CN114407783B - 一种车辆后视镜的随动控制方法、系统、装置 - Google Patents

一种车辆后视镜的随动控制方法、系统、装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于驾驶安全技术领域，具体涉及一种车辆后视镜的随动控制方法、系统、装置，以及使用该系统的后视镜组件及其车辆。该方法包括如下步骤：S1：根据车辆的基础参数对车辆进行建模，进而确定车辆可视区域的范围，并生成车辆的盲区特征值。S2：根据当前车辆的基础参数和所述盲区特征值计算出车辆的安全转弯半径rbs。S3：计算出车辆转弯方向一侧的后轮转弯半径rb。S4：根据车辆转弯方向一侧的后轮转弯半径rb和安全转弯半径rbs之间的关系判断是否需要调整后视镜；S5：根据计算出的一个随动角度θ对车辆转弯方向一侧的后视镜转角进行动态调整。本发明解决了现有车辆的后视镜组件的观测范围有限，驾驶人员在车辆内存在较大的盲区的问题。

Description

一种车辆后视镜的随动控制方法、系统、装置
技术领域
本发明属于驾驶安全技术领域，具体涉及一种车辆后视镜的随动控制方法、系统、装置，以及使用该系统的后视镜组件及其车辆。
背景技术
随着社会经济水平的不断提升，城市的汽车保有量也在不断提高。汽车方便了人们的出行，但也会造成各种各样的汽车安全事故等问题。其中，为了降低车辆行驶过程中的安全风险，各种辅助驾驶和自动驾驶等技术也在不断发展和进步。
在车辆行驶过程中，驾驶人员保持端坐而不回头的情况，可以有效掌握的视野约为车辆前侧共200°左右的周向范围。为了扩大驾驶人员的视野，所有车辆上都设置有左、右后视镜和中央后视镜。通过使用后视镜可以增加约60°左右的可视范围，因此驾驶员在车内最多可以观察到车身周围260°范围内的物体，这仍然存在约100°的视觉盲区。驾驶人员无法获取车辆盲区范围内的交通实况，这会给车辆的安全驾驶带来隐患。
目前，解决驾驶人员视觉盲区的方法主要有两种，一种是加装广角后视镜来开阔后视镜的视野。但是，这种方法的实际使用效果因人而异，并没有有效消除机动车行驶中的盲区。另外一种方式是在盲区范围内增加雷达、传感器等设备，对盲区范围内物体进行感知和预警，增加的这类系统通常称为车辆盲区预警系统。车辆盲区预警系统可以对盲区存在的危险进行了预警，并向驾驶人员发出警报信号，但这只是额外的通过其它信号代替驾驶人员进行检测，并没有从根本上消除驾驶员的行驶盲区，驾驶人员仍然无法观察到高风险的视觉盲区范围内的交通状况。尤其是在车辆转弯过程中，驾驶人员完全无法观察到被A柱和B柱遮挡的车辆后方区域的交通状况。
发明内容
为了解决现有车辆的后视镜组件的观测范围有限，驾驶人员在车辆内部观察时存在较大盲区的问题，本发明提供了一种车辆后视镜的随动控制方法、系统、装置，以及使用该系统的后视镜组件及其车辆。
本发明采用以下技术方案实现：
一种车辆后视镜的随动控制方法，该方法用于在车辆驾驶过程对后视镜的角度进行自适应调节，进而缩小或消除车辆转弯时驾驶人员的视觉盲区。该随动控制方法包括如下步骤：
S1：根据车辆的基础参数对车辆进行建模，进而确定车辆可视区域的范围，并生成车辆的盲区特征值。盲区特征值包括：左后视镜可视区域前端宽度wLf，左后视镜可视区域后端宽度wLb，右后视镜可视区前端宽度wRf，右后视镜可视区后端宽度wRb。
S2：根据当前车辆的基础参数和盲区特征值计算出车辆的安全转弯半径rbs。
S3：获取车辆转弯方向以及车辆转弯方向一侧的前轮实时转弯角度α，进而计算出车辆转弯方向一侧的后轮转弯半径rb，以及车辆危险截距|AP|。
S4：根据车辆转弯方向一侧的后轮转弯半径rb和安全转弯半径rbs之间的关系作出如下判断：
(1)当rb＞rbs时，则判断车辆当前转弯状态下不存在危险盲区，后视镜保持当前状态不调整。
(2)当rb≤rbs时，则判断车辆当前转弯状态下存在危险盲区，需要根据车辆的实时转弯角度自适应调整车辆转弯方向一侧的后视镜。
S5：当后视镜需要进行自适应调整时，则根据计算出的一个随动角度θ对车辆转弯方向一侧的后视镜转角进行动态调整。其中，随动角度θ的计算过程如下：
(1)当车辆的当前转弯方向朝左时，则通过求解下式计算出随动角度θ：
Figure BDA0003524767850000021
(2)当车辆的当前转弯方向朝右时，则通过求解下式计算出随动角度θ：
Figure BDA0003524767850000022
上式中，l表示车辆的轴距。
作为本发明进一步地改进，步骤S2中，车辆的安全转弯半径rbs计算公式如下：
Figure BDA0003524767850000023
