CN101823435B - 便于外置安装、便于手动/自动切换的车辆自动驾驶*** - Google Patents
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Abstract
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***。现有技术中还没有适合在普通车辆上外置安装，且便于切换的自动驾驶***。为此，本发明包括切换装置和自动驾驶***，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，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。本发明具有切换方便、结构简单、安装方便、成本低的优点，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。
Description
技术领域
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***。
背景技术
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。
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***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。
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***，该***采用双目摄像***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。
该汽车自动驾驶***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。
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***。
发明内容
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***。
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***，包括切换装置和自动驾驶***，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。
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。
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。
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。
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。
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。
作为优化，所述自动驾驶***包括双目视觉电脑***，该双目视觉电脑***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。
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。
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：
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***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。
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。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。
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。
本发明的双目视觉***，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***。
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。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
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***实施方式一控制电路的结构示意图；
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***实施方式一的触点开关在方向盘上的分布示意图；
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***实施方式二控制电路的结构示意图；
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***实施方式二的触点开关在方向盘上的分布示意图。
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。
具体实施方式
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***，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。
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。
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。
所述自动驾驶***包括双目视觉电脑***，该双目视觉电脑***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；
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。
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。
Claims (4)
1.一种便于外置安装、便于手动/自动切换的车辆自动驾驶***，包括切换装置和自动驾驶***，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，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。
2.根据权利要求1所述的便于外置安装、便于手动/自动切换的车辆自动驾驶***，其特征在于：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。
3.根据权利要求1所述的便于外置安装、便于手动/自动切换的车辆自动驾驶***，其特征在于：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。
4.根据权利要求1或2或3所述的便于外置安装、便于手动/自动切换的车辆自动驾驶***，其特征在于：所述自动驾驶***包括双目视觉电脑***，该双目视觉电脑***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；
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。
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