本實用新型涉及機(jī)電一體化領(lǐng)域，尤其是涉及一種車輪行跡系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著生活水平的方展提高，車輛作為消費品也在逐漸進(jìn)入普通百姓的家里。同樣，隨著車輛給人們的出行帶來了方便，人們對于車輛的安全性也在不斷的關(guān)注。如：在復(fù)雜的駕駛條件下，安全的操控車輛，是車輛行駛安全的重要保證。其中車輛行駛安全的載體表現(xiàn)的關(guān)鍵因素：就是車輛車輪的姿態(tài)。如何在駕駛條件下，判斷行駛環(huán)境，通過方向盤操控車輪的姿態(tài)，則是車輛安全行駛的體現(xiàn)。目前，日常的行駛中，經(jīng)驗豐富的駕駛員通過對車輛行駛中對參照的選定，總結(jié)出一套判斷車輛車身位置的方法。常見的方法有：1.選定雨刮器作為參照物法、2.選取地面參照物法、3.擋風(fēng)玻璃面板視覺法等。這些都是傳統(tǒng)的方法，在實際的運用過程中對于經(jīng)驗不是很豐富的駕駛員或者是對于車身具體不是很熟悉的人，都有可能存在誤判，導(dǎo)致安全隱患。

目前現(xiàn)有的汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、ESP等車身控制系統(tǒng)，主要是用于在急速行駛的情況下駕駛員過多對轉(zhuǎn)向盤的操控導(dǎo)致車身姿態(tài)偏離道路，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過對轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向比率進(jìn)行監(jiān)測判斷，控制轉(zhuǎn)向比率，修正回饋力矩，使得車身姿態(tài)穩(wěn)定。這些系統(tǒng)有一定的局限性：如，車輛行駛的過程中，對于車輪的姿態(tài)不能實時反饋給于駕駛員信息，或者在狹小的道路下轉(zhuǎn)彎，車輪如何安全的通過路面等，都無法給將信息及時反饋給駕駛員。除了現(xiàn)有的各汽車品牌推出的車身控制系統(tǒng)以外，還有車輪顯示與輔助泊車系統(tǒng)，該系統(tǒng)目前只是通過角度的信號模擬顯示，左右轉(zhuǎn)的計數(shù)是用指示燈的顏色加以區(qū)分，這些系統(tǒng)目前對車輪位置和姿態(tài)都沒有實時的動態(tài)反饋和車輪位置姿態(tài)與實時路況結(jié)合。

目前車輪的四輪定位系統(tǒng)也無實時反饋，本實用新型車輪行跡系統(tǒng)在車輛行駛的過程中對車輪定位姿態(tài)進(jìn)行直觀的實時監(jiān)測、反饋。提前預(yù)防車輛行駛中可能 出現(xiàn)的事故，如：斷軸等事故，從而保證行車的安全性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種實時顯示、多功能的車輪行跡系統(tǒng)。

本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種車輪行跡系統(tǒng)，用以將車輪位置姿態(tài)與實時路況相結(jié)合，避免發(fā)生駕駛事故，該系統(tǒng)包括輔助電源、控制組件以及分別通過CAN總線與控制組件通信的視覺組件、車輪監(jiān)測組件、四輪定位組件和顯示組件，所述的輔助電源分別與控制組件、視覺組件、車輪監(jiān)測組件、四輪定位組件和顯示組件連接。

所述的視覺組件包括分別設(shè)置在車輛前艙進(jìn)氣格柵中央的前置視覺傳感器和設(shè)置在車輛后艙尾部中央的后置視覺傳感器，所述的前置視覺傳感器和后置視覺傳感器分別與控制組件通信。

所述的車輪監(jiān)測組件為安裝在方向盤的方向柱上的轉(zhuǎn)角傳感器，所述的轉(zhuǎn)角傳感器與控制組件通信。

所述的四輪定位組件包括分別安裝在四個車輪正上方車體輪罩上的定位傳感器，所述的定位傳感器與控制組件通信。

所述的顯示組件為設(shè)置在儀表臺中央的中控顯示器，所述的中控顯示器與控制組件通信。

所述的控制組件為單片機(jī)。

該系統(tǒng)的工作方式為：

1)視覺組件實時獲取車輛前后的路面監(jiān)測畫面，并將此畫面發(fā)送給控制組件，并在顯示組件上顯示；

2)車輪監(jiān)測組件和四輪定位組件分別實時獲取方向盤的轉(zhuǎn)角、車輛車輪的轉(zhuǎn)角和位置信息，控制組件分別獲取方向盤的轉(zhuǎn)角、車輛車輪的轉(zhuǎn)角和位置信息以及車輛主動輪之間的輪距；

3)控制組件根據(jù)方向盤的轉(zhuǎn)角與車輛車輪的轉(zhuǎn)角判斷方向盤與車輛車輪是否處于相同的位置姿態(tài)，若是，控制組件根據(jù)車輛車輪的轉(zhuǎn)角和位置以及輪距生成車輪位置姿態(tài)虛擬圖像，并將車輪位置姿態(tài)虛擬圖像與路面監(jiān)測畫面相結(jié)合，共同在顯示組件上顯示，若否，則進(jìn)行位置姿態(tài)不一致報警。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：

一、多功能：本實用新型具有三個主要功能，包括車輪位置姿態(tài)實時顯示功能、四輪定位系統(tǒng)報警功能和車輪回正提示功能，功能強(qiáng)大。

二、車輪位置姿態(tài)實時顯示：相比于現(xiàn)有車輪顯示與輔助泊車系統(tǒng)采用模擬信號和顏色表示車輪位置姿態(tài)，本實用新型將車輪的虛擬圖像與現(xiàn)實的路況信息結(jié)合在一起并顯示，實時性高，提高了駕駛的安全性。