其中，sr表示一个根据专家经验值确定的安全系数，且sr>1。
作为本发明进一步地改进，步骤S3中，车辆向任意一侧转向时，转弯方向内侧对应的前轮的实时转弯角度α，则转弯方向内侧对应的后轮转弯半径rb的计算公式如下：
Figure BDA0003524767850000024
Figure BDA0003524767850000031
作为本发明进一步地改进，步骤S3中，车辆的危险截距|AP|是一个用于表征车辆在转弯过程中后车轮是否会与后视镜盲区产生干涉的临界值。危险截距|AP|与车辆转弯方向内侧对应的后轮转弯半径rb有关，其计算公式如下：
Figure BDA0003524767850000032
作为本发明进一步地改进，步骤S3中，考虑到车辆转弯方向一侧的前轮转动角度α和对应侧的后轮转弯半径rb的关系如下：
Figure BDA0003524767850000033
则根据安全转弯半径rbs，可以计算出一个对应的前轮的安全转弯角度αs；前轮的安全转弯角度αs的计算公式如下：
Figure BDA0003524767850000034
其中，sα表示一个根据专家经验值确定的安全系数，且sα＜1。
作为本发明进一步地改进，当计算出车辆在当前转弯方向条件下的前轮安全转弯角度αs后；在步骤S4中，还可以根据车辆转弯方向一侧的前轮实时转弯角度α与对应的前轮的安全转弯角度αs之间的关系判断是否需要对后视镜需要进行自适应调整，判定策略如下：
(1)当α＜αs时；则判断车辆当前转弯状态下不存在危险盲区，后视镜保持当前状态不调整。
(2)当α≥αs时；则判断车辆当前转弯状态下存在危险盲区，需要根据车辆的实时转弯角度自适应调整车轮转弯方向一侧的后视镜。
本发明还包括一种车辆后视镜的随动控制系统，该系统采用如前述的车辆后视镜的随动控制方法，进而根据车辆的驾驶状态对转弯方向一侧的后视镜的转角进行动态调整。该随动控制系统包括：安全转弯半径生成模块、车辆状态感应模块、后轮转弯半径计算模块，以及后视镜驱动模块。
其中，安全转弯半径生成模块用于根据车辆的基础参数信息对车辆进行建模，然后通过对车辆模型的分析生成车辆的盲区特征值。盲区特征值包括：左后视镜可视区域前端宽度wLf，左后视镜可视区域后端宽度wLb，右后视镜可视区前端宽度wRf，右后视镜可视区后端宽度wRb。最后根据车辆基础参数和盲区特征值计算出车辆在左转或右转状态下的安全转弯半径rbs。
车辆状态感应模块用于获取车辆运行过程中的转弯方向，以及车辆转弯方向一侧的前轮实时转弯角度α。
后轮转弯半径计算模块用于根据车辆的前轮实时转角α计算出车辆的后轮转弯半径rb。其中，
Figure BDA0003524767850000041
l表示车辆的轴距。
后视镜驱动模块用于根据车辆的前轮实时转角α和安全转弯半径rbs生成一个用于动态调节车辆后视镜转角的控制指令。后视镜驱动模块包括判断子模块、危险截距计算子模块，以及指令生成子模块。判断子模块用于获取安全转弯半径生成模块和后轮转弯半径计算模块的处理结果，并判断车辆实时的后轮转弯半径rb与安全转弯半径rbs的关系：(1)当rb＞rbs时，则判断车辆不存在盲区风险。(2)当rb≤rbs时，则判断车辆存在盲区风险。危险截距子模块用于判断子模块判定存在盲区风险时计算当前状态下的危险截距|AP|，其中，
Figure BDA0003524767850000042
指令生成子模块用于获取判断子模块和危险截距计算子模块的处理结果，并按照如下方式生成控制指令：(1)当判断子模块判定车辆不存在盲区风险时，则不生成后视镜调节指令。(2)当判断子模块判定车辆存在盲区风险且当前车辆的转弯方向为左转时，则调节左侧后视镜的随动角度θ，随动角度θ通过求解等式/>
Figure BDA0003524767850000043
得到。(3)当判断子模块判定车辆存在盲区风险且当前车辆的转弯方向为右转时，则调节右侧后视镜的随动角度θ，随动角度θ通过求解等式/>
Figure BDA0003524767850000044
得到。
本发明还包括一种车辆后视镜的随动控制装置，其包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。处理器执行程序时实现如前述的车辆后视镜的随动控制方法的步骤。
本发明还包括一种后视镜组件，其包括反光镜和驱动装置，驱动装置用于通过调节反光镜的转角改变驾驶员利用反光镜时的观察视野。其特征在于：驱动装置中包含如前述的车辆后视镜的随动控制系统。进而使得驱动装置可以采用如前述的车辆后视镜的随动控制方法，根据获取的车辆的转向信号对反光镜的安装角度进行自适应调整，进而实现驾驶人员观察视野的动态调节，消除驾驶人员的视野盲区。
