周向視場(chǎng)可控的非直視駕駛系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種周向視場(chǎng)可控的非直視駕駛系統(tǒng)，能實(shí)時(shí)為駕駛員提供可隨動(dòng)控制或主動(dòng)控制的視場(chǎng)，減少盲區(qū)。其中，前、后兩自由度云臺(tái)分別安裝在車(chē)頂前部和后部，前、后視高清攝像模組分別安裝在前、后兩自由度云臺(tái)之上；左、右側(cè)后視高清攝像模組支座安裝在左側(cè)車(chē)體前部和右側(cè)車(chē)體前部，左、右側(cè)后視高清攝像模組分別安裝在左、右側(cè)后視高清攝像模組支座之上；全高清平板顯示器組布置在車(chē)內(nèi)駕駛員的正前方；電子控制系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向工況傳感器、駕駛員操作桿和電子控制單元；電子控制單元與轉(zhuǎn)向工況傳感器、駕駛員操作桿、以及前、后兩自由度云臺(tái)相連，用于根據(jù)駕駛員的動(dòng)作或者轉(zhuǎn)向工況傳感器采集的信息進(jìn)行決策和云臺(tái)控制。
【專(zhuān)利說(shuō)明】周向視場(chǎng)可控的非直視駕駛系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及運(yùn)輸工具的非直視駕駛系統(tǒng)，特別涉及視場(chǎng)可控的非直視駕駛系統(tǒng)，屬于不與某一特定子系統(tǒng)的控制相關(guān)聯(lián)的道路車(chē)輛輔助駕駛系統(tǒng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]一般車(chē)輛的駕駛員在駕駛車(chē)輛時(shí)，是通過(guò)駕駛室的前窗和側(cè)窗直接地觀(guān)察車(chē)輛的周?chē)h(huán)境。但對(duì)于工作于危險(xiǎn)環(huán)境的特種車(chē)輛或軍用車(chē)輛而言，駕駛員如實(shí)施直視駕駛，頭部將暴露在危險(xiǎn)的作業(yè)環(huán)境中，面臨著極大的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，特種車(chē)輛或軍用車(chē)輛的駕駛員需要采用非直視的方式觀(guān)察車(chē)輛周邊環(huán)境并駕駛車(chē)輛。
[0003]傳統(tǒng)非直視駕駛技術(shù)是基于光學(xué)反射與折射原理實(shí)現(xiàn)的。常見(jiàn)的非直視駕駛裝置是駕駛員潛望鏡。一般的駕駛員潛望鏡為三塊，布置于駕駛員的前方，視向固定、視角有限且無(wú)變焦功能，僅給駕駛員提供狹窄的固定視場(chǎng)，駕駛員執(zhí)行非直視駕駛時(shí)，需盡可能靠近潛望鏡，以獲得更大的視場(chǎng)。但是，當(dāng)車(chē)輛行駛在較崎嶇的道路上時(shí)，車(chē)輛的劇烈顛簸極易使駕駛員的面部撞到潛望鏡。因此，在越野行駛時(shí)，車(chē)輛往往因駕駛員處于非直視駕駛狀態(tài)而不能完全達(dá)到應(yīng)有的動(dòng)力性能。此外，車(chē)輛在涉水或在泥濘道路中行駛時(shí)，因駕駛員潛望鏡的設(shè)計(jì)位置較低，鏡面也極易容易受到泥水的污染或覆蓋。
[0004]近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，非直視駕駛技術(shù)也取得了革命性的進(jìn)展。目前，國(guó)內(nèi)外一些科研機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的非直視駕駛系統(tǒng)僅是利用圖像傳感器、視頻處理器和平板顯示器等電子元器件采集、傳輸并再現(xiàn)圖像信號(hào)數(shù)據(jù)，重建車(chē)外環(huán)境。與駕駛員潛望鏡相比，這類(lèi)非直視駕駛系統(tǒng)明顯地?cái)U(kuò)大了駕駛員的視場(chǎng)，改善了駕駛員的非直視駕駛環(huán)境，但仍然具有水平視場(chǎng)角固定的缺點(diǎn)。在車(chē)輛轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，這一不足表現(xiàn)得尤為突出。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是徹底改變車(chē)輛駕駛員傳統(tǒng)的非直視駕駛體態(tài)，突破傳統(tǒng)的車(chē)輛駕駛員人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)原則的限制，使駕駛員的非直視駕駛環(huán)境得到明顯改善，并且在車(chē)輛轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，實(shí)時(shí)地為駕駛員提供可隨動(dòng)控制或主動(dòng)控制的視場(chǎng)，減少盲區(qū)，從而盡可能地發(fā)揮駕駛員的操作能力，提高特種車(chē)輛或軍用車(chē)輛的總體性能。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種周向視場(chǎng)可控的非直視駕駛系統(tǒng)，包括前非直視模塊、后非直視模塊、左側(cè)后非直視模塊、右側(cè)后非直視模塊、全高清平板顯示器組和電子控制系統(tǒng)；