附圖說明

圖1為本實用新型的車身分布結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型的車輪及四輪定位組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為實施例中控制流程示意圖。

圖4為車輛右轉(zhuǎn)車輪行跡路況顯示示意圖。

圖5為在駕駛盲區(qū)情況下的中控顯示器顯示內(nèi)容示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1和2所示，本實用新型的一種車輪行跡系統(tǒng)，包括：視覺組件、車輪監(jiān)測組件、控制組件、輔助電源、通訊組件、四輪定位組件和顯示組件等：

視覺組件包括前后置視覺傳感器，該前置視覺傳感器2-1、后置視覺傳感器2-2安裝在固定裝置9-5、9-6上，固定裝置9-5、9-6分別安裝在車輛前艙6-1進(jìn)氣格柵正中央和車輛后艙6-2尾部正中央。

車輪監(jiān)測組件包括轉(zhuǎn)角傳感器1，該轉(zhuǎn)角傳感器1安裝在方向盤4的方向柱10上。

控制組件為單片機(jī)控制系統(tǒng)，設(shè)置在中控顯示器3的正下方。

通信組件為CAN總線，該總線將視覺組件、控制組件、車輪監(jiān)測組件、四輪定位組件、中控顯示組件連接起來。

四輪定位組件包括定位傳感器7-1、7-2、7-3、7-4，定位傳感器7-1、7-2、7-3、7-4分別安裝在固定裝置9-1、9-2、9-3、9-4上，固定裝置設(shè)置在位于車輪5上方的車體輪罩8上。

中控顯示組件為車載中控顯示器3，中控顯示器3安裝在儀表臺13的正中央。

本實用新型的一種車輪行跡系統(tǒng)，其目前主要功能有3個：

1、車輪位置姿態(tài)實時顯示功能：在車輛行駛的過程中，出現(xiàn)前方路況不明和較為復(fù)雜、車輛前艙視線盲區(qū)、道路寬度通過距離狹小、復(fù)雜轉(zhuǎn)彎(90°轉(zhuǎn)彎)、復(fù)雜到車等因素下，前(后)置攝像頭根據(jù)行駛狀態(tài)，將實時路況顯示在中控顯示器中，同時打開車輪行跡系統(tǒng)，車輪的實時姿態(tài)也顯示在中控屏幕上，與實時路況結(jié)合，駕駛員可以根據(jù)路況顯示操控方向盤。

2、四輪定位系統(tǒng)報警功能：當(dāng)定位傳感器將車輪姿態(tài)信號實時反饋給控制組件，控制組件根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行算法處理和方向盤角度與車輪姿態(tài)不一致時，如：方向盤處于零位狀態(tài)時，車輪姿態(tài)不處于零位時，控制系統(tǒng)根據(jù)對比出的信號，在中控顯示器中向駕駛員提示車輪定位偏差和操控不準(zhǔn)等問題。

3、車輪回正提示功能：當(dāng)車輛停止時，車輪行跡系中車輪檢測系統(tǒng)對車輪姿態(tài)實時監(jiān)控，當(dāng)車輪未處于回正零位時，轉(zhuǎn)角傳感器和定位傳感器將信號反饋控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將實時信號反饋在中控顯示系統(tǒng)中，提示駕駛員車輪回正。

實施例1：

如圖3所示，在實際路況中主要工作流程如下：

1)前置視覺傳感器2-1和后置視覺傳感器2-2將實時路況采集，通過圖像采集模塊反饋給控制組件，轉(zhuǎn)角傳感器1根據(jù)監(jiān)測到操控轉(zhuǎn)角信號，將信號通過信號采集器反饋給控制組件，控制組件將兩路信號集中處理生成車輪虛擬圖像并顯示中控顯示器3；

2)定位傳感器7-1、7-2、7-3、7-4將車輪實時姿態(tài)信號，通過信號采集模塊，反饋在中控顯示器上3-1。

具體的工作方法，包括以下步驟：

1)如圖4所示路況，車輛須右轉(zhuǎn)，前方道路視線情況不明。將車輪行跡系統(tǒng)打開，通過中控顯示器3-1顯示；

2)前置視覺傳感器2-1，將前方路況圖像信號采集，反饋給控制組件，并在中控顯示器3上顯示。

3)轉(zhuǎn)角傳感器1將車輛前驅(qū)左右主動輪5-1、5-3，實時動態(tài)姿態(tài)反饋在中控顯示器上3上。

4)如圖5所示，駕駛員在視線盲區(qū)的情況下，根據(jù)前置視覺傳感器2-1反饋在中控顯示器中的路面成像11和車輪5-1、5-3姿態(tài)定位虛擬成像12，從而操控方 向盤4。

5)車輪5-1、5-3位置姿態(tài)按照方向盤4角度的變化而改變，形成車輪行跡。

6)車輛行駛的過程中，定位傳感器7-1、7-2、7-3、7-4對車輪5-1、5-2、5-3、5-4車輪姿態(tài)定位進(jìn)行實時監(jiān)測，車輪定位姿態(tài)信號反饋給控制組件進(jìn)行處理，對信號的比對、處理和分析，將反饋出的信號情況反饋給中控顯示器3，異常危險信號在通過蜂鳴器向駕駛員提示報警。

7)當(dāng)車輛停止行駛時，轉(zhuǎn)角傳感器根據(jù)實時監(jiān)測的信號，將車輪5-1、5-3姿態(tài)信號，通過信號采集模塊，反饋在控制組件中，若車輪姿態(tài)未回正時，控制系統(tǒng)14根據(jù)檢測到的信號，反饋在中控顯示器3中，蜂鳴器并向駕駛員報警。