[发明专利]计算机辅助驾驶系统

说明书

技术领域

本发明属于智能汽车领域，属于汽车辅助驾驶系统。 

背景技术

计算机辅助驾驶系统从一方面来讲可以是汽车自动驾驶模拟系统，即通过计算机实时控制技术，在汽车上建立自动驾驶控制装置代替有经验的驾驶员来自动操纵汽车，使汽车按给定的运行工况行驶利用汽车自动驾驶装置，可以在具有底盘测功机的传动系统实验台上，通过模拟试验研究传动系统的控制策略、模拟预侧和评价系统性能，验证所提出的改善系统性能的措施和技术方法的合理性。如果该模拟平台用来直接操纵汽车上实际的油门、刹车和方向盘，就成了给定路线的自动驾驶系统。从另一方面来讲，计算机辅助驾驶系统即汽车自主驾驶系统，将自主驾驶的部分技术实用化，以提高产品安全性和舒适性等。目前完全以GPS引导的自主驾驶车辆还不成熟，只能作为实验平台，不能交给普通驾驶员使用。 

从模拟人的操纵动作出发，油门、刹车和方向盘(手动车辆包括离合合档位)等机械动作已经可以可靠地模拟，困难在于实施这些动作前的决策过程，即什么时候踩油门，什么时候踩刹车，什么时候转向，转多少等等。鉴于人的主要判断来自于人的视觉，所以，基于视觉导航的自动驾驶系统是研究的一个热点。基于视觉导航的自动驾驶系统由视觉采集传感器一摄像头来采集路况图像信息，如车道线、障碍物、前方车辆等等，传给计算机，计算机对图像进行分析处理后，得出车道线横向距离偏差、障碍物距离和前车距离和偏差等信息，根据结合汽车动力学知识的研制的控制模型，给出控制指令。有时该指令可以通过单片机中转，或直接通过IO口下发。 

发明内容

本发明为具有特定接口的计算机控制和决策软硬件一体化系统。其中防撞系统强调安全性，可以作为附加系统长期使用。自动驾驶系统强调舒适性，可以短时使用，如跟车行驶，车流缓慢时完全自动驾驶等。系统为附加系统，可以像倒车雷达那样拆装。 

本发明第一部分属于可以可靠运行的通过视频和超声来实现自动刹车的车辆防撞系统，没有任何副作用，在车辆距离物体过近时自动减速或刹车，具体参数可以通过计算机设置，如距离10米时进入预警模块，动作为松开油门，进一步检测障碍物距离，如距离5米时根据车速刹车，1米时根据车速和方向转角急刹车等。在方向转角大于10度时调整刹车力度。用户可以根据自己的驾驶习惯设定。防撞系统只对前面的物体起作用。软件流程见图2。 

本发明的第一部分自动驾驶和跟车操纵动作决策系统由具有高低两个摄像头的摄像机给出，具体的障碍物距离计算方法和物体判断、识别技术由本公司另外一项专利提供。也可以加载其他的障碍物判断方法。这是以直线行驶为假定条件。对于跟车模式，在前方车辆转弯，本车需要转弯的情况下，车辆的转角通过图1获得，其中前车的F2为下一时刻的前车位置，利用前后两张图叠加以及上下两台摄像机校准后获得。根据图2得到0后即可根据现有速度计算方向盘的转角。 

在通过前面算法测得障碍物距离和高度及接近速度后，再通过图2测得转角，根据传感器检测的参数，即可将参数更改指令下发。由于驾驶是一个持续的过程，这种计算以0.5秒为单位被不断重复。重复间隔与行驶速度和前车距离有关，速度越快，间隔越短；距离越远，间隔越长，但不大于1秒(慢速驾驶时或跟车堵车时)。 

摄像头与计算机的接口可以是USB，1394，也可以是普通AV+图像处理卡。两摄像头水平方向保持给定的距离。 

本发明的其他信号输入输出接口采用专用I/O卡，或RS232/485构成的串口设备，或由USB接口的类似设备。 

计算机持续地检测车速、超声测距、方向盘角度、刹车和油门位置、车道线、障碍物和前车的距离，根据相关参数持续地对可控参数进行调整，实现防撞和跟车系统。 

根据GPS精确定位的自动驾驶系统是在以上全部决策机制上加上目标引导，即在满足前面的防撞和跟车系统的前提下，根据GPS地图预测红绿灯，预测转向，以及根据实际图像进行红绿灯识别和道路转向判断等。目前系统尚不能实现高速超车。即超车时需要人工辅助。 

该系统为附加系统，原转向、油门、离合、档位和刹车都可以不受影响(在系统关闭时)，可以方便地拆卸。计算机的显示屏为可触摸屏，系统切换可选电脑显示屏控制或附加按键控制，电脑可以兼做GPS显示。 

附图说明

图1前车转角计算方法； 

图2辅助驾驶功能流程图。 

具体实施方式

1、将油门、刹车等执行机构安装在相应的地板上，并对行程和空间进行调整。 

2、将摄像机安装于车内顶棚附近，用水平仪+角度仪量好角度。