便于外置安装、便于手动/自动切换的车辆自动驾驶系统

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便于外置安装、便于手动/自动切换的车辆自动驾驶系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种便于外置安装、便于手动/自动切换的车辆自动驾驶系统。\n背景技术\n[0002] 汽车是人们日常工作生活中不可缺少的交通工具。庞大汽车市场的兴衰也在很大程度上左右的全球经济发展。但是，汽车在安全驾驶领域存在不足之处：司机长途驾驶时，很易疲劳，而司机驾驶时出现任何差错，都可能导致人员伤亡和财产损失。根据统计数字，每个汽车大国每年都有上万人死于交通事故。\n[0003] 日本丰田公司在1995年研制了一辆具有自动驾驶功能的试验车“丰田ASV”，整个驾驶系统由路面设施和车载设备组成。路面设施是在路面中央按一定间隔埋设磁铁，试验车前头两侧面配备两个磁传感器，前车灯中间有障碍物检测雷达，车体中部设有道路白线识别装置，同时配备电子导向仪、电子自控油门和电子刹车装置。这种车辆为特制车辆，而且必须与埋设磁铁的道路配套使用，不便于推广应用。\n[0004] 1999年6月2日公开的、公开号为：CN 1218355A的中国发明专利申请公开了一种汽车自动驾驶系统，该系统采用双目摄像系统进行路况识别，适于在路况较简单的高速公路上对汽车进行自动驾驶，人可参与，但不要人来管理。\n[0005] 该汽车自动驾驶系统技术对手动驾驶/自动驾驶之间的切换未作说明，而且在高速公路上长时间让车辆处于自动驾驶状态，司机更容易注意力不集中、打瞌睡，更不安全。\n[0006] 现有技术中还没有适合在普通车辆上外置安装，且便于手动驾驶和自动驾驶间切换的车辆自动驾驶系统。\n发明内容\n[0007] 本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种便于外置安装、便于手动/自动切换的车辆自动驾驶系统。\n[0008] 为解决上述技术问题，本发明便于外置安装、便于手动/自动切换的车辆自动驾驶系统，包括切换装置和自动驾驶系统，安装在车辆上后，通过操纵切换装置，可以实现使车辆在自动驾驶和手动驾驶之间切换，其特征在于：切换装置包括带多个触点开关的控制电路，上述触点开关设置在方向盘上的握手部位上，（车辆起动后，）所有触点开关的按钮均未受压，则切换装置将车辆转入自动驾驶状态；任何一个触点开关的按钮受压，均可触发切换装置将车辆转入手动驾驶状态，所述切换装置还包括三个自动/手动离合器，上述离合器分别设置在车辆的方向盘、油门和刹车的扭矩转递机构上，并在触点开关控制下同步动作，三个自动/手动离合器同时啮合时，车辆处于自动驾驶状态；三个自动/手动离合器同时分离时，车辆处于手动驾驶状态。\n[0009] 如此设计，车辆在自动驾驶状态下，当出现紧急情况时，司机出于本能也会马上去握方向盘，压在触点开关的按钮，启动切换装置，车辆马上从自动驾驶转入手动驾驶，切换操作方便、及时，且更加安全。\n[0010] 如此设计，便于以外置形式安装在普通车辆上，同现有车辆的方向盘、油门和刹车可以实现方便可靠的衔接。\n[0011] 如果将切换装置的开关单独在安装汽车仪表盘或其部位上，司机切换操作繁琐不说，紧急情况下，很可能因司机处理时间过长，或忘记切换，而造成事故。\n[0012] 作为优化，所有触点开关为常开开关，并相互并联后，接入控制电路，通过接通控制电路，触发切换装置将车辆转入手动驾驶状态。如此设计，结构简单。\n[0013] 作为优化，所有触点开关为常闭开关，共同串联入控制电路，通过切断控制电路，触发切换装置将车辆转入手动驾驶状态。如此设计，结构简单、安装方便。\n[0014] 作为优化，所述自动驾驶系统包括双目视觉电脑系统，该双目视觉电脑系统包括双目摄像装置、控制电脑和相应软件，双目摄像装置同一时间拍摄到左、右图像中：能够重叠的特征视为路面特征，而在路面特征中，属于某一类单色的带状色块，被视为道路标线。\n[0015] 左、右图像中不能重叠的特征被视为路上特征，而在路上特征中属于同类单色的色块被视为一个跟踪物，然后，根据两维或三维视觉原理，计算出跟踪物的车距和相对车速，最后由控制电脑根据事先预定参数和模式，决定是保持车距跟踪行驶、还是变道超车、还是继续沿着道路匀速直线行驶。