一種換道過程越線時刻預(yù)測裝置及其預(yù)測方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于換道過程越線時刻預(yù)測【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種換道過程越線時刻預(yù)測裝置及其預(yù)測方法。該換道過程越線時刻預(yù)測裝置，包括：車載CAN總線、數(shù)據(jù)處理單元、安裝在車輛前擋風(fēng)玻璃正中央上方的視覺傳感器、以及安裝在車輛變速器上的車速傳感器；所述車速傳感器電連接車載CAN總線，所述數(shù)據(jù)處理單元分別電連接車載CAN總線和視覺傳感器。
【專利說明】一種換道過程越線時刻預(yù)測裝置及其預(yù)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于換道過程越線時刻預(yù)測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種換道過程越線時刻預(yù)測裝置及其預(yù)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，換道預(yù)警系統(tǒng)通常采用先進傳感器對交通環(huán)境進行監(jiān)測，當(dāng)換道過程存在危險時對駕駛員進行預(yù)警。換道預(yù)警系統(tǒng)重點關(guān)注換道過程中自車與換道目標(biāo)車輛后方其他車輛的相對運動關(guān)系，只有當(dāng)換道車輛從本車道越過車道線進入到目的車道時，才有可能與目標(biāo)車道后方的車輛發(fā)生交通沖突。由此可見，準(zhǔn)確的預(yù)測換道過程越線時刻是換道預(yù)警系統(tǒng)重點需要解決的問題。
[0003]換道軌跡是車輛在進行變換車道時，在道路平面上經(jīng)過的路徑。換道越線時刻是車輛在換道時達到所有越過車道線的時刻，因此，要想確定換道越線時刻，需先得到換道軌跡。目前，一些研究人員將車道變換軌跡當(dāng)作圓弧或者是正弦曲線處理，或者利用具有連續(xù)曲率的多項式軌跡模型來代替圓弧軌跡模型計算車輛換道過程中在縱向方向和橫向方向上的位置等。部分研究人員對實際換道過程的越線時刻分布進行了討論，但沒有涉及到越線時刻預(yù)測方法?？傮w而言，目前還缺乏有效的真實換道過程越線時刻預(yù)測方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種換道過程越線時刻預(yù)測裝置及其預(yù)測方法，該換道過程越線時刻預(yù)測裝置投資少，適合規(guī)模化推廣。該換道過程越線時刻預(yù)測方法具有智能化、自動化、無需操作、可靠性高的特點。
[0005]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
[0006]技術(shù)方案一:
[0007]一種換道過程越線時刻預(yù)測裝置，包括:車載CAN總線、數(shù)據(jù)處理單元、安裝在車輛前擋風(fēng)玻璃正中央上方的視覺傳感器、以及安裝在車輛變速器上的車速傳感器；
[0008]所述車速傳感器電連接車載CAN總線，所述數(shù)據(jù)處理單元分別電連接車載CAN總線和視覺傳感器。
[0009]本技術(shù)方案的特點和進一步改進在于:
[0010]所述視覺傳感器朝向車輛前方路面，所述視覺傳感器為汽車碰撞預(yù)警系統(tǒng)(AWS)中的視覺傳感器，所述視覺傳感器的測量精度為5cm，測量范圍為±635cm，輸出頻率為IOHz。
[0011]所述數(shù)據(jù)處理單元封裝在金屬盒中，并安裝在車輛駕駛室操控臺下方；所述數(shù)據(jù)處理單元通過I/o接口分別電連接車載CAN總線和視覺傳感器，所述數(shù)據(jù)處理單元的數(shù)據(jù)采樣頻率為IOHz。
[0012]所述車速傳感器為磁電式車速傳感器，所述車速傳感器的采樣精度為0.01km/ho
[0013]所述數(shù)據(jù)處理單元的輸出端電連接有顯示屏，所述顯示屏安裝在車輛儀表盤上。[0014]技術(shù)方案二:
[0015]一種換道過程越線時刻預(yù)測方法，基于上述一種換道過程越線時刻預(yù)測裝置，包括以下步驟:
