[發明專利]一種基于機器視覺的車輪抱死制動判定系統及判定方法

有效

• 申請號: 202010096151.7
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111186423B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 李娟莉;梁思羽;李博;王學文;謝嘉成
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B60T8/1761
• 分類號: B60T8/1761
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本發明屬于車輛控制技術領域，具體是一種基于機器視覺的車輪抱死制動判定系統及判定方法。包括裝在車輛底部用于測量車輪軸線與地面之間距離的輪心高傳感器、用于對輪胎拍攝的車輪徑向攝像機、用于對地拍攝的地法向攝像機以及控制上述結構和信息處理的控制器，控制器包括信號輸入端、信號輸出端、時鐘信號源和運算器，所述信號輸入端分別與車輪徑向攝像機、地法向攝像機和輪心高傳感器連接，控制器信號輸出端與執行機構連接，執行機構與剎車機構連接，還包括用于供電的電源。本發明利用攝像頭測量車輪滑移率，省去了成本較高的轉矩傳感器，由于拍攝區域小，攝像頭可以根據需要進行簡化，達到測量要求即可，因此成本可以降到很低。

技術領域

本發明屬于車輛控制技術領域，具體是一種基于機器視覺的車輪抱死制動判定系統及判定方法。

背景技術

防抱死制動系統是一種避免車輛制動過程中發生抱死，車輪停轉，相對于底面只有滑動摩擦，進而導致車輛制動距離過長以及發生失控、甩尾等事故的設備。現有的防抱死制動系統多采用測量車輪轉矩的方法預測抱死的發生。該方法存在以下缺陷：對于冰面與路面交替出現的復雜路面情況，系統無法準確的預測抱死的發生，并且，轉矩傳感器要求靈敏度好、反應快，進而導致其成本較高。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提供一種基于機器視覺的車輪抱死制動判定系統及判定方法。

本發明采取以下技術方案：一種基于機器視覺的車輪抱死制動判定系統，包括裝在車輛底部用于測量車輪軸線與地面之間距離的輪心高傳感器、用于對輪胎拍攝的車輪徑向攝像機、用于對地拍攝的地法向攝像機以及控制上述結構和信息處理的控制器，控制器包括信號輸入端、信號輸出端、時鐘信號源和運算器，所述信號輸入端分別與車輪徑向攝像機、地法向攝像機和輪心高傳感器連接，控制器信號輸出端與執行機構連接，執行機構與剎車機構連接，還包括用于供電的電源。

進一步的，地法向攝像機的拍攝方向與地面法線方向一致；所述的車輪徑向攝像機的拍攝方向與車輪旋轉軸線垂直相交。

進一步的，車輪徑向攝像機和地法向攝像機為灰度攝像機。

還包括照明設備以及用于清潔車輪徑向攝像機和地法向攝像機的清潔設備。

一種基于機器視覺的車輪抱死制動判定系統的判定方法，包括以下步驟。

S100～車輪徑向攝像機和地法向攝像機按照時鐘信號發生器給定的周期對地面和輪胎進行連續的拍攝，并實時監測輪心距離地面的高度。

S200～車輪徑向攝像機沿車輪輪胎的直徑方向垂直于輪胎表面拍攝，測量計算輪胎表面的切向速度 v₁；地法向攝像機垂直于地面拍攝，測量計算測量車輛相對于地面的移動速度 v₂。

S300～計算滑移率： （a）

其中h為輪心距地面高度，由輪心高傳感器測得，R為車輪半徑，由于輪胎存在變形，故二者并不相等。

S400～控制器根據式（ a） 求出的滑移率判斷是否有發生抱死的危險，然后產生相應的控制信號給執行機構，執行機構控制剎車，避免發生抱死，在制動過程中，當滑移率大于0.2時，制動器松閘；當滑移率低于0.15時，制動器合閘，由此控制車輪的滑移率，進而避免抱死。

與現有技術相比，本發明能夠直接實時測量車輪與地面之間的滑移率，避免復雜路面導致預測失靈的情況；利用攝像頭測量車輪滑移率，省去了成本較高的轉矩傳感器，由于拍攝區域小，攝像頭可以根據需要進行簡化，達到測量要求即可，因此成本可以降到很低。

附圖說明

圖1為是本發明的工作原理圖；

圖2為本發明的安裝示意圖，