CN106828390A - 一种基于宽度探测的汽车避撞路线校正方法 - Google Patents

Abstract

一种基于宽度探测的汽车避撞路线校正方法，包括初始化，对汽车的车头中心位置的两侧相距L的位置分别设置的所述第一、第二距离探测器的探测方向的角度进行校准，对可调整角度范围进行预先标定，其中第一距离探测器包括第一、第二子距离探测器，第二距离探测器包括第三、第四子距离探测器，第一、第二、第三、第四子距离探测器探测到前方行驶空间的边缘参数，计算行驶空间的宽度，发出警报，根据连续时间段α和β的角度值的变化程度，调整车头的位置，根据探测的宽度值和角度值的变化程度调整汽车行驶方向，通过行驶空间的步骤，该方法实现提前预判行车空间宽度，防止碰撞，并且有效的提高驾驶员的驾驶技能，减少发生事故的几率。

Description

一种基于宽度探测的汽车避撞路线校正方法

技术领域

本发明涉及汽车安全领域，具体涉及一种基于宽度探测的汽车避撞路线校正方法。

背景技术

在汽车的行驶过程中，经常会发生汽车与前后方车辆，或着是与周边环境设施发生的碰撞事故。事故不但会造成车辆和碰撞物的损坏，对经济造成损失，有时也会对驾驶员及乘客造成伤害，因此有效的避免事故的意义重大。

目前，对于事故的预警通常采用雷达探测，倒车影像等方式来实现，通过探测或显示周边的障碍物来发出警报，提醒驾驶员。然而，这种方式大多需要在一定的条件下才可以实施，例如雷达要在一定的探测范围内才开始报警，倒车影像只能显示一部分车后部的后面等。对于很多新驾驶员和驾驶经验不足的驾驶员而言，通常需要提前预警，从而提早的避免出现事故的几率。在一些形式道路比较窄，或者是比较窄的汽车通过空间(例如车库、通道口等)，如果能即早的得到通过空间的宽度，则可以根据驾驶车辆的宽度以及安全的通过距离来提醒驾驶员，从而提前判断是否能够通过，采取相应的驾驶方式。然而，目前并没有这种能够提前探测车辆行驶空间上的宽度来预判车辆是否能通过的装置和方法，并且没有结合车辆能够通过时校正路线以符合通过条件的装置和方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够实现提前预判行车空间宽度，并且实时调整行车路线，从而高效通过行驶空间的防止碰撞的基于宽度探测的汽车避撞路线校正方法。

本发明提供了一种基于宽度探测的汽车避撞路线校正方法，依次包括以下步骤：

(1)初始化，对汽车的车头中心位置的两侧相距L的位置分别设置的所述第一、第二距离探测器的探测方向的角度进行校准，对可调整角度范围进行预先标定，其中第一距离探测器包括第一、第二子距离探测器，第二距离探测器包括第三、第四子距离探测器，即对第一、第二、第三、第四子距离探测器探测方向与车头正前方的方向之间的夹角α、β、γ和θ进行预先标定；

(2)第一、第二、第三、第四子距离探测器以周期T发射探测信号，实时调整夹角α、β、γ和θ，在前方探测范围内进行扫描，当第一和第二、以及第三和第四子距离探测器探测到前方行驶空间的边缘时，记录此时α、β、γ和θ的角度值，以及第一、二子距离探测器此时的探测距离值L1和L2，第三、四子距离探测器此时的探测距离值L3和L4，并且减小周期T；

(2)计算行驶空间的第一探测宽度M1＝L1·sinα+L2·sinβ，第二探测宽度M2＝L3·sinγ+L4·sinθ，以及第三探测宽度如果M1、M2、M3同时满足一定的容许误差范围，则将M1、M2、M3作为此时的行驶空间宽度，如果此时的行驶空间宽度大于第一阈值，则发出第一警报；