[0016]原始數(shù)據(jù)采集:令車輛預(yù)先多次向左/右側(cè)車道進行換道，在每次換道過程中，數(shù)據(jù)處理單元采集時間參數(shù)，視覺傳感器檢測車輛與左/右車道線的橫向距離發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元；同時，車速傳感器將實時車速通過車載CAN總線發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元；
[0017]建立車輛換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫:對于車輛向左/右側(cè)車道進行換道，首先，根據(jù)換道時車速的不同，將數(shù)據(jù)處理單元采集的原始數(shù)據(jù)進行分組，得到車輛向左/右換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫；原始數(shù)據(jù)包括:在原始數(shù)據(jù)采集中獲得的車輛與左/右車道線的橫向距離、以及對應(yīng)的采集時間，所述車輛向左/右換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫包括各組原始數(shù)據(jù)；
[0018]實測數(shù)據(jù)采集:當(dāng)車輛進行向左/右側(cè)車道換道時，數(shù)據(jù)處理單元采集時間參數(shù)，視覺傳感器檢測車輛與左/右車道線的橫向距離，將車輛與左/右車道線的橫向距離發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元；同時，車速傳感器將實時車速通過車載CAN總線發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元；
[0019]獲取預(yù)測越線時刻所需橫向位移擬合關(guān)系式:在車輛開始換道之后的設(shè)定時間段內(nèi)，對數(shù)據(jù)處理單元采集的實測數(shù)據(jù)進行M次多項式擬合，得出M次多項式和的擬合曲線，M為大于3的自然數(shù)，所述設(shè)定時間段的起點為換道開始時刻，所述實測數(shù)據(jù)包括在實測數(shù)據(jù)采集中獲取的車輛與左/右車道線的橫向距離、以及與其對應(yīng)的采集時間；在車輛向左/右換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，每組原始數(shù)據(jù)分為位于對應(yīng)的設(shè)定時間段內(nèi)的前段原始數(shù)據(jù)、以及位于對應(yīng)的設(shè)定時間段之后的后段原始數(shù)據(jù)，分別對各組前段原始數(shù)據(jù)進行M次多項式擬合，得到若干個M次多項式以及對應(yīng)的若干個擬合曲線；在所述若干個擬合曲線中，獲取與4的擬合曲線最接近的擬合曲線Lw、以及與擬合曲線Lw對應(yīng)的M次多項式fw;在車輛向左/右換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，獲取與所述M次多項式fw對應(yīng)的前段原始數(shù)據(jù)Dwf、以及與前段原始數(shù)據(jù)Dwf對應(yīng)的后段原始數(shù)據(jù)Dwb ;將后段原始數(shù)據(jù)Dwb和數(shù)據(jù)處理單元在設(shè)定時間段內(nèi)采集的實測數(shù)據(jù)組合，形成預(yù)測數(shù)據(jù)，然后對所述預(yù)測數(shù)據(jù)進行M次多項式擬合，得到越線時刻預(yù)測關(guān)系式y(tǒng)=f(t)，y表示車輛與左/右車道線的橫向距離，t表示換道越線時刻；
[0020]確定換道越線時刻:在設(shè)定時間段之后的任一時刻，將數(shù)據(jù)處理單元獲取的車輛與左/右車道線的橫向距離，代入越線時刻預(yù)測關(guān)系式y(tǒng)=f (t)中，得出換道越線時刻。
[0021]本技術(shù)方案的特點和進一步改進在于:
[0022]在建立車輛換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫的過程中，在得到各組原始數(shù)據(jù)之后，對每組原始數(shù)據(jù)進行M次多項式擬合，從而得到車輛向左/右換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫，所述車輛向左/右換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫包括不同車速條件下對應(yīng)的車輛向左/右換道橫向位移擬合曲線、不同車速條件下對應(yīng)的車輛向左/右換道橫向位移擬合多項式、以及各組原始數(shù)據(jù)。
