基于道路縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測(cè)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(cè)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(cè)方法，其包括傳感器單元、控制單元以及顯示報(bào)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(fù)貴將車輛數(shù)據(jù)通過輸入總線實(shí)時(shí)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(hào)與GPS處理器（4）的輸入端相連；所述顯示報(bào)警單元中語(yǔ)音提示系統(tǒng)（6）發(fā)出聲音警示信號(hào)，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(duì)比圖）71. 基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測(cè)方法，其包扌舌傳感器單元、控制單

2、元以及顯示報(bào)警單元。所述傳感器單元包扌舌車速傳感器（1）與方向盤轉(zhuǎn)角傳感器（2）,其負(fù)貴將車輛數(shù)據(jù)通過輸入總線實(shí)時(shí)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(hào)與GPS處理器（4）的輸入端相連；所述顯示報(bào)警單元中語(yǔ)音提示系統(tǒng)（6）發(fā)出聲音警示信號(hào)，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(cè)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(hào)和方向盤轉(zhuǎn)

3、角信號(hào)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(cè)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(cè)方法其特征在于：由當(dāng)前車輛位置計(jì)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(cè)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(shí)車輛方向盤轉(zhuǎn)角是否正確，并由語(yǔ)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(cè)方法其特征在于

4、：由衛(wèi)星定位比較車輛與路牙線相對(duì)位置分析是否發(fā)生事故，并啟動(dòng)報(bào)瞥裝置。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的任一項(xiàng)基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測(cè)方法其特征在于：GPS處理器（4）調(diào)用程序生成路牙線、計(jì)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(dòng)語(yǔ)音提示系統(tǒng)（6）對(duì)駕駛員進(jìn)行語(yǔ)音提示。8. 根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的任一項(xiàng)基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測(cè)方法其特征在于：比較車輛與路牙線相對(duì)位置，若車輛與路牙線有接觸則驅(qū)動(dòng)語(yǔ)音提示系統(tǒng)（8）對(duì)駕駛員進(jìn)行語(yǔ)音提示?；趶澋揽v向曲率的車輛行駛航向預(yù)測(cè)方法技術(shù)領(lǐng)域0001本發(fā)明涉及一種基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)

5、測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)汽車行駛至彎道前進(jìn)行警示、提供汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)合適的方向轉(zhuǎn)角、對(duì)汽車在彎道行駛時(shí)即將會(huì)發(fā)生爭(zhēng)故的警告以及發(fā)生事故后的報(bào)警功能。背最技術(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?cè)絹碓疥P(guān)注的焦點(diǎn)。一輛汽車在公路上行駛至彎道前時(shí)由于視線受阻、經(jīng)驗(yàn)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(huì)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(guó)內(nèi)外對(duì)于車輛在彎道中行駛的研究主要分為兩人類：第一類是通過對(duì)車輛技術(shù)升級(jí)輔助駕駛員控制車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)的狀態(tài)，比如福特的彎道控制技術(shù)、沃爾沃的CornerTractionControl系統(tǒng)

6、、歐姆龍紅外線控制彎道車速等，但出于對(duì)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(yàn)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(jì)算機(jī)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(shí)驗(yàn)，但由于成本巨人以及無法應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜路況，這項(xiàng)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卞作用不明顯而提供一種低成本、實(shí)用性較強(qiáng)、可應(yīng)對(duì)復(fù)雜路況的解決方案。本方案通過無線接收模塊獲取道路曲率信息以及車輛定位，通過將模擬出的路牙線與

