计算方式及相关数据储存于一车辆P用的最佳倒车路径运算模块20内，且该中央处理单元10更电性连接一位移侦测单元11、一方向盘角度侦测单元12、车侧摄影单元13、一显示单元14、一扬声单元15以及距离侦测单元16，其中：

该位移侦测单元11侦测车辆P的位移距离；该方向盘角度侦测单元12侦测车辆P的旋转角度；该车侧摄影单元13拍摄车辆侧边影像；该显示单元14显示车侧摄影单元13拍摄的影像及显示相关信息或警示图式；该扬声单元15受该中央处理单元10控制发出警示声；该距离侦测单元16设置于车辆两侧侦测与侧边物体的距离；而该最佳倒车停车路径ｄ的计算方式包含下列步骤：

（a）定义车辆规格：包含定义车辆宽度W、定义车辆P的前轮中心点至车辆头部的距离为前轮端距A、定义车辆P的后轮中心点至车辆P尾部的距离为后轮端距B、定义轮胎宽度加上车身突出轮胎的宽度总合为修正值C、定义车辆P的前轮轴与后轮轴之间的距离为轴距D、定义车辆P头部至尾部之间的距离为车辆长度L；

（b）定义车辆行驶条件：使车辆P于导引的过程中是以方向盘旋转到底的方式回转，换言之，车辆P是以最小回转半径回转，且车辆的各车轮是环绕同一回转中心环转，而车辆P的最小回转半径为已知的数值，并再定义朝向一回转中心者定义为内侧，而远离回转中心者定义为外侧，且能定义出车辆P的外前轮回转半径为Rout、定义出车辆P的内前轮回转半径为Rin、定义出车辆P的外侧后轮回转半径为rout、定义出车辆P的内侧后轮回转半径为rin、定义出车辆P头部的最外侧的回转半径为外前角回转半径Rc，其中，该外前轮回转半径Rout为车辆P的最小回转半径；

接着就能以图2所示车辆轨迹、车辆规格以及已知外前轮回转半径Rout，配合勾股定理及三角函数定义可定义出以下数值：

Rin：以Rin为斜边，轴距D为短边，rin为长边，则

rout：以Rout为斜边，轴距D为短边，rout为长边，则

rin：rin=rout-w；

Rc：以Rc为斜边，轴距D加前轮端距A为短边，rout为长边，则

（c）定义环境条件：定义当车辆P欲停放于一邻车后端的一停车位时的环境条件，且定义车辆P侧边与邻车侧边具有一车距E、定义车辆P由邻车相对车辆P的侧边开始起算具有一停车宽度F，而该邻车相对于车辆P的方向定义为水平方向D1，垂直该水平方向D1定义为垂直方向D2；

（d）定义最佳倒车停车路径：定义最佳倒车停车路径ｄ包含一第一路径ｄ1以及一第二路径ｄ2，且使该最佳倒车停车路径ｄ的起始点Z0是位于第一路径ｄ1的起点，且该起始点Z0代表车辆P的内侧后轮中心点，而该最佳倒车停车路径ｄ的结束点Z2则位于第二路径ｄ2的终点，且该最佳倒车停车路径ｄ的起始点Z0与结束点Z2之间于水平方向D1及垂直方向D2上分别具有一水平位移距离X以及一垂直位移距离Y，而当车辆P的内侧后轮位于起始点Z0时，车辆P的侧边与邻车侧边具有车距E；

接着设定第一路径ｄ1为车辆P以内侧后轮回转到底的方式倒车行进，而第二路径ｄ2则是进行反转，且反转后车辆P变成以外侧后轮回转到底的方式倒车行进，第一路径ｄ1与第二路径ｄ2的接点则为一转折点Z1，藉由已知且为定值的外侧后轮回转半径rout及内侧后轮回转半径rin以及可侦测出的变量车距E计算出转折角度θ；

