[发明专利]一种直道路段换道过程越线时刻预测系统及预测方法

权利要求书

1.一种直道路段换道过程越线时刻预测方法，应用于直道路段换道过程越线时刻预测系统，所述系统包括：车载CAN总线、数据处理单元、安装在车辆变速器上的车速传感器、用于测量车辆和车道线距离的视觉传感器、安装在车辆底盘中央的陀螺仪；所述视觉传感器安装在车辆外部的前端；所述车速传感器的输出端电连接所述车载CAN总线，所述数据处理单元的信号输入端分别电连接所述陀螺仪的信号输出端、所述视觉传感器的信号输出端以及所述车载CAN总线；

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

数据采集：当车辆在直道路段进行换道时，车速传感器采集车辆的实时速度，并将车辆的实时速度通过车载CAN总线发送至数据处理单元；视觉传感器实时采集车辆与左车道线的垂直距离、以及车辆与右车道线的垂直距离，并将实时采集到的数据发送至数据处理单元；陀螺仪实时采集车辆的横摆角速度，并将实时采集的车辆的横摆角速度发送至数据处理单元；

数据处理：在数据处理单元中，根据车辆的实时速度、车辆与左车道线之间的实时垂直距离、车辆与右车道线之间的实时垂直距离、以及车辆的实时横摆角速度，计算得出车辆在直道路段换道过程中的越线时刻；

其中，在进行数据处理时，首先计算车辆在换道过程中任一时刻车辆行驶方向与车道线方向的夹角γ，计算过程如下：对于在换道过程中任一时刻t₀前的设定时间段，根据在所述设定时间段起点时车辆与对应车道线的垂直距离L₁、以及在所述设定时间段终点时车辆与对应车道线的垂直距离L₂，将L₂与L₁进行作差运算，得出车辆在所述设定时间段内的横向位移L₀，所述设定时间段终点为时刻t₀；根据车辆在所述设定时间段内的行驶速度，得出车辆在所述设定时间段内的行驶长度D₀；然后根据以下反三角函数计算公式得出γ：

γ=arcsin(L0D0);]]>

然后根据γ、车辆在对应时刻的实时速度、车辆在对应时刻与对应车道线之间的实时垂直距离、以及车辆在对应时刻的实时横摆角速度，并根据几何关系，得出车辆在直道路段换道过程中的越线时刻。

2.如权利要求1所述的一种直道路段换道过程越线时刻预测方法，其特征在于，在数据采集的过程中，在得到车辆的横摆角速度数据之后，利用卡尔曼离散型滤波器对所述横摆角速度数据进行滤波。

3.如权利要求1所述的一种直道路段换道过程越线时刻预测方法，其特征在于，将显示屏电连接数据处理单元的输出端，在进行数据处理之后，将车辆在直道路段换道过程中的越线时刻发送至显示屏。