CN109353342A - 一种车辆弯道安全速度控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆弯道安全速度控制系统及方法，该系统包括前视摄像头速度传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器和电子控制单元；前视摄像头设置在车辆挡风玻璃的正上方；电子控制单元分别和前视摄像头、速度传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器电气相连。工作时，电子控制单元根据接收到的信息计算出车辆弯道安全运行速度并控制汽车按照计算出来的弯道安全运行速度行驶。本发明在弯道中通过前视摄像头采集道路信息，横摆角速度传感器、侧向加速度传感器获取自车车身姿态信息，自动控制智能车辆在弯道中的安全行驶速度，保证了弯道行驶过程中的车辆行驶安全性。

Description

一种车辆弯道安全速度控制系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车主动安全技术领域，尤其涉及一种车辆弯道安全速度控制系统及方法。

背景技术

随着技术的不断进步，越来越多的技术应用于车辆智能驾驶系统，许多传感器而车辆智能系统的需求也促使智能车技术被广大整车厂和技术供应商研究并不断完善。

目前有很多传感器被用于智能车对于周边环境的感知，但是由于成本等原因，感知远方道路状况的前视摄像头一般配备较少，这样就存在一个问题，在弯道行驶的时候由于车辆会有一个质心侧偏角，导致车辆正前方其实并不朝向弯道中的切线方向，这样前视摄像头的探测范围可能无法有效察觉到弯道中车辆前方的道路安全情况，此时如果车辆继续按照原速度行驶会对汽车安全行驶不利。

而目前对于弯道安全速度控制还缺乏一个通用性强且简单易实现的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的问题，提供一种车辆弯道安全速度控制系统及方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种车辆弯道安全速度控制系统，包括前视摄像头、速度传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器和电子控制单元；

所述前视摄像头设置在车辆挡风玻璃的正上方，用于拍摄车辆正前方的道路图像，并将其传递给所述电子控制单元；

所述速度传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器均设置在车辆上，分别用于感应车辆的速度、横摆角速度和侧向加速度后传递给所述电子控制单元；

所述电子控制单元分别和前视摄像头、速度传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器电气相连，用于根据接收到的信息计算出车辆弯道安全运行速度并控制汽车按照计算出来的弯道安全运行速度行驶。

本发明还公开了一种该车辆弯道安全速度控制系统的车辆弯道安全速度计算方法，包含以下步骤：

步骤1)，前视摄像头拍摄车辆正前方的道路图像，并将其和前视摄像头的最大拍摄广角α传递给所述电子控制单元；

步骤2)，速度传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器分别测得当前车辆的速度V、横摆角速度ω_r和侧向加速度后传递给所述电子控制单元；

步骤3)，电子控制单元对侧向加速度积分得到车辆的侧向速度V_y，并根据公式计算得到车辆的质心侧偏角β；

步骤4)，电子控制单元根据车辆正前方的道路图像提取出道路轮廓，然后将道路轮廓两条边的像素点一一对应得到道路轮廓的中间点，并将得到的中间点数据作为拟合曲线的拟合点并输入到二次曲线模型，利用最小二乘法计算出曲线公式；

步骤5)，电子控制单元根据得到的曲线公式计算出当前道路的曲率C；

步骤6)，电子控制单元根据以下公式计算出车辆弯道安全速度V₁：

式中，K为预设的安全时间阈值。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明在弯道中通过前视摄像头采集道路信息和自车车身姿态信息，自动控制智能车辆在弯道中的安全行驶速度，保证了弯道行驶过程中的车辆行驶安全性。

附图说明

图1是本发明的模块示意图；

图2是本发明中计算车辆弯道安全速度的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。

如图1所示，本发明公开了一种车辆弯道安全速度控制系统，包括前视摄像头、速度传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器和电子控制单元；

所述前视摄像头设置在车辆挡风玻璃的正上方，用于拍摄车辆正前方的道路图像，并将其传递给所述电子控制单元；

所述速度传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器均设置在车辆上，分别用于感应车辆的速度、横摆角速度和侧向加速度后传递给所述电子控制单元；

所述电子控制单元分别和前视摄像头、速度传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器电气相连，用于根据接收到的信息计算出车辆弯道安全运行速度并控制汽车按照计算出来的弯道安全运行速度行驶。

如图2所示，本发明还公开了一种该车辆弯道安全速度控制系统的车辆弯道安全速度计算方法，包含以下步骤：

步骤1)，前视摄像头拍摄车辆正前方的道路图像，并将其和前视摄像头的最大拍摄广角α传递给所述电子控制单元；

步骤2)，速度传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器分别测得当前车辆的速度V、横摆角速度ω_r和侧向加速度后传递给所述电子控制单元；

步骤3)，电子控制单元对侧向加速度积分得到车辆的侧向速度V_y，并根据公式计算得到车辆的质心侧偏角β；

步骤4)，电子控制单元根据车辆正前方的道路图像提取出道路轮廓，然后将道路轮廓两条边的像素点一一对应得到道路轮廓的中间点，并将得到的中间点数据作为拟合曲线的拟合点并输入到二次曲线模型，利用最小二乘法计算出曲线公式；

步骤5)，电子控制单元根据得到的曲线公式计算出当前道路的曲率C；

步骤6)，电子控制单元根据以下公式计算车辆弯道安全速度V₁：

式中，K为预设的安全时间阈值；根据智能车辆的反应速度和制动能力来设定。

本发明在弯道中通过前视摄像头采集道路信息和自车车身姿态信息，自动控制智能车辆在弯道中的安全行驶速度，保证了弯道行驶过程中的车辆行驶安全性。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种车辆弯道安全速度控制系统，其特征在于，包括前视摄像头、速度传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器和电子控制单元；

所述前视摄像头设置在车辆挡风玻璃的正上方，用于拍摄车辆正前方的道路图像，并将其传递给所述电子控制单元；

所述速度传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器均设置在车辆上，分别用于感应车辆的速度、横摆角速度和侧向加速度后传递给所述电子控制单元；

所述电子控制单元分别和前视摄像头、速度传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器电气相连，用于根据接收到的信息计算出车辆弯道安全运行速度并控制汽车按照计算出来的弯道安全运行速度行驶。

2.基于权利要求书1所述的车辆弯道安全速度控制系统的车辆弯道安全速度计算方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1)，前视摄像头拍摄车辆正前方的道路图像，并将其和前视摄像头的最大拍摄广角α传递给所述电子控制单元；

步骤2)，速度传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器分别测得当前车辆的速度V、横摆角速度ω_r和侧向加速度后传递给所述电子控制单元；

步骤3)，电子控制单元对侧向加速度积分得到车辆的侧向速度V_y，并根据公式计算得到车辆的质心侧偏角β；

步骤4)，电子控制单元根据车辆正前方的道路图像提取出道路轮廓，然后将道路轮廓两条边的像素点一一对应得到道路轮廓的中间点，并将得到的中间点数据作为拟合曲线的拟合点并输入到二次曲线模型，利用最小二乘法计算出曲线公式；

步骤5)，电子控制单元根据得到的曲线公式计算出当前道路的曲率C；

步骤6)，电子控制单元根据以下公式计算出车辆弯道安全速度V₁：

式中，K为预设的安全时间阈值。