[发明专利]一种轨迹连续变化的可视泊车辅助系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子领域，尤其涉及一种轨迹连续变化的可视泊车辅助系统及其控制方法。

背景技术

汽车倒车时，由于车身的遮挡，驾驶员无法看到车辆后方的情况，造成较大的安全隐患。为了解决这个问题，目前主要有几类解决方案：

（1）在车后部保险杠处安装超声波传感器，利用超声波反射的特性检测车后的障碍物，并采用蜂鸣器报警、数码管显示等方式向驾驶员提示检测结果。这种方案受外部环境及障碍物的特性影响较大，对某些特殊的障碍物无法识别，仍然存在碰撞的风险；

（2）在车后安装摄像头，将车后图像直接显示在驾驶员处的显示装置上。这种方案虽然直观，但是对于车辆倒车轨迹的预测需要靠驾驶员的长期经验积累，使用上仍然存在不便之处；

（3）在摄像头和显示装置之间增加一个控制器，用于接收方向盘转角信息，根据方向盘转角信息调用数据库中的预测车辆轨迹，并将预测轨迹线与摄像头拍摄图像叠加后输出到显示装置。这个方案可以解决前述方案（1）、（2）的不足，但是需增加一个控制器，由此增加了较多的硬件成本和线束成本。另外，现有方案中多采用调用数据库的形式获得预测轨迹线，该数据库是存放了一些特定方向盘转角值对应的预测轨迹线的数组，其能精确对应的方向盘转角值是有限的离散值，对于其他方向盘转角值，只能先获得其在数据库中的近似值再调用预测轨迹线，这就会导致预测轨迹线出现误差，影响系统的精度。

发明内容

本发明为克服上述的不足之处，目的在于提供一种轨迹连续变化的可视泊车辅助系统，系统通过方向盘转角传感器监测角度变化，利用CAN总线实现车身信号的获取，将车身信号参数运用到车辆轨迹运行算法模型中实现车辆行驶轨迹的预测，并通过显示模块显示出来。

本发明的另一目的在于提供一种轨迹连续变化的可视泊车辅助控制方法，控制方法通过将方向盘转角值转换成前轮转角值，计算车辆预测轨迹线路，预测轨迹线路跟随方向盘转角值的改变而实时改变，计算过程中通过浮点算法以及线性拟合的方法对畸变的镜头进行补偿，从而提高预测轨迹线的精确度，保证线路的正确性与实时性。

本发明是通过以下技术方案达到上述目的：一种轨迹连续变化的可视泊车辅助系统，包括：后视摄像头、方向盘转角传感器、处理及显示装置；处理及显示装置包括：CAN总线信息收发模块、中央处理器、视频处理模块、存储模块、液晶显示器；方向盘转角传感器与方向盘连接，并与处理及显示装置的CAN总线信息收发模块通过CAN总线连接；中央处理器分别与CAN总线信息收发模块、存储模块、视频处理模块连接；视频处理模块分别与后视摄像头、液晶显示器连接。

作为优选，所述的后视摄像头将视频信号通过线束发送至视频处理模块。

一种轨迹连续变化的可视泊车辅助系统的控制方法，包括以下步骤：

1）将汽车车身参数信息、后视摄像头参数信息以及预测轨迹运算算法初始设入并在存储模块保存；

 2）以一定高度、俯仰角度、旋转角度安装在车辆尾部的后视摄像头进行车后图像的实时拍摄，通过线束发送至视频处理模块；

3）方向盘转角传感器与方向盘连接，实时监测方向盘转角值                                                ；

 4）方向盘转角传感器通过CAN总线将方向盘转角值发送至CAN总线信息收发模块或通过模拟控制线将方向盘转角信号直接连接到中央处理器；

5）CAN总线信息收发模块将方向盘转角值上传至中央处理器，中央处理器从存储模块调用汽车车身参数信息、后视摄像头参数信息以及预测轨迹运算算法，预测轨迹运算算法通过方向盘转角值、车身参数信息以及后视摄像头参数信息计算出地面预测轨迹路线：

   （51）根据方向盘转角值与车辆前轮转角值的对应关系，将方向盘转角值转换成车辆前轮转角值：

转换公式如下：                  （1）

其中，K为方向盘转角值与车辆前轮转角值的比值； 

   （52）根据车辆低速运动学模型，结合车辆前轮转角值、车身参数信息，计算出在当前车辆前轮转角值下的车辆尾部端点的地面运动轨迹曲线，并由此推测出车辆整体的地面运动轨迹曲线：

       （2）

其中，表示车辆尾部端点的运动轨迹在地面上的投影，为计算轨迹点距离车辆尾部的距离；

   （53）根据公式（2）的计算结果，通过坐标系平移-旋转变换理论计算地面运动轨迹曲线在理想无畸变的摄像头成像平面上的投影映像：