一种扩展车辆外后视镜视角的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种扩展车辆外后视镜视角的装置，包括辅助后视镜，置于车辆外后视镜上方；传感器组，用于采集车辆的运动信号；控制器，通过一传动执行机构控制所述辅助后视镜的旋转，所述控制器接收传感器组采集的数据，并根据采集的数据判断车辆行驶状态，生成控制指令控制所述传动执行机构旋转，从而带动辅助后视镜的旋转，以减小车辆视角盲区。本发明专利技术还提供一种扩展车辆外后视镜视角的方法。该装置和方法能根据车辆的行驶状态自适应调整辅助后视镜的角度，扩大驾驶员视野，减小盲区。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机动车用光学观察装置，具体涉及一种扩展车辆外后视镜视角的方法及装置。
技术介绍
车辆后视镜在车辆行驶中为驾驶员提供后方、侧后方的车辆状态，包括车内后视镜，及两边的车外后视镜。通常，车内后视镜观测车后的状态，两边的车外后视镜用于观测两侧的状态，同时也用于倒车入库、侧方停车等。在行驶过程中，若需要变道，则需提前观测后方车辆与侧方车辆状态，但其车身旁近乎并行的车辆则是后视镜、侧后视镜看不到（如图3），这个看不到的区域被称为盲区，盲区极易导致交通事故的发生。此外，车辆在无信号灯导引拐弯时，驾驶员看不到相交道路上车辆情况，特别是同向行驶的车辆（如图6），也极易导致事故。为了减小盲区，有些车辆将传统的后视镜改为双曲率后视镜或增加广角的微型后视镜，以便看到车身侧面更宽的位置，减小后视镜视角死区，让驾驶员有更宽的视角。虽然微型后视镜能看见盲区里没有东西，但因其太小，会造成成像的景物小且图像失真严重；当调整后视镜主镜面角度时，微型后视镜会跟着一起调整，导致其功能下降。采用双曲率后视镜虽然增大了视角，但效果不好，盲区也很大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种扩展车辆外后视镜视角的方法及装置，该装置和方法能根据车辆的行驶状态自适应调整辅助后视镜的角度，扩大驾驶员视野，减小盲区。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种扩展车辆外后视镜视角的装置，包括：辅助后视镜，置于车辆外后视镜上方；传感器组，用于采集车辆的运动信号；控制器，通过一传动执行机构控制所述辅助后视镜的旋转，所述控制器接收传感器组采集的数据，并根据采集的数据判断车辆行驶状态，生成控制指令控制所述传动执行机构旋转，从而带动辅助后视镜的旋转，以减小车辆视角盲区。更进一步的方案是，所述传感器组包括角速度传感器、三维加速度传感器，用于采集车辆的角速度信号、三维加速度信号。更进一步的方案是，所述传动执行机构包括步进电机，该步进电机通过固定机构固定在车辆外后视镜外壳上，结构稳定可靠。更进一步的方案是，所述控制器和传感器组置于车辆外后视镜外壳与后视镜镜片形成的空腔内，减少了整个装置的体积，也避免了传感器组和控制器受的外界影响，确保测量准确度。更进一步的方案是，所述控制器还与控制键连接，以便于设置辅助后视镜与车辆外后视镜的夹角。本专利技术还提供一种采用上述扩展车辆外后视镜视角的装置进行扩展车辆外后视镜视角的方法，包括如下步骤：通过传感器组采集车辆的角速度信号、三维加速度信号；根据传感器组采集的上述数据判断车辆行驶状态，并根据该行驶状态输出相应命令，控制传动执行机构进行旋转，传动执行机构带动辅助后视镜旋转，从而减小车辆视角盲区。