[0008]前非直視模塊包括前視高清攝像模組和前兩自由度云臺(tái)；前兩自由度云臺(tái)安裝在車(chē)頂前部，前視高清攝像模組安裝在前兩自由度云臺(tái)之上，初始位置朝向車(chē)輛前方；其中，兩自由包括水平和俯仰兩個(gè)方向；
[0009]后非直視模塊包括后視高清攝像模組和后兩自由度云臺(tái)；后兩自由度云臺(tái)安裝在車(chē)頂后部，后視高清攝像模組安裝在后兩自由度云臺(tái)之上，初始位置朝向車(chē)輛后方；
[0010]左側(cè)后非直視I旲塊包括左側(cè)后視聞清攝像I旲組和左側(cè)后視聞清攝像I旲組支座；左側(cè)后視聞清攝像|旲組支座安裝在左側(cè)車(chē)體如部，左側(cè)后視聞清攝像|旲組安裝在左側(cè)后視聞清攝像模組支座之上，初始位置朝向車(chē)輛左側(cè)后方；
[0011]右側(cè)后非直視I旲塊包括右側(cè)后視聞清攝像I旲組和右側(cè)后視聞清攝像I旲組支座；右側(cè)后視聞清攝像1旲組支座安裝在車(chē)身如部右側(cè)，右側(cè)后視聞清攝像1旲組安裝在右側(cè)后視聞清攝像模組支座之上，初始位置朝向車(chē)輛右側(cè)后方；
[0012]全高清平板顯示器組包括前向視場(chǎng)顯示器、后向視場(chǎng)顯示器、左側(cè)后向視場(chǎng)顯示器和右側(cè)后向視場(chǎng)顯示器，分別用于顯示前視高清攝像模組、后視高清攝像模組、左側(cè)后視高清攝像模組和右側(cè)后視高清攝像模組所拍攝的圖像；平板顯示器組布置在車(chē)內(nèi)駕駛員的正前方；
[0013]電子控制系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向工況傳感器、駕駛員操作桿和電子控制單元；電子控制單元與轉(zhuǎn)向工況傳感器、駕駛員操作桿、前兩自由度云臺(tái)和后兩自由度云臺(tái)相連；
[0014]轉(zhuǎn)向工況傳感器用于檢測(cè)表征車(chē)身將要轉(zhuǎn)動(dòng)角度的參考信號(hào)，并發(fā)送給電子控制單元；
[0015]駕駛員操作桿上有兩個(gè)開(kāi)關(guān)，分別是“工作模式切換開(kāi)關(guān)”和“前、后云臺(tái)切換開(kāi)關(guān)”；駕駛員通過(guò)駕駛員操作桿上的“工作模式切換開(kāi)關(guān)”選擇電子控制系統(tǒng)進(jìn)入手動(dòng)或自動(dòng)模式；
[0016]在手動(dòng)模式下，電子控制單元根據(jù)駕駛員操作桿輸出的信號(hào)和“前、后云臺(tái)切換開(kāi)關(guān)”當(dāng)前檔位，控制前兩自由度云臺(tái)或后兩自由度云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)，使相應(yīng)攝像模組的周向和俯仰視場(chǎng)角得到調(diào)整；
[0017]在自動(dòng)模式下，電子控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向工況傳感器傳來(lái)的參考信號(hào)預(yù)估車(chē)身轉(zhuǎn)向，根據(jù)計(jì)算結(jié)果和當(dāng)前行駛方向，自動(dòng)控制前兩自由度云臺(tái)或后兩自由度云臺(tái)做出相應(yīng)的水平轉(zhuǎn)動(dòng)，使相應(yīng)攝像模組的周向視場(chǎng)角提前于實(shí)際車(chē)身轉(zhuǎn)動(dòng)得到調(diào)整。
[0018]本發(fā)明的有益效果:
[0019]本發(fā)明技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下特點(diǎn):
[0020](1)使用多個(gè)圖像傳感器多方向地采集影像，為駕駛員提供更大的視場(chǎng)，減少駕駛盲區(qū)。
[0021](2)前、后非直視模塊的周向視場(chǎng)可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)車(chē)輛轉(zhuǎn)向行駛和倒車(chē)的需要。