本发明还包括一种车辆，其包括后视镜组件和车辆转角传感器。所述车辆转角传感器用于实时采集车辆的转弯方向以及前轮转角。后视镜组件采用如前述的后视镜组件。后视镜组件根据车辆转角传感器采集的车辆的转向信号对反光镜的安装角度进行自适应调整，进而实现驾驶人员观察视野的动态调节，消除驾驶人员的视野盲区。
本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：
本发明提供的车辆后视镜的随动控制方法中，根据车辆在转弯状态下的车辆轨迹和盲区范围变化的数学模型，确定了车辆后视镜的调节角度与盲区范围之间关联关系，进而实现通过分析车辆的转向信号调节车辆的后视镜转角，进而消除或缩小驾驶人员视觉盲区，提高车辆行驶安全性的目的。本发明提供的后视镜的控制方法可以写入到后视镜的控制器或驱动其中，实现对车辆后视镜的动态调节。进而提高车辆的安全性能，而不产生更多的硬件成本。
采用本发明提供的方法或系统的后视镜组件和车辆，不仅可以向常规车辆一样实现后视镜的折叠，而且可以在车辆运行过程中，根据车辆的实时状态，对自身的翻转角度进行动态调整，进而适应驾驶人员的需要。这有效改善了车辆的盲区安全风险。具有很高的实用价值和巨大的推广应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例1中一种车辆后视镜的随动控制方法的步骤流程图。
图2为本发明实施例1的一种车辆后视镜的随动控制方法在应用过程的其中一种处理过程的逻辑框图。
图3为本发明实施例1中的一种车辆后视镜的随动控制方法在应用过程的另外一种处理过程的逻辑框图。
图4为本发明实施例1中建立的车辆后视镜盲区分布的数学模型。
图5为本发明实施例1中建立车辆左转弯状态下的运动学模型。
图6为本发明实施例1中车辆转角较小时的，车辆的运动轨迹和盲区分布未发生重叠时的位置示意图。
图7为本发明实施例1中车辆转角较大时，车辆的运动轨迹和盲区分布发生重叠时的位置示意图。
图8为本发明实施例1在随动角度计算过程中，后视镜在不同角度下实现的有效观测区域和车辆盲区范围的位置叠加图。
图9为本发明实施例2中提供的一种车辆后视镜的随动控制系统的模块示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步地详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种车辆后视镜的随动控制方法，该方法用于在车辆驾驶过程对后视镜的角度进行自适应调节，进而缩小或消除车辆转弯时驾驶人员的视觉盲区。如图1所示，该随动控制方法包括如下步骤：
S1：根据车辆的基础参数对车辆进行建模，进而确定车辆可视区域的范围，并生成车辆的盲区特征值。盲区特征值包括：左后视镜可视区域前端宽度wLf，左后视镜可视区域后端宽度wLb，右后视镜可视区前端宽度wRf，右后视镜可视区后端宽度wRb。
S2：根据当前车辆的基础参数和盲区特征值计算出车辆的安全转弯半径rbs。车辆的安全转弯半径rbs计算公式如下：
Figure BDA0003524767850000061
其中，sr表示一个根据专家经验值确定的安全系数，且sr>1。
S3：获取车辆转弯方向以及车辆转弯方向一侧的前轮实时转弯角度α，进而计算出车辆转弯方向一侧的后轮转弯半径rb，以及车辆危险截距|AP|。
步骤S3中，车辆向任意一侧转向时，转弯方向内侧对应的前轮的实时转弯角度α，则转弯方向内侧对应的后轮转弯半径rb的计算公式如下：
Figure BDA0003524767850000062
车辆的危险截距|AP|是一个用于表征车辆在转弯过程中后车轮是否会与后视镜盲区产生干涉的临界值。危险截距|AP|与车辆转弯方向内侧对应的后轮转弯半径rb有关，其计算公式如下：
Figure BDA0003524767850000063
S4：根据车辆转弯方向一侧的后轮转弯半径rb和安全转弯半径rbs之间的关系作出如下判断：
(1)当rb＞rbs时，则判断车辆当前转弯状态下不存在危险盲区，后视镜保持当前状态不调整。
(2)当rb≤rbs时，则判断车辆当前转弯状态下存在危险盲区，需要根据车辆的实时转弯角度自适应调整车辆转弯方向一侧的后视镜。
S5：当后视镜需要进行自适应调整时，则根据计算出的一个随动角度θ对车辆转弯方向一侧的后视镜转角进行动态调整。其中，随动角度θ的计算过程如下：
(1)当车辆的当前转弯方向朝左时，则通过求解下式计算出随动角度θ：
Figure BDA0003524767850000071
(2)当车辆的当前转弯方向朝右时，则通过求解下式计算出随动角度θ：
