一种电动汽车避障路径优化控制方法

1.本发明涉及电动汽车避障路径优化控制方法领域，尤其涉及一种电动汽车避障路径优化控制方法。


背景技术：

2.随着化石能源的使用所造成的环境污染问题受到广泛关注，电动汽车领域发展势头迅猛，电池技术逐步成熟；与此同时，电动汽车的安全性能也备受关注。
3.电动汽车的电池仓一般位于车辆底盘部位，一些型号的电动汽车所安装的电池并非一整块大电池，而是由若干个可充电的小型电池串联而成的动力系统。当电动汽车行驶在凹凸不平的道路时，驾驶员无法凭目测判断道路的崎岖程度，特别是在车速较快或地面存在高的凸出障碍的情况下，驾驶员很可能遇到汽车“托底”的问题，使电动汽车的电池仓受到损伤，易发生车辆自燃，对车辆和人身安全均造成伤害。
4.因此，需要一种电动汽车用避障路径优化报警装置，通过检测车辆前方障碍并向驾驶员发出报警信息，计算机记录下路况障碍信息，在人机交互界面显示出局部前方安全区域，最后规划出最优路线，供驾驶员参考，从而确保电池仓免受撞击威胁。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：电动汽车行驶在车辆两侧有多个障碍的道路，驾驶员易遗漏环境信息而发生刮蹭事故，此外，在行驶在凹凸不平的道路上时，地面上的凸出障碍会对位于电动汽车底盘位置的电池仓的安全产生威胁，易发生车辆自燃，对车辆和人身安全均造成威胁。
6.为了解决上述问题，本发明提供了一种电动汽车避障路径优化装置，采取的技术方案如下：
7.一种电动汽车用避障路径优化方法，包括；ias图像采集系统、超声波传感器、单片机、液晶显示器、激光测距模块。
8.所述单片机具有相应的计算程序，单片机以导线连接ias图像采集系统、超声波传感器、液晶显示器、激光测距模块。
9.所述ias图像采集系统包括红外led灯、光学透镜、图像采集芯片，红外led灯发射红外线，红外线通过第一个透镜照到地面上，经地面反射通过第二个透镜，最后抵达图像采集芯片；图像采集芯片每经过一个极短的时间间隔拍摄一张地面图片，并将其与上一张拍摄的图片发送到内部的数字信号处理器中，计算得到系统移动的距离并被单片机接收。
10.所述ias图像采集系统置于电动汽车底盘下方且位于底盘的前方，并垂直于底盘向下安装。
11.所述超声波传感器用来检测以自身为圆心，发射端前方半圆范围内的障碍，单片机接收测量信号并计算得出距离值并储存在内部存储器中。
12.所述超声波传感器置于电动汽车底盘下方，且发射端分别朝向汽车车身的前侧与
左右两侧安装。
13.所述激光测距模块用于检测汽车正前方障碍并测量距离，其发射端对前方辐射激光，经障碍物反射后被接收端接收，单片机接收测量信号并计算得出距离值。
14.所述激光测距模块置于电动汽车底盘下方且位于底盘的前方，其发射端朝车头方向安装，且与底盘处于同一水平面。
15.所述液晶显示屏为经过程序扩展后的电动汽车原车仪表，目前行业中电动汽车所用的仪表均留有液晶综合显示屏，可用于显示全车影像等路况信息。
16.为了使本发明中的装置能够发挥设计的作用，本发明还提供了一种所述避障路径优化控制方法，技术方案如下；
17.一种电动汽车避障路径优化装置控制方法，包括以下步骤：
18.步骤1：激光测距模块测量车头与正前方路障的间距s，执行步骤2。
19.步骤2：单片机将s与阈值sw作比较，如果s 》 s
w ，说明正前方安全车辆无需做左转右转动作，执行步骤3，如果s 《= s
w ,说明车辆逼近前方障碍物，需要做转弯动作，此时执行步骤。
20.步骤3：超声波传感器向汽车三侧发射超声波，接收回波后向单片机发送电信号，执行步骤4。
21.步骤4：单片机计算出安全半径r
x ，并记录在内部存储器中，执行步骤5。
22.步骤5：液晶显示器显示安全区域，执行步骤6。
23.步骤6：iap图像采集系统测量汽车前进距离l
x ，单片机将其与r
x
进行比较，如果l
x = r
x ,说明即将驶出安全区域，此时返回步骤1；如果l
x
≠ r
x
，说明汽车仍位于安全区域内，返回步骤5。
24.步骤7：汽车即将转弯以躲避前方障碍物，此时单片机将内部存储器中的若干个安全半径进行比较，取最小值r
min ，以r
min 为宽的矩形区域为最终生成的安全路径，返回步骤1。
附图说明
25.图1为本发明实施例中系统的安装示意图；
26.图2为本发明的工作原理示意图；
27.图3为本方法的原理示意图；
28.图4为本发明的控制流程示意图。
29.其中：01.超声波传感器；02.ias图像采集系统；03.激光测距模块；04.单片机；05.液晶显示器。
具体实施方式
30.下面将结合附图和实施例，对本发明的实施方式进行详细说明如下：
31.一种电动汽车避障路径优化控制方法，包括；超声波传感器01、ias图像采集系统02、激光测距模块03、单片机04、液晶显示器05。
32.如附图1所示，所述超声波传感器01置于电动汽车底盘下方，且发射端分别朝向汽车车身的前侧与左右两侧安装；所述ias图像采集系统02置于电动汽车底盘下方且位于底
= r
10
,最后以2
×rmin
为宽的矩形区域为该段道路的安全路径，如图3所示，最小半径r
10
并非在行驶时，车辆该侧超声波传感器01与同侧障碍物的最小间距，为了排除该测量误差，最终安全路径为阴影区域，该路径储存在存储空间中，当汽车再次驶入该条道路时，驾驶员可将其调出，显示在液晶显示屏上参考驾驶。
44.置于汽车前端的激光测距模块03向汽车正前方发射激光，测量车头与汽车正前方障碍的距离s，当s小于等于阈值sw时，汽车即将避障转弯，此时暂时关闭超声波传感器01，待s大于sw即转弯完成后再开启，单片机04继续记录安全半径。
45.根据图4所示的控制流程图，来控制相应的执行机构执行不同的动作。
46.一种电动汽车避障路径优化装置控制方法，具体包括以下步骤：
47.步骤1：激光测距模块测量车头与正前方路障的间距s，执行步骤2。
48.步骤2：单片机将s与阈值sw作比较，如果s 》 s
w ，说明正前方安全车辆无需做左转右转动作，执行步骤3，如果s 《= s
w ,说明车辆逼近前方障碍物，需要做转弯动作，此时执行步骤。
49.步骤3：超声波传感器向汽车三侧发射超声波，接收回波后向单片机发送电信号，执行步骤4。
50.步骤4：单片机计算出安全半径r
x ，并记录在内部存储器中，执行步骤5。
51.步骤5：液晶显示器显示安全区域，执行步骤6。
52.步骤6：iap图像采集系统测量汽车前进距离l
x ，单片机将其与r
x
进行比较，如果l
x = r
x ,说明即将驶出安全区域，此时返回步骤1；如果l
x
≠ r
x
，说明汽车仍位于安全区域内，返回步骤5。
53.步骤7：汽车即将转弯以躲避前方障碍物，此时单片机将内部存储器中的若干个安全半径进行比较，取最小值r
min ，以r
min 为宽的矩形区域为最终生成的安全路径，返回步骤1。