[0022](3)徹底改變駕駛員的駕駛工作體態(tài)，避免傳統(tǒng)非直視駕駛裝置對(duì)駕駛員可能造成的傷害，改善駕駛員的人因工程學(xué)環(huán)境，提高駕駛員的工作效率。
[0023](4)用于影像采集的攝像裝置安裝在車(chē)輛頂部，位置較高，可減少被飛濺的泥水遮擋或污染的可能。
[0024](5)主要部件采用成熟的產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)集成，體積小、在車(chē)輛上布置方便、可靠性高、壽命長(zhǎng)、成本低、容易維護(hù)。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1-為本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)總布置圖；
[0026]圖2-為本發(fā)明實(shí)施例的高清平板顯示器組示意圖；
[0027]圖3-為本發(fā)明實(shí)施例的電子控制系統(tǒng)原理圖；[0028]圖4-為本發(fā)明實(shí)施例的電子控制單元的控制流程圖；
[0029]其中:
[0030]1-轉(zhuǎn)向工況傳感器、2-右側(cè)后視高清攝像模組、3-右側(cè)后視高清攝像模組支座、4_前視高清攝像模組、5-前兩自由度云臺(tái)、6-駕駛員操作桿、7-電子控制單元、8-后兩自由度云臺(tái)、9-后視高清攝像模組、10-駕駛員、11-平板顯示器組、12-左側(cè)后視高清攝像模組支座、13-左側(cè)后視高清攝像模組、14-倒檔燈開(kāi)關(guān)、15-轉(zhuǎn)向橫拉桿。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明的周向視場(chǎng)可控的非直視駕駛系統(tǒng)包括前非直視模塊、后非直視模塊、左側(cè)后非直視模塊、右側(cè)后非直視模塊、全高清平板顯示器組和電子控制系統(tǒng)。
[0032]前非直視模塊、后非直視模塊為可控模塊，主要包括高清攝像模組和兩自由度云臺(tái)。兩自由度云臺(tái)可承載高清攝像模組實(shí)現(xiàn)水平和俯仰兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0033]左、右側(cè)后非直視模塊為不可控模塊。
[0034]全高清平板顯示器組包括前向視場(chǎng)顯示器、后向視場(chǎng)顯示器、左向視場(chǎng)顯示器、右側(cè)后向視場(chǎng)顯示器，及數(shù)字化儀表顯示器。
[0035]電子控制系統(tǒng)的硬件部分主要包括:轉(zhuǎn)向工況傳感器、駕駛員操作桿和電子控制單元。
[0036]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0037]本發(fā)明的周向視場(chǎng)可控的非直視駕駛系統(tǒng)由前非直視模塊、后非直視模塊、左側(cè)后非直視模塊、右側(cè)后非直視模塊、全高清平板顯示器組和電子控制系統(tǒng)組成。如圖1所
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[0038]前非直視模塊布置在車(chē)頂，其包括前視高清攝像模組4和前兩自由度云臺(tái)5。前兩自由度云臺(tái)5安裝在車(chē)頂前部，前視高清攝像模組4安裝在前兩自由度云臺(tái)5之上，初始位置朝向車(chē)輛的前方。
[0039]后非直視模塊布置在車(chē)頂，其包括后視高清攝像模組9和后兩自由度云臺(tái)8。后兩自由度云臺(tái)8安裝在車(chē)頂后部，后視高清攝像模組9安裝在后兩自由度云臺(tái)8之上，初始位置朝向車(chē)輛的后方。
[0040]左側(cè)后非直視模塊布置在車(chē)輛的前部左側(cè)，其包括左側(cè)后視高清攝像模組支座12和左側(cè)后視聞清攝像I旲組13。左側(cè)后視聞清攝像|旲組支座12安裝在左側(cè)車(chē)體如部，左側(cè)后視高清攝像模組13安裝在左側(cè)后視高清攝像模組支座12之上，初始位置朝向車(chē)輛的左側(cè)后方。
[0041]右側(cè)后非直視模塊布置在車(chē)輛的前部右側(cè)，其包括右側(cè)后視高清攝像模組支座3和右側(cè)后視聞清攝像1旲組2。右側(cè)后視聞清攝像|旲組支座3安裝在車(chē)身如部右側(cè)，右側(cè)后視聞清攝像|旲組2安裝在右側(cè)后視聞清攝像|旲組支座3之上，初始位置朝向車(chē)輛的右側(cè)后方。