Figure BDA0003524767850000072
上式中，l表示车辆的轴距。
如图2所示，本实施提供的方法整体的处理逻辑在于：先根据车辆的基础信息计算出车辆的安全转弯半径，该安全转弯半径是用于评估是否需要进行后视镜翻转调节的临界条件。然后根据车辆的实时转弯方向和转角值，确定车辆当前状态下的实时转弯半径。接着根据车辆实时的后轮转弯半径和安全转弯半径之间的大小关系，确定是否需要对后视镜进行调整。当需要对后视镜进行调整时，则根据计算出的危险截距求解出后视镜的随动角度，然后根据随动角度对转向一侧的车辆的后视镜进行动态调节即可。
此外，除了图2中的实现方式以外，本实施例还存在另外一个实现方式。例如，在本实施例的步骤S3中，考虑到车辆转弯方向一侧的前轮转动角度α和对应侧的后轮转弯半径rb的关系如下：
Figure BDA0003524767850000073
则根据安全转弯半径rbs，可以计算出一个对应的前轮的安全转弯角度αs；前轮的安全转弯角度αs的计算公式如下：
Figure BDA0003524767850000074
其中，sα表示一个根据专家经验值确定的安全系数，且sα＜1。
因此，当计算出车辆在当前转弯方向条件下的前轮安全转弯角度αs后；在步骤S4中，还可以根据车辆转弯方向一侧的前轮实时转弯角度α与对应的前轮的安全转弯角度αs之间的关系判断是否需要对后视镜需要进行自适应调整，判定策略如下：
(1)当α＜αs时；则判断车辆当前转弯状态下不存在危险盲区，后视镜保持当前状态不调整。
(2)当α≥αs时；则判断车辆当前转弯状态下存在危险盲区，需要根据车辆的实时转弯角度自适应调整车轮转弯方向一侧的后视镜。
具体地，调整后的本实施例的第二种实现方式如图3中的逻辑框图所示。
在本实施例中方法的原理在于，针对一个特定型号的车辆，其盲区范围是大致可以确定的，同时还可以确定车辆在转弯状态下的车辆状态，根据以上数据可以确定车辆在转弯状态下盲区范围的动态变化过程，进而确定车辆在不同状态下为了消除或缩小盲区范围而应当采用的后视镜的调整策略。
具体地，本实施例提供的车辆后视镜的随动控制方法的设计过程包括如下步骤：
一、建立车辆的盲区分布模型
针对一个处于行驶状态的车辆，建立如图4所示的车辆后视镜盲区范围的模型。在图4中，假定A表示左前轮中心，B表示右前轮中心，C表示左后轮中心，D表示右后轮中心。E表示左后视镜可视区域与左后视镜盲区在前端的分界点，F表示左后视镜可视区域与左后视镜盲区在后端的分界点，G表示左后视镜盲区前端与最近的车道边线的交点，H表示左后视镜盲区后端与最近的车道边线的交点。
图中梯形的围合区域AEFC则表示汽车左后视镜的可视区域；而梯形围合区域EGHF表示左后视镜盲区。其中，左后视镜可视区域的前端AE和左后视镜盲区的前端EG均与车辆前轮轴AB共线，左后视镜可视区域的后端CF和左后视镜盲区的后端FH均与车辆后轮轴CD共线。
相应地，车辆右后视镜可视区和右后视镜盲区与左后视镜分布类似，I表示右后视镜可视区域与右后视镜盲区在前端的分界点，J表示右后视镜可视区域与右后视镜盲区在后端的分界点，N表示右后视镜盲区前端与最近的车道边线的交点，M表示右后视镜盲区后端与最近的车道边线的交点。
图中梯形围合区域BIJD则表示汽车右后视镜可视区域；而梯形围合区域IJMN表示右后视镜盲区。其中，右后视镜可视区域的前端BI和右后视镜盲区的前端IN均与车辆前轮轴AB共线，右后视镜可视区域的后端DJ和右后视镜盲区的后端JM均与车辆后轮轴CD共线。
结合上述分析可以看到，在获取车辆的型号、规格和参数等信息之后，可以实际测量或标定出车辆的左后视镜可视区域前端宽度，左后视镜可视区域后端宽度，右后视镜可视区前端宽度，右后视镜可视区后端宽度。
在本实施例中，为了便于分析和标注，用wLf表示后视镜可视区域前端宽度，wLb表示后视镜可视区域后端宽度，wRf表示右后视镜可视区前端宽度，wRb表示右后视镜可视区后端宽度。此外，使用wb表示车辆的后轮距，l表示车辆的轴距。
二、建立车辆转弯状态下的运动学模型
在一个车辆上，可以根据车辆两前轮的转角和各轮的转弯半径确定车辆在转弯状态下的运动模型。考虑到车辆在左转弯和右转弯状态下的运动模型具有对称性，因此为了避免重复，以下仅以左转弯为例进行说明。
车辆左转弯的运动学模型简化如图5所示，在图5中，车辆左转弯状态的的转弯圆心为O点，α表示左前轮转弯角度，β表示右前轮转弯角度，rLb表示车辆左后轮转弯半径，rLf表示车辆左前轮转弯半径，rRf表示车辆右前轮转弯半径。
因此可以得到，车辆前轮转角和各轮的转弯半径之间存在如下的函数关系：