(4)汽车继续行驶距离S,调整夹角α、β、γ和θ，使得第一、第二、第三、第四子距离探测器依然探测到前方行驶空间的边缘，记录此时α和β的角度值，以及γ和θ的角度值，以及第一、第二、第三、第四子距离探测器此时的探测距离值L5、L6、L7、L8；

(5)计算行驶空间的第四探测宽度M4＝L5·sinα+L6·sinβ，第五探测宽度M5＝L7·sinγ+L8·sinθ，以及第六探测宽度比较M4、M5、M6的值是否同时满足一定的容许误差范围，则将M4、M5、M6作为此时的行驶空间宽度，且此时的行驶空间宽度大于第一阈值时，发出警报并播报M4、M5和M6的平均值作为探测的宽度值；

(6)比较步骤(2)和步骤(4)中不同时间的α和θ的角度值，根据此时间段α和θ的角度值的变化程度，调整车头的位置；

(7)重复步骤(2)-(6)，根据探测的宽度值和角度值的变化程度调整汽车行驶方向，通过行驶空间。

进一步地，步骤(6)中调整车头的位置具体是将车头向变化程度低得一侧靠近。

进一步地，第一阈值为预先设定的。

进一步地，所述行驶空间为门洞。

进一步地，第一、第二距离探测器为超声波距离探测器或激光距离探测器。

进一步地，警报为震动和/或语音的形式。

本发明的基于宽度探测的汽车避撞路线校正方法，可以实现提前预判行车空间宽度，防止碰撞，并且有效的提高驾驶员的驾驶技能，减少发生事故的几率。

附图说明

图1基于宽度探测的汽车避撞路线校正方法原理示意图

图2宽度探测原理示意图

图3为汽车路线示意图一

图4为汽车路线示意图二

具体实施方式

下面详细说明本发明的具体实施，有必要在此指出的是，以下实施只是用于本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。

本发明提供了一种基于宽度探测的汽车避撞路线校正方法，主要针对车辆在通过行驶空间时，由于空间狭窄使得车辆无法通过或很难通过时，提前探测通过空间的宽度来提醒驾驶员，从而选择合理的驾驶方式。如图1、2所示，汽车1在通过前方的门洞时，如果汽车的宽度大于门洞的宽度，那么汽车就无法通过，对于驾驶经验缺乏的新手而言，很有可能无法判断出汽车能否通过，导致继续行驶后发生碰撞，当然对于汽车宽度小于门洞宽度时，也有可能没有提前做好准备，加之驾驶经验和技巧的缺乏，导致发生碰撞，门洞也只是一种判断的对象，对于行驶空间为两辆车之间的空间，或其他类似情况构成的空间都适用。

如图1和2所示，汽车的车头中心位置的两侧相距L的位置分别设置有第一、第二距离探测器2，其中第一距离探测器包括第一、第二子距离探测器，第二距离探测器包括第三、第四子距离探测器，第一、第二、第三、第四子距离探测器探测方向的角度都可以调整，并且调整角度进行了预先标定，即第一、第二、第三、第四子距离探测器探测方向与车头正前方的方向之间的夹角α、β、γ和θ是经过预先标定的，具体的数值是已知的。

距离探测器的工作的工程中，由于经常处于室外，发生障碍的几率很高，因此多个子距离探测器的设置方式，可以避免单个子距离探测器出现问题后无法探测的问题，从而有效的降低了碰撞几率，并且结合多个子距离传感器的数据，并进行交互，可以得到更加丰富的数据，从而提供了更加丰富的实现方式。