[0042]全高清平板顯示器組布置在駕駛員的正前方，其包括多塊顯示器，分別為前向視場(chǎng)顯示器、后向視場(chǎng)顯示器、左向視場(chǎng)顯示器、右側(cè)后向視場(chǎng)顯示器，分別用于顯示前視高清攝像I旲組4、后視聞清攝像|旲組9、左側(cè)后視聞清攝像|旲組13和右側(cè)后視聞清攝像|旲組2所拍攝的圖像。該顯示器組還包括左數(shù)字化儀表顯示器和右數(shù)字化儀表顯示器，用于顯示各種參數(shù)數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)方案如圖2所示。[0043]各顯示器的屏幕比例同樣為16:9，與各攝像模組輸出的視頻信號(hào)相匹配。前向視場(chǎng)顯示器位于中央，橫向布置，屏幕對(duì)角線(xiàn)尺寸為21.5英寸，分辨率為1920X1080 ;左、右側(cè)后向視場(chǎng)顯示器位于其的左、右兩側(cè)，縱向布置，屏幕對(duì)角線(xiàn)尺寸為12.5英寸，分辨率為1366X768 ;后向視場(chǎng)顯示器位于前向視場(chǎng)顯示器的正上方，橫向布置，屏幕對(duì)角線(xiàn)尺寸為7英寸，分辨率為800X480 ;兩個(gè)數(shù)字化儀表顯示器橫向布置在后向視場(chǎng)顯示器的左、右兩側(cè)，屏幕尺寸和分辨率與后向視場(chǎng)顯示器相同。
[0044]電子控制系統(tǒng)主要包括轉(zhuǎn)向工況傳感器1、駕駛員操作桿6和電子控制單元7。
[0045]轉(zhuǎn)向工況傳感器1用于檢測(cè)表征車(chē)身將要轉(zhuǎn)動(dòng)角度的參考信號(hào)，并發(fā)送給電子控制單兀7。
[0046]駕駛員操作桿6布置在駕駛員右側(cè)，本實(shí)施例中，桿上設(shè)有兩個(gè)開(kāi)關(guān)，分別是“工作模式切換開(kāi)關(guān)”和“前、后云臺(tái)切換開(kāi)關(guān)”。“工作模式切換開(kāi)關(guān)”允許駕駛員選擇“手動(dòng)”或“自動(dòng)”工作模式，“前、后云臺(tái)切換開(kāi)關(guān)”僅在駕駛員選擇“手動(dòng)”工作模式后允許駕駛員選擇對(duì)前兩自由度云臺(tái)或后兩自由度云臺(tái)實(shí)施控制。
[0047]電子控制單元7為一款高可靠性、高性能的車(chē)載控制器，本實(shí)施例中，為了布局緊湊，將電子控制單元7布置在駕駛艙內(nèi)駕駛員的右側(cè)，靠近駕駛員操作桿6。如圖3所示，電子控制單元7與轉(zhuǎn)向工況傳感器1、駕駛員操作桿6及其桿上按鈕、以及前兩自由度云臺(tái)5和后兩自由度云臺(tái)8相連，其中前、后兩自由度云臺(tái)上具有云臺(tái)驅(qū)動(dòng)電路和角度傳感器，這兩個(gè)電氣設(shè)備均連接電子控制單元7，從而實(shí)現(xiàn)向電子控制單元7傳送實(shí)時(shí)角度信息，以及接受電子控制單元7的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)。為了方便地識(shí)別車(chē)輛行駛方向，該電子控制單元7還連接安裝在變速器內(nèi)的倒檔燈開(kāi)關(guān)14，從而可以根據(jù)倒檔燈開(kāi)關(guān)14是否接通判斷當(dāng)前行駛方向。
[0048]電子控制系統(tǒng)設(shè)有“手動(dòng)”和“自動(dòng)”兩種工作模式，駕駛員通過(guò)駕駛員操作桿6上的“工作模式切換開(kāi)關(guān)”選擇電子控制系統(tǒng)的工作模式。
[0049]在“手動(dòng)”模式下，可通過(guò)駕駛員操作桿6上的“前、后云臺(tái)切換開(kāi)關(guān)”選擇受控的云臺(tái)，并利用駕駛員操作桿6分別控制前兩自由度云臺(tái)5、后兩自由度云臺(tái)8轉(zhuǎn)動(dòng)，使攝像模組的周向和俯仰視場(chǎng)角得到調(diào)整。具體來(lái)說(shuō)，駕駛員移動(dòng)駕駛員操作桿6后，電子控制單元7檢測(cè)到駕駛員操作桿6輸出的信號(hào)，并且識(shí)別前、后云臺(tái)切換開(kāi)關(guān)的當(dāng)前檔位以確定當(dāng)前控制對(duì)象是前云臺(tái)還是后云臺(tái)，然后根據(jù)駕駛員操作桿6輸出的信號(hào)控制前兩自由度云臺(tái)
(5)或后兩自由度云臺(tái)(8)的水平和/或俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0050]在“自動(dòng)”模式下，電子控制單元實(shí)時(shí)檢測(cè)轉(zhuǎn)向工況傳感器1的參考信號(hào)，預(yù)估車(chē)身轉(zhuǎn)向，根據(jù)計(jì)算結(jié)果和當(dāng)前行駛方向(根據(jù)倒檔等開(kāi)工是否接通判斷)，自動(dòng)控制前兩自由度云臺(tái)5或后兩自由度云臺(tái)8做出相應(yīng)的水平轉(zhuǎn)動(dòng)，使相應(yīng)攝像模組的周向視場(chǎng)角提前于實(shí)際車(chē)身轉(zhuǎn)動(dòng)得到調(diào)整。在實(shí)施調(diào)整之前，進(jìn)一步判斷轉(zhuǎn)角大小，如果轉(zhuǎn)動(dòng)角度小于預(yù)設(shè)閾值，例如10度，則認(rèn)為不調(diào)整攝像機(jī)也不會(huì)影響影像呈現(xiàn)，則不進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)角度大于設(shè)定閾值后，再進(jìn)行調(diào)整。