7、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(cè)方法，其包扌舌傳感器單元、控制單元以及顯示報(bào)警單元。所述傳感器單元包扌舌車速傳感器（1）與方向盤轉(zhuǎn)角傳感器（2）,其負(fù)貴將車輛數(shù)據(jù)通過輸入總線實(shí)時(shí)傳輸?shù)紾PS處理器（4）：所述控制單元釆用GPS處理器（4）,無線電接收模塊（3）接受衛(wèi)星信號(hào)與GPS處理器（4）的輸入端相連；所述顯示報(bào)警單元中語(yǔ)音提示系統(tǒng)（6）發(fā)出聲音警示信號(hào)，LCD顯示器（7）顯示建議轉(zhuǎn)角。0006GPS處理器負(fù)貴生成路牙線、計(jì)算最佳安全轉(zhuǎn)角、模擬和比較車輛行駛

8、路線、比較車輛與路牙線相對(duì)位置、通過發(fā)出信號(hào)控制方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、語(yǔ)音報(bào)警裝置、LCD顯示器的工作，語(yǔ)音報(bào)警裝置接到信號(hào)后可對(duì)駕駛員語(yǔ)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(jì)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(chǔ)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(hào)進(jìn)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(jiǎn)化同時(shí)提高了測(cè)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

9、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(yǔ)音提示系統(tǒng)，從而達(dá)到預(yù)測(cè)和報(bào)警的功能。利用GPS處理器完成對(duì)各個(gè)部分的控制以及數(shù)據(jù)的處理，使得整個(gè)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(cè)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(cè)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(cè)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輛行駛航向預(yù)測(cè)方法的最佳轉(zhuǎn)角路線及最人轉(zhuǎn)角計(jì)算說明圖。0012圖5是本發(fā)明基于彎道縱向曲率的車

10、輛行駛航向預(yù)測(cè)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(chǔ)單元；6.語(yǔ)音提示系統(tǒng)：7.LCD顯示器。具體實(shí)施方式0014F面結(jié)合附圖對(duì)于本發(fā)明的具體實(shí)施例做進(jìn)一步的說明。0015基于彎道縱向曲率的車輛行駛航向預(yù)測(cè)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(jì)算最佳安全轉(zhuǎn)角程序、模擬和比較車輛行駛路線的程序、比較車輛與路牙線相對(duì)位置程序、安全轉(zhuǎn)角顯示系統(tǒng)、語(yǔ)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

11、線電接收模塊；4.GPS處理器；5.存儲(chǔ)單元；6.語(yǔ)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(hào)：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)角人小實(shí)時(shí)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(yǔ)音提示系統(tǒng)6發(fā)岀警示聲音。0018系統(tǒng)的工作原理如圖2所示。當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí)，駕駛員按卞啟動(dòng)按鈕對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化；無線電接收模塊3接收到衛(wèi)星信號(hào)定位功能啟動(dòng)：GPS處理器4通過接收到的衛(wèi)星信號(hào)可以分析出當(dāng)前的車輛位置以及前方彎道曲率（k）以及

12、寬度（s）；GPS處理器4控制語(yǔ)音提示系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)彎減速提示；GPS處理器4通過道路曲率半徑以及寬度（S）模擬出路牙A線（如圖3）：GPS處理器4通過車輛位置與模擬出的路牙線計(jì)算出最佳轉(zhuǎn)角人小，由LCD顯示器顯示出最佳轉(zhuǎn)角人小（如圖4）【最佳轉(zhuǎn)角人小計(jì)算過程如卜:處理器4通過車輛定位與模擬出的路牙圖模擬出S和12,5分別與Z、W、的出彎道直線部分相切,L2分別與Z、的出彎道直線部分相切:所得到的L、L2的曲率半徑分別為R、R2:通過R,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amax=arctan通過R?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amin=arctan-；WL、W2與路牙線間隔安全跆Q=Jv2+R22-&+£+0.&必GPS處理器4通過方向盤轉(zhuǎn)角傳感器獲取當(dāng)前轉(zhuǎn)角大?。篏PS處理器4通過車輛在轉(zhuǎn)角中的定位及車輛轉(zhuǎn)角0模擬出車輛行駛路線L；GPS處理器4調(diào)用程序?qū)與%、