[0023]將顯示屏電連接數(shù)據(jù)處理單元的輸出端，在進行數(shù)據(jù)處理之后，將車輛在換道過程中的越線時刻發(fā)送至顯示屏。
[0024]本發(fā)明的有益效果為:該換道過程越線時刻預(yù)測裝置投資少，適合規(guī)模化推廣。該換道過程越線時刻預(yù)測方法具有智能化、自動化、無需操作、可靠性高的特點。
【專利附圖】

【附圖說明】[0025]圖1為本發(fā)明的視覺傳感器和數(shù)據(jù)處理單元的位置示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明的一種換道過程越線時刻預(yù)測裝置的電路連接示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
[0028]為了對車輛在換道過程的越線時間進行準(zhǔn)確的預(yù)測，在本發(fā)明實施例中，首先需要進行相關(guān)器件的安裝，器件安裝的具體過程如下:
[0029]參照圖1，為本發(fā)明的視覺傳感器和數(shù)據(jù)處理單元的位置示意圖。視覺傳感器I采用汽車碰撞預(yù)警系統(tǒng)(AWS)中的視覺傳感器，其測量精度為5cm，測量范圍為±635cm。視覺傳感器I安裝在汽車前擋風(fēng)玻璃正中央的上方，水平安裝，鏡頭朝向車輛行駛方向的路面。該視覺傳感器I基于機器視覺原理對車輛與車道線的距離進行實時測量，輸出參數(shù)包括車輛與左側(cè)車道線距離dL (對應(yīng)車輛向左側(cè)的車道換道)、車輛與右側(cè)車道線距離dR (對應(yīng)車輛向右側(cè)的車道換道)。
[0030]數(shù)據(jù)處理單元2封裝在金屬盒中，它通過導(dǎo)線與外界進行信號傳輸。在本發(fā)明實施例中，數(shù)據(jù)處理單元2采用ARM9處理器，其具體型號為S3C2410。該ARM9處理器安裝在車輛駕駛室操控臺下方。
[0031]車速傳感器安裝在車輛的變速器上，車速傳感器為磁電式車速傳感器，該車速傳感器的采樣精度為0.0ikm/ho車速傳感器可以利用車輛自身攜帶的車速傳感器，有利于降低成本。例如，車速傳感器為磁電式車速傳感器，其米樣精度為0.01km/h。車速傳感器的輸出端與車載CAN總線4電連接，用于將采集到的車速信號傳輸至車載CAN總線4上。
[0032]參照圖2，為本發(fā)明的一種換道過程越線時刻預(yù)測裝置的電路連接示意圖。車速傳感器電連接車載CAN總線4，數(shù)據(jù)處理單元2分別電連接車載CAN總線4和視覺傳感器
I。本發(fā)明實施例中，為了便于實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，還可以設(shè)置CAN轉(zhuǎn)RS485串口協(xié)議轉(zhuǎn)換器3，將RS485智能CAN轉(zhuǎn)換器3固定安裝在駕駛室操控臺下方空閑處，用于獲取車輛CAN總線上的車速數(shù)據(jù)。車載CAN總線4電連接CAN轉(zhuǎn)RS485串口協(xié)議轉(zhuǎn)換器3的輸入端，ARM9處理器通過I/O接口分別電連接CAN轉(zhuǎn)RS485串口協(xié)議轉(zhuǎn)換器3的同相端和反相端。ARM9處理器和車載CAN總線4也可以采用如下連接方式:將ARM9處理器的I/O接口依次通過CAN控制器、CAN收發(fā)器連接車載CAN總線4。
[0033]在對換道越線時刻進行預(yù)測時，由于車道變換本身持續(xù)的時間比較短，因此，視覺傳感器I的采樣頻率和ARM9處理器的處理速率必須滿足換道預(yù)警換道越線時刻預(yù)測裝置的要求。本發(fā)明實施例中采用的視覺傳感器I的采樣頻率為10Hz，即視覺傳感器I每秒鐘可以輸出10次車輛距車道線的距離。ARM9處理器的處理頻率設(shè)置為10Hz，即換道越線時刻預(yù)測裝置每秒鐘能進行10次的越線時刻預(yù)測，符合換道越線時刻預(yù)測裝置的要求，且車道線傳感器和處理器的工作頻率一致，不會出現(xiàn)處理滯后的現(xiàn)象。
[0034]以車輛向左換道為例，按照以上過程完成器件安裝后，就需要按照以下步驟進行換道過程越線時刻的預(yù)測:
