[发明专利]基于数学模型的预测控制方法

说明书

本申请的基于数学模型的预测监控方法，通过建立合理的测距雷达报警阈值数学模型，使得测距雷达可实时适应车辆后轮轨迹路线进行精确报警，以预测车体是否会发生碰撞，同时该预测监控方法结合了视频、雷达、车轮轨迹等进行综合预测监控，且根据车轮转向时即规划出车辆车轮的运行轨迹和雷达的报警阈值，且运行轨迹和报警阈值是随着车辆的实时转向进行规划的，在保证测距雷达报警覆盖区域与车轮运行轨迹相切的基础上，精确的建立了各报警雷达报警阈值的数学模型，实现了雷达的精确报警预测功能。

技术领域

本发明涉及数学建模技术领域，具体涉及一种基于数学模型的预测控制方法。

背景技术

汽车尤其是较长轴距的卡车或货车在转向时，由于轴距较长内轮差的存在，使得转弯时存在视觉盲区，造成重大交通事故。现有技术中出现了很多针对该种情况的安全系统和控制方法，如专利文献1，其公开了一种基于视频投影的内轮差智能预警系统及预警方法，在预警系统中使用了视频和超声波测距模块同步进行预警，通过将超声波测距模块检测到的障碍物信息，结合车辆的轨道信息共同输入视频模块中进行显示，以方便司机或使用者查看侧部车辆情况，保证转向安全，并且对于超声波的报警阈值根据车辆车轮轨迹线进行了适应性的调整，但是该预警系统中，超声波的报警阈值是根据方向盘转最大角度时计算得出的，因此，该阈值并不能适应车辆的不同前轮转向角而实时的进行变化，因此，该种测距方式还是存在精度不够的问题，同时对于报警阈值K1、K2等的计算存在缺陷，由于超声波测距为一圆弧形测距方式，若按照该种报警阈值进行预警，则还是存在报警范围超出轨迹线的问题，使得不在轨迹线内的障碍也会被检测到，造成误报，同时，由于超声波测距范围相当于一个圆形区域，而后轮转弯时的轨迹也相当于一圆形区域，如何使用超声波测距模块的多个圆形区域来拟合后轮轨迹的圆形区域边缘也是一需要解决的问题，若是拟合不到位则可能存在检测不到位或漏检的情况，最后该视频模块仅能提供一被动显示功能，缺少一交互功能，使用者不能够根据司机的操作而主动的选择超声波需要预警的位置；又如对比文献2，其公开了一种挂车转弯安全预警系统和方法，其通过结合使用毫米波雷达、广角摄像头、驾驶员移动终端和行人移动手机终端共同进行报警，但是该预警系统中的毫米波雷达是固定的，也对于毫米波雷达具体是如何测量障碍也没有进行说明，报警误判概率较大；再如对比文献3，其公开了一种车载雷达报警显示方法、系统及车载终端，其分别在车身前端和后端设置了不同区域的雷达报警区域，且将不同雷达报警区域设置了不同段的报警阈值，在障碍物距离雷达不同距离时触发不同报警声音频率的报警，能够针对不同距离的障碍物起到差别提示效果，提高车载雷达报警显示的准确性和可靠性，但是，该种雷达报警方式报警阈值是厂家出厂后设置的，并不能适应车辆的车轮的状态进行相应设置，更不可能与车轮轨迹相适应，而且其判断方式为还未接触到障碍物即进行报警，其对于存在视觉盲区的司机来说，该种报警方式更增加了司机驾驶压力，并不能适用于内轮差预警中。

[专利文献1]CN108528337A；

[专利文献2]CN104477094B；

[专利文献3]CN110406489A。

综上所述，现有技术中，对于车辆的障碍预测，虽然使用了视频和超声测距模块结合的方式，将车轮轨迹、障碍物信息投影到视频内供司机查看，但是该视频信息仅能被动提供服务，而不能根据司机的操作进行互动，且所使用的超声测距模块均为固定设置于车辆侧部，并没有一可以相对于车辆进行滑动动作的超声测距模块以适应司机在视频上的滑动操作来进行动作，以检测不同车辆区域内的车辆侧部是否有障碍物，均未提供一种基于数学模型的预测控制方法。

本申请提供的预测控制方法中，在障碍检测系统中包括能够移动的超声测距模块，该能够移动的超声测距模块的报警阈值是可以适应车辆轨迹、操作者手势进行变化的，在没有得到操作者手势移动命令前其能够以一定速度相对于车体进行移动，从而能够解决超声测距模块的圆形区域模拟后轮转弯时的圆形区域轨迹边缘的问题，进一步提高报警精度，同时也使得系统能够更加智能化。

发明内容