基于道路縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測方法

1、·（1）發(fā)明名稱基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測方法 （2）摘要本發(fā)明公開了一種基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測方法，其包括傳感器單元、控制單元以及顯示報警單元。所述傳感器單元包括車速傳感器（1）與方向盤轉(zhuǎn)角傳感器（2），其負責(zé)將車輛數(shù)據(jù)通過輸入總線實時傳輸?shù)紾PS處理器（4）；所述控制單元采用GPS處理器（4），無線電接收模塊（3）接受衛(wèi)星信號與GPS處理器（4）的輸入端相連；所述顯示報警單元中語音提示系統(tǒng)（6）發(fā)出聲音警示信號，LCD顯示器（7）顯示建議轉(zhuǎn)角。（另一種方案是LCD顯示器顯示路牙線與車輛行駛路線對比圖）1. 基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測方法，其包括傳感器單

2、元、控制單元以及顯示報警單元。所述傳感器單元包括車速傳感器（1）與方向盤轉(zhuǎn)角傳感器（2），其負責(zé)將車輛數(shù)據(jù)通過輸入總線實時傳輸?shù)紾PS處理器（4）；所述控制單元采用GPS處理器（4），無線電接收模塊（3）接受衛(wèi)星信號與GPS處理器（4）的輸入端相連；所述顯示報警單元中語音提示系統(tǒng)（6）發(fā)出聲音警示信號，LCD顯示器（7）顯示建議轉(zhuǎn)角。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測方法其特征在于：車輛自帶的車速傳感器（1）獲取車速，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器（2）裝于轉(zhuǎn)向軸上，GPS 處理器（4）控制方向盤轉(zhuǎn)角傳感器（2）與車速傳感器（1），車速傳感器（1）和方向盤轉(zhuǎn)角傳感器（2）將車速信號和

3、方向盤轉(zhuǎn)角信號輸入給 GPS 處 理器（4）。 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測方法其特征在于： GPS 處理器（4）由衛(wèi)星導(dǎo)航中調(diào)入前方彎道曲率及路面寬度生成路牙線。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測方法其特征在于：由當(dāng)前車輛位置計算出駛離彎道的最佳安全轉(zhuǎn)角，并由LCD顯示器顯示出來。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測方法其特征在于：由當(dāng)前的方向盤轉(zhuǎn)角與車輛在彎道中的位置模擬和比較車輛行駛路線分析此時車輛方向盤轉(zhuǎn)角是否正確，并由語音提示系統(tǒng)提示駕駛員調(diào)整反向。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測方

4、法其特征在于：由衛(wèi)星定位比較車輛與路牙線相對位置分析是否發(fā)生事故，并啟動報警裝置。7. 根據(jù)權(quán)利要求 1 至 5 所述的任一項基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測方法其特征在于 ：GPS 處理器（4）調(diào)用程序生成路牙線、計算最佳安全轉(zhuǎn)角、模擬和比較車輛行駛路線，若車輛縱向中心線與路牙距離小于給定的參數(shù)則驅(qū)動語音提示系統(tǒng)（6）對駕駛員進行語音提示。8. 根據(jù)權(quán)利要求 1 至 5 所述的任一項基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測方法其特征在于 ：比較車輛與路牙線相對位置，若車輛與路牙線有接觸則驅(qū)動語音提示系統(tǒng)（8）對駕駛員進行語音提示。6基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測方法技術(shù)領(lǐng)域0001本發(fā)明涉及