[0035]首先需要進行原始數(shù)據(jù)采集。由于換道越線的參考對象是車道線，因此基于車輛與車道線距離參數(shù)即可準(zhǔn)確表達車輛換道越線時刻。本發(fā)明實施例中，采用視覺傳感器對換道過程中車輛與車道線距離進行測量，該視覺傳感器基于機器視覺原理對車輛與車道線的距離進行實時測量，輸出參數(shù)包括車輛與左車道線距離。車速傳感器采集的車輛實時行駛速度被發(fā)送至車載CAN總線4上。這樣，令車輛預(yù)先多次向左側(cè)車道進行換道，在每次換道過程中，數(shù)據(jù)處理單元采集時間參數(shù)，視覺傳感器檢測車輛與左車道線的橫向距離發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元；同時，車速傳感器將實時車速通過車載CAN總線發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元。
[0036]然后建立車輛換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫，對于車輛向左側(cè)車道進行換道，首先，根據(jù)換道時車速的不同，將數(shù)據(jù)處理單元采集的原始數(shù)據(jù)進行分組；原始數(shù)據(jù)包括:在原始數(shù)據(jù)采集中獲得的車輛與左車道線的橫向距離、以及對應(yīng)的采集時間。本發(fā)明實施例中，在得到各組原始數(shù)據(jù)之后，對每組原始數(shù)據(jù)進行M次多項式擬合，從而得到車輛向左換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫，所述車輛向左換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫包括不同車速條件下對應(yīng)的車輛向左換道橫向位移擬合曲線、不同車速條件下對應(yīng)的車輛向左換道橫向位移擬合多項式、以及各組原始數(shù)據(jù)。M的大小與擬合曲線的真實程度密切相關(guān)，為了保證擬合多項式的準(zhǔn)確度，M取大于3的自然數(shù)，例如，在本發(fā)明實施例中，M取7。
[0037]根據(jù)上述過程，可以得到各種典型車速條件下車輛向左換道橫向位移擬合曲線、車輛向左換道橫向位移擬合多項式、以及各組原始數(shù)據(jù)。我們對車輛向左換道橫向位移擬合曲線與車輛換道過程實際的橫向位移曲線進行對比，可以發(fā)現(xiàn)，在各種車速條件下，兩者的擬合系數(shù)均達到0.999以上，擬合誤差被控制在很小的范圍內(nèi)，所有擬合曲線的走勢很好的表征了車輛換道過程實際的橫向位移的變化趨勢，這表明基于7次多項式擬合的車輛向左換道橫向位移擬合曲線能正確地表征實際換道軌跡。因此，通過大量實車試驗，利用視覺傳感器采集不同車速條件下?lián)Q道過程中本車與車道線之間的橫向距離和時間參數(shù)，并分別對每一次換道過程的參數(shù)進行7次多項式擬合，分別繪制7次擬合多項式的曲線。另外需要說明的是，對于在相同車速條件下擬合結(jié)果相似或者重合的擬合曲線，將這些擬合曲線單獨篩選出來，從中挑選能代表該組曲線走勢的換道軌跡，按照上述方法重復(fù)挑選擬合曲線，直到擬合曲線均被挑選完成。
[0038]然后進行實測數(shù)據(jù)采集:其具體過程如下:當(dāng)車輛進行向左側(cè)車道換道時，數(shù)據(jù)處理單元采集時間參數(shù)，視覺傳感器檢測車輛與左車道線的橫向距離，將車輛與左車道線的橫向距離發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元；同時，車速傳感器將實時車速通過車載CAN總線發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元。
[0039]然后獲取預(yù)測越線時刻所需橫向位移擬合關(guān)系式:在對某一次的換道時刻進行預(yù)測時，需要根據(jù)在該次換道過程中一段時間的實測數(shù)據(jù)，來進行換道越線時刻預(yù)測。具體過程如下:在車輛開始換道之后的設(shè)定時間段內(nèi)，對數(shù)據(jù)處理單元采集的實測數(shù)據(jù)進行7次多項式擬合，得出7次多項式和的擬合曲線，設(shè)定時間段的起點為換道開始時刻。在本發(fā)明實施例中，在設(shè)定時間段內(nèi)數(shù)據(jù)處理單元采集的實測數(shù)據(jù)是預(yù)測換道越線時刻的依據(jù)之一。對于安裝換道預(yù)警系統(tǒng)的車輛，從車輛開始換道到換道預(yù)警系統(tǒng)識別出車輛換道為需要耗費一定的時間，即從車輛開始發(fā)生橫向位移到換道預(yù)警系統(tǒng)識別出換道行為之間存在時間延遲，設(shè)定某次換道開始時刻為h，換道預(yù)警系統(tǒng)識別出車道變換行為的時刻為h，可以將設(shè)定時間段設(shè)為從時刻h到時刻h的時間段。
