基于数学模型的障碍检测系统技术方案

本申请的基于数学模型的障碍检测系统，通过建立合理的测距雷达报警阈值数学模型，将在车体侧部安装的测距雷达的报警阈值设置为与后轮运行轨迹相适应，从而在前轮转向角确定后即实时规划出相应的报警阈值，且该报警阈值边界与后轮轨迹边界线相切，从而使得测距雷达可实现适应车后轮轨迹的精确报警，同时本申请的屏幕是可以实现人机交互的，可以在接收到操作者操作指令后，雷达随着操作者在视频投影模块的屏幕上的滑动指令而相应的进行滑动，以进行快速确定内轮差区域内是否有障碍物，该障碍检测系统同时结合了视频、雷达、车轮轨迹进行检测报警，且根据车轮的运行轨迹，在保证测距雷达报警覆盖区域与车轮运行轨迹相切的基础上，精确的建立了各报警雷达报警阈值的数学模型，实现了雷达的精确报警。

【技术实现步骤摘要】
基于数学模型的障碍检测系统
本专利技术涉及数学建模
，具体涉及一种基于数学模型的障碍检测系统。
技术介绍
汽车尤其是较长轴距的卡车或货车在转向时，由于轴距较长导致内轮差的存在，使得转弯时存在视觉盲区，易造成重大交通事故。现有技术中出现了很多针对该种情况的安全系统，如专利文献1，其公开了一种基于视频投影的内轮差智能预警系统及预警方法，在预警系统中使用了视频和超声波测距模块同步进行预警，通过将超声波测距模块检测到的障碍物信息，结合车辆的轨道信息共同输入视频模块中进行显示，以方便司机或使用者查看侧部车辆情况，保证转向安全，并且对于超声波的报警阈值根据车辆车轮轨迹线进行了适应性的调整，但是该预警系统中，超声波的报警阈值是根据方向盘转最大角度时计算得出的，因此，该阈值并不能适应车辆的不同前轮转向角而实时的进行变化，因此，该种测距方式还是存在精度不够的问题，同时对于报警阈值K1、K2等的计算存在缺陷，由于超声波测距为一圆弧形测距方式，若按照该种报警阈值进行预警，则还是存在报警范围超出轨迹线的问题，使得不在轨迹线内的障碍也会被检测到，造成误报，同时，由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于数学模型的障碍检测系统，包括视频投影模块(14)、报警模块(20)、雷达测距模块(17)、车轮状态获取模块(18)和摄像头模块(19)，视频投影模块(14)包括触摸显示屏(15)和处理器(16)，处理器(16)分别与报警模块(20)、触摸显示屏(15)、雷达测距模块(17)、车轮状态获取模块(18)和摄像头模块(19)连接，摄像头模块(19)用于获取车辆周围影像，雷达测距模块(17)用于测量车辆与障碍物之间的实际距离，车轮状态获取模块(18)用于获取车辆的前轮转向角θ，处理器(16)由获取的前轮转向角θ建立车辆后轮运行轨迹数学模型，计算出后轮运行轨迹，并且将后轮运行轨迹添加到摄像头...

【技术特征摘要】
1.一种基于数学模型的障碍检测系统，包括视频投影模块(14)、报警模块(20)、雷达测距模块(17)、车轮状态获取模块(18)和摄像头模块(19)，视频投影模块(14)包括触摸显示屏(15)和处理器(16)，处理器(16)分别与报警模块(20)、触摸显示屏(15)、雷达测距模块(17)、车轮状态获取模块(18)和摄像头模块(19)连接，摄像头模块(19)用于获取车辆周围影像，雷达测距模块(17)用于测量车辆与障碍物之间的实际距离，车轮状态获取模块(18)用于获取车辆的前轮转向角θ，处理器(16)由获取的前轮转向角θ建立车辆后轮运行轨迹数学模型，计算出后轮运行轨迹，并且将后轮运行轨迹添加到摄像头模块(19)获得的车辆周围影像内，最后将添加了后轮运行轨迹的影像数据传递到触摸显示屏(15)中进行显示，其特征在于：雷达测距模块(17)根据处理器(16)计算得到的后轮运行轨迹建立雷达报警数学模型，雷达测距模块(17)在检测到障碍物位于雷达报警数学模型的报警阈值内时，使得处理器(16)控制报警模块(20)进行报警，雷达测距模块(17)包括至少一个测距雷达，测距雷达安装在车体(5)的两侧，记其中的一个测距雷达为第一测距雷达(8)；
车辆后轮运行轨迹数学模型如下：



以上数学模型中，以汽车转向中心O为坐标原点；指向后轮的轴线为X轴，与X轴垂直的轴线为Y轴，xLR为后内轮胎横坐标，yLR为后内轮胎纵坐标，L为前轮和后轮之间的轴距，θ为前轮转向角：
第一测距雷达(8)报警数学模型计算如下：















x1＝xLR-s1·sinβ
y1＝yLR+s1·cosβ



s1为第一测距雷达到后车轮的距离，α为第一测距雷达和坐标原点的连线与后轮胎和坐标原点的连线之间的夹角，x1为第一测距雷达横坐标，y1为第一测距雷达纵坐标，β为后轮胎和坐标原点的连线与x轴之间的夹角、ε1为第一测距雷达报警阈值；
该第一测距雷达报警数学模型能够通过建立好的车辆后轮轨迹(xLR,yLR)实时获取得到第一测距雷达运行轨迹(x1,y1)、第一测距雷达报警阈值ε1，在障碍物位于由第一测距雷达报警阈值ε1形成的扫描扇面内时，控制报警模块(20)进行报警。


2.如权利要求1所述的基于数学模型的障碍检测系统，其特征在于：雷达测距模块(19)还包括第二测距雷达(9)，则第二测距雷达报警数学模型为：









x2＝xLR-s2·sinβ
y2＝yLR+s2·cosβ



s2为第二测距雷达到后车轮的距离，γ为第二测距雷达和坐标原点的连线与后轮胎和坐标原点的连线之间的夹角，x2为第二测距雷达横坐标，y2为第二测距雷达纵坐标，ε2为第二雷达报警阈值。


3.如权利要求2所述的基于数学模型的障碍检测系统，其特征在于：第一测距雷达(8)位于车辆的车体(5)的后端，第二测距雷达(9)位于车辆的车体(5)的前端。


4.如权利要求2所述的基于数学模型的障碍检测系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪丹，张惠强，陈詠芹，蔡志荣，
申请(专利权)人：厦门华厦学院，
类型：发明
国别省市：福建;35