接着，定义出第一回转中心C1为第一路径ｄ1的旋转圆心，而第二回转中心C2为第二路径ｄ2的旋转圆心；

接着，就再能以该最佳倒车停车路径ｄ定义出第一路径ｄ1与第二路径ｄ2之间的转折角度θ，并可由图3所示标线进行计算，其中：

车辆移动的水平位移距离X是包含车距E加上停车宽度F，亦为水平位移距离X1、X2的总合，而首先以第一路径ｄ1与转折角度θ间的数值关系进行运算，并以内侧后轮回转半径rin为斜边，斜边与邻边夹角为转折角度θ，且邻边为rin．cosθ，而邻边与车距X1的总合为rin，则可定义出X1为rin(1-cosθ)；

接着再以第二路径ｄ2与转折角度θ间的数值关系进行运算，并以外侧后轮回转半径rout为斜边，斜边与邻边夹角为转折角度θ，且邻边为rout．cosθ，而邻边与停车宽度X2的总合为rout，则可定义出X2为rout(1-cosθ)；

藉由定义出车距E及停车宽度F后就能定义出车辆P移动的水平位移距离X：

X=E+F=X1+X2=rin(1-cosθ)+rout(1-cosθ)=(rout+rin)(1-cosθ)；

则X=(rout+rin)(1-cosθ)；

再由上述关系式可定义出转折角度θ：

$1-\cos \mathrm{\θ}=\frac{X}{\mathrm{rout}+\mathrm{rin}};$

则 $\cos \mathrm{\θ}=1-\frac{X}{\mathrm{rout}+\mathrm{rin}};$

则 $\mathrm{\θ}={\cos }^{-1}(1-\frac{X}{\mathrm{rout}+\mathrm{rin}});$

同时，亦能定义出垂直位移距离Y，且是以(rin+rout)为斜边，转折角度θ为夹角，垂直位移距离Y为对边，则Y=(rin+rout)sinθ；

由上述关系式可知，当车辆移动的水平位移距离X改变时，其转折角便会同步改变并能藉由上述关系式被定义出；

而该中央处理单元10的最佳倒车路径运算模块20内储存上述关系式，则当车辆P的规格确定、车辆P与邻车的车距E确定后便能将转折角度θ定义出并确定最佳倒车停车路径ｄ以作为导引的依据。

接着，还能再定义出车辆P回转时与邻车间不会产生擦撞的安全间距Ｓ，且是由车辆P的外前角回转半径Rc并配合车辆P的垂直位移距离Y为基础作为定义，而车辆P会依循第二路径ｄ2的第二回转中心C2进行回转，则以外前角回转半径Rc回转所涵盖的垂直距离为会触碰邻车车尾的范围，因此须扣除上述范围，同时，由于车辆P的垂直位移距离Y是由内侧后轮中心点起算，因此还需扣除车辆P的后轮端距B，则上述外前角回转半径Rc回转所涵盖的垂直距离为(Y-B-S)，则，(rout-F)为邻边，Rc为斜边，（Y-B-S）为对边，根据三角函数定义便能再定义出：

Rc²=（Y-B-S）²+(rout-F)²

$(Y-B-S)=\sqrt{{\mathrm{Rc}}^2-{(\mathrm{rout}-F)}^2}$

$S=Y-\sqrt{{\mathrm{Rc}}^2-{(\mathrm{rout}-F)}^2}-B$

则当车辆P依循导引完成倒车停车之后，该安全间距Ｓ为车辆P与邻车车尾的间距，如此，当驾驶者完成倒车停车之后，若驾驶者再向前行驶安全间距Ｓ的距离，则车辆P将会碰撞到邻车车尾，将该安全间距Ｓ设定储存于该中央处理单元10的最佳倒车路径运算模块20内，并配合该位移侦测单元11便能确保驾驶者的行车安全，而设定该安全间距Ｓ时，是可将该安全间距Ｓ加上一定距离的修正值，能更确保不产生擦撞的确定性。

而本发明倒车停车导引路径计算方式运作时是加载于最佳倒车路径运算模块20并搭配车辆P的中央处理单元10计算运作，且该中央处理单元10并藉由运算结果进行路径的导引，而导引过程中则根据该位移侦测单元侦测车辆P的行进路线是否与计算出的最佳倒车停车路径ｄ相符，而运作方式如下：

