CN202863435U - 一种车辆过弯自动控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆过弯自动控制装置，它通过视觉技术检测前方弯道曲率半径，配合ESP系统进行安全过弯控制，装置包括电子稳定系统，还包括视觉传感器，车速传感器，用于弯道识别的处理器，视觉传感器、车速传感器连接处理器，处理器连接电子稳定系统。

Description

一种车辆过弯自动控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种汽车稳定控制技术，尤其涉及一种用于汽车的过弯自动控制装置。 

背景技术

随着汽车电子控制技术的不断发展和进步，汽车电子智能化水平得到了快速提高，尤其是在汽车主动安全方面，不断有新技术推出。ESP（车身电子稳定系统）正是其中之一，ESP可以实现在冰雪路面、湿滑路面上以及车辆过弯时的稳定控制，其性能优异。但是ESP的性能并不能称得上完美，大量的交通事故，特别是在急转弯较多的山路上的交通事故充分说明了ESP还有很多需要日臻完善的地方。比如在高速多弯道尤其是急转弯道路上，因ESP无法提前探测到道路状态，有时会由于人为操作失误或判断失误造成交通事故。 

公开日为 2010年02月17日、公开号为CN 201405839Y的专利文献公开了这样的技术方案，一种ESP惯性传感器组合，包括与各电路相连接的电源，传感器组合由MEMS角速度传感器、MEMS加速度传感器、过压/反压保护电路、单片机和D/A数模转换电路构成。由于采用上述结构，具有以下优点：(1)采用MEMS角速度传感器和MEMS加速度传感器，为ESP系统提供角速度和加速度信息，与传统的机电式传感器和压电式传感器相比，具有成本低、体积小、环境适应性好；(2)采用单片机和D/A数模转换输出方案，方便进行批量补偿。但是该方案的不足之处在于仍然无法解决感知或预测前方弯道以及弯道半径，以便控制车速实现安全行驶。 

发明内容

本实用新型主要目的在于提供一种车辆过弯自动控制装置，它通过视觉技术检测前方弯道曲率半径，配合ESP系统进行安全过弯控制。 

本实用新型针对现有技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的，一种车辆过弯自动控制装置，包括电子稳定系统，还包括视觉传感器，车速传感器，用于弯道识别的处理器，视觉传感器、车速传感器连接处理器，处理器连接电子稳定系统。车辆在行驶过程中，视觉传感器实时采集前方道路图像，经过弯道识别单元，当识别出前方道路有弯道出现，使用弯道半径处理模块计算出弯道半径，然后根据ESP的性能，计算出能够使车辆稳定地通过此弯道的最大可控车速，并与当时车速进行对比，如果当时车速大于通过此弯道的最大可控车速，处理器发送信号给电子稳定系统（ESP）进行制动，降低车速，当到达弯道后电子稳定控制系统（ESP）充分发挥其稳定控制性能，顺利地通过弯道，即使遇到连续的急转弯路况，也能够从容地顺利通过。其中电子稳定系统（ESP）包括ESP控制器、防抱死刹车系统（ABS）和驱动防滑系统（ASR）。 

作为优选，视觉传感器是激光摄像头。激光摄像头可以无视照射光线的强弱，在完全黑暗的环境中仍能保证成像清晰，实现高清夜视，而且监控距离远，可靠性高使用寿命长。 

作为优选，激光摄像头安装在车顶，摄像头面向正前方向下倾斜。安装后使得激光摄像头能够拍摄100米以外的道路状态。 

作为优选，弯道识别单元包括图像采集模块，图像预处理模块，图像处理模块。其中，图像采集模块用于将激光摄像头实时摄取的图像帧序列采集到处理器，图像预处理模块进行滤除噪声、增强对比度等处理，使图像帧更加清晰，图像处理模块进行二值化处理、利用Sobel算子对道路分道线定位并可以得到明确的道路分道线，之后使用二次曲线对其拟合，拟合出需要的曲线，通过求解拟合函数可以得到曲线上每个像素点的准确位置,之后利用弯道半径处理模块计算弯道半径。 

作为优选，弯道半径处理模块将图像处理模块拟合后的弯道曲线作为圆弧曲线，利用圆弧和圆弧对应玄长之间的几何关系得到弯道曲线的半径，并得出该弯道曲线半径下车辆通过的最大可控速度。为减小计算量增加实时性，不采用由拟合函数来计算曲线半径的方式，而采用圆弧曲线与其对应玄长的简单几何关系，方便快捷的计算出曲线半径。在此基础上通过车体质量、轴距、轴宽车高等因素计算最大车速，或通过公路设计标准规定确定最大车速，之后根据最大车速和电子稳定系统性能确定出最大可控车速。 

