辅助车辆倒车的控制系统、方法及相关设备技术方案

本发明专利技术提供一种辅助车辆倒车的控制系统、方法及相关设备，包括：车辆信息获取模块，用于获取车辆的当前时刻位姿信息以及车身信息，其中，所述车辆包括驱动车节以及与所述驱动车节连接的从动车节；车辆位姿预估模块，用于根据车辆的倒车距离、所述当前时刻位姿信息以及车身信息计算得到车辆的下一时刻位姿信息，用以辅助驾驶员进行安全准确地倒车控制。本发明专利技术能够辅助驾驶员安全精准地完成倒车。够辅助驾驶员安全精准地完成倒车。够辅助驾驶员安全精准地完成倒车。

【技术实现步骤摘要】
辅助车辆倒车的控制系统、方法及相关设备


[0001]本专利技术涉及计算机
，尤其涉及一种辅助车辆倒车的控制系统、方法及相关设备。

技术介绍

[0002]牵引车辆广泛用于集装箱运输、快递运输、大型货物运输以及拖挂式房车等领域，是公路运输中广泛存在的车辆形式。由于与牵引车连接的挂车通常轴距较长，转弯半径较大，使得驾驶员对周围环境的观察、车辆位姿和行驶区域的估计更加困难，驾驶难度较大。尤其在车辆倒车过程中，挂车的行驶方向与驾驶员控制的方向盘转角不完全正相关，不能像普通车辆能够根据方向盘转角预估得到车辆行驶方向，因此，使得安全准确地控制牵引车与挂车的行驶方向较为困难。
[0003]针对上述问题，现有的牵引车与挂车的倒车控制方法包括：1)通过在牵引车上安装可伸缩的摄像头辅助驾驶员对车辆周围环境进行观察；2)通过在牵引车的前后左右四个方位设置摄像头来采集车辆周围图像，并显示在驾驶舱内，以帮助驾驶员观察周边环境；3)利用设置在牵引车前、左以及右上的摄像头以及挂车后的摄像头所采集的图像合成270度的车辆俯视图，以观察车辆行驶状态；4)在获取牵引车行驶影像的基础上标记车辆行驶的内外轮差，以减少由于视野盲区引发的交通事故等等。由此可知，现有的倒车控制方法均为采集车辆周围的影像来辅助驾驶员控制。然而，在牵引车在带动挂车倒车的过程中，由于方向盘转角与挂车行驶方向不完全呈正相关，使得驾驶员难以预判挂车行驶方向，倒车过程中控制方向难度较大，同时由于带挂车辆，车身较长且牵引车与挂车之间以铰接形式连接，使得在缺少辅助装置的情况下，驾驶员对周围环境观察难度大，而车辆周围人员对车辆行驶区域判断也有一定难度，故在倒车过程中仍存在一定的安全风险。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种辅助车辆倒车的控制系统、方法及相关设备，用以解决上述问题。
[0005]本专利技术提供一种辅助车辆倒车的控制系统，包括：
[0006]车辆信息获取模块，用于获取车辆的当前时刻位姿信息以及车身信息；其中，所述车辆包括驱动车节以及与所述驱动车节连接的从动车节；所述当前时刻位姿信息包括当前时刻驱动车节的位置信息与航向信息以及当前时刻从动车节的航向信息；所述车身信息包括车节信息以及驱动车节与从动车节之间的连接信息；
[0007]车辆位姿预估模块，用于根据车辆的倒车距离、所述当前时刻位姿信息以及车身信息计算得到车辆的下一时刻位姿信息，用以辅助驾驶员进行安全准确地倒车控制；
[0008]其中，所述下一时刻位姿信息包括下一时刻驱动车节的位置信息与航向信息以及下一时刻从动车节的位置信息与航向信息；
[0009]下一时刻驱动车节的位置信息根据当前时刻驱动车节的位置信息、车辆的倒车距离以及当前时刻驱动车节的航向信息计算得到；
[0010]下一时刻驱动车节的航向信息根据当前时刻驱动车节的航向信息、车辆的倒车距离以及所述车节信息计算得到；
[0011]下一时刻从动车节的航向信息根据当前时刻从动车节的航向信息、当前时刻驱动车节的航向信息、下一时刻驱动车节的航向信息、车辆的倒车距离、车节信息以及驱动车节与从动车节之间的连接信息计算得到；
