[發明專利]一種基于機器視覺的轉向助力預警系統及其工作方法

有效

• 申請號: 201610041628.5
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105564502B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 劉軍;高雪婷
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B62D6/00
• 分類號: B62D6/00;B60Q9/00;B62D113/00;B62D101/00;B62D137/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于機器視覺的轉向助力預警系統及其工作方法。本發明系統包括機器視覺采集模塊、信號采集模塊、數字信號處理器、控制模塊、執行模塊。機器視覺采集模塊實時采集路面信息，傳輸給數字信號處理器，數字信號處理器將處理后的信息再傳輸給控制模塊；信號采集模塊采集車輛的方向盤轉角、車速及橫擺角速度，并傳輸給控制模塊；控制模塊根據接收的信息判斷方向盤轉角、車速是否在安全范圍內，車輛有無側滑趨勢。當駕駛員操縱方向盤失誤、車速過高或車輪有側滑趨勢時，控制模塊通過執行模塊中的轉向助力電機幫助車輪轉向，通過報警喇叭向駕駛員提供輔助示警。該系統成本低，結構簡單，可靠性好，靈敏度高，可提高駕駛的安全性。

技術領域

本發明涉及轉向輔助系統領域，具體涉及一種基于機器視覺的轉向助力預警系統及其工作方法。

背景技術

隨著電子技術和傳感器技術的不斷發展，轉向輔助系統也在不斷的完善，機器視覺是指計算機與攝像機結合以實現對人眼功能的模擬，得到真實環境的圖像。將機器視覺應用在轉向輔助系統中，可以實時獲取路面及周圍車輛信息，并準確的計算轉向盤轉角和車速，提高行駛安全性。

雖然轉向輔助系統的應用越來越普及，但仍然存在著很多問題。目前應用比較廣泛的電動助力轉向系統利用各種傳感器將信號傳給ECU，ECU再實時控制助力轉向，但轉向時復雜的道路及車輛情況，很可能會導致事故的發生。因此利用機器視覺來輔助轉向就顯得尤為重要。而常規的利用車載攝像頭的轉向輔助系統只能擴大駕駛員的視野，通過報警裝置示警，但報警信息單一，不足以讓駕駛員準確了解當前轉向的狀況，以便做出有效的調整。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種基于機器視覺的轉向助力預警系統及其工作方法，實現實時檢測處于轉向狀態時車輛的方向盤轉角、車速及側滑現象，對車輛轉向盤轉角、車速進行控制，以提高轉向的質量和智能化。

本發明的一種基于機器視覺的轉向助力預警系統，包括機器視覺采集模塊，信號采集模塊，數字信號處理器，控制模塊，執行模塊；

所述機器視覺采集模塊，由安裝在車輛前車牌上方的攝像頭和圖像采集卡組成，所述攝像頭用于實時采集路面信息，并傳輸給圖像采集卡；所述圖像采集卡將攝像頭拍攝的模擬圖像信息轉化為數字圖像信息，再傳輸給所述數字信號處理器；

所述數字信號處理器對機器視覺采集模塊獲得的數字圖像信息進行處理，并將處理結果傳輸給控制模塊；

所述信號采集模塊由方向盤角度傳感器、車速傳感器、橫擺角速度傳感器組成；所述方向盤角度傳感器安裝在方向盤下方的方向柱內，用于測量方向盤的轉角；所述車速傳感器安裝在變速箱的輸出軸上，用于測量車輛車速；所述橫擺角速度傳感器安裝在扶手箱的儲物盒內，用于測量車輛的橫擺角速度；所述方向盤角度傳感器、車速傳感器、橫擺角速度傳感器將采集的信息傳輸給控制模塊；

所述控制模塊用于接收和處理數字信號處理器及信號采集模塊傳來的數據和信息，判斷方向盤轉角、車速是否在安全范圍內，并通過橫擺角速度判斷車輛有無側滑趨勢；

所述的執行模塊由轉向助力電機和報警喇叭組成，所述轉向助力電機設置在齒輪齒條式轉向器上；當方向盤轉角不在安全范圍內，所述控制模塊向所述轉向助力電機和報警喇叭發出指令；所述轉向助力電機直接作用于轉向拉桿，推動轉向拉桿幫助車輪轉向，同時所述報警喇叭提供輔助示警；當車速不在安全范圍內及車輛有側滑趨勢時，所述控制模塊向所述報警喇叭發出指令；所述報警喇叭提供輔助示警。

進一步，所述控制模塊由電子控制單元組成。

發明的一種基于機器視覺的轉向助力預警系統的工作方法，包括步驟：

步驟1，信號采集模塊中的方向盤角度傳感器測量車輛的方向盤轉角；

步驟2，控制模塊判斷方向盤轉角是否大于30°，若大于30°，說明此時駕駛員有轉向的意圖，執行下一步；若小于等于30°，則結束程序；