Figure BDA0003524767850000091
即：可以上式表述车辆左转弯状态下的运动学模型，右转弯状态的运动学模型与左转弯的运动学模型具有对称性，以下不再赘述。
三、确定车辆转弯状态下运动轨迹与盲区重叠时的临界条件
1、车辆在转弯条件下，如果前轮的转弯角度较小，仍然可能是的车辆的后轮并不经过后视镜的盲区。以下仍然结合左转弯为例进行说明。图6反映了车辆在左转弯时转角较小情况下的盲区分布和车辆运动轨迹示意图。根据图像可以发现，车辆的左后轮的运动轨迹并不经过左后视镜在固定转角状态下的盲区。即左后轮经过AE，此时并不需要对车辆的左后视镜进行适应性调整。
2、当车辆转弯时的前轮转弯角度较大时，则有很大可能会出现车轮经过车辆的后视镜盲区的情况。具体的，图7反映了车辆在左转弯时转角较大情况下的盲区分布和车辆运动轨迹示意图。从图7中可以看到，此时，车辆的左后车轮经过了左后视镜的盲区，左后车轮与左后视镜盲区前端EG交于P点。因此，此时的驾驶状态存在安全隐患。驾驶员无法完整观察的车辆的整体状态，因此需要提前进行后视镜的角度调整，从而缩小车辆后方的视野盲区。
3、结合以上分析可以看到，车辆轨迹和盲区范围是否发生重叠与车辆的转弯角度之间存在相关性。因此可以根据车辆的运动学模型确定二者在发生重叠时的临界状态。进而以该临界状态作为作出是否对车辆的后视镜进行调整的相关决策的依据。
在本实施例中，结合图5-7，根据车辆的运动学模型可以发现，当车辆左前轮和右前轮的转弯角度α和β增大后，则各轮的转弯半径rLb和rLf同步缩小。且在当rLb<|OF|时，车辆在左转弯使得左后车轮即会与左后视镜盲区发生干涉。因此，可以将rLb＝|OF|时的车辆转弯角度α作为后视镜是否需要进行调整的转弯临界角度，记为α0，而转弯角度α0对应的转弯半径rLb为转弯临界半径，记为rLb0。
根据图4和图5可以确定，临界转弯半径rLb0的计算公式如下：
Figure BDA0003524767850000101
根据车辆的临界转弯半径rLb0，可以进一步计算得到车辆的临界转弯角度α0：
Figure BDA0003524767850000102
以上计算出的临界转弯半径和临界转弯角度为根据车辆基础参数建立的理论模型确定的理想值。为了降低应用过程的风险系数，本实施例为二者分别增加一个安全系数，进而提高车辆执行调整测量的灵敏度。增加的安全系数应当使得车辆的转弯角度略小于临界转弯角度或略大于临界转弯半径时即已经产生预警，确定车辆调整后视镜。而安全系数的具体数值由专家经验进行确定。
具体地，本实施例中，在增加安全系数之后，得到车辆的安全转弯半径(以左转弯为例)和安全转弯角度分别如下：
Figure BDA0003524767850000103
其中，sr和sα分别为转弯半径和转弯角度对应的安全系数，二者的取值可以根据试验结果进行人工设定。
四、确定车辆后视镜调整时的随动角度
根据以上分析可以知道，车辆的实际转弯角度大于安全转弯角度时，或者车辆的实时转弯半径小于安全转弯半径时，应当对车辆的后视镜进行调整，使得驾驶人员的观察视野发生变化，进而可以观察到车辆后轮对应的盲区范围内的状况。因此，实测的后视镜的转角可以认为和车辆的车轮转角或车轮转矩之间满足一个特定的函数关系。
具体地，仍以车辆左转弯为例，当车辆左前轮转弯角度大于安全转弯角度时，左后轮转弯半径小于安全转弯半径，此时左后轮转弯过程中经过左后视镜盲区，与左后视镜盲区前端交于点P，为计算标注方便，记|AP|为危险截距。
假定车辆左转弯时左前轮转弯角度为α1，且满足：α1>αs，则根据下式可以计算出左后轮的转弯半径rLb1：
Figure BDA0003524767850000111
进一步计算得到危险截距|AP|：
Figure BDA0003524767850000112
以A点为圆心，旋转后视镜使得后视镜可视区经过P点的角度即是后视镜随动角度，记为θ。为了方便计算，也可以反向旋转P点使得P点在EF上。此时盲区范围和后视镜可视区域范围的分布关系如图8所示。结合图8可知，后视镜的随动角度θ和车辆的各轮转弯半径间满足如下的方程式：
Figure BDA0003524767850000113
因此，通过求解上式，可以计算出的后视镜的随动角度θ。
相应地，可以得出，在右转弯条件下，后视镜的随动角度θ则可以通过求解下式得出：
Figure BDA0003524767850000114
右转弯状态下运动模型与左转弯类似，因此分析过程就不再进行赘述。
综上所述，在整个车辆的运行过程中，当车辆实际转角大于安全转弯角度，或车辆的实际后转弯半径小于安全转弯半径时，则认为车辆存在盲区风险。此时，需要对车辆中转弯一侧的后视镜进行动态调整，后视镜调整时的随动角度通过求解相应的方程式得到。