车辆P藉由该距离侦测单元16侦测与邻车间的车距E，或是藉由车侧摄影单元13判断该车距E，并在装配于车辆P使用时将车辆P的最小回转半径数值及车辆规格数值输入于该最佳倒车路径运算模块20内，则该最佳倒车路径运算模块20便能定义出车辆的内前轮回转半径为Rin、车辆的外侧后轮回转半径rout、车辆的内侧后轮回转半径rin及外前角回转半径Rc，接着，最佳倒车路径运算模块20便能依据车辆的外侧后轮回转半径rout、车辆的内侧后轮回转半径rin以及车距E计算出转折角度θ，而当转折角度θ求出后，也能定义出车辆的垂直位移距离Y，亦使完整的最佳倒车停车路径ｄ被正确的定义出；则该中央处理单元10便能依据该最佳倒车停车路径ｄ进行导引车辆完成最佳倒车路径的行驶，首先，当车辆位于最佳倒车停车路径ｄ的起始点Z0且已计算出最佳倒车停车路径ｄ，中央处理单元10控制扬声单元15发出警示声提醒驾驶者旋转方向盘，并是转动方向盘向所欲停车的停车格方向旋转到底同时持续行进，行进时，该位移侦测单元11及该方向盘角度侦测单元12便能侦测车辆P的位移距离及回转角度，当位移侦测单元11侦测车辆P的位移距离等于第一路径ｄ1的距离范围，且车辆P的回转角度等于转折角度θ时，则中央处理单元10控制扬声单元15再次发出警示声，则驾驶者反转方向盘到底，换言之，车辆P接续是依循第二路径ｄ2行进，同样地，位移侦测单元11及方向盘角度侦测单元12于行进过程中侦测车辆P行进状况信息，当车辆P的位移距离等于第二路径ｄ2的距离范围，且车辆P的回转角度等于转折角度θ时，则中央处理单元10控制扬声单元15再次发出警示声，代表车辆P已完成倒车停车的工作，则驾驶者只需要将方向盘转正，并视情况直线前进或后退以完整完成工作，且在最后的直线前进或后退的工作中，该位移侦测单元11也能侦测车辆P前进的距离不能超过所计算的安全间距Ｓ，确保与前车保持安全间距。

由上述可知，本发明藉由该最佳倒车路径运算模块20的运算并配合运算、侦测及提示的构件进行导引工作，并导引驾驶者朝一个方向旋转方向盘到底、朝另一个方向旋转方向盘到底，接着方向盘回正并前进或后退，就能确实地完成倒车停车工作，操作方式非常简单，能便于驾驶者正确地依循完成动作。

Claims (19)

1.一种倒车停车指挥系统计算方法，其特征在于：包含步骤：

(一)藉由车辆的最小旋转半径得知车辆的方向盘转到底时，车辆旋转一外前轮的旋转半径；

(二)藉由上述的外前轮的旋转半径与车辆的前轮轴与后轮轴的距离以及车辆的宽度数据，计算出一外后轮的旋转半径与一内后轮的旋转半径以及一内前轮的旋转半径；

(三)藉由该外后轮的旋转半径、该前轮轴与后轮轴的距离与车辆的前轮中心点与车辆的头部的距离计算出一外前角的旋转半径；

(四)定义平行停车预计停车位置移动距离为一水平距离，根据该水平距离与该内侧后轮的旋转半径以及该外侧后轮的旋转半径计算出一平行停车的转折点角度；

(五)根据该转折点角度与该内后轮的旋转半径以及该外后轮的旋转半径计算出平行停车预计停车位置移动距离的一垂直距离；

(六)根据该后轮中心点与车辆的尾部的距离、一车辆的宽度加宽放值、该外前角的旋转半径、该外后轮的旋转半径数据，计算出平行倒车的起始点；

(七)根据该起始点与该转折点角度定义出平行停车的倒车行进路径。

2.如权利要求1所述的倒车停车指挥系统计算方法，其特征在于：步骤(二)定义W=车辆的宽度、D=车辆的前轮轴与后轮轴的距离、Rout=车辆的外前轮的旋转半径、Rin=车辆的内前轮的旋转半径、rout=车辆的外后轮的旋转半径、rin=车辆的内后轮的旋转半径，计算公式为rin=rout-W。