在探测过程中，第一、第二子距离探测器为一组，第三、第四距离探测器为一组分别进行前方行驶空间的边缘探测，首先第一、第二、第三、第四子距离探测器以周期T发射探测信号，并且实时调整夹角α、β、γ和θ，在前方探测范围内进行扫描，当第一和第二、以及第三和第四子距离探测器探测到前方行驶空间的边缘时，记录此时α、β、γ和θ的角度值，以及第一、二子距离探测器此时的探测距离值L1和L2，第三、四子距离探测器此时的探测距离值L3和L4，并且减小周期T，提高探测频率，那么利用第一、二子距离探测器此时的探测距离值L1和L2和对应的α和β的角度值，以及利用第三、四子距离探测器此时的探测距离值L3和L4和对应的γ和θ的角度值，结合第一、第二距离探测器的位置关系，就可以得到前方行驶空间的宽度：第一探测宽度M1＝L1·sinα+L2·sinβ，第二探测宽度M2＝L3·sinγ+L4·sinθ，理论上M1和M2应当是相同的，但是由于外界干扰和探测精度的影响，M1和M2可能不同，只要是M1和M2满足一定的容许误差范围即可，通过这样的判断来确定行驶空间的宽度的有效性。此外，为了减小距离探测器故障造成的影响，并且更加可靠的验证测量宽度的有效性，可以利用第一、四子距离探测器此时的探测距离值L1和L4和对应的γ和θ的角度值，通过第一、四子距离探测器的位置关系来确定出第三探测宽度这样可以通过判断M1、M2、M3同时满足一定的容许误差范围来确定行驶空间的宽度，如果有其中至少一个不满足时可以重新探测或对距离探测器进行检修后重新探测。这样通过将行驶空间的宽度和汽车的宽度进行比较，就可以知道汽车在不发生碰撞的情况下能否顺利的通过，而宽度仅仅大于汽车宽度是不够的，还需要宽度在一个安全的值以上，因此将此安全的值可以设置为第一阈值，通过比较空间的宽度和第一阈值，就可以判断出是否可以顺利通过，从而提醒驾驶人员。因为不同的驾驶员的驾驶经验和技巧不同，因此第一阈值的大小可以预先设定，不同的驾驶员可以根据驾驶情况自行设定，例如直接输入行车电脑，作为判断的依据。

车是以一定速度前进的，那么如果要继续探测到两个边缘则需要改变第一、第二、第三、第四子距离探测器探测方向与车头正前方的方向之间的夹角α、β、γ和θ，并且考虑单纯的一次报警可能是误报警，因此汽车继续行驶距离S,调整探测的夹角α、β、γ和θ，使得第一和第二、第三和第四子距离探测器依然探测到前方行驶空间的边缘，分别记录此时α和β的角度值，以及γ和θ的角度值，以及第一、第二、第三、第四子距离探测器此时的探测距离值L5、L6、L7、L8,此时，可以计算行驶空间的第四探测宽度M4＝L5·sinα+L6·sinβ，第五探测宽度M5＝L7·sinγ+L8·sinθ，以及利用第一、四子距离探测器此时的探测距离值L5和L8和对应的γ和θ的角度值，和第一、四子距离探测器的位置关系来确定出第六探测宽度比较M4、M5、M6的值是否满足一定的容许误差范围内，且M4、M5、M6大于第一阈值时，发出警报并播报M4、M5和M6的平均值作为探测的宽度值，那么不断的重复上述步骤，则可以实时的警示驾驶员，直到顺利通过行驶空间。

此外，在汽车行驶通过行驶空间的过程中，即使提前对驾驶员进行了预警，但是由于驾驶员的驾驶经验和技巧的不足，也无法很好的控制车辆通过，那么对车辆的方向进行校正，从而使得驾驶员能够顺利通过行驶空间也是一个重要的解决问题。如3和图4所示，如果行驶空间的宽度满足车辆可以通过的条件，那么最优的路线就是图3所示，即车辆的车头中心正对行驶空间的中心，从而使得车辆从行驶空间通过，图中A点为前一时间车头中心的位置，B点为后一时间车头中心的位置，那么如否汽车正好从中心位置通过，则第一、第四子距离探测器的探测方向与车头正前方的方向之间的夹角α和θ是不变的。图4为实际路线的一种情况，在实际的汽车行驶过程中，很难理想化的按照最优路线行驶，大多数情况都是类似于图4的行驶路线进行行驶，那么这种行驶路线很可能造成碰撞。因此，对于行驶路线进行有效的校正就尤为重要。如果按照图4的形式路线，图中A点为前一时间车头中心的位置，B点为后一时间车头中心的位置，那么在前进的过程中，保证要继续探测到两个边缘时，第一、第四子距离探测器探测方向与车头正前方的方向之间的夹角α和θ发生变化，但是变化程度却不相同，当从A点到B点的过程中，夹角α的变化程度大于夹角θ的变化程度，因此可以通过比较夹角的变化程度来调整车头的位置，具体可以通过在连续的时间段，通过判断夹角α和θ的变化程度来调整车头的位置，例如向变化程度低得一侧靠近。