[0040]上述實測數(shù)據(jù)包括在實測數(shù)據(jù)采集中獲取的車輛與左車道線的橫向距離、以及與其對應(yīng)的采集時間；例如，車輛在換道開始時與左車道線的橫向距離為0.6m，與之對應(yīng)的采集時間為Os ;當(dāng)車輛在換道開始后0.2s，車輛與左車道線的橫向距離為0.5m，那么與之對應(yīng)的采集時間為0.2s。在車輛向左換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)設(shè)定時間段的設(shè)置，將每組原始數(shù)據(jù)分為位于對應(yīng)的設(shè)定時間段內(nèi)的前段原始數(shù)據(jù)、以及位于對應(yīng)的設(shè)定時間段之后的后段原始數(shù)據(jù)。例如設(shè)定時間段為0.8s，則前端原始數(shù)據(jù)指在換道開始后0.8s內(nèi)采集到的原始數(shù)據(jù)，而后段原始數(shù)據(jù)指在換道開始后0.8s至換道越線時刻所采集的原始數(shù)據(jù)。前段原始數(shù)據(jù)是進行換道越線時刻預(yù)測的依據(jù)之一。
[0041]分別對各組前段原始數(shù)據(jù)進行7次多項式擬合，得到若干個7次多項式以及對應(yīng)的若干個擬合曲線；在該若干個擬合曲線中，選出與4的擬合曲線最接近的擬合曲線1^、以及與擬合曲線Lw對應(yīng)的7次多項式fw ;在車輛向左換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，獲取與上述7次多項式fw對應(yīng)的前段原始數(shù)據(jù)Dwf、以及與前段原始數(shù)據(jù)Dwf對應(yīng)的后段原始數(shù)據(jù)Dwb ;將后段原始數(shù)據(jù)Dwb和數(shù)據(jù)處理單元在設(shè)定時間段內(nèi)采集的實測數(shù)據(jù)組合，形成預(yù)測數(shù)據(jù)。在預(yù)測數(shù)據(jù)中，后段原始數(shù)據(jù)Dwb是歷史數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理單元在設(shè)定時間段內(nèi)采集的實測數(shù)據(jù)是車輛在進行本次換道時的實測數(shù)據(jù)。然后對上述預(yù)測數(shù)據(jù)進行7次多項式擬合，得到越線時刻預(yù)測關(guān)系式y(tǒng)=f(t)，y表示車輛與左車道線的橫向距離，t表示換道越線時刻。
[0042]確定換道越線時刻:從車輛運動過程而言，換道過程的越線時刻受兩個因素的影響:一是車輛與車道線的距離，車輛與車道線的距離對于換道沖突時刻存在重要影響。換道過程中車輛相對于車道線發(fā)生持續(xù)的橫向位移，從當(dāng)前時刻起，車輛發(fā)生一定橫向位移后車輛將壓到車道線。其次是車輛在換道過程中橫向位移與時間之間的關(guān)系。對于某次換道，如果已知車輛在換道過程中橫向位移與時間之間的函數(shù)關(guān)系式，只要將車輛與車道線距離代入該函數(shù)關(guān)系式，即可求解換道越線時刻。因此，可以將車輛在換道過程中的軌跡看成是以車輛縱向和橫向為坐標(biāo)軸的曲線，在分析該軌跡時，研究人員通常將車輛的縱向加速度取為0，即車輛在換道過程中縱向車速保持穩(wěn)定，另一方面，即使換道過程中縱向車速發(fā)生一定變化，但換道過程中車身與車道線夾角通常較小，從而使得車輛縱向速度的變化對橫向速度影響很小，因此，可以設(shè)定在換道時車輛縱向速度基本不變，則縱向位移y可表示成以時間為自變量的函數(shù)，則換道過程中橫向位移可表示成以縱向位移為自變量的函數(shù)，從而橫向位移變成以時間為自變量的函數(shù)。越線時刻預(yù)測關(guān)系式y(tǒng)=f(t)就表示了橫向位移與時間的對應(yīng)關(guān)系。因此，在獲得越線時刻預(yù)測關(guān)系式y(tǒng)=f(t)之后，在本次換道過程中，在設(shè)定時間段之后，數(shù)據(jù)處理單元實時得到車輛與左車道線的橫向距離，將該車輛與左車道線的橫向距離代入越線時刻預(yù)測關(guān)系式y(tǒng)=f (t)中，得出換道越線時刻。