5、一種基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測方法，實現(xiàn)汽車行駛至彎道前進行警示、提供汽車轉(zhuǎn)彎時合適的方向轉(zhuǎn)角、對汽車在彎道行駛時即將會發(fā)生事故的警告以及發(fā)生事故后的報警功能。背景技術(shù)0002汽車已經(jīng)成為當(dāng)今生活中的主要交通工具，其安全性能也成為人們越來越關(guān)注的焦點。一輛汽車在公路上行駛至彎道前時由于視線受阻、經(jīng)驗不足、過度疲勞以及酒駕，很容易發(fā)生駛離該車所在車道的情況。這往往會導(dǎo)致汽車駛向來車道或撞上路牙，若在車速快的情況下還有可能發(fā)生側(cè)翻。 0003 當(dāng)前國內(nèi)外對于車輛在彎道中行駛的研究主要分為兩大類 ：第一類是通過對車輛技術(shù)升級輔助駕駛員控制車輛轉(zhuǎn)彎時的狀態(tài)，比如福特的彎道控制技術(shù)、沃爾沃的Co

6、rner Traction Control系統(tǒng)、歐姆龍紅外線控制彎道車速等，但出于對成本的控制，并不是所有的車型都裝有此類裝置。且在由于視線受阻、經(jīng)驗不足、過度疲勞以及酒駕情況下，即使裝有這類裝置的汽車也無法保障汽車的安全性。另一類是利用無人駕駛技術(shù)通過計算機系統(tǒng)控制汽車在彎道上的行駛，這類技術(shù)在紅旗HQ3上已得到實驗，但由于成本巨大以及無法應(yīng)對各種復(fù)雜路況，這項技術(shù)近階段還無法得到普及。發(fā)明內(nèi)容 0004 本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中由于成本過高、技術(shù)上的局限性、以及霧靄天氣等能見度不高的情況下作用不明顯而提供一種低成本、實用性較強、可應(yīng)對復(fù)雜路況的解決方案。本方案通過無線接收模塊獲

7、取道路曲率信息以及車輛定位，通過將模擬出的路牙線與車輛行駛線相比較，來判斷車輛在彎道中行駛的安全性，并提供安全的駛離彎道轉(zhuǎn)角來輔助駕駛員駛離彎道從而解決上訴兩種方案的不足之處。0005 基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測方法，其包括傳感器單元、控制單元以及顯示報警單元。所述傳感器單元包括車速傳感器（1）與方向盤轉(zhuǎn)角傳感器（2），其負責(zé)將車輛數(shù)據(jù)通過輸入總線實時傳輸?shù)紾PS處理器（4）；所述控制單元采用GPS處理器（4），無線電接收模塊（3）接受衛(wèi)星信號與GPS處理器（4）的輸入端相連；所述顯示報警單元中語音提示系統(tǒng)（6）發(fā)出聲音警示信號，LCD顯示器（7）顯示建議轉(zhuǎn)角。0006 GPS 處理器

8、負責(zé)生成路牙線、計算最佳安全轉(zhuǎn)角、模擬和比較車輛行駛路線、比較車輛與路牙線相對位置、通過發(fā)出信號控制方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、語音報警裝置、LCD顯示器的工作，語音報警裝置接到信號后可對駕駛員語音提示，LCD顯示器顯示建議轉(zhuǎn)角，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器獲取當(dāng)前車輛的轉(zhuǎn)角，車速傳感器獲取當(dāng)前車速，計算最佳安全轉(zhuǎn)角以及模擬和比較車輛行駛路線所需參數(shù)存入存儲模塊內(nèi)可由處理器調(diào)出，無線電 接收模塊接收衛(wèi)星信號進行導(dǎo)航和定位。0007 本發(fā)明的技術(shù)方案利用 GPS 現(xiàn)有的定位與獲取前方道路信息的功能，避免了使用各種距離傳感器，使結(jié)構(gòu)上得到了簡化同時提高了測量精度且節(jié)約了成本。本發(fā)明的技術(shù)方案是在 GPS 功能的基礎(chǔ)上加