[0051]在“自動(dòng)”模式下，當(dāng)車(chē)輛前進(jìn)時(shí)，電子控制單元7對(duì)前兩自由度云臺(tái)5實(shí)施控制；一旦駕駛員掛入倒檔，電子控制單元7將對(duì)后兩自由度云臺(tái)8實(shí)施控制。
[0052]對(duì)于輪式車(chē)輛作為安裝平臺(tái)的情況，采用轉(zhuǎn)向橫拉桿15的橫向運(yùn)動(dòng)量作為轉(zhuǎn)向工況識(shí)別參考信號(hào)，因此轉(zhuǎn)向工況傳感器1為角位移傳感器。角位移傳感器的殼體固定在車(chē)身上，轉(zhuǎn)軸上安裝搖臂，搖臂上安裝頂桿與車(chē)輛的轉(zhuǎn)向橫拉桿15連接；當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)使轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)向橫拉桿運(yùn)動(dòng)，此時(shí)角位移傳感器測(cè)量得到轉(zhuǎn)向橫拉桿的橫向運(yùn)動(dòng)量，電子控制單元7利用此橫向運(yùn)動(dòng)量計(jì)算駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)的方向和角度，相當(dāng)于車(chē)身欲轉(zhuǎn)向，根據(jù)該方向和角度對(duì)云臺(tái)實(shí)施控制。
[0053]對(duì)于履帶式車(chē)輛作為安裝平臺(tái)的情況，應(yīng)當(dāng)測(cè)量?jī)蓚?cè)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速作為轉(zhuǎn)向工況識(shí)別參考信號(hào)，因此轉(zhuǎn)向工況傳感器1應(yīng)為轉(zhuǎn)速傳感器。轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量?jī)蓚?cè)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速；電子控制單元7根據(jù)兩側(cè)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速計(jì)算轉(zhuǎn)速差，進(jìn)而計(jì)算得到車(chē)身轉(zhuǎn)動(dòng)方向和角度，相當(dāng)于車(chē)身欲轉(zhuǎn)向，根據(jù)該方向和角度對(duì)云臺(tái)實(shí)施控制。
[0054]無(wú)論是上述哪種情況，從轉(zhuǎn)向盤(pán)或主動(dòng)輪獲取的轉(zhuǎn)向工況識(shí)別參考信號(hào)均提前于車(chē)身實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)，因此采用本發(fā)明的自動(dòng)模式，可以令攝像機(jī)自動(dòng)隨車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)，且稍稍提前于車(chē)身轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣可以在轉(zhuǎn)彎時(shí)及時(shí)將盲區(qū)部分呈現(xiàn)在顯示器上，從而達(dá)到了消除盲區(qū)的效果。
[0055]下面針對(duì)本發(fā)明電子控制單元的工作流程進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖4所示。
[0056]首先，電子控制單元判斷工作模式切換開(kāi)關(guān)的位置，根據(jù)開(kāi)關(guān)位置判斷當(dāng)前處于“手動(dòng)”模式還是“自動(dòng)”模式。
[0057]◎“手動(dòng)”模式
[0058]①電子控制單元7讀取駕駛員操作桿6輸出信號(hào)，并判斷前、后云臺(tái)切換開(kāi)關(guān)的當(dāng)前檔位；
[0059]②如果當(dāng)前檔位指向后云臺(tái)，則根據(jù)駕駛員操作桿6輸出信號(hào)控制后兩自由度云臺(tái)8運(yùn)動(dòng)。如果當(dāng)前檔位指向前兩自由度云臺(tái)5，則根據(jù)駕駛員操作桿6輸出信號(hào)控制前兩自由度z?臺(tái)5運(yùn)動(dòng)。
