[實用新型]一種前方道路曲率估計裝置

有效

• 申請號: 201220673333.7
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN202987136U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 王暢;郭艷君;付銳;郭應時;袁偉
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: B60W40/072
• 分類號: B60W40/072
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 車寧華

技術領域：

本實用新型屬于交通領域，涉及一種道路曲率估計裝置，尤其是一種前方道路曲率估計裝置。

背景技術：

道路的曲率是影響到車輛運行安全的重要因素，隨著車輛主動安全技術的飛速發展，越來越多的車輛先進安全系統需要使用道路曲率參數對車輛的運行狀態進行實時監控。由車輛的運行過程可知，對車輛運行安全存在影響的道路曲率包括兩種類型，第一種為車輛當前行駛路段的道路曲率，第二種為車輛前方道路的曲率。對于車輛當前行駛路段的道路曲率值，目前通過采用橫擺角速度傳感器、輪速傳感器或者方向盤轉角傳感器可以進行道路曲率分析與計算。對于車輛前方道路的曲率測量問題，目前還沒有有效的技術方法。從理論上而言，利用GPS技術可以提前感知前方道路的曲率技術，但實際推廣使用過程中需要對所有道路的線形進行提前測量存儲，這個過程的工作量太大，目前還無法進行推廣使用。另一方面，前方道路的曲率對于車輛的運行安全存在重要影響，例如車輛高速解決彎道時，如果駕駛員不提前減速則可能會引發車輛發生側翻，因此如果能夠提前知道前方道路的曲率即可預先對駕駛員進行提示，避免交通事故的發生。

實用新型內容：

本實用新型的目的在于提供一種前方道路曲率估計裝置及其估計方法，該前方道路曲率估計裝置投資費用少，適合大規模推廣使用，其道路曲率估計方法，智能化、自動化、無需人工操作，工作可靠性高。

本實用新型的基本原理是利用一個激光雷達來實時監控自身車輛運行過程中前方其他車輛的運行狀態，通過對激光雷達的數據進行分析，識別出前方道路上正常行駛的其他車輛。在自身車輛行駛路徑保持直線的情況下，前方車輛的行駛狀態體現了前方道路的線形，即可以通過對前方其他車輛的行駛狀態進行分析來間接的獲取前方道路線形。因此，通過對自身激光雷達所返回的自身車輛與前方其他車輛的相對距離、相對方位角進行分析，采用曲線擬合方法對前方其他車輛的行駛軌跡的線形進行擬合。如果擬合結果為直線，則表明前方道路為直道。如果擬合結果為曲線，則表明遣返道路為彎道，再利用曲線擬合結果計算分析道路的曲率值，從而得到前方道路的曲率估計值。

為達到上述技術目的，本實用新型采用以下技術方案予以實現：

一種前方道路曲率估計裝置，包括：

一個激光雷達，安裝于車輛的前保險杠中央，激光發射面朝向車輛的前方安裝，對自身車輛前方的其他車輛進行實時監控；

一個方向盤轉角傳感器，安裝于車輛轉向軸上，實時測量自身車輛行駛過程中的方向盤轉動角度；

一個車速傳感器，安裝于車輪上隨車輪一起轉動，實時測量自身車輛的行駛速度；

一個LED微型顯示器，用于實時顯示前方道路的估計曲率值，固定于車輛儀表盤上；

一個微處理器，分別通過I/O接口分別連接激光雷達、方向盤轉角傳感器、車速傳感器以及LED微型顯示器。

所述激光雷達采用IBEO?LUX激光掃描雷達，測量距離200m。

所述方向盤轉角傳感器采用KMT32B角度傳感器。

所述車速傳感器采用W221輪速傳感器。

所述微處理器為DSP處理器，具體型號為TMS320F28335。

所述微型LED顯示器采用P10單元板。

所述曲率估計裝置的道路曲率估計方法，包括以下步驟：

（1）自身車輛當前行駛路段形狀判斷；微處理器實時采集方向盤轉角傳感器的數據，對方向盤轉角數據進行判斷；如果方向盤轉角數據小于3度，則表明自身車輛當前行駛路段形狀為直道；如果方向盤轉角數據大于3度，則表明自身車輛當前行駛路段形狀為彎道；如果判斷得到自身車輛當前行駛路段形狀為彎道，則表明當前時刻自身車輛正行駛于彎道上，在這種情況下將不對前方道路的曲率進行估計；只有在自身車輛當前行駛路段形狀為彎道的情況下，微處理器才對自身車輛前方道路的曲率進行估計；

（2）自身車輛行駛速度采集；微處理器接收來自車速傳感器的信號，對信號進行計算分析得到車速值；

（3）自身車輛與前方車輛的相對位置關系數據采集；車輛行駛過程中，前方通常存在多個其他車輛目標，分別以第一目標、第二目標表示；對于每一個目標，激光雷達測量返回自身車輛與該目標車輛的相對距離以及相對角度；

（4）前方道路曲率計算估計；當自身車輛當前行駛路段形狀判斷結果為彎道時，維處理器根據步驟（2）、步驟（3）所得到的數據，對前方的所有目標進行前方道路曲率計算估計，每一個目標計算得到一個相對應的道路曲率值，計算所有目標的曲率平均值，將此平均值作為前方道路曲率估計的結果；以某一個目標為例，前方道路曲率計算過程如下：