3.如权利要求1所述的倒车停车指挥系统计算方法，其特征在于：步骤(二)定义W=车辆的宽度、D=车辆的前轮轴与后轮轴的距离、Rout=车辆的外前轮的旋转半径、Rin=车辆的内前轮的旋转半径、rout=车辆的外后轮的旋转半径、rin=车辆的内后轮的旋转半径，计算公式为 $\mathrm{Rin}=\sqrt{{\mathrm{rin}}^2+D^2}.$

4.如权利要求1所述的倒车停车指挥系统计算方法，其特征在于：步骤(二)定义W=车辆的宽度、D=车辆的前轮轴与后轮轴的距离、Rout=车辆的外前轮的旋转半径、Rin=车辆的内前轮的旋转半径、rout=车辆的外后轮的旋转半径、rin=车辆的内后轮的旋转半径，计算公式为 $\mathrm{rout}=\sqrt{{\mathrm{Rout}}^2-D^2}.$

5.如权利要求1所述的倒车停车指挥系统计算方法，其特征在于：步骤(三)定义A=车辆的前轮中心点与车辆的头部的距离、D=车辆的前轮轴与后轮轴的距离、rout=车辆的外后轮的旋转半径、Rc=车辆的外前角的旋转半径，计算公式为

6.如权利要求1所述的倒车停车指挥系统计算方法，其特征在于：步骤(四)定义θ=转折点角度、X=车辆移动到停车位置的水平距离、rout=车辆的外后轮的旋转半径、rin=车辆的内后轮的旋转半径，计算公式为 $\mathrm{\θ}={\cos }^{-1}(1-\frac{X}{\mathrm{rout}+\mathrm{rin}}).$

7.如权利要求1所述的倒车停车指挥系统计算方法，其特征在于：步骤(五)定义θ=转折点角度、rout=车辆的外后轮的旋转半径、rin=车辆的内后轮的旋转半径、Y=车辆移动到停车位置的垂直距离，计算公式为Y=(rin+rout)s inθ。

8.如权利要求1所述的倒车停车指挥系统计算方法，其特征在于：步骤(六)定义B=车辆的后轮中心点与车辆的尾部的距离，F=车辆的宽度加宽放值，Rc=车辆的外前角的旋转半径，S=Rc的旋转半径与车辆相交点与邻车尾端的距离，rout=车辆的外后轮的旋转半径，Y为车辆移动到停车位置的垂直距离计算方式为 $S=Y-B-\sqrt{{\mathrm{Rc}}^2-{(\mathrm{rout}-F)}^2}.$

9.如权利要求1所述的倒车停车指挥系统计算方法，其特征在于：步骤(二)定义W=车辆的宽度、D=车辆的前轮轴与后轮轴的距离、Rout=车辆的外前轮的旋转半径、Rin=车辆的内前轮的旋转半径、rout=车辆的外后轮的旋转半径、rin=车辆的内后轮的旋转半径，计算公式为rin=rout-W+C，其中，修正值C定义为轮胎宽度加上车身突出轮胎的宽度总合。

10.如权利要求1所述的倒车停车指挥系统计算方法，其特征在于：步骤(四)定义平行停车预计停车位置的水平距离为车辆的宽度加宽放值加上车辆与邻车的距离。

11.一种倒车停车指挥系统计算方法，其特征在于：配合一中央处理单元计算规划出一最佳倒车停车路径，且使计算方法及相关数据储存于一车辆用的最佳倒车路径运算模块内，而该最佳倒车停车路径的计算方法，包含下列步骤：