[0060]③判斷駕駛員操作桿6是否處于中位，如果不在中位，則繼續(xù)根據(jù)駕駛員操作桿6輸出信號(hào)控制后兩自由度云臺(tái)8運(yùn)動(dòng)，如果在中位，則說(shuō)明當(dāng)前控制告一段落，重新執(zhí)行步驟①。
[0061]◎“自動(dòng)”模式
[0062]①讀取前兩自由度云臺(tái)5和后兩自由度云臺(tái)8角度輸出信號(hào)，判斷是否處于初始位置，如果不是，則控制前、后云臺(tái)運(yùn)動(dòng)使其回復(fù)到初始位置，從而避免在切換到自動(dòng)模式后，從其他位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。如果是，則執(zhí)行步驟②:
[0063]②讀取轉(zhuǎn)向工況傳感器1輸出信號(hào)，預(yù)估車(chē)身轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)角，判斷轉(zhuǎn)角是否超過(guò)預(yù)設(shè)的閾值，如果沒(méi)有超過(guò)，則保持云臺(tái)當(dāng)前位置，重新執(zhí)行本步驟②；如果超過(guò)閾值，則執(zhí)行步驟③；
[0064]③判斷倒檔燈開(kāi)關(guān)14是否接通:
[0065]如果倒檔燈開(kāi)關(guān)14接通，則根據(jù)預(yù)估車(chē)身轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)角，控制后兩自由度云臺(tái)8運(yùn)動(dòng)，使后視高清攝像模組9的周向視場(chǎng)提前于實(shí)際車(chē)身轉(zhuǎn)動(dòng)得到調(diào)整；
[0066]如果倒檔燈開(kāi)關(guān)14未接通，則根據(jù)預(yù)估車(chē)身轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)角，控制前兩自由度云臺(tái)5運(yùn)動(dòng)，使前視高清攝像模組4的周向視場(chǎng)提前于實(shí)際車(chē)身轉(zhuǎn)動(dòng)得到調(diào)整。
[0067]在調(diào)整云臺(tái)轉(zhuǎn)向時(shí)，需要實(shí)時(shí)地讀取受控云臺(tái)的角度輸出信號(hào)，不斷判斷是否達(dá)到目的位置，當(dāng)達(dá)到目的位置后，停止調(diào)整。然后返回步驟②重復(fù)執(zhí)行，直到工作模式切換開(kāi)關(guān)被改變。
[0068]經(jīng)過(guò)對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的周向視場(chǎng)可控非直視駕駛系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)車(chē)試驗(yàn)，結(jié)果表明:[0069]1、本發(fā)明的周向視場(chǎng)可控非直視駕駛系統(tǒng)，能夠?yàn)轳{駛員提供寬闊、清晰的非直視視場(chǎng)，改善駕駛員在非直視駕駛工況的視覺(jué)感受。
[0070]2、本發(fā)明的周向視場(chǎng)可控非直視駕駛系統(tǒng)，能夠主動(dòng)地或自動(dòng)地對(duì)非直視視場(chǎng)做出調(diào)整，可以滿(mǎn)足非直視駕駛工況下對(duì)可控視場(chǎng)的需求。
[0071]3、本發(fā)明的周向視場(chǎng)可控非直視駕駛系統(tǒng)，能夠在自動(dòng)模式下根據(jù)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)的動(dòng)作控制云臺(tái)做出相應(yīng)的水平轉(zhuǎn)動(dòng)，改變非直視環(huán)境的周向視場(chǎng)，消除了駕駛員的轉(zhuǎn)向盲區(qū)。
[0072]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種周向視場(chǎng)可控的非直視駕駛系統(tǒng)，其特征在于:包括前非直視模塊、后非直視模塊、左側(cè)后非直視模塊、右側(cè)后非直視模塊、全高清平板顯示器組和電子控制系統(tǒng)；前非直視模塊包括前視高清攝像模組(4)和前兩自由度云臺(tái)(5);前兩自由度云臺(tái)(5)安裝在車(chē)頂前部，前視高清攝像模組(4)安裝在前兩自由度云臺(tái)(5)之上，初始位置朝向車(chē)輛前方；其中，兩自由包括水平和俯仰兩個(gè)方向；后非直視模塊包括后視高清攝像模組(9)和后兩自由度云臺(tái)(8);后兩自由度云臺(tái)(8)安裝在車(chē)頂后部，后視高清攝像模組(9)安裝在后兩自由度云臺(tái)(8)之上，初始位置朝向車(chē)輛后方；左側(cè)后非直視1旲塊包括左側(cè)后視聞清攝像1旲組(13)和左側(cè)后視聞清攝像|旲組支座(12 ;左側(cè)后視聞清攝像|旲組支座(12)安裝在左側(cè)車(chē)體如部，左側(cè)后視聞清攝像I旲組(13)安裝在左側(cè)后視高清攝像模組支座(12)之上，初始位置朝向車(chē)輛左側(cè)后方；右側(cè)后非直視1旲塊包括右側(cè)后視聞清攝像1旲組(2)和右側(cè)后視聞清攝像I旲組支座(3);右側(cè)后視高清攝像模組支座(3)安裝在車(chē)身前部右側(cè)，右側(cè)后視高清攝像模組(2)安裝在右側(cè)后視高清攝像模組支座(3)之上，初始位置朝向車(chē)輛右側(cè)后方；全高清平板顯示器組包括前向視場(chǎng)顯示器、后向視場(chǎng)顯示器、左側(cè)后向視場(chǎng)顯示器和右側(cè)后向視場(chǎng)顯示器，分別用于顯示前視高清攝像模組(4)、后視高清攝像模組(9)、左側(cè)后視高清攝像模組(13)和右側(cè)后視高清攝像模組(2)所拍攝的圖像；全高清平板顯示器組布置在車(chē)內(nèi)駕駛員的正前方； 電子控制系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向工況傳感器(1)、駕駛員操作桿(6)和電子控制單元(7);電子控制單元(7)與轉(zhuǎn)向工況傳感器(1)、駕駛員操作桿(6)、前兩自由度云臺(tái)(5)和后兩自由度云臺(tái)(8)相連；轉(zhuǎn)向工況傳感器(1)用于檢測(cè)表征車(chē)身將要轉(zhuǎn)動(dòng)角度的參考信號(hào)，并發(fā)送給電子控制單元(7);駕駛員操作桿(6)上有兩個(gè)開(kāi)關(guān)，分別是“工作模式切換開(kāi)關(guān)”和“前、后云臺(tái)切換開(kāi)關(guān)”；駕駛員通過(guò)駕駛員操作桿(6)上的“工作模式切換開(kāi)關(guān)”選擇電子控制系統(tǒng)進(jìn)入手動(dòng)或自動(dòng)模式；在手動(dòng)模式下，電子控制單元(7)根據(jù)駕駛員操作桿(6)輸出的信號(hào)和“前、后云臺(tái)切換開(kāi)關(guān)”當(dāng)前檔位，控制前兩自由度云臺(tái)(5)或后兩自由度云臺(tái)(8)的轉(zhuǎn)動(dòng)，使相應(yīng)攝像模組的周向視場(chǎng)角和俯仰視場(chǎng)角得到調(diào)整；在自動(dòng)模式下，電子控制單元(7)根據(jù)轉(zhuǎn)向工況傳感器(1)傳來(lái)的參考信號(hào)預(yù)估車(chē)身轉(zhuǎn)向，根據(jù)計(jì)算結(jié)果和當(dāng)前行駛方向，自動(dòng)控制前兩自由度云臺(tái)(5)或后兩自由度云臺(tái)(8)做出相應(yīng)的水平轉(zhuǎn)動(dòng)，使相應(yīng)攝像模組的周向視場(chǎng)角提前于實(shí)際車(chē)身轉(zhuǎn)動(dòng)得到調(diào)整。
2.如權(quán)利要求1所述的周向視場(chǎng)可控的非直視駕駛系統(tǒng)，其特征在于:所述電子控制單元(7)進(jìn)一步連接倒檔燈開(kāi)關(guān)(14)，在自動(dòng)模式下，根據(jù)倒檔燈開(kāi)關(guān)(14)是否接通判斷當(dāng)前行駛方向。
3.如權(quán)利要求1所述的周向視場(chǎng)可控的非直視駕駛系統(tǒng)，其特征在于:對(duì)于輪式車(chē)輛，所述轉(zhuǎn)向工況傳感器(1)為角位移傳感器，角位移傳感器的殼體固定在車(chē)架上，轉(zhuǎn)軸上安裝搖臂，搖臂上安裝頂桿與車(chē)輛的轉(zhuǎn)向橫拉桿(15 )連接；當(dāng)轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)向橫拉桿(15)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)角位移傳感器測(cè)量得到轉(zhuǎn)向橫拉桿(15)的橫向運(yùn)動(dòng)量，電子控制單元(7)利用此橫向運(yùn)動(dòng)量計(jì)算駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)的方向和角度，根據(jù)該方向和角度對(duì)云臺(tái)實(shí)施控制。