实施例2
本实施例提供一种车辆后视镜的随动控制系统，该系统采用如实施例1中的车辆后视镜的随动控制方法，进而根据车辆的驾驶状态对转弯方向一侧的后视镜的转角进行动态调整。如图9所示，该随动控制系统包括：安全转弯半径生成模块、车辆状态感应模块、后轮转弯半径计算模块，以及后视镜驱动模块。
其中，安全转弯半径生成模块用于根据车辆的基础参数信息对车辆进行建模，然后通过对车辆模型的分析生成车辆的盲区特征值。盲区特征值包括：左后视镜可视区域前端宽度wLf，左后视镜可视区域后端宽度wLb，右后视镜可视区前端宽度wRf，右后视镜可视区后端宽度wRb。最后根据车辆基础参数和盲区特征值计算出车辆在左转或右转状态下的安全转弯半径rbs。
车辆状态感应模块用于获取车辆运行过程中的转弯方向，以及车辆转弯方向一侧的前轮实时转弯角度α。
后轮转弯半径计算模块用于根据车辆的前轮实时转角α计算出车辆的后轮转弯半径rb。其中，
Figure BDA0003524767850000115
l表示车辆的轴距。
后视镜驱动模块用于根据车辆的前轮实时转角α和安全转弯半径rbs生成一个用于动态调节车辆后视镜转角的控制指令。后视镜驱动模块包括判断子模块、危险截距计算子模块，以及指令生成子模块。判断子模块用于获取安全转弯半径生成模块和后轮转弯半径计算模块的处理结果，并判断车辆实时的后轮转弯半径rb与安全转弯半径rbs的关系：(1)当rb＞rbs时，则判断车辆不存在盲区风险。(2)当rb≤rbs时，则判断车辆存在盲区风险。危险截距子模块用于判断子模块判定存在盲区风险时计算当前状态下的危险截距|AP|，其中，
Figure BDA0003524767850000121
指令生成子模块用于获取判断子模块和危险截距计算子模块的处理结果，并按照如下方式生成控制指令：(1)当判断子模块判定车辆不存在盲区风险时，则不生成后视镜调节指令。(2)当判断子模块判定车辆存在盲区风险且当前车辆的转弯方向为左转时，则调节左侧后视镜的随动角度θ，随动角度θ通过求解等式/>
Figure BDA0003524767850000122
得到。(3)当判断子模块判定车辆存在盲区风险且当前车辆的转弯方向为右转时，则调节右侧后视镜的随动角度θ，随动角度θ通过求解等式/>
Figure BDA0003524767850000123
得到。
实施例3
本实施例提供一种车辆后视镜的随动控制装置，其包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。处理器执行程序时实现如前述的车辆后视镜的随动控制方法的步骤。
该计算机设备可以是可以执行程序的智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、机架式服务器、刀片式服务器、塔式服务器或机柜式服务器(包括独立的服务器，或者多个服务器所组成的服务器集群)等。本实施例的计算机设备至少包括但不限于：可通过系统总线相互通信连接的存储器、处理器。
本实施例中，存储器(即可读存储介质)包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，存储器可以是计算机设备的内部存储单元，例如该计算机设备的硬盘或内存。在另一些实施例中，存储器也可以是计算机设备的外部存储设备，例如该计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。当然，存储器还可以既包括计算机设备的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，存储器通常用于存储安装于计算机设备的操作系统和各类应用软件等。此外，存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。
处理器在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器通常用于控制计算机设备的总体操作。本实施例中，处理器用于运行存储器中存储的程序代码或者处理数据，以实现前述实施例中的车辆后视镜的随动控制方法的处理过程，从而根据车辆转弯状态的特征信息，得到车辆后视镜的动态调整策略，并执行该策略。
实施例4
本实施例提供一种后视镜组件，其包括反光镜和驱动装置，驱动装置用于通过调节反光镜的转角改变驾驶员利用反光镜时的观察视野。其特征在于：驱动装置中包含如实施例2中的车辆后视镜的随动控制系统。进而使得驱动装置可以采用如实施例1中的车辆后视镜的随动控制方法，根据获取的车辆的转向信号对反光镜的安装角度进行自适应调整，进而实现驾驶人员观察视野的动态调节，消除驾驶人员的视野盲区。