根据传感器组采集的角速度信号、三维加速度信号获得相应的速度，由此判断车辆行驶状态，具体的判别方法为：设角速度为ω，垂直方向加速度为αz，垂直方向速度为Vz，前进方向加速度为αX，前进方向速度为vx(t)，水平位移加速度为αy，水平位移速度为vy(t)；其中：vx(t)=vx(t0)+∫t0tαX(t)dt]]>vy(t)=vy(t0)+∫t0tαy(t)dt]]>式中，vx(t)为t时刻车辆前进方向速度，vy(t)为t时刻车辆水平位移速度，t0为初始时刻，αX(t)为t时刻车辆前进方向加速度，αy(t)为t时刻车辆车辆水平位移加速度，vx(t0)为t0时刻车辆前进方向速度，vy(t0)为t0时刻车辆车辆水平位移速度；当角速度ω为零，水平位移速度Vy为零时，车辆为前行或倒车行驶状态；前进方向速度vx(t)的极性代表行驶方向：当前进方向速度vx(t)为正值时，车辆为前进行驶状态；当前进方向速度vx(t)为负值时，车辆为倒车行驶状态；在车辆维持前进方向的同时,若当角速度ω的变化小于设定值（设定值根据个人习惯确定），且存在水平位移加速度αy和水平位移速度Vy为相同变化极性情况，车辆为变道行驶状态；当车辆维持倒行状态,且角速度ω的变化大于设定值（设定值根据个人习惯确定）；水平位移加速度αy的变化不超过设定值（设定值根据个人习惯确定）时，车辆为倒车入库行驶状态；当角速度ω为零，水平位移加速度αy的变化不超过设定值（设定值根据个人习惯确定），车速小于设定值（设定值根据个人习惯确定）时，车辆为侧方入库行驶状态；在车辆维持前进方向的同时,角速度ω大于设定值（设定值根据个人习惯确定），且存在水平位移加速度αy和前进方向速度Vy为相同变化极性情况，车辆为在路口拐弯行驶状态。根据行驶状态输出相应命令，控制传动执行机构进行旋转，传动执行机构带动辅助后视镜旋转的方法为：当车辆为前行或倒车行驶状态时（包括变道行驶状态），控制器控制传动执行机构旋转，使辅助后视镜与车辆外后视镜呈夹角θ1；当车辆为倒车入库、侧方入库行驶状态时，控制器控制传动执行机构旋转，使一侧辅助后视镜与同侧车辆外后视镜呈夹角θ1，另一侧辅助后视镜与同侧车辆外后视镜呈夹角θ2；当车辆为在路口拐弯行驶状态时，控制器控制传动执行机构旋转，实时调整辅助后视镜与车辆外后视镜的夹角。本专利技术中，在无信号灯指示的十字路口，车辆拐弯时，能提供较大的视野，能观测另一道上后侧同相行驶的车辆状态，避免事故。此时车辆运行轨迹沿圆弧运行，由于角度不断变化，辅助后视镜观测的重点是前方道上行驶的车辆；因此，由三维加速度传感器数据判别车辆行驶状态，确定拐弯的起点时刻，由角速度传感器获得的角速度计算车辆拐弯的弧度位置，实时调整辅助后视镜与主后视镜的角度θ，增大可视区域（增大的可视区域III的区域是变化的，随车辆运行的角速度变化），确保车辆从拐弯开始到变道结束，辅助后视镜从观测前方道上车辆状态，过渡到观测后方车辆状态。当车辆为在路口拐弯行驶状态时，控制器控制传动执行机构旋转，实时调整辅助后视镜与车辆外后视镜的夹角的方法为：根据角速度传感器的值，求出车辆从t0时刻到t时刻的累积拐弯角度式中，t0为车辆处于拐弯状态的初始时刻，ΔT为角速度传感器的采样间隔，ωi为第i个角速度采样值；根据车辆拐弯角度求得辅助后视镜与车辆外后视镜的实时夹角式中，θmax为辅助后视镜与车辆外后视镜的最大夹角；θmax、θ1可以根据个人情况进行个性化设置；辅助后视镜与车辆外后视镜的实时夹角随拐弯角度的增大而减小。确定夹角θ1和夹角θ2的方法为：车辆在直行和倒车时，通过遥控，调整辅助后视镜与车辆外后视镜之间的角度，当最大限度的减小后视盲区，增大可视区域时，控制器记录辅助后视镜与车辆外后视镜之间的角度，该角度即为夹角θ1；在倒车时入库时，通过遥控，调整辅助后视镜与车辆外后视镜之间的角度，根据车辆后胎和车身的观测角度，最大限度的减小后视盲区，增大可视区域时，控制器记录辅助后视镜与车辆外后视镜之间的角度，该角度即为夹角θ2。