需要说明的是，在计算的过程中可能出现不符合本发明的极端情况，但是对于本领域技术人员而言对于不满足计算条件的极端情况应该剔除。

尽管为了说明的目的，已描述了本发明的示例性实施方式，但是本领域的技术人员将理解，不脱离所附权利要求中公开的发明的范围和精神的情况下，可以在形式和细节上进行各种修改、添加和替换等的改变，而所有这些改变都应属于本发明所附权利要求的保护范围，并且本发明要求保护的产品各个部门和方法中的各个步骤，可以以任意组合的形式组合在一起。因此，对本发明中所公开的实施方式的描述并非为了限制本发明的范围，而是用于描述本发明。相应地，本发明的范围不受以上实施方式的限制，而是由权利要求或其等同物进行限定。

Claims (6)

1.一种基于宽度探测的汽车避撞路线校正方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

(1)初始化，对汽车的车头中心位置的两侧相距L的位置分别设置的所述第一、第二距离探测器的探测方向的角度进行校准，对可调整角度范围进行预先标定，其中第一距离探测器包括第一、第二子距离探测器，第二距离探测器包括第三、第四子距离探测器，即对第一、第二、第三、第四子距离探测器探测方向与车头正前方的方向之间的夹角α、β、γ和θ进行预先标定；

(2)第一、第二、第三、第四子距离探测器以周期T发射探测信号，实时调整夹角α、β、γ和θ，在前方探测范围内进行扫描，当第一和第二、以及第三和第四子距离探测器探测到前方行驶空间的边缘时，记录此时α、β、γ和θ的角度值，以及第一、二子距离探测器此时的探测距离值L1和L2，第三、四子距离探测器此时的探测距离值L3和L4，并且减小周期T；

(2)计算行驶空间的第一探测宽度M1＝L1·sinα+L2·sinβ，第二探测宽度M2＝L3·sinγ+L4·sinθ，以及第三探测宽度如果M1、M2、M3同时满足一定的容许误差范围，则将M1、M2、M3作为此时的行驶空间宽度，如果此时的行驶空间宽度大于第一阈值，则发出第一警报；

(4)汽车继续行驶距离S,调整夹角α、β、γ和θ，使得第一、第二、第三、第四子距离探测器依然探测到前方行驶空间的边缘，记录此时α和β的角度值，以及γ和θ的角度值，以及第一、第二、第三、第四子距离探测器此时的探测距离值L5、L6、L7、L8；

(5)计算行驶空间的第四探测宽度M4＝L5·sinα+L6·sinβ，第五探测宽度M5＝L7·sinγ+L8·sinθ，以及第六探测宽度比较M4、M5、M6的值是否同时满足一定的容许误差范围，则将M4、M5、M6作为此时的行驶空间宽度，且此时的行驶空间宽度大于第一阈值时，发出警报并播报M4、M5和M6的平均值作为探测的宽度值；

(6)比较步骤(2)和步骤(4)中不同时间的α和θ的角度值，根据此时间段α和θ的角度值的变化程度，调整车头的位置；

(7)重复步骤(2)-(6)，根据探测的宽度值和角度值的变化程度调整汽车行驶方向，通过行驶空间。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(6)中调整车头的位置具体是将车头向变化程度低得一侧靠近。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：第一阈值为预先设定的。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述行驶空间为门洞。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：第一、第二距离探测器为超声波距离探测器或激光距离探测器。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：警报为震动和/或语音的形式。