CN104057883B - 车辆精确倒车操控辅助系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车辆精确倒车操控辅助系统，它包括：设在驻车位的一组信号发射器（1）、设在车辆上的一组信号接收器（3）和距离修正模块（5）及车载摄像器（2）和环境修正模块（4），进行数据处理的中央处理器（6）、路径数据库模块（8）和路径计算模块（7），提供倒车路径的视屏显示器（9）和语音提示器（10），由于采用了上述技术方案，驾驶员在倒车过程中可根据视屏显示的倒车路径和语音提示进行相关操作，较传统后视镜或倒车影像更直观、更准确、更安全，具有设计合理、结构简单、安全可靠、投入成本低且安装布设方便等优点。
Description
技术领域：
本发明属于车辆安全驾驶技术领域，具体是涉及一种大型车辆精确倒车操控辅助系统。
背景技术：
车辆的倒车问题一直是驾驶员安全驾驶汽车的关键问题，其原因是大型车辆后存在较多盲区，操控过程中需要地面相关人员辅助指挥，导致驾驶员易产生一定心理负担。研究现行汽车倒车辅助产品可大致分为两类，即以传统倒车系统为代表的手动类和以智能倒车系统为代表的自动类。智能倒车系统主要借助倒车雷达和倒车影像，通过发出警示声音和可视车后情况以提醒驾驶员，促使其主动避让，而针对车辆存在的上述问题，诸类产品均无法从根本上便捷而高效的得到解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术中的不足，提供一种车辆精确倒车操控辅助系统，其设计合理、操作简便且使用效果好、智能化程度高，能解决倒车过程中无需地面相关人员辅助指挥或通过后视镜观测而出现判断偏差，避免出现碰撞事故等实际问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明涉及车辆精确倒车操控辅助系统，其特征在于它包括：一组信号发射器、距离处理单元、环境处理单元、数据分析计算单元和数据输出部分，所述的距离处理单元包括有设在车辆上与信号发射器对应的一组信号接收器和距离修正模块；所述的环境处理单元包括有车载摄像器和环境修正模块；所述的数据分析计算单元包括有中央处理器、路径数据库模块和路径计算模块；所述的数据输出部分包括有视屏显示器和语音提示器，距离处理单元、环境处理单元、数据分析计算单元和数据输出部分上分别设有接线端口，它们之间通过线缆连接。
所述的信号接收器和距离修正模块设置为一体。
所述的车载摄像器和环境修正模块设置为一体。
所述的信号发射器为便携式超声波发射器，信号接收器为便携式超声波接收器，均采用可充电锂电池供电，供电时间不小于2小时。
由于采用了上述技术方案，本发明通过倒车路径计算获取倒车路径，并对比路径数据库，进行路径选择，同时以视屏显示倒车路径和语音形式提示驾驶员进行相关操作，较传统后视镜或倒车影像更直观、更准确、更安全，具有设计合理、结构简单、安全可靠、投入成本低且安装布设方便等优点。
为了更加详细的说明本发明，下面附图提供了一个最佳实施例。
附图说明：
图1为本发明系统示意图；
图2是本发明硬件系统架构示意图；
图3是本发明超声波传感器安装环境示意；
图4是超声波传感器工作流程图；
图5是本发明系统软件流程图。
具体实施方式：
一、本发明的车辆精确倒车操控辅助系统，它包括：一组信号发射器1、距离处理单元、环境处理单元、数据分析计算单元和数据输出部分，所述的距离处理单元包括有设在车辆上与信号发射器对应的一组信号接收器3和距离修正模块5，信号接收器和距离修正模块设置为一体；所述的环境处理单元包括有车载摄像器2和环境修正模块4，车载摄像器和环境修正模块设置为一体；所述的数据分析计算单元包括有中央处理器6、路径数据库模块8和路径计算模块7；所述的数据输出部分包括有视屏显示器9和语音提示器10，距离处理单元、环境处理单元、数据分析计算单元和数据输出部分上分别设有接线端口，它们之间通过线缆连接。
所述的信号发射器1为便携式超声波发射器，信号接收器3为便携式超声波接收器，均采用可充电锂电池供电，供电时间不小于2小时。
由图1可见，在驻车位安装信号发射器发射超声波信号。车辆上安装信号接收器接收来自发射器发出的超声波信号。为了提高车辆准确定位的精确度，方案设计多组发射器与接收器，即在驻车点安装两个信号发射器，在车辆上安装两个信号接收器，启动系统，距离修正模块将信号发射器与信号接收器之间的距离不断修正，将数据传输至中央处理器，通过路径计算模块规划出多条倒车路径，根据相应路径数据库进行比对选择最优路径并将路径显示在视屏显示器上，同时环境修正模块将车载摄像器的信号进行修正并将信号传输至中央处理器进行处理后由语音提示器输出，驾驶员确定倒车路径后，根据显示屏上显示的倒车路径并结合系统语音提示进行倒车。在系统关键点，显示屏及系统语音提示系统则会提示驾驶员相关注意事项及相应操作，最终驾驶员根据提示准确停至规定位置。
