一种汽车转弯路径预瞄与预警系统及其方法技术方案

一种汽车转弯路径预瞄与预警系统及其方法，包括：嵌入式系统，方向盘转角传感器，定位模块，触摸显示屏，电源及储存单元(分别与嵌入式系统相连)。其中，嵌入式系统：作为主机，其内部存储离线地图；在触摸显示屏上依据用户现在的方向盘转角，位置和速度数据显示转弯轨迹；并依据自车位置，方向盘转角，速度，判断安全性。若判断现有路径行驶有危险时进行预警。方向盘转角传感器为嵌入式系统提供转角信号。定位模块：提供位置参数和速度参数。触摸显示屏：显示地图，预警信息。降低了汽车在转弯时交通事故的概率，避免驾驶员估计误差，能预瞄出汽车转弯的路径，还能同时与预设的转弯路径进行比较，实时对驾驶员发出警示。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车行驶控制领域，特别涉及一种汽车转弯路径预瞄与预警系统及其方法。
技术介绍
在汽车驾驶过程中常常会遇到各种弯道，不同弯道需要对汽车速度和方向盘转角进行不同控制。而在汽车转弯中发生的交通事故，往往都是对汽车速度和方向盘转角控制不当造成。所以在汽车转弯时驾驶员做到平稳和及时的转弯，给出合适的驾驶指令就必须让驾驶员对汽车速度、转弯角度和行车轨迹有一个正确的估计。但是驾驶员有时因为驾驶疲劳或者障碍物的遮挡，使驾驶员在给出控制方向盘的指令上发生了偏差，可能过多也可能过少，使得汽车不能按照弯道路径行驶，失去了跟随道路轨迹的能力。福特开发的弯道控制系统(Curve Control)。该系统主要用来辅助车辆修正进出弯道时的动态，避免因车速过快导致弯道上的事故发生。与本专利技术最相似的现有技术实现方案：福特开发的弯道控制系统能在察觉车速过快至可能发生危险时早一步降低动力并刹车，避免事故发生。该系统借方向盘转角与车辆实际动态比对计算数据，若发现车辆转向达不到预期数值，系统便自动介入辅助，借助传统的循迹控制对各轮分别施以不同力度的刹车，以保证车子能够顺利过弯。但该系统无法进行驾驶员弯道驾驶的预瞄以及预警作用，更不能实时动态显示驾驶员指令与道路轨迹的关系，因此驾驶员不能及时的进行其指令的更正，而仅能利用黑箱的方式保障汽车弯道的稳定性。现有的技术利用黑箱的方式保证了汽车在弯道上的稳定性，有效的提升了汽车弯道上的行车安全。但现有技术是通过制动干预的形式来实现的。它并没有让驾驶员清楚的了解到其输入指令的过多或者过小，更不能利用图像动态显示的方式让驾驶员了解汽车在其指令下的行为。因而不可避免的不能让驾驶员事前了解其驾驶行为，因此其无法主动和安心的掌握汽车的状态。这些对驾驶员的心理影响是非常大的。
技术实现思路
为解决上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种汽车转弯路径预瞄与预警系统及其方法。能通过汽车当前的方向盘转角和车速两个参数来预瞄汽车未来一定时间(如10秒)内的行驶路径(该路径即为驾驶员的操作指令决定的汽车轨迹)，并与导航系统给定的或者其它预设的转弯路径实时比较，利用图形的形式动态显示汽车当前路径与道路路径的差别。该差别说明了驾驶员操作指令的过多或者不足，最终通过决策算法决定是否在图形上给出预警信息，提示驾驶员进行操作指令的修正。另外，还可以与进一步的汽车主动安全性系统相结合，进行主动的干预，提升行车安全。为达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一种汽车转弯路径预瞄与预警系统，包括：嵌入式系统，方向盘转角传感器(通过ADC模块与嵌入式系统连接)，定位模块，触摸显示屏，电源及储存单元(分别与嵌入式系统相连)。其中，嵌入式系统：作为主机，其内部存储离线地图；采集和处理方向盘转角传感器数据以及定位数据；依据用户现在的方向盘转角，位置和速度数据计算驾驶员期望的转弯轨迹；并依据当前自车的状态(定位信息，方向盘转角，速度等)，与实际路径(来源于地图信息数据)进行比较，判断当前转弯行驶的安全性。若判断现有路径行驶有危险时进行预警。定位模块：利用卫星定位信息(如GPS等)提供车辆位置参数和速度参数。触摸显示屏：显示地图，预警信息。方向盘转角传感器：为嵌入式系统提供转角信号。进一步的，所述定位模块通过定位系统(如GPS等)获取车辆当前的位置等信息，并与嵌入式平板进行通信。进一步的，所述触摸显示屏可以显示当前车辆的行驶及转弯过程的信息，还显示车辆的转弯信息(如左转或右转)、环境天气信息及其他参数。进一步的，所述嵌入式系统依据定位模块和方向盘转角传感器的信息来进行驾驶员转向目标的计算和分析，得到驾驶员期望的转弯轨迹，并通过显示模块进行实时的显示。进一步的，所述的嵌入式系统带有相关的地图信息，通过定位模块传递的数据后进行解析，在显示模块上进行当前路径的显示。进一步的，所述转弯预警具体为：若自车的期望转弯轨迹与当前行驶路径的偏差达到一定的距离，警示区域就会显示警示信息(如“请沿着转弯路径行驶”)字样。