[發明專利]基于數學模型的預測控制方法

有效

• 申請號: 202010296828.1
• 申請日: 2020-04-15
• 公開（公告）號: CN111469764B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 倪丹;洪成蹊;簡榮杰;董韻;鄭培城
• 申請（專利權）人: 廈門華廈學院
• 主分類號: B60R1/00
• 分類號: B60R1/00;G01S15/931
• 代理公司: 泉州市立航專利代理事務所(普通合伙) 35236
• 代理人: 盧清華

1.一種基于數學模型的預測控制方法，其特征在于，該預測控制方法包括如下步驟：

一、獲取車輛周圍圖像、車輛行駛參數

通過攝像頭模塊（19）采集車輛周圍的影像數據，通過車輛狀態獲取模塊（18）得到車輛行駛參數；

二、建立車輛車輪運行軌跡、測距雷達報警模塊數學模型

通過采集到的車輛行駛參數，建立車輛后輪運行軌跡、測距雷達報警數學模型，測距雷達報警數學模型包括第一測距雷達報警數學模型和第二測距雷達報警數學模型，

車輛后輪運行軌跡數學模型如下：

以上數學模型中，以汽車轉向中心O為坐標原點；指向后輪的軸線為X軸，與X軸垂直的軸線為Y軸，為后內輪胎橫坐標，為后內輪胎縱坐標，L為前輪和后輪之間的軸距，為前輪轉向角：

第一測距雷達報警數學模型計算如下：

為第一測距雷達到后車輪的距離，為第一測距雷達和坐標原點的連線與后輪胎和坐標原點的連線之間的夾角，為第一測距雷達橫坐標，為第一測距雷達縱坐標，為后輪胎和坐標原點的連線與軸之間的夾角、為第一測距雷達報警閾值；

第二測距雷達報警數學模型計算如下：

為第二測距雷達到后車輪的距離，為第二測距雷達和坐標原點的連線與后輪胎和坐標原點的連線之間的夾角，為第二測距雷達橫坐標，為第二測距雷達縱坐標，為第二雷達報警閾值；

三、將車輪運行軌跡添加到車輛周圍影像的圖像中

通過將汽車（1）轉向中心O設為坐標原點后，根據圖像中某一點的像素坐標與世界坐標的轉換關系，將世界坐標系中的軌跡方程變成觸摸顯示屏中的圖像軌跡；

四、判斷障礙物距離是否小于測距雷達報警閾值

根據雷達實時測得的障礙物距離，判斷該距離是否小于測距雷達報警閾值，在距離小于測距雷達報警閾值時，控制報警模塊（20）進行報警，如果距離大于測距雷達報警閾值，則重復執行步驟四，直到安全完成轉向操作；

在步驟二之后還包括，

a、建立測距雷達運動軌跡數學模型

測距雷達報警數學模型還包括第三測距雷達（10）的報警數學模型：

為滑動的第三測距雷達橫坐標，為滑動的第三測距雷達縱坐標，為第三測距雷達到后車輪的距離，為第三測距雷達和坐標原點的連線與后輪胎和坐標原點的連線之間的夾角，為第三測距雷達到后輪胎的初始距離，為第三測距雷達在車身側部滑移的速度，為車輛行進時間；為第三測距雷達報警閾值；

通過上述建立的第三測距雷達報警數學模型后，能夠通過建立好的車輛后輪軌跡實時獲取得到第三測距雷達運行軌跡；

b、將測距雷達運動軌跡模型添加入車輛圖像中

將得到的第三測距雷達運動軌跡，經過世界坐標系與圖像坐標系的轉換關系后添加入車輛圖像中，以供觸摸顯示屏(15)顯示，具體的，第三測距雷達運行軌跡投影到觸摸顯示屏（15）后以圓點的形式顯示于觸摸顯示屏（15）上；

當操作者在行駛時，需要查看位于“內輪差”區域的盲區內是否有障礙，或者是否會碰到障礙，或者為了避免轉彎時突然有障礙物突然進入，司機或其他操作者用手指或者觸控筆點擊該圓點后即可控制第三測距雷達根據手指或者觸控筆的滑動速度和距離而進行相應呈一比例的速度和距離的滑動，從而使得第三測距雷達根據手勢進行掃描、預警動作。

2.如權利要求1所述的基于數學模型的預測控制方法，其特征在于：步驟三之后還包括，

a判斷是否有輸入操作

在司機或其他操作者按動圓點，且拖動圓點后，判斷有輸入操作；

在有輸入操作時，使得第三測距雷達響應于該輸入進行動作；在沒有檢測到有輸入操作時，使得第三測距雷達以初始預定速度進行滑動操作。