二、本发明系统方案设计思想包含硬件和软件两个部分。
系统硬件设计思想：硬件采用通用化、便携式，便于在不同车型上快速安装和使用。
系统软件设计思想：软件采用分层模块化结构，模块间的通信按规定接口进行。任何一层的任何一个模块的维护、更新及新模块的追加都不影响其他模块。
（1）硬件系统，如图2所示
硬件系统组成包含三部分，即超声波距离传感器、计算机系统（含显示设备）和路径记录传感器。
超声波距离传感器
声波是一种传递信息的媒体。声波可由物体撞击、运动所产生的机械振动以波的形式向外传播，其与机械振动密切相关。根据波的频率高低分为可闻声波、次声波及超声波。高于20kHz的声波称为超声波。声速与介质特性相关，彼此间关系存在非常直接的情况，此时能够建立精确的理论公式；同时也有出现关系比较间接而复杂的情况，而在特定条件下，也可建立一些经验公式。例如介质成分、混合物比例、溶液浓度及某些液体比重等，都能够与声速建立一定关系，如此即能通过声速来测定这些特性参数。在声速己知的介质中，可利用声波传播距离与传播时间间关系，即，能够实行超声测距。
跟据上述超声波特性，为了增强超声波探测距离，我们采用如下设计思路：
如图3所示，在被载装备上安装超声波发射器，超声波发射器发射超声波。在重装备车辆上安装超声波接收器，超声波接收器接收来自发射器发出的超声波。为了提高重装备车辆准确定位被载装备的精确度，方案设计多组超声波发射器与接收器，即在故障车上安装两个超声波发射器，在牵引车上安装两个超声波接收器，如图3所示。
重装备车辆的两个超声波接收器通过集成板整合。集成板主要负责数据的处理分析及温度、阵风等环境修正，由集成板的总通信口输出结果并至计算机系统。超声波距离传感器工作流程如4所示。
便携式距离测量传感器接收器和便携式距离传感器发射器均采用可充电锂电池供电，供电时间不小于2小时。
计算机系统
计算机系统包含主机、控制设备和显示终端。计算机系统主要负责处理超声波接收器获取并经修正后的距离数据。通过倒车路径算法获取倒车路径，并对比路径数据库，进行路径选择，同时以语音形式提示驾驶员进行相关操作。此外，计算机系统内安装路径数据库以供驾驶员选择路径。
便携式显示及处理单元采用可充电锂电池供电，供电时间不小于2小时。
路径记录传感器
路径记录传感器通过记录分离点信息并传送至计算机，计算机将该信息绘制成完整的倒车路径，即驾驶员成功倒至指定位置的路径数据，并保存至路径数据库。
（2）软件系统
软件系统实现倒车路径计算、倒车路径显示、语音提示操作等功能。较传统后视镜或倒车影像更直观、方便。本软件部署在计算机系统上。
如图5所示，软件系统采用超声波传感器采集距离源数据。通过超声波传感器端通信协议或SDK开发包完成距离数据调用，接着进行数据采集后的倒车路径算法计算，进而规划出倒车路径。驾驶员可在显示器上查看倒车路径并根据语音提示进行驾驶操作。智能分析部分采用数据库辅助系统，即路径数据库，分析方向盘转角，提供决策依据。视频显示功能则是借助车载摄像头采集实时数据，传送至计算机，将实时情况屏显在软件界面的视频图像区域。上述详细流程如图5所示。
软件主要功能
软件包括路径获取、路径数据库模块。其中，路径获取包括路径计算和语音提示。
由于采用了上述技术方案，驾驶员在倒车过程中可根据视屏显示的倒车路径和语音提示进行相关操作，较传统后视镜或倒车影像更直观，具有设计合理、结构简单、安全可靠、投入成本低且安装布设方便等优点。
Claims (3)
1.车辆精确倒车操控辅助系统，其特征在于它包括：一组信号发射器（1）、距离处理单元、环境处理单元、数据分析计算单元和数据输出部分，所述的距离处理单元包括有设在车辆上与信号发射器对应的一组信号接收器（3）和距离修正模块（5）；所述的环境处理单元包括有车载摄像器（2）和环境修正模块（4）；所述的数据分析计算单元包括有中央处理器（6）、路径数据库模块（8）和路径计算模块（7）；所述的数据输出部分包括有视屏显示器（9）和语音提示器（10），距离处理单元、环境处理单元、数据分析计算单元和数据输出部分上分别设有接线端口，它们之间通过线缆连接；
所述的信号发射器（1）为便携式超声波发射器，信号接收器（3）为便携式超声波接收器，均采用可充电锂电池供电，供电时间不小于2 小时。
2. 根据权利要求1 所述的车辆精确倒车操控辅助系统，其特征在于所述的信号接收器（3）和距离修正模块（5）设置为一体。
3. 根据权利要求1 所述的车辆精确倒车操控辅助系统，其特征在于所述的车载摄像器（2）和环境修正模块（4）设置为一体。
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