实施例5
本发明还包括一种车辆，其包括后视镜组件和车辆转角传感器。所述车辆转角传感器用于实时采集车辆的转弯方向以及前轮转角。后视镜组件采用如实施例4的后视镜组件。后视镜组件根据车辆转角传感器采集的车辆的转向信号对反光镜的安装角度进行自适应调整，进而实现驾驶人员观察视野的动态调节，消除驾驶人员的视野盲区。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆后视镜的随动控制方法，其用于在车辆驾驶过程对后视镜的角度进行自适应调节，进而缩小或消除车辆转弯时驾驶人员的视觉盲区；其特征在于，所述随动控制方法包括如下步骤：
S1：根据车辆的基础参数对车辆进行建模，进而确定车辆可视区域的范围，并生成车辆的盲区特征值；所述盲区特征值包括：左后视镜可视区域前端宽度wLf，左后视镜可视区域后端宽度wLb，右后视镜可视区前端宽度wRf，右后视镜可视区后端宽度wRb；
S2：根据当前车辆的基础参数和所述盲区特征值计算出车辆的安全转弯半径rbs；
S3：获取车辆转弯方向以及车辆转弯方向一侧的前轮实时转弯角度α，进而计算出车辆转弯方向一侧的后轮转弯半径rb，以及车辆危险截距|AP|；
S4：根据车辆转弯方向一侧的后轮转弯半径rb和安全转弯半径rbs之间的关系作出如下判断：
(1)当rb＞rbs时，则判断车辆当前转弯状态下不存在危险盲区，后视镜保持当前状态不调整；
(2)当rb≤rbs时，则判断车辆当前转弯状态下存在危险盲区，需要根据车辆的实时转弯角度自适应调整车辆转弯方向一侧的后视镜；
S5：当后视镜需要进行自适应调整时，则根据计算出的一个随动角度θ对车辆转弯方向一侧的后视镜转角进行动态调整；其中，所述随动角度θ的计算过程如下：
(1)当车辆的当前转弯方向朝左时，则通过求解下式计算出随动角度θ：
Figure FDA0003524767840000011
(2)当车辆的当前转弯方向朝右时，则通过求解下式计算出随动角度θ：
Figure FDA0003524767840000012
上式中，l表示车辆的轴距。
2.如权利要求1所述的车辆后视镜的随动控制方法，其特征在于：步骤S2中，车辆的安全转弯半径rbs计算公式如下：
Figure FDA0003524767840000021
其中，sr表示一个根据专家经验值确定的安全系数，且sr＞1。
3.如权利要求2所述的车辆后视镜的随动控制方法，其特征在于：步骤S3中，车辆向任意一侧转向时，转弯方向内侧对应的前轮的实时转弯角度α，则转弯方向内侧对应的后轮转弯半径rb的计算公式如下：
Figure FDA0003524767840000022
4.如权利要求3所述的车辆后视镜的随动控制方法，其特征在于：步骤S3中，车辆的危险截距|AP|是一个用于表征车辆在转弯过程中后车轮是否会与后视镜盲区产生干涉的临界值；所述危险截距|AP|与车辆转弯方向内侧对应的后轮转弯半径rb有关，其计算公式如下：
Figure FDA0003524767840000023
5.如权利要求3所述的车辆后视镜的随动控制方法，其特征在于：步骤S3中，考虑到车辆转弯方向一侧的前轮转动角度α和对应侧的后轮转弯半径rb的关系如下：
Figure FDA0003524767840000024
则根据所述安全转弯半径rbs，可以计算出一个对应的前轮的安全转弯角度αs；前轮的安全转弯角度αs的计算公式如下：
Figure FDA0003524767840000025
其中，sα表示一个根据专家经验值确定的安全系数，且sα＜1。
6.如权利要求5所述的车辆后视镜的随动控制方法，其特征在于：当计算出车辆在当前转弯方向条件下的前轮安全转弯角度αs后；在步骤S4中，还可以根据车辆转弯方向一侧的前轮实时转弯角度α与对应的前轮的安全转弯角度αs之间的关系判断是否需要对后视镜需要进行自适应调整，判定策略如下：
(1)当α＜αs时；则判断车辆当前转弯状态下不存在危险盲区，后视镜保持当前状态不调整；
(2)当α≥αs时；则判断车辆当前转弯状态下存在危险盲区，需要根据车辆的实时转弯角度自适应调整车轮转弯方向一侧的后视镜。
7.一种车辆后视镜的随动控制系统，其特征在于：其采用如权利要求1-6中任意一项所述的车辆后视镜的随动控制方法，进而根据车辆的驾驶状态对转弯方向一侧的后视镜的转角进行动态调整；所述随动控制系统包括：