[0012]下一时刻从动车节的位置信息根据下一时刻驱动车节的位置信息、当前时刻驱动车节的航向信息、当前时刻从动车节的航向信息以及车节信息计算得到。
[0013]根据本专利技术提供的一种辅助车辆倒车的控制系统，所述当前时刻驱动车节的位置信息为当前时刻驱动车节中心点位置，所述当前时刻驱动车节中心点位置的坐标包括第一横坐标与第一纵坐标；相应地，所述下一时刻驱动车节的位置信息为下一时刻驱动车节中心点位置，所述下一时刻驱动车节中心点位置的坐标包括第二横坐标与第二纵坐标；所述下一时刻从动车节的位置信息为下一时刻从动车节中心点位置，所述下一时刻从动车节中心点位置的坐标包括第三横坐标与第三纵坐标；
[0014]所述车节信息包括驱动车节的轮胎转动角度、驱动车节轴距以及从动车节轴距，所述连接信息包括驱动车节中心点与交接点之间的交接距离，所述交接点为驱动车节与从动车节的连接点；
[0015]所述当前时刻驱动车节的航向信息包括当前时刻驱动车节的航向角，所述当前时刻从动车节的航向信息包括当前时刻从动车节的航向角；
[0016]所述车辆位姿预估模块包括：
[0017]下一时刻驱动车节的位置计算单元，用于根据当前时刻驱动车节的航向角以及车辆的倒车距离，分别通过余弦函数和正弦函数计算得到车辆的倒车距离的第一行驶分量与第二行驶分量，将第一行驶分量与第一横坐标的和作为第二横坐标，将第二行驶分量与第一纵坐标的和作为第二纵坐标；
[0018]下一时刻驱动车节的航向计算单元，用于获取轮胎转动角度的正切值以及车辆的倒车距离与驱动车节轴距之间的驱动比值，在当前时刻驱动车节的航向角的基础上加上正切值与驱动比值的乘积，获得下一时刻驱动车节的航向角；
[0019]下一时刻从动车节的航向计算单元，用于获取当前时刻从动车节的航向角与当前时刻驱动车节的航向角之间的车节航向角差值、下一时刻驱动车节的航向角与当前时刻驱动车节的航向角之间的驱动航向角差值、交接点的转弯半径以及车辆的倒车距离与驱动车节轴距之间的驱动比值，计算车节航向角差值的正弦值与驱动航向角差值、转弯半径以及驱动比值之间的乘积，将计算得到的乘积与当前时刻从动车节的航向角之间的和作为下一时刻从动车节的航向角；其中，所述转弯半径根据所述轮胎转动角度、驱动车节轴距以及交接距离计算得到；
[0020]下一时刻从动车节的位置计算单元，用于根据下一时刻驱动车节的航向角以及下一时刻从动车节的航向角，通过余弦函数与正弦函数分别计算得到交接距离的第一交接分量和第二交接分量、从动车节轴距的第一从动分量和第二从动分量；在第二横坐标的基础上加上第一交接分量与第一从动分量之间的差值，从而获得第三横坐标；在第二纵坐标的基础上减去第二交接分量与第二从动分量之间的和，从而获得第三纵坐标。
[0021]根据本专利技术提供的一种辅助车辆倒车的控制系统，所述控制系统还包括第一显示
模块以及第二显示模块，所述车辆位姿预估模块包括行驶轨迹获取单元；
[0022]所述行驶轨迹获取单元在设定车辆的倒车距离的基础上，通过对下一时刻位姿信息的迭代积分计算获得车辆的行驶轨迹；
[0023]所述第一显示模块设置在所述驱动车节内部，用于向驾驶员显示所述行驶轨迹；
[0024]所述第二显示模块布置在所述驱动车节和/或从动车节上，用于将所述行驶轨迹投射在所述车辆周围，以实现对车辆周围人员的提示。
[0025]根据本专利技术提供的一种辅助车辆倒车的控制系统，所述控制系统还包括图像获取单元、第一环境感知单元以及第二环境感知单元；
[0026]所述图像获取单元设置在驱动车节的四周，用于采集车辆周围的图像信息，所述图像信息包括车辆的俯视图像以及车辆两侧的图像；
[0027]所述第一环境感知单元设置在驱动车节的四周，用于采集车辆周围的物体信息；
