[發(fā)明專利]周向視場可控的非直視駕駛系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310631649.9
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103661107A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳志成;趙玉壯;陳思忠;楊林;張斌
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: B60R1/00
• 分類號: B60R1/00;H04N7/18
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 溫子云;仇蕾安

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及運(yùn)輸工具的非直視駕駛系統(tǒng)，特別涉及視場可控的非直視駕駛系統(tǒng)，屬于不與某一特定子系統(tǒng)的控制相關(guān)聯(lián)的道路車輛輔助駕駛系統(tǒng)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

一般車輛的駕駛員在駕駛車輛時，是通過駕駛室的前窗和側(cè)窗直接地觀察車輛的周圍環(huán)境。但對于工作于危險環(huán)境的特種車輛或軍用車輛而言，駕駛員如實(shí)施直視駕駛，頭部將暴露在危險的作業(yè)環(huán)境中，面臨著極大的安全風(fēng)險。因此，特種車輛或軍用車輛的駕駛員需要采用非直視的方式觀察車輛周邊環(huán)境并駕駛車輛。

傳統(tǒng)非直視駕駛技術(shù)是基于光學(xué)反射與折射原理實(shí)現(xiàn)的。常見的非直視駕駛裝置是駕駛員潛望鏡。一般的駕駛員潛望鏡為三塊，布置于駕駛員的前方，視向固定、視角有限且無變焦功能，僅給駕駛員提供狹窄的固定視場，駕駛員執(zhí)行非直視駕駛時，需盡可能靠近潛望鏡，以獲得更大的視場。但是，當(dāng)車輛行駛在較崎嶇的道路上時，車輛的劇烈顛簸極易使駕駛員的面部撞到潛望鏡。因此，在越野行駛時，車輛往往因駕駛員處于非直視駕駛狀態(tài)而不能完全達(dá)到應(yīng)有的動力性能。此外，車輛在涉水或在泥濘道路中行駛時，因駕駛員潛望鏡的設(shè)計(jì)位置較低，鏡面也極易容易受到泥水的污染或覆蓋。

近年來，隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，非直視駕駛技術(shù)也取得了革命性的進(jìn)展。目前，國內(nèi)外一些科研機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的非直視駕駛系統(tǒng)僅是利用圖像傳感器、視頻處理器和平板顯示器等電子元器件采集、傳輸并再現(xiàn)圖像信號數(shù)據(jù)，重建車外環(huán)境。與駕駛員潛望鏡相比，這類非直視駕駛系統(tǒng)明顯地擴(kuò)大了駕駛員的視場，改善了駕駛員的非直視駕駛環(huán)境，但仍然具有水平視場角固定的缺點(diǎn)。在車輛轉(zhuǎn)向行駛時，這一不足表現(xiàn)得尤為突出。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是徹底改變車輛駕駛員傳統(tǒng)的非直視駕駛體態(tài)，突破傳統(tǒng)的車輛駕駛員人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)原則的限制，使駕駛員的非直視駕駛環(huán)境得到明顯改善，并且在車輛轉(zhuǎn)向行駛時，實(shí)時地為駕駛員提供可隨動控制或主動控制的視場，減少盲區(qū)，從而盡可能地發(fā)揮駕駛員的操作能力，提高特種車輛或軍用車輛的總體性能。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種周向視場可控的非直視駕駛系統(tǒng)，包括前非直視模塊、后非直視模塊、左側(cè)后非直視模塊、右側(cè)后非直視模塊、全高清平板顯示器組和電子控制系統(tǒng);

前非直視模塊包括前視高清攝像模組和前兩自由度云臺；前兩自由度云臺安裝在車頂前部，前視高清攝像模組安裝在前兩自由度云臺之上，初始位置朝向車輛前方；其中，兩自由包括水平和俯仰兩個方向；

后非直視模塊包括后視高清攝像模組和后兩自由度云臺；后兩自由度云臺安裝在車頂后部，后視高清攝像模組安裝在后兩自由度云臺之上，初始位置朝向車輛后方；

左側(cè)后非直視模塊包括左側(cè)后視高清攝像模組和左側(cè)后視高清攝像模組支座；左側(cè)后視高清攝像模組支座安裝在左側(cè)車體前部，左側(cè)后視高清攝像模組安裝在左側(cè)后視高清攝像模組支座之上，初始位置朝向車輛左側(cè)后方；

右側(cè)后非直視模塊包括右側(cè)后視高清攝像模組和右側(cè)后視高清攝像模組支座；右側(cè)后視高清攝像模組支座安裝在車身前部右側(cè)，右側(cè)后視高清攝像模組安裝在右側(cè)后視高清攝像模組支座之上，初始位置朝向車輛右側(cè)后方；

全高清平板顯示器組包括前向視場顯示器、后向視場顯示器、左側(cè)后向視場顯示器和右側(cè)后向視場顯示器，分別用于顯示前視高清攝像模組、后視高清攝像模組、左側(cè)后視高清攝像模組和右側(cè)后視高清攝像模組所拍攝的圖像；平板顯示器組布置在車內(nèi)駕駛員的正前方；

電子控制系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向工況傳感器、駕駛員操作桿和電子控制單元；電子控制單元與轉(zhuǎn)向工況傳感器、駕駛員操作桿、前兩自由度云臺和后兩自由度云臺相連；

轉(zhuǎn)向工況傳感器用于檢測表征車身將要轉(zhuǎn)動角度的參考信號，并發(fā)送給電子控制單元；

駕駛員操作桿上有兩個開關(guān)，分別是“工作模式切換開關(guān)”和“前、后云臺切換開關(guān)”；駕駛員通過駕駛員操作桿上的“工作模式切換開關(guān)”選擇電子控制系統(tǒng)進(jìn)入手動或自動模式；

在手動模式下，電子控制單元根據(jù)駕駛員操作桿輸出的信號和“前、后云臺切換開關(guān)”當(dāng)前檔位，控制前兩自由度云臺或后兩自由度云臺的轉(zhuǎn)動，使相應(yīng)攝像模組的周向和俯仰視場角得到調(diào)整；

在自動模式下，電子控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向工況傳感器傳來的參考信號預(yù)估車身轉(zhuǎn)向，根據(jù)計(jì)算結(jié)果和當(dāng)前行駛方向，自動控制前兩自由度云臺或后兩自由度云臺做出相應(yīng)的水平轉(zhuǎn)動，使相應(yīng)攝像模組的周向視場角提前于實(shí)際車身轉(zhuǎn)動得到調(diào)整。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下特點(diǎn)：