[发明专利]基于数学模型的障碍检测系统

权利要求书

1.一种基于数学模型的障碍检测系统，包括视频投影模块(14)、报警模块(20)、雷达测距模块(17)、车轮状态获取模块(18)和摄像头模块(19)，视频投影模块(14)包括触摸显示屏(15)和处理器(16)，处理器(16)分别与报警模块(20)、触摸显示屏(15)、雷达测距模块(17)、车轮状态获取模块(18)和摄像头模块(19)连接，摄像头模块(19)用于获取车辆周围影像，雷达测距模块(17)用于测量车辆与障碍物之间的实际距离，车轮状态获取模块(18)用于获取车辆的前轮转向角θ，处理器(16)由获取的前轮转向角θ建立车辆后轮运行轨迹数学模型，计算出后轮运行轨迹，并且将后轮运行轨迹添加到摄像头模块(19)获得的车辆周围影像内，最后将添加了后轮运行轨迹的影像数据传递到触摸显示屏(15)中进行显示，其特征在于：雷达测距模块(17)根据处理器(16)计算得到的后轮运行轨迹建立雷达报警数学模型，雷达测距模块(17)在检测到障碍物位于雷达报警数学模型的报警阈值内时，使得处理器(16)控制报警模块(20)进行报警，雷达测距模块(17)包括至少一个测距雷达，测距雷达安装在车体(5)的两侧，记其中的一个测距雷达为第一测距雷达(8)；

车辆后轮运行轨迹数学模型如下：

以上数学模型中，以汽车转向中心O为坐标原点；指向后轮的轴线为X轴，与X轴垂直的轴线为Y轴，x_LR为后内轮胎横坐标，y_LR为后内轮胎纵坐标，L为前轮和后轮之间的轴距，θ为前轮转向角：

第一测距雷达(8)报警数学模型计算如下：

x₁＝x_LR-s₁·sinβ

y₁＝y_LR+s₁·cosβ

s₁为第一测距雷达到后车轮的距离，α为第一测距雷达和坐标原点的连线与后轮胎和坐标原点的连线之间的夹角，x₁为第一测距雷达横坐标，y₁为第一测距雷达纵坐标，β为后轮胎和坐标原点的连线与x轴之间的夹角、ε₁为第一测距雷达报警阈值；

该第一测距雷达报警数学模型能够通过建立好的车辆后轮轨迹(x_LR，y_LR)实时获取得到第一测距雷达运行轨迹(x₁，y₁)、第一测距雷达报警阈值ε₁，在障碍物位于由第一测距雷达报警阈值ε₁形成的扫描扇面内时，控制报警模块(20)进行报警；

雷达测距模块(17)还包括第二测距雷达(9)，则第二测距雷达报警数学模型为：

x₂＝x_LR-s₂·sinβ

y₂＝y_LR+s₂·cosβ

s₂为第二测距雷达到后车轮的距离，γ为第二测距雷达和坐标原点的连线与后轮胎和坐标原点的连线之间的夹角，x₂为第二测距雷达横坐标，y₂为第二测距雷达纵坐标，ε₂为第二雷达报警阈值；

在第一测距雷达(8)和第二测距雷达(9)之间还设置有一能够沿着车体(5)的前后端方向进行滑动的第三测距雷达(10)；

第三测距雷达(10)报警数学模型为：

x₃＝x_LR-s₃·sinβ

y₃＝y_LR+s₃·cosβ

s₃＝s₀+v·t

x₃为滑动的第三测距雷达横坐标，y₃为滑动的第三测距雷达纵坐标，s₃为第三测距雷达到后车轮的距离，δ为第三测距雷达和坐标原点的连线与后轮胎和坐标原点的连线之间的夹角，s₀为第三测距雷达到后轮胎的初始距离，v为第三测距雷达在车身侧部滑移的速度，t为车辆行进时间；ε₃为第三测距雷达报警阈值；

通过上述建立的第三测距雷达报警数学模型，能够通过建立好的车辆后轮轨迹(x_LR，y_LR)实时获取得到第三测距雷达运行轨迹(x₃，y₃)、第三测距雷达报警阈值ε₃，在障碍物位于由第三测距雷达报警阈值ε₃形成的扫描扇面内时，控制报警模块(20)进行报警。