4.如權(quán)利要求1所述的所述的周向視場(chǎng)可控的非直視駕駛系統(tǒng)，其特征在于:對(duì)于履帶式車(chē)輛，所述轉(zhuǎn)向工況傳感器(1)為轉(zhuǎn)速傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量?jī)蓚?cè)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速；所述電子控制單元根據(jù)兩側(cè)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速計(jì)算轉(zhuǎn)速差，進(jìn)而計(jì)算得到車(chē)身轉(zhuǎn)動(dòng)方向和角度，根據(jù)該方向和角度對(duì)云臺(tái)實(shí)施控制。
5.如權(quán)利要求1所述的周向視場(chǎng)可控的非直視駕駛系統(tǒng)，其特征在于:平板顯示器進(jìn)一步包括左數(shù)字化儀表顯示器和右數(shù)字化儀表顯示器；各顯示器的屏幕比例同樣為16:9，與各攝像模組輸出的視頻信號(hào)相匹配；前向視場(chǎng)顯示器位于中央，橫向布置；左側(cè)后向視場(chǎng)顯示器和右側(cè)后向視場(chǎng)顯示器位于前向視場(chǎng)顯示器的左、右兩側(cè)，縱向布置，后向視場(chǎng)顯示器位于前向視場(chǎng)顯示器的正上方，橫向布置；兩個(gè)數(shù)字化儀表顯示器橫向布置在后向視場(chǎng)顯示器的左、右兩側(cè)。
6.如權(quán)利要求1所述的周向視場(chǎng)可控的非直視駕駛系統(tǒng)，其特征在于:在“手動(dòng)”模式下，所述電子控制單元的工作流程包括:①讀取駕駛員操作桿(6)輸出信號(hào)，并判斷前、后云臺(tái)切換開(kāi)關(guān)的當(dāng)前檔位；②如果當(dāng)前檔位指向后兩自由度云臺(tái)(8)，則根據(jù)駕駛員操作桿輸出信號(hào)控制后兩自由度云臺(tái)(8)運(yùn)動(dòng)；如果當(dāng)前檔位指向前兩自由度云臺(tái)(5)，則根據(jù)駕駛員操作桿輸出信號(hào)控制前兩自由度云臺(tái)(5)運(yùn)動(dòng)；③判斷駕駛員操作桿是否處于中位，如果不在中位，則繼續(xù)根據(jù)駕駛員操作桿輸出信號(hào)控制云臺(tái)運(yùn)動(dòng)，如果在中位，則重新執(zhí)行步驟①。
7.如權(quán)利要求2所述的周向視場(chǎng)可控的非直視駕駛系統(tǒng)，其特征在于:在“自動(dòng)”模式下，所述電子控制單元的工作流程包括:①讀取前兩自由度云臺(tái)(5)和后兩自由度云臺(tái)(8)角度輸出信號(hào)，判斷是否處于所述初始位置，如果不是，則控制云臺(tái)運(yùn)動(dòng)使其回復(fù)到初始位置；如果是，則執(zhí)行步驟②；②讀取轉(zhuǎn)向工況傳感器(1)輸出信號(hào)，預(yù)估車(chē)身轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)角，判斷轉(zhuǎn)角是否超過(guò)預(yù)設(shè)的閾值，如果沒(méi)有超過(guò)，則保持云臺(tái)當(dāng)前位置，重新執(zhí)行本步驟②；如果超過(guò)閾值，則執(zhí)行步驟③；③判斷倒檔燈開(kāi)關(guān)是否接通:如果倒檔燈開(kāi)關(guān)接通，則根據(jù)預(yù)估車(chē)身轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)角，控制后兩自由度云臺(tái)(8)運(yùn)動(dòng)，使后視高清攝像模組(9)的周向視場(chǎng)提前于實(shí)際車(chē)身轉(zhuǎn)動(dòng)得到調(diào)整；如果倒檔燈開(kāi)關(guān)未接通，則根據(jù)預(yù)估車(chē)身轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)角，控制前兩自由度云臺(tái)(5)運(yùn)動(dòng)，使前視高清攝像模組 (4)的周向視場(chǎng)提前于實(shí)際車(chē)身轉(zhuǎn)動(dòng)得到調(diào)整；重復(fù)執(zhí)行步驟②和③。
8.如權(quán)利要求1所述的周向視場(chǎng)可控的非直視駕駛系統(tǒng)，其特征在于:駕駛員操作桿(6)布置在駕駛員右側(cè)。
9.如權(quán)利要求1所述的周向視場(chǎng)可控的非直視駕駛系統(tǒng)，其特征在于:電子控制單元(7 )布置在駕駛艙內(nèi)駕駛員的右側(cè)，靠近駕駛員操作桿(6 )。
【文檔編號(hào)】H04N7/18GK103661107SQ201310631649
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】吳志成, 趙玉壯, 陳思忠, 楊林, 張斌 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)