[0043]在本發(fā)明實施例中，當(dāng)車輛進行向右側(cè)車道換道時，其換道越線時間的預(yù)測方法與車輛進行向左側(cè)車道換道時的換道越線時間的預(yù)測方法類似，在此不再重復(fù)。
[0044]綜上所述，本發(fā)明的基本原理是通過使用視覺傳感器來采集本車與本車所在車道左右車道線的橫向距離、以及對應(yīng)的時間參數(shù)，通過大量實車試驗得到足夠多的距離和時間參數(shù)，并以時間為自變量對換道過程進行7次多項式擬合，建立車輛換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫，根據(jù)該車輛換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫，獲得越線時刻預(yù)測關(guān)系式。在實際應(yīng)用時，從駕駛員開始換道到換道預(yù)警系統(tǒng)識別出駕駛員換道意圖之間有一定的時間延遲，系統(tǒng)通過檢測駕駛員的換道意圖，當(dāng)識別到駕駛員開始換道時，對此時刻之前的延遲時間段內(nèi)的本車與車道線橫向距離和時間參數(shù)進行7次多項式擬合，將擬合結(jié)果與車輛換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫對應(yīng)階段的擬合曲線比較，找出最接近的擬合曲線，從而獲得越線時刻預(yù)測關(guān)系式。
[0045]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種換道過程越線時刻預(yù)測裝置，其特征在于，包括:車載CAN總線(4)、數(shù)據(jù)處理單元(2)、安裝在車輛前擋風(fēng)玻璃上方的視覺傳感器(I)、以及安裝在車輛變速器上的車速傳感器； 所述車速傳感器電連接車載CAN總線(4)，所述數(shù)據(jù)處理單元(2)分別電連接車載CAN總線(4)和視覺傳感器(I)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種換道過程越線時刻預(yù)測裝置，其特征在于，所述視覺傳感器(I)朝向車輛前方路面，所述視覺傳感器(I)的測量精度為5cm，測量范圍為±635cm，輸出頻率為IOHz。
3.如權(quán)利要求1所述的一種換道過程越線時刻預(yù)測裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元(2)封裝在金屬盒中；所述數(shù)據(jù)處理單元(2)通過I/O接口分別電連接車載CAN總線(4)和視覺傳感器(1)，所述數(shù)據(jù)處理單元(2)的數(shù)據(jù)采樣頻率為10Hz。
4.如權(quán)利要求1所述的一種換道過程越線時刻預(yù)測裝置，其特征在于，所述車速傳感器為磁電式車速傳感器，所述車速傳感器的采樣精度為0.01km/ho
5.如權(quán)利要求1所述的一種換道過程越線時刻預(yù)測裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元(2 )的輸出端電連接有顯示屏，所述顯示屏安裝在車輛儀表盤上。
6.一種換道過程越線時刻預(yù)測方法，基于權(quán)利要求1所述的一種換道過程越線時刻預(yù)測裝置，其特征在于，包括以下步驟: 原始數(shù)據(jù)采集:令車輛預(yù)先多次向左/右側(cè)車道進行換道，在每次換道過程中，數(shù)據(jù)處理單元采集時 間參數(shù)，視覺傳感器檢測車輛與左/右車道線的橫向距離發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元；同時，車速傳感器將實時車速通過車載CAN總線發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元； 