一种机动车轨迹控制方法及机动车导航坐标系建立方法技术

本发明专利技术公开了一种机动车轨迹控制方法及机动车导航坐标系建立方法，任选两个参考点，计算两点之间的距离；以任一点为原点，以两点的连线为X轴，建立XY轴坐标系；基于建立的坐标系，机动车的激光导航设备以角度θ发出直线激光，机动车沿车身偏角直线倒车，当直线激光扫描到非原点的参考点时，将方向盘打至固定位置，改变行驶轨迹。本发明专利技术在任何车库、停车场、空地都可以使用，使用范围广泛；受周围环境干扰小，可以在任意角度和位置停车；精确、安全、安装及拆卸方便，可根据车型选择合适的卡具，直接卡在后视镜上，自带电源，不用改汽车线路；外形美观，不产生额外风阻，保护壳与外后视镜融为一体，可放平或缩至保护壳内。

【技术实现步骤摘要】
一种机动车轨迹控制方法及机动车导航坐标系建立方法
本专利技术属于汽车导航
，尤其涉及一种机动车轨迹控制方法及机动车导航坐标系建立方法。
技术介绍
随着汽车产业的发展，我国汽车保有量和相关的事故迅速增长，据有关数据统计，40％事故发生与泊车有关。驾校必考项目“倒车入库”一向被誉为“考试杀手”，即使拿到驾照，新手驾驶员在现实中经常要遇到更加复杂的倒车情况。由于没有合适的参照物，或难以观察到车辆后方环境，空间感知能力不足，很容易导致车尾碰撞、车身刮蹭甚至更严重的事故发生。目前车载泊车系统主要依靠两种设备：距离探测器和实时影像。距离探测器主要包括超声波雷达、微波雷达和激光雷达三种。其中，超声波雷达有效测距只有几米，只能作为倒车雷达应用，低矮的障碍物难以探测，并且使用者无法直观的判断障碍物相对于车的距离和位置。微波雷达具有受雨雾天气影响小、有效距离可达100米左右的优点，但其发散角太大，测量目标距离和位置时精度不高，实际应用中主要用于测速、测距。激光雷达具有测量精度高，测距远，性能优异等特点，适用于汽车测速、测距和目标定位。激光雷达结构相对简单，具有高单色性、高方向性、相干性好、测量精度较高、探测距离远等特点，受到了广泛的关注，可应用于自动巡航(ACC)、碰撞预警、车道偏离预警等方面，前景非常广阔。车载实时影像一般采用VGA摄像头，其图像像素小、清晰度差、镜头视角小、存在盲区，并且在晚上或逆光状态下图像质量极差，无法满足使用要求。车载泊车系统中除综合应用上述设备，还增加了许多设备，如辅助制动、油门辅助控制、方向盘转向辅助、轮胎偏转角测量装置、车速测量装置等。虽然方便但启用的条件却很繁琐，必须让雷达精准的检测到车位位置。以上装置都是固定式安装，出厂就安装的一般为高端车，售价自然不扉。对于广大的中低端车，如果要出厂后加装，则对汽车的电路和外形改动较大，有故障隐患。现有的车载泊车系统在计算路径时没有建立统一坐标系，不能预先制定完整的行车路线，而是靠车载感应器与障碍物之间的即时反馈来引导泊车，一旦反馈中断，泊车也将停止。由于无法事先精确提供车辆需要的转弯角度和行驶距离，泊车停止后要重新回到起始位置，等满足车载电脑的预设条件后，才能开始第二次自动泊车。泊车中止时驾驶员需要继续完成泊车或重新开回原来位置，反而更困难。非车载的泊车辅助系统主要采用在停车位安装指示装置，通过声光电等方式指导车辆进入，虽然精度高，但是成本较高，无法在全国所有停车位上都安装这样的系统。对于新手司机来说，在没有安装这类辅助系统的停车位会出现事故。目前还没有可以在泊车和正常行车时通用的车载系统。高速行车时对车距的判断需要靠驾驶员目测估计，判断不准时容易造成追尾。经常有驾驶员由于打瞌睡、捡手机、扭头造成目光短暂地脱离正前方，或方向盘打偏，在以100公里每小时的车速下，1秒钟就会行驶约30米，很容易发生追尾或撞到路边护栏。这些问题可以通过在汽车上安装汽车雷达来提前预警，而目前的泊车系统都是在低速时运行，在高速行车时毫无用处。