\n[0016] 自动驾驶的控制模式可以包括：控速模式、控距模式和追踪模式：\n[0017] 控速模式：是指自动驾驶时，如果前方无障碍车辆时，则本自动驾驶系统将车速调速至预定车速后，沿道路标线匀速行驶；当前方行车道上有障碍车辆，而超车道上无障碍车辆，则变道超车，然后再转回行车道，继续匀速行驶；前方行车道和超车道上都有障碍车辆，则暂时转入控距模式，待超车道上无障碍车辆后，转为控速模式。\n[0018] 控距模式：是指自动驾驶时，以前最近的车辆为监控对象，以其与本车的距离（以下简称安全车距）应大于N倍的刹车距离（N大于1），该刹车距离是在本车在当时速度、当时路况下，急刹车时，所需要滑行的距离。一般情况下，车速越高、道路越滑，刹车路离越大。\n在这种模式下，可以分别设定超速报警和低速报警，以防车速过高或过低。\n[0019] 追踪模式：是指自动驾驶时，首先选定前方某一车辆作为追踪对象，并与该追踪对象保持一定的车距范围，该车距应大于或等于安全车距，车距减少，则本车减速，车距增大，则本车加速。\n[0020] 本发明的双目视觉系统，能同时提供车速，车道和车距的综合信息，其机电化方向盘和机电化踏板（含油门踏板和刹车踏板）可以方便地与普通车辆结合，是一种安装方便的外置式车辆辅助驾驶系统。\n[0021] 本发明适合在高速公路等路况较为简单的单行道上使用，其优点在于：一是兼容手动巡航驾驶，且手动/自动切换方便；二、结构简单、安装方便，成本低；三、集成了保持车速，保持车道和保持车距三大功能。广泛适用于长途客运车，长途货运车，私家车和其它陆路机动车辆。对配用车辆无特殊要求。\n附图说明\n[0022] 下面结合附图对本发明作进一步说明：\n[0023] 图1是本便于外置安装、便于手动/自动切换的车辆自动驾驶系统实施方式一控制电路的结构示意图；\n[0024] 图2是本便于外置安装、便于手动/自动切换的车辆自动驾驶系统实施方式一的触点开关在方向盘上的分布示意图；\n[0025] 图3是本便于外置安装、便于手动/自动切换的车辆自动驾驶系统实施方式二控制电路的结构示意图；\n[0026] 图4是本便于外置安装、便于手动/自动切换的车辆自动驾驶系统实施方式二的触点开关在方向盘上的分布示意图。\n[0027] 图中：1为触点开关、2为触点开关的按钮、3为静触点、4为复位弹簧、5为动触片。\n具体实施方式\n[0028] 实施方式一：如图1、2所示，本便于外置安装、便于手动/自动切换包括切换装置和自动驾驶系统，安装在车辆上后，通过操纵切换装置，可以实现使车辆在自动驾驶和手动驾驶之间切换，其特征在于：切换装置包括带多个触点开关1的控制电路，上述触点开关1设置在方向盘上的握手部位上，所有触点开关1的按钮2均未受压，则切换装置将车辆转入自动驾驶状态；任何一个触点开关1的按钮2受压，均可触发切换装置将车辆转入手动驾驶状态。\n[0029] 所有触点开关1为常闭开关，共同串联入控制电路，通过切断控制电路，触发切换装置将车辆转入手动驾驶状态。\n[0030] 所述切换装置还包括三个自动/手动离合器，上述离合器分别设置在车辆的方向盘、油门和刹车的扭矩转递机构上，并在触点开关控制下同步动作，三个自动/手动离合器同时啮合时，车辆处于自动驾驶状态；三个自动/手动离合器同时分离时，车辆处于手动驾驶状态。\n[0031] 所述自动驾驶系统包括双目视觉电脑系统，该双目视觉电脑系统包括双目摄像装置、控制电脑和相应软件，双目摄像装置同一时间拍摄到左、右图像中：能够重叠的特征视为路面特征，而在路面特征中，属于某一类单色的带状色块，被视为道路标线；\n[0032] 左、右图像中不能重叠的特征被视为路上特征，而在路上特征中属于同类单色的色块被视为一个跟踪物，然后，根据两维或三维视觉原理，计算出跟踪物的车距和相对车速，最后由控制电脑根据事先设定决定是保持车距跟踪行驶、还是变道超车、还是继续沿着道路匀速直线行驶。\n[0033] 实施方式二：如图3、4所示：所有触点开关1为常开开关，并相互并联后，接入控制电路，通过接通控制电路，触发切换装置将车辆转入手动驾驶状态，其余部件和结构如实施方式一所述。