1.一种融合雷达测距和行驶轨迹预测的汽车掉头辅助系统,其特征在于:包括:
汽车转向灯控制开关k1,用于控制汽车掉头辅助系统的工作开始与结束;
雷达测距模块,用于测算障碍物相对车身外部的距离,并将障碍物距离参数传输至mcu模块;
第一单刀单掷开关k2,用于控制雷达测距模块和mcu模块的连接和断开;
第二单刀单掷开关k3,用于控制方向盘转角传感器和mcu模块的连接和断开;
方向盘转角传感器,用于接收方向盘的即时转角,并将转角的数据传输至mcu模块;
mcu模块,用于接收方向盘转角传感器和雷达测距模块的信息,根据方向盘转角传感器的数据计算出基于方向盘即时转角和已知最大转角的两条轨迹方程,并将两条轨迹方程与障碍物参数进行分析比较,再将控制信号以can总线的方式传至ecu电控单元模块;
报警灯l1,用于检测汽车掉头辅助系统的工作情况;
ecu电控单元模块,用于接收mcu模块的信号,并将根据mcu模块的信号控制声光报警模块;
声光报警模块,根据ecu电控单元模块传来的控制信号进行声音灯光显示,与驾驶员完成信息交互;
指示灯l2,用于告知驾驶员系统开启与关闭情况。
2.根据权利要求1所述的融合雷达测距和行驶轨迹预测的汽车掉头辅助系统,其特征在于:所述方向盘转角传感器的输出端通过第二单刀单掷开关k3与mcu模块的第二i/o端口连接,雷达测距模块的输出端通过第一单刀单掷开关k2与mcu模块的第一i/o端口连接,mcu模块的输出端通过can总线通信协议与ecu电控单元模块输入端连接,ecu电控单元模块输出端与声光报警模块输入端连接;报警灯l1的一端分别与mcu模块的第一i/o端口、mcu模块的第二i/o端口相连,报警灯l1的另一端与mcu模块输出端相连;汽车转向灯控制开关k1的一端接车载电源,另一端与指示灯l2的一端相连,指示灯l2的另一端接地;汽车转向灯控制开关k1的输出端分别与第一单刀单掷开关k2、第二单刀单掷开关k3的控制端相连。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的融合雷达测距和行驶轨迹预测的汽车掉头辅助系统的辅助方法,其特征在于:该方法包括:
(1)系统判断汽车转向灯控制开关k1是否开启,若汽车转向灯控制开关k1开启,系统处于工作模式,指示灯l2亮,第一单刀单掷开关k2、第二单刀单掷开关k3与汽车转向灯控制开关k1一起打开,此时雷达测距模块、方向盘转角传感器与mcu模块接通;若汽车转向灯控制开关k1断开或系统故障,即系统未工作,则指示灯l2处于熄灭状态;
(2)系统处于工作状态时,方向盘转角传感器、雷达测距模块与mcu模块正常传输信号,此时mcu模块接受雷达测距模块的障碍物距离参数s和方向盘转角传感器的转角信号α1,通过公式r=l/sinα计算出汽车在转向角为α1时的转弯半径r1,并处理雷达测距所得数据,其中l为汽车前后轴距;
(3)以汽车的转弯中心即右侧转向轮为坐标原点о建立平面直角坐标系,以汽车的转弯中心:о1为圆心,以r1为半径得到汽车的行驶轨迹方程y1,计算公式如下:
(x-r/cosα)2+(y-l)2=r2
其中x为直角坐标系下轨迹方程的横坐标,y为轨迹方程的纵坐标,r为汽车的转弯半径,α为车轮转角;l为前后轴距;
同样的方法根据方向盘已知最大转角α2计算出汽车的行驶轨迹方程y2,并将障碍物距离参数s放入y1和y2的同一坐标系进行比较;
(4)在系统工作状态下,判断行驶轨迹方程y1和距离参数s是否相交,若二者相交执行下一步,若二者不相交,声光报警模块亮绿灯且不执行下一步;
(5)判断行驶轨迹方程y2和距离参数s是否相交,若二者不相交,声光报警模块亮黄灯,若二者相交,声光报警模块蜂鸣器报警。