技术实现思路
专利技术目的：针对以上问题，本专利技术提出一种机动车轨迹控制方法及机动车导航坐标系建立方法。技术方案：为实现本专利技术的目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种机动车导航坐标系建立方法，任选两个参考点，计算两点之间的距离；以任一点为原点，以两点的连线为X轴，建立XY轴坐标系。所述机动车导航坐标系建立方法在机动车轨迹控制中的应用。一种机动车轨迹控制方法，基于建立的坐标系，机动车的激光导航设备以角度θ发出直线激光，机动车沿车身偏角直线倒车，当直线激光扫描到参考点时，将方向盘打至固定位置，改变行驶轨迹。进一步地，固定位置包括方向盘打半圈、方向盘打一圈和方向盘打死。应用于倒车入库，具体包括以下步骤：(1)建立以车库门两边连线为横坐标的坐标系，计算机动车的坐标、终点位置、车库门宽度和车库门与机动车的距离及角度；(2)计算角度θ，再旋转激光旋转平台至角度θ，使射出的直线激光在车库门前方地面照射出一条直线；(3)方向盘拨至0度，直线倒车至直线激光照射到车库门近侧门框；(4)向右打方向盘打至固定位置，旋转激光旋转平台至角度为0度使直线激光与车身平行，继续倒车至直线激光与车库内框平行；(5)回复方向盘至0度，沿与车体平行的直线激光直线倒车入库。所述步骤(1)中建立坐标系具体包括以下步骤：(1)打开激光导航系统，升至最大高度；(2)旋转激光旋转平台，使射出的直线激光照射到车库门近侧门框，测量出旋转角度为a1；如果没有车库门框，激光雷达测量车库门在地面上的近点距离；(4)通过激光雷达测量出距离车库门近侧门框的距离或距离车库门在地面上近点的距离L1；(5)旋转激光旋转平台，使射出的直线激光偏转后照射到车库门远侧门框或在地面上的远点，测量出旋转角度为a2；(6)通过激光雷达测量出距离车库门近侧门框的距离或距离车库门在地面上远点的距离L2；(7)将参数a1、a2、L1、L2输入车内控制单元，并提前在车内控制单元中输入固有参数，建立以车库门两边连线为横坐标的坐标系。应用于侧方位停车，具体包括以下步骤：(1)以后方障碍物的前方内侧点O和外侧点B为X轴建立坐标系；以前方障碍物后外侧拐角P点为碰撞危险点；(2)调整车前后距离，调整车外执行单元使右侧直线激光照射到O点，向前直线行驶少量距离后该激光刚好扫到P点，再调整车外执行单元使右侧直线激光照射到O点，计算并控制左侧直线激光转动成需要的偏转角度θ1；(3)将方向盘打至固定位置倒车，当以θ1角度发射的直线激光扫射到P点，计算并控制左侧直线激光转动成需要的偏转角度θ2；(4)直线倒车，当以θ2角度发射的直线激光扫射到P点；(5)以最大转角倒车，完成侧方位停车。应用于计算方向盘打至固定位置时车辆环行内半径，具体包括以下步骤：(1)在地面同一水平面上任意选两点O和B；(2)以O点为原点，以OB线为X轴，建立XY轴坐标系；并得出激光导航系统在坐标系中的具体值；(3)以方向盘打至固定位置的状态行驶到任意E、C两点，计算出这两点的坐标，则此时已知同一圆上3点坐标，求该圆的半径即为最小环行内半径。应用于会车，具体包括以下步骤：(1)机动车正常行驶中，旋转激光旋转平台至角度为0度使直线激光与车身平行；(2)观察直线激光是否照射到对面车辆。