[0028]所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辅助车辆倒车的控制系统，其特征在于，包括：车辆信息获取模块，用于获取车辆的当前时刻位姿信息以及车身信息；其中，所述车辆包括驱动车节以及与所述驱动车节连接的从动车节；所述当前时刻位姿信息包括当前时刻驱动车节的位置信息与航向信息以及当前时刻从动车节的航向信息；所述车身信息包括车节信息以及驱动车节与从动车节之间的连接信息；车辆位姿预估模块，用于根据车辆的倒车距离、所述当前时刻位姿信息以及车身信息计算得到车辆的下一时刻位姿信息，用以辅助驾驶员进行安全准确地倒车控制；其中，所述下一时刻位姿信息包括下一时刻驱动车节的位置信息与航向信息以及下一时刻从动车节的位置信息与航向信息；下一时刻驱动车节的位置信息根据当前时刻驱动车节的位置信息、车辆的倒车距离以及当前时刻驱动车节的航向信息计算得到；下一时刻驱动车节的航向信息根据当前时刻驱动车节的航向信息、车辆的倒车距离以及所述车节信息计算得到；下一时刻从动车节的航向信息根据当前时刻从动车节的航向信息、当前时刻驱动车节的航向信息、下一时刻驱动车节的航向信息、车辆的倒车距离、车节信息以及驱动车节与从动车节之间的连接信息计算得到；下一时刻从动车节的位置信息根据下一时刻驱动车节的位置信息、当前时刻驱动车节的航向信息、当前时刻从动车节的航向信息以及车节信息计算得到。2.根据权利要求1所述的辅助车辆倒车的控制系统，其特征在于，所述当前时刻驱动车节的位置信息为当前时刻驱动车节中心点位置，所述当前时刻驱动车节中心点位置的坐标包括第一横坐标与第一纵坐标；相应地，所述下一时刻驱动车节的位置信息为下一时刻驱动车节中心点位置，所述下一时刻驱动车节中心点位置的坐标包括第二横坐标与第二纵坐标；所述下一时刻从动车节的位置信息为下一时刻从动车节中心点位置，所述下一时刻从动车节中心点位置的坐标包括第三横坐标与第三纵坐标；所述车节信息包括驱动车节的轮胎转动角度、驱动车节轴距以及从动车节轴距，所述连接信息包括驱动车节中心点与交接点之间的交接距离，所述交接点为驱动车节与从动车节的连接点；所述当前时刻驱动车节的航向信息包括当前时刻驱动车节的航向角，所述当前时刻从动车节的航向信息包括当前时刻从动车节的航向角；所述车辆位姿预估模块包括：下一时刻驱动车节的位置计算单元，用于根据当前时刻驱动车节的航向角以及车辆的倒车距离，分别通过余弦函数和正弦函数计算得到车辆的倒车距离的第一行驶分量与第二行驶分量，将第一行驶分量与第一横坐标的和作为第二横坐标，将第二行驶分量与第一纵坐标的和作为第二纵坐标；下一时刻驱动车节的航向计算单元，用于获取轮胎转动角度的正切值以及车辆的倒车距离与驱动车节轴距之间的驱动比值，在当前时刻驱动车节的航向角的基础上加上正切值与驱动比值的乘积，获得下一时刻驱动车节的航向角；下一时刻从动车节的航向计算单元，用于获取当前时刻从动车节的航向角与当前时刻驱动车节的航向角之间的车节航向角差值、下一时刻驱动车节的航向角与当前时刻驱动车
节的航向角之间的驱动航向角差值、交接点的转弯半径以及车辆的倒车距离与驱动车节轴距之间的驱动比值，计算车节航向角差值的正弦值与驱动航向角差值、转弯半径以及驱动比值之间的乘积，将计算得到的乘积与当前时刻从动车节的航向角之间的和作为下一时刻从动车节的航向角；其中，所述转弯半径根据所述轮胎转动角度、驱动车节轴距以及交接距离计算得到；下一时刻从动车节的位置计算单元，用于根据下一时刻驱动车节的航向角以及下一时刻从动车节的航向角，通过余弦函数与正弦函数分别计算得到交接距离的第一交接分量和第二交接分量、从动车节轴距的第一从动分量和第二从动分量；在第二横坐标的基础上加上第一交接分量与第一从动分量之间的差值，从而获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶一凡，
申请(专利权)人：嬴彻星创智能科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：