安全转弯半径生成模块，其用于根据车辆的基础参数信息对车辆进行建模，然后通过对车辆模型的分析生成车辆的盲区特征值；所述盲区特征值包括：左后视镜可视区域前端宽度wLf，左后视镜可视区域后端宽度wLb，右后视镜可视区前端宽度wRf，右后视镜可视区后端宽度wRb；最后根据车辆基础参数和盲区特征值计算出车辆在左转或右转状态下的安全转弯半径rbs；
车辆状态感应模块，其用于获取车辆运行过程中的转弯方向，以及车辆转弯方向一侧的前轮实时转弯角度α；
后轮转弯半径计算模块，其用于根据车辆的前轮实时转角α计算出车辆的后轮转弯半径rb；其中，
Figure FDA0003524767840000031
l表示车辆的轴距；以及
后视镜驱动模块，其用于根据车辆的前轮实时转角α和安全转弯半径生成一个用于动态调节车辆后视镜转角的控制指令；所述后视镜驱动模块包括判断子模块、危险截距计算子模块，以及指令生成子模块；所述判断子模块用于获取所述安全转弯半径生成模块和后轮转弯半径计算模块的处理结果，并判断车辆实时的后轮转弯半径rb与安全转弯半径rbs的关系，(1)当rb＞rbs时，则判断车辆不存在盲区风险；(2)当rb≤rbs时，则判断车辆存在盲区风险；所述危险截距子模块用于判断子模块判定存在盲区风险时计算当前状态下的危险截距|AP|，其中，
Figure FDA0003524767840000032
所述指令生成子模块用于获取判断子模块和危险截距计算子模块的处理结果，并按照如下方式生成控制指令：(1)当判断子模块判定车辆不存在盲区风险时，则不生成后视镜调节指令；(2)当判断子模块判定车辆存在盲区风险且当前车辆的转弯方向为左转时，则调节左侧后视镜的随动角度θ，随动角度θ通过求解等式|
Figure FDA0003524767840000033
Figure FDA0003524767840000034
得到；(3)当判断子模块判定车辆存在盲区风险且当前车辆的转弯方向为右转时，则调节右侧后视镜的随动角度θ，随动角度θ通过求解等式
Figure FDA0003524767840000035
Figure FDA0003524767840000036
得到。
8.一种车辆后视镜的随动控制装置，其包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6中任意一项所述的车辆后视镜的随动控制方法的步骤。
9.一种后视镜组件，其包括反光镜和驱动装置，所述驱动装置用于通过调节反光镜的转角改变驾驶员利用反光镜时的观察视野；其特征在于：所述驱动装置中包含如权利要求7所示的车辆后视镜的随动控制系统；进而使得驱动装置可以采用如权利要求1-6中任意一项所述的车辆后视镜的随动控制方法，根据获取的车辆的转向信号对反光镜的安装角度进行自适应调整，进而实现驾驶人员观察视野的动态调节，消除驾驶人员的视野盲区。
10.一种车辆，其包括后视镜组件和车辆转角传感器；其特征在于，所述车辆转角传感器用于实时采集车辆的转弯方向以及前轮转角；所述后视镜组件采用如权利要求9所述的后视镜组件；所述后视镜组件根据所述车辆转角传感器采集的车辆的转向信号对反光镜的安装角度进行自适应调整，进而实现驾驶人员观察视野的动态调节，消除驾驶人员的视野盲区。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015116853A (ja) * 2013-12-17 2015-06-25 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトＤａｉｍｌｅｒ ＡＧ 車両のアウトサイドミラーの視野調整装置
CN110509847A (zh) * 2019-08-30 2019-11-29 重庆工程职业技术学院 车辆转弯盲区预警方法及系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015116853A (ja) * 2013-12-17 2015-06-25 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトＤａｉｍｌｅｒ ＡＧ 車両のアウトサイドミラーの視野調整装置
CN110509847A (zh) * 2019-08-30 2019-11-29 重庆工程职业技术学院 车辆转弯盲区预警方法及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
半挂车转弯盲区实时监测预警与安全保障;张卫华;邱猛;张祥松;徐鑫榆;张文泽;赵政锐;;中国安全科学学报(第08期);61-66 *

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