应用于高速行驶，具体包括以下步骤：(1)机动车正常行驶中，将激光雷达调整到面向正前方，测量与前后车之间车间距；(2)激光雷达向前方探测，以正前方左右以一定的偏角做扇形扫描，计算扫描区域内前后车之间距离，小于一定值时报警；(3)如驾驶员在规定时间内回正方向或按按钮取消报警，激光雷达重新测量；如驾驶员超过规定时间没有采取任何措施，会电击驾驶员手指。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)在任何车库、停车场、空地都可以使用，使用范围广泛；受周围环境干扰小，可以在任意角度和位置停车；(2)只需要驾驶员在几个关键点做直线行驶或最大转角行驶，简单易学，尤其适合经验不丰富的新手；即使轮胎胎压变化或汽车老化，最小转弯半径发生变化，也可定期在空地上借助车旁任意两点建立坐标系来计算目前汽车的最小转弯半径；(3)在通过精确测量建立的坐标系中，车辆初始坐标、终点坐标、关键点坐标都可以经预设的计算公式自动算出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机动车导航坐标系建立方法，其特征在于：任选两个参考点，计算两点之间的距离；以任一点为原点，以两点的连线为X轴，建立XY轴坐标系。

【技术特征摘要】
1.一种机动车导航坐标系建立方法，其特征在于：任选两个参考点，计算两点之间的距离；以任一点为原点，以两点的连线为X轴，建立XY轴坐标系。2.权利要求1所述的机动车导航坐标系建立方法在机动车轨迹控制中的应用。3.一种机动车轨迹控制方法，其特征在于：基于权利要求1建立的坐标系，机动车的激光导航设备以角度θ发出直线激光，机动车沿车身偏角直线倒车，当直线激光扫描到参考点时，将方向盘打至固定位置，改变行驶轨迹。4.根据权利要求3所述的机动车轨迹控制方法，其特征在于：将方向盘打至固定位置包括方向盘打半圈、方向盘打一圈和方向盘打死。5.根据权利要求3所述的机动车轨迹控制方法，其特征在于：应用于倒车入库，具体包括以下步骤：(1)建立以车库门两边连线为横坐标的坐标系，计算机动车的坐标、终点位置、车库门宽度和车库门与机动车的距离及角度；(2)计算角度θ，再旋转激光旋转平台至角度θ，使射出的直线激光在车库门前方地面照射出一条直线；(3)方向盘拨至0度，直线倒车至直线激光照射到车库门近侧门框；(4)向右打方向盘打至固定位置，旋转激光旋转平台至角度为0度使直线激光与车身平行，继续倒车至直线激光与车库内框平行；(5)回复方向盘至0度，沿与车体平行的直线激光直线倒车入库。6.根据权利要求5所述的机动车轨迹控制方法，其特征在于：所述步骤(1)中建立坐标系具体包括以下步骤：(1)打开激光导航系统，升至最大高度；(2)旋转激光旋转平台，使射出的直线激光照射到车库门近侧门框，测量出旋转角度为a1；如果没有车库门框，激光雷达测量车库门在地面上的近点距离；(4)通过激光雷达测量出距离车库门近侧门框的距离或距离车库门在地面上近点的距离L1；(5)旋转激光旋转平台，使射出的直线激光偏转后照射到车库门远侧门框或在地面上的远点，测量出旋转角度为a2；(6)通过激光雷达测量出距离车库门近侧门框的距离或距离车库门在地面上远点的距离L2；(7)将参数a1、a2、L1、L2输入车内控制单元，并提前在车...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑杨，郑兴，
申请(专利权)人：泗洪县正心医疗技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32