9、以延伸，利用 GPS現(xiàn)有的定位與獲取前方道路信息的功能，并集成加以輔助的以道路曲率與寬度模擬路牙線程序以方向盤轉(zhuǎn)角模擬行車路線程序路牙線與行車路線比較的程序和語音提示系統(tǒng)，從而達到預(yù)測和報警的功能。利用 GPS 處理器完成對各個部分的控制以及數(shù)據(jù)的處理，使得整個裝置具有更高的集成度，豐富了GPS 的功能。附圖說明 0008 圖 1 是本發(fā)明基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測方法的結(jié)構(gòu)示意圖。0009 圖 2 是本發(fā)明基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測方法的工作流程圖。0010 圖 3 是本發(fā)明基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測方法模擬出的路牙線圖。0011 圖 4 是本發(fā)明基于彎道縱向曲率的車

10、輛行駛航向預(yù)測方法的最佳轉(zhuǎn)角路線及最大轉(zhuǎn)角計算說明圖。0012 圖 5 是本發(fā)明基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測方法模擬出的車輛行駛路線。0013 圖 1 中 ： 1. 車速傳感器 ； 2.方向盤轉(zhuǎn)角傳感器； 3. 無線接收模塊 ； 4. GPS處理器； 5. 存儲單元；6.語音提示系統(tǒng)； 7. LCD 顯示器。具體實施方式0014 下面結(jié)合附圖對于本發(fā)明的具體實施例做進一步的說明。0015 基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測方法，是利用了現(xiàn)有GPS現(xiàn)有的定位與獲取前方道路信息的功能。利用 GPS 現(xiàn)有的定位及導(dǎo)航功能，并集成生成路牙線程序、計算最佳安全轉(zhuǎn)角程序、模擬和比較車輛行駛路線的程序

11、、比較車輛與路牙線相對位置程序安全轉(zhuǎn)角顯示系統(tǒng)語音提示系統(tǒng)。 0016 如圖 1 所示，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)包括 ： 1.車速傳感器； 2. 方向盤轉(zhuǎn)角感器 ； 3. 無線電接收模塊 ；4.GPS 處理器 ； 5. 存儲單元 ； 6. 語音提示系統(tǒng) ；7.LCD 顯示器。 0017 無線電接收模塊 3 與 GPS 處理器 4 的輸入端相連，用于接收衛(wèi)星信號 ；GPS 處理器 4 控制車速傳感器1獲取車速并將車速信息反饋給 GPS 處理器 4 ；方向盤轉(zhuǎn)角傳感器將獲取到的方向盤轉(zhuǎn)角大小實時的傳遞給GPS 處理器 4 ；LCD 顯示器 7 通過輸出總線與 GPS 處理器 4 相連，顯示建議安全轉(zhuǎn)角；語音提

12、示系統(tǒng) 6 發(fā)出警示聲音。 0018 系統(tǒng)的工作原理如圖 2 所示。當(dāng)汽車啟動時，駕駛員按下啟動按鈕對系統(tǒng)進行初始化；無線電接收模塊3接收到衛(wèi)星信號定位功能啟動 ；GPS處理器4通過接收到的衛(wèi)星信號可以分析出當(dāng)前的車輛位置以及前方彎道曲率(k)以及寬度(s)；GPS 處理器 4 控制語音提示系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)彎減速提示；GPS 處理器 4通過道路曲率半徑（r=1K）以及寬度（S）模擬出路牙線（如圖3）；GPS 處理器 4通過車輛位置與模擬出的路牙線計算出最佳轉(zhuǎn)角大小，由LCD顯示器顯示出最佳轉(zhuǎn)角大?。ㄈ鐖D4）【最佳轉(zhuǎn)角大小計算過程如下：處理器4通過車輛定位與模擬出的路牙圖模擬出L1和L2，L1分別與Z、W1的出彎道直線部分相切，L2分別與Z、W2的出彎道直線部分相切；所得到的L1、L2的曲率半徑分別為R1、R2；通過R1利用阿克曼轉(zhuǎn)角定理可以直接推算出前輪轉(zhuǎn)角最小值MAX=arctanYR1；通過R2利用阿克曼轉(zhuǎn)角定理可以直接推算出前輪轉(zhuǎn)角最大值MIN=arctanYR2；W1、W2與路牙線間隔安全距a=Y2+R22-R2+X2+0.8。】；GP