（a）定义车辆规格：包含定义车辆的前轮轴与后轮轴之间的距离为轴距；

（b）定义车辆行驶条件：定义车辆的各车轮以同一回转圆心回转，朝向回转中心者定义为内侧，而远离回转中心者定义为外侧，且车辆的最小回转半径为外前轮回转半径Rout；并以该外前轮回转半径Rout定义车辆的内前轮回转半径Rin、定义车辆的外侧后轮回转半径rout、定义车辆的内侧后轮回转半径rin；

（c）定义环境条件：定义车辆停放于一邻车前后端的停车位的环境条件，定义车辆侧边与邻车侧边具有一车距E、定义车辆由邻车相对车辆的侧边开始起算具有一停车宽度F，而该邻车相对于车辆的方向定义为水平方向，垂直该水平方向定义为垂直方向；

（d）定义最佳倒车停车路径：定义最佳倒车停车路径包含一第一路径以及一第二路径，且第一路径为车辆以内侧后轮回转到底的方式倒车行进，而第二路径则是反转而变成以外侧后轮回转到底的方式倒车行进，第一路径与第二路径的接点则为一转折点且使该最佳倒车停车路径的起始点是位于第一路径的起点，且该起始点为车辆的内侧后轮中心点，而该最佳倒车停车路径的结束点则位于第二路径的终点，且该最佳倒车停车路径的起始点与结束点之间于水平方向及垂直方向上分别具有一水平位移距离X以及一垂直位移距离Y；藉由外侧后轮回转半径rout、内侧后轮回转半径rin及水平位移距离X定义出最佳倒车停车路径与第一路径及一第二路径之间的转折角度θ；

该中央处理单元依据该最佳倒车停车路径及该转折角度θ导引车辆。

12.如权利要求11所述的倒车停车指挥系统计算方法，其特征在于：所述中央处理单元还电性连接一位移侦测单元、一方向盘角度侦测单元、车侧摄影单元、一显示单元、一扬声单元以及距离侦测单元，其中：

该位移侦测单元侦测车辆的位移距离；该方向盘角度侦测单元侦测车辆的旋转角度；该车侧摄影单元拍摄车辆侧边影像；该显示单元显示车侧摄影单元拍摄的影像及显示相关信息或警示图式；该扬声单元受该中央处理单元控制发出警示声；该距离侦测单元设置于车辆两侧侦测与侧边物体的距离；该中央处理单元依据该距离侦测单元侦测的车距E配合最佳倒车路径运算模块定义最佳倒车停车路径及该转折角度θ。

13.如权利要求11所述的倒车停车指挥系统计算方法，其特征在于：定义车辆行驶条件时，以Rin为斜边，轴距D为短边，rin为长边，则

14.如权利要求11所述的倒车停车指挥系统计算方法，其特征在于：定义车辆行驶条件时，以Rout为斜边，轴距D为短边，rout为长边，则

15.如权利要求11所述的倒车停车指挥系统计算方法，其特征在于：定义车辆规格时，还定义车辆宽度W，而定义车辆行驶条件时，还定义rin=routw。

16.如权利要求11所述的倒车停车指挥系统计算方法，其特征在于：定义车辆行驶条件，还包含定义车辆头部的最外侧的回转半径为外前角回转半径Rc，且以Rc为斜边，轴距D加前轮端距A为短边，rout为长边，则

17.如权利要求11所述的倒车停车指挥系统计算方法，其特征在于：所述转折角度 $\mathrm{\θ}={\cos }^{-1}(1-\frac{X}{\mathrm{rout}+\mathrm{rin}}).$

18.如权利要求11所述的倒车停车指挥系统计算方法，其特征在于：所述车辆的垂直位移距离Y=(rin+rout)sinθ。

19.如权利要求11所述的倒车停车指挥系统计算方法，其特征在于：定义车辆规格时，还定义车辆的后轮中心点至车辆尾部的距离为后轮端距B，定义车辆的水平位移距离X为车距E加停车宽度F的总合，定义车辆P的外前角于回转时与邻车不会产生擦撞的安全间距S， $S=Y-\sqrt{{\mathrm{Rc}}^2-{(\mathrm{rout}-F)}^2}-B.$

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