[发明专利]一种融合视觉识别技术的汽车线控转向系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种融合视觉识别技术的汽车线控转向系统及其控制方法，包括：视觉采集模块、视觉处理模块、转向路径规划模块、车辆状态采集模块、转向控制模块、通知与警报模块以及转向执行模块；通过融合视觉识别技术，协助驾驶员判断并识别障碍物及危险信息，通过线控转向执行机构突破传统转向系统的机械连接的限制，提供针对驾驶员转向操作的同向修正及反向紧急干预，进行多种工作模式的切换，实现不同工况下线控转向执行机构的精准控制，提高车辆转向的精准性和安全性。

技术领域

本发明属于汽车转向系统技术领域，具体指代一种融合视觉识别技术的汽车线控转向系统及其控制方法。

背景技术

智能驾驶是当前汽车发展的方向，其核心在于智能感知、智能决策和精准执行。现有的感知手段主要包括：摄像头、毫米波雷达、激光雷达、红外线等，而对于执行机构而言，线控转向完全解除了传统机械连接式转向系统的约束，能够自由改变传动比并进行转向修正，解放了汽车横向控制。但是，现有的视觉识别技术仍处于整车匹配阶段，尚未出现针对线控转向系统的设计和控制方案，少量面向转向系统的研发技术主要有：中国发明专利申请号为CN201610041628.5，名称“一种基于机器视觉的转向助力预警系统及其工作方法”中提出利用机器视觉判断驾驶员失误、车速过高等危险状态，通过控制转向助力电机帮助车轮转向，中国发明专利申请号为CN201710764130 .6，名称“一种转向角纠正方法、电子助力转向系统及车辆” 中提出根据图像信息判定汽车偏离行驶路线的异常转向状态，控制助力电机输出目标力矩抵制异常转向，避免危险的发生。中国发明专利申请号为CN201610604746.2，名称“一种用于车辆的自动紧急转向系统及其控制方法” 中提出根据获取的车辆外部环境信息判断车辆前方出现障碍并规划出合适的避让转向路径，触发执行单元，实现对车辆驾驶员的保护。

综上所述，现有的汽车视觉识别技术主要通过判断危险情况，直接控制执行机构进行修正，没有考虑到转向系统的动力学特性和助力特性，也不能突破转向系统的机械连接。线控转向是智能驾驶汽车执行机构的关键，因此基于线控转向系统，融合视觉识别技术，开发融合视觉识别的线控转向系统，对于车辆安全和转向精准修正具有重大意义。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种融合视觉识别技术的汽车线控转向系统及其控制方法，针对转向工况的视觉识别选择工作模式，进行线控转向执行机构的精准控制，以克服现有技术中存在的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种融合视觉识别技术的汽车线控转向系统，包括：视觉采集模块、视觉处理模块、转向路径规划模块、车辆状态采集模块、转向控制模块、通知与警报模块以及转向执行模块；

所述视觉采集模块包括第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头和图像采集卡，所述第一摄像头设置在车身前端的前围板中央，第二摄像头和第三摄像头对称排列在车身后端的后围板两侧，摄像头用于采集车辆前后实时路面信息及障碍物的图像信息，并传输给图像采集卡；所述图像采集卡控制摄像头的快门速度、曝光时间，并将摄像头拍摄的模拟图像信息转化为数字图像信息数据流，传输给视觉处理模块；

所述视觉处理模块包括图像处理卡，专用集成电路以及车载通讯单元；图像处理卡用于获取图像采集卡传输的数字图像信息数据流，并对数据流进行实时压缩处理，存储于专用集成电路中；专用集成电路对上述数据流进行图像识别处理，检测路面及障碍物情况，并通过车载通讯单元与转向路径规划模块进行通讯；

所述车辆状态采集模块用于获取车辆实时状态下的参数，并将参数传递给转向路径规划模块和转向控制模块；

所述转向路径规划模块根据车辆状态采集模块及视觉处理模块传递的信息，进行实时的转向路径规划，并将规划后的转向路径信息传递给转向控制模块；

所述转向控制模块输入端连接车辆状态采集模块、转向路径规划模块以及转向执行模块，输出端连接通知与警报模块以及转向执行模块，用于输出控制汽车转向工作模式信号；