当自车在转弯时的速度超过安全车速，会显示警示信息(如“请减速”，并不停闪烁直至车速低于安全车速)。一种汽车转弯路径预瞄与预警方法，显示屏通过在嵌入式系统中的地图信息并结合定位模块的定位参数绘制当前车辆所在位置(在地图上自动绘制当前路径)。同时根据采集的速度信号与转角信号计算汽车当前时刻的转弯半径，用此转弯半径以虚线绘制未来一定时间(如10秒)内的预瞄行驶路径，并将汽车在转弯路径上不同时间间隔(如5秒、8秒和10秒)下行驶的位置进行特别标注，以便驾驶员清晰的了解汽车当前时刻是否需要修正当前方向盘的转角。进一步的，汽车偏离实际路径一定距离(如1米)，则进行预警。进一步的，该系统利用图像来进行未来一段时间转弯路径以及实际路径的显示，并通过显示以及声音等进行预警和提示。进一步的，该系统可以与现有的汽车导航系统相结合，即采用现有导航系统的一些硬件(如显示部分，地图信息等)来拓展得到。或者利用现有的导航系统添加或修改一定的算法得到。进一步的，该系统也可以为后续的汽车主动安全性装置等相结合，提升汽车转向时的操纵稳定性。相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术方法能通过汽车当前的方向盘转角和车速两个参数来预瞄汽车未来一定时间(如10秒)内的行驶路径(该路径即为驾驶员的操作指令决定的汽车轨迹)，并与导航系统给定的或者其它预设的转弯路径实时比较，利用图形的形式动态显示汽车当前路径与道路路径的差别。该差别说明了驾驶员操作指令的过多或者不足，最终通过决策算法决定是否在图形上给出预警信息，提示驾驶员进行操作指令的修正。另外，还可以与进一步的汽车主动安全性系统相结合，进行主动的干预，提升行车安全。为了降低汽车在转弯过程发生交通事故的概率同时为了减轻驾驶员疲劳或是障碍物的遮挡等原因带来的估计误差，不仅能预瞄出汽车转弯的路径，而且能同时与预设的转弯路径进行比较，实时对驾驶员发出警示。附图说明图1为本专利技术的原理流程框图。图2为本专利技术的系统硬件结构图。图3为本专利技术的转弯界面显示情景图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术技术方案做进一步详细描述：如图1所示，一种汽车转弯路径预瞄与预警系统，包括：嵌入式系统，方向盘转角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车转弯路径预瞄与预警系统，其特征在于，包括：嵌入式系统，方向盘转角传感器，定位模块，触摸显示屏，电源及储存单元分别与嵌入式系统相连，其中，嵌入式系统：作为主机，采集和处理方向盘转角传感器数据以及定位数据；依据用户现在的方向盘转角，位置和速度数据计算驾驶员期望的转弯轨迹；其内部存储离线地图；在触摸显示屏上依据用户现在的方向盘转角，位置和速度数据显示转弯轨迹；并依据自车位置，方向盘转角，速度，判断安全性，若判断现有路径行驶有危险时进行预警；定位模块:利用卫星定位信息，提供位置参数和速度参数；触摸显示屏：显示地图，预警信息；方向盘转角传感器为嵌入式系统提供转角信号。

【技术特征摘要】
1.一种汽车转弯路径预瞄与预警系统，其特征在于，包括：嵌
入式系统，方向盘转角传感器，定位模块，触摸显示屏，电源及储存
单元分别与嵌入式系统相连，其中，
嵌入式系统：作为主机，采集和处理方向盘转角传感器数据以及
定位数据；依据用户现在的方向盘转角，位置和速度数据计算驾驶员
期望的转弯轨迹；其内部存储离线地图；在触摸显示屏上依据用户现
在的方向盘转角，位置和速度数据显示转弯轨迹；并依据自车位置，
方向盘转角，速度，判断安全性，若判断现有路径行驶有危险时进行
预警；
定位模块:利用卫星定位信息，提供位置参数和速度参数；
触摸显示屏：显示地图，预警信息；
方向盘转角传感器为嵌入式系统提供转角信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定位模块通
过定位系统获取车辆当前的位置信息，并与嵌入式平板进行通信。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述触摸显示屏
显示当前车辆的行驶及转弯过程的信息，车辆的转弯信息、环境天气
信息及其他参数。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述嵌入式系统
依据定位模块和方向盘转角传感器的信息来进行驾驶员转向目标的
计算和分析，得到驾驶员期望的转弯轨迹，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐延海，吕欣，张众华，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：四川;51