建立車輛換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫:對于車輛向左/右側(cè)車道進行換道，首先，根據(jù)換道時車速的不同，將數(shù)據(jù)處理單元采集的原始數(shù)據(jù)進行分組，得到車輛向左/右換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫；原始數(shù)據(jù)包括:在原始數(shù)據(jù)采集中獲得的車輛與左/右車道線的橫向距離、以及對應(yīng)的采集時間； 實測數(shù)據(jù)采集:當(dāng)車輛進行向左/右側(cè)車道換道時，數(shù)據(jù)處理單元采集時間參數(shù)，視覺傳感器檢測車輛與左/右車道線的橫向距離，將車輛與左/右車道線的橫向距離發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元；同時，車速傳感器將實時車速通過車載CAN總線發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元； 獲取預(yù)測越線時刻所需橫向位移擬合關(guān)系式:在車輛開始換道之后的設(shè)定時間段內(nèi)，對數(shù)據(jù)處理單元采集的實測數(shù)據(jù)進行M次多項式擬合，得出M次多項SfdPf1的擬合曲線，M為大于3的自然數(shù)，所述設(shè)定時間段的起點為換道開始時刻，所述實測數(shù)據(jù)包括在實測數(shù)據(jù)采集中獲取的車輛與左/右車道線的橫向距離、以及與其對應(yīng)的采集時間；在車輛向左/右換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，每組原始數(shù)據(jù)分為位于對應(yīng)的設(shè)定時間段內(nèi)的前段原始數(shù)據(jù)、以及位于對應(yīng)的設(shè)定時間段之后的后段原始數(shù)據(jù)，分別對各組前段原始數(shù)據(jù)進行M次多項式擬合，得到若干個M次多項式以及對應(yīng)的若干個擬合曲線；在所述若干個擬合曲線中，獲取與的擬合曲線最接近的擬合曲線Lw、以及與擬合曲線Lw對應(yīng)的M次多項式fw ;在車輛向左/右換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，獲取與所述M次多項式fw對應(yīng)的前段原始數(shù)據(jù)Dwf、以及與前段原始數(shù)據(jù)Dwf對應(yīng)的后段原始數(shù)據(jù)Dwb ;將后段原始數(shù)據(jù)Dwb和數(shù)據(jù)處理單元在設(shè)定時間段內(nèi)采集的實測數(shù)據(jù)組合，形成預(yù)測數(shù)據(jù)，然后對所述預(yù)測數(shù)據(jù)進行M次多項式擬合，得到越線時刻預(yù)測關(guān)系式y(tǒng)=f(t)，y表示車輛與左/右車道線的橫向距離，t表示換道越線時刻； 確定換道越線時刻:在設(shè)定時間段之后的任一時刻，將數(shù)據(jù)處理單元獲取的車輛與左/右車道線的橫向距離，代入越線時刻預(yù)測關(guān)系式y(tǒng)=f(t)中，得出換道越線時刻。
7.如權(quán)利要求6所述的一種換道過程越線時刻預(yù)測方法，其特征在于，在建立車輛換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫的過程中，在得到各組原始數(shù)據(jù)之后，對每組原始數(shù)據(jù)進行M次多項式擬合，從而得到車輛向左/右換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫，所述車輛向左/右換道擬合關(guān)系數(shù)據(jù)庫包括不同車速條件下對應(yīng)的車輛向左/右換道橫向位移擬合曲線、不同車速條件下對應(yīng)的車輛向左/右換道橫向位移擬合多項式、以及各組原始數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求6所述的一種換道過程越線時刻預(yù)測方法，其特征在于，將顯示屏電連接數(shù)據(jù)處理單元的輸出端，在進行數(shù)據(jù)處理之后，將車輛在換道過程中的越線時刻發(fā)送至顯示屏?！?br> 【文檔編號】B60W40/10GK103587528SQ201310475750
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】王暢, 魯玉萍, 徐遠新, 石涌泉 申請人:長安大學(xué)