作为优选，处理器通过车上通信总线连接电子稳定系统。车上通信可靠性高，控制器之间互传数据方便可靠。 

作为优选，处理器连接设置键，设置键输入启动制动的预留距离或时间。根据驾驶员的驾驶习惯，设置开始制动的距离或时间的功能选项，在接近弯道时启动电子稳定系统进行制动控制。 

作为优选，处理器连接显示屏，显示屏显示前方道路景象和功能键设置的信息。 

本实用新型带来的有益效果是，通过视觉系统实时感知车辆前方道路转弯半径，计算通过该弯道所需的最大可控速度，并向ESP发出指令，通过ESP制动，保证车辆顺利实现正常的转弯，弯道半径计算方法简单，实时性强。 

附图说明

图1是本实用新型的一种结构框图； 

图2是本实用新型弯道曲线半径计算原理图。

图中：1是激光摄像头，2是车速传感器，3是弯道识别单元，3-1是图像采集模块，3-2是图像预处理模块，3-3是图像处理模块，4是弯道半径处理模块，5是处理器，6是车上通信总线，7是电子稳定系统，8是防抱死刹车系统，9是防侧滑系统，10是设置键，11是显示屏。 

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。 

实施例： 如图1所示，本实用新型是一种车辆过弯自动控制装置，激光摄像头1、车速传感器2、设置键10、显示屏11连接处理器5，处理器5中设置弯道识别单元3和弯道半径处理模块4，处理器5通过车上通信总线6连接电子稳定系统7，电子稳定系统7通过车上通信总线6连接防抱死刹车系统8和防侧滑系统9；弯道识别单元3包括图像采集模块3-1、图像预处理模块3-2和图像处理模块3-3。 

激光摄像头1安装在车顶，摄像头面向正前方向下倾斜，安装后激光摄像头能够拍摄100米以外的道路场景。 

经过弯道识别单元3处理过的弯道曲线，使用图2所示的方法计算弯道曲线半径，图2中CD为弯道圆弧曲线，为方便在CD之间连接直线（也可以连接在圆弧曲线的其他两点上）作为圆弧曲线所对应的玄，再作出玄高线FE，设直线CD长度为a、玄高线FE为h、弯道圆弧曲线半径CO为R，则有

，计算时建立一个坐标系，确定圆弧曲线的起点C坐标（像素点数）和终点D坐标（像素点数），同样确定C点和D点之间直线长度的二分之一处点F坐标（像素点数），再使用凸点识别法确定圆弧曲线顶点E的坐标（像素点数），之后使用进行弯道半径计算。 

在本实施例中最大可控车速，由计算出的弯道半径参照公路设计标准规定车速和电子稳定系统性能综合确定。 

车辆在行驶过程中，激光摄像头1实时采集前方道路图像，经过弯道识别单元3，当识别出前方道路有弯道出现，使用弯道半径处理模块4计算出弯道半径，然后根据ESP的性能，计算出能够使车辆稳定地通过此弯道的最大可控车速，并与当时车速进行对比，如果当时车速大于通过此弯道的最大可控车速，处理器5发送信号给电子稳定系统（ESP）7按照设置键10设置的距离开始制动，降低车速，当到达弯道后电子稳定控制系统（ESP）7充分发挥其稳定控制性能，顺利地通过弯道，即使遇到连续的急转弯路况，也能够从容地顺利通过。道路场景和设置的信息显示在显示屏11上。 

所以本实用新型具有通过视觉系统实时感知车辆前方道路转弯半径，计算通过该弯道所需的最大可控速度，并向ESP发出指令，如果当时车速高于最大可控车速，通过ESP按设置距离提前制动，保证车辆顺利实现正常的转弯，弯道半径计算方法简单，实时性强等特征。 

Claims (6)

1.一种车辆过弯自动控制装置，包括电子稳定系统，其特征在于：还包括视觉传感器，车速传感器，用于弯道识别的处理器，所述视觉传感器、车速传感器连接所述处理器，所述处理器连接电子稳定系统。

2.根据权利要求1所述一种车辆过弯自动控制装置，其特征在于：所述视觉传感器是激光摄像头。

3.根据权利要求2所述一种车辆过弯自动控制装置，其特征在于：所述激光摄像头安装在车顶，摄像头面向正前方向下倾斜。

4.根据权利要求1所述一种车辆过弯自动控制装置，其特征在于：所述处理器通过CAN总线连接电子稳定系统。

5.根据权利要求1所述一种车辆过弯自动控制装置，其特征在于：所述处理器连接设置键，所述设置键输入启动制动的预留距离或时间。

6.根据权利要求1或4或5所述一种车辆过弯自动控制装置，其特征在于：所述处理器连接显示屏。

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