本专利技术中，车辆行驶状态既可以直接采用车辆自身的如方向、速度等信号，也可以采用外置的传感器采集方向和加速度数据。本专利技术中，传感器组采集的车辆运行数据经过滤波器滤波，可滤除车辆行驶过程中方向轻微调整带来的干扰，提高了检测效率和检测精度。本专利技术的有益效果在于：能减小后视盲区，增大可视范围，预防交通事故确保行车安全；控制器能根据车辆行驶状态自动调整辅助后视镜与主后视镜的相对角度，使用非常方便；采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扩展车辆外后视镜视角的装置，其特征在于，该装置包括：辅助后视镜，置于车辆外后视镜上方；传感器组，用于采集车辆的运动信号；控制器，通过一传动执行机构控制所述辅助后视镜的旋转，所述控制器接收传感器组采集的数据，并根据采集的数据判断车辆行驶状态，生成控制指令控制所述传动执行机构旋转，从而带动辅助后视镜的旋转，以减小车辆视角盲区。

【技术特征摘要】
1.一种扩展车辆外后视镜视角的装置，其特征在于，该装置包括：辅助后视镜，置于车辆外后视镜上方；传感器组，用于采集车辆的运动信号；控制器，通过一传动执行机构控制所述辅助后视镜的旋转，所述控制器接收传感器组采集的数据，并根据采集的数据判断车辆行驶状态，生成控制指令控制所述传动执行机构旋转，从而带动辅助后视镜的旋转，以减小车辆视角盲区。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述传感器组包括角速度传感器、三维加速度传感器，用于采集车辆的角速度信号和三维加速度信号。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述传动执行机构包括步进电机，该步进电机通过固定机构固定在车辆外后视镜外壳上。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述控制器和传感器组置于车辆外后视镜外壳与后视镜镜片形成的空腔内。5.根据权利要求1或4所述的装置，其特征在于：所述控制器通过遥控控制。6.一种扩展车辆外后视镜视角的方法，其特征在于包括如下步骤：通过传感器组采集车辆的角速度信号和三维加速度信号；根据传感器组采集的上述数据判断车辆行驶状态，并根据该行驶状态输出相应命令，控制传动执行机构进行旋转，传动执行机构带动辅助后视镜旋转，从而减小车辆视角盲区。7.根据权利要求6所述的扩展车辆外后视镜视角的方法，其特征在于：根据传感器组采集的角速度信号、三维加速度信号获得相应的速度，由此判断车辆行驶状态，具体的判别方法为：设角速度为ω，垂直方向加速度为αz，垂直方向速度为Vz，前进方向加速度为αX，前进方向速度为VX，水平位移加速度为αy，水平位移速度为Vy；当角速度ω为零，水平位移速度Vy为零时，车辆为前行或倒车行驶状态；前进方向速度VX的极性代表行驶方向：当前进方向速度VX为正值时，车辆为前进行驶状态；当前进方向速度VX为负值时，车辆为倒车行驶状态；在车辆维持前进方向的同时,若当角速度ω的变化小于设定值时，且存在水平位移加速度αy和水平位移速度Vy为相同变化极性情况，车辆为变道行驶状态；当车辆维持倒行状态,且角速度ω的变化大于设定值；水平位移加速度αy的变化不超过设定值时，车辆为倒车入库行驶状态；当角速度ω为零，水平位移加速度αy的变化不超过设定值，车速小于设定值...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊俊俏，秦红波，刘海英，戴璐平，张治强，孙铭，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42