技术特征：
1.一种电动汽车避障路径优化控制方法，其特征在于，包括：超声波传感器、ias图像采集系统、激光测距模块、单片机与液晶显示器；所述单片机具有相应的计算程序，所述单片机以导线连接所述超声波传感器 、 ias图像采集系统、激光测距模块、单片机与液晶显示器；所述ias图像采集系统以导线连接单片机，其内部的图像采集芯片每经过一个极短的时间间隔采集一张地面图像，并与上一张一同发送至数字信号处理器进行比较，计算出移动距离；所述激光测距模块以导线连接单片机，用于检测汽车正前方障碍并测量距离，其发射端对前方辐射激光，经障碍物反射后被接收端接收，单片机接收测量信号并计算得出距离值；所述超声波传感器以导线连接单片机，通过接收反射回的超声波，向单片机发送电信号，单片机接收后计算出当前车辆与最近障碍物的距离l；所述液晶显示屏为电动汽车自带的智能仪表，以实现人机交互，在本方法中经过程序扩展，可显示单片机最终计算得到的最优路径。2.根据权利要求1所述的电动汽车避障路径优化控制方法，其特征在于，所述超声波传感器置于电动汽车底盘下方，且发射端分别朝向汽车车身的前侧与左右两侧安装。3.根据权利要求1所述的电动汽车避障路径优化控制方法，其特征在于，所述ias图像采集系统置于电动汽车底盘下方且位于底盘的前方，并垂直于底盘向下安装。4.根据权利要求1所述的电动汽车避障路径优化控制方法，其特征在于，所述激光测距模块置于电动汽车底盘下方且位于底盘的前方，其发射端朝车头方向安装，且与底盘处于同一水平面。5.一种电动汽车避障路径优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：激光测距模块测量车头与正前方路障的间距s，执行步骤2；步骤2：单片机将s与阈值s
w
作比较，如果s > s
w ，说明正前方安全车辆无需做左转右转动作，执行步骤3，如果s <= s
w ,说明车辆逼近前方障碍物，需要做转弯动作，此时执行步骤7；步骤3：超声波传感器向汽车三侧发射超声波，接收回波后向单片机发送电信号，执行步骤4；步骤4：单片机计算出安全半径r
x ，并记录在内部存储器中，执行步骤5；步骤5：液晶显示器显示安全区域，执行步骤6；步骤6：iap图像采集系统测量汽车前进距离l
x ，单片机将其与r
x
进行比较，如果l
x = r
x ,说明即将驶出安全区域，此时返回步骤1；如果l
x
≠ r
x
，说明汽车仍位于安全区域内，返回步骤5；步骤7：汽车即将转弯以躲避前方障碍物，此时单片机将内部存储器中的若干个安全半径进行比较，取最小值r
min ，以r
min 为宽的矩形区域为最终生成的安全路径，返回步骤1。

技术总结
本发明涉及电动汽车避障路径优化控制方法领域，尤其涉及一种电动汽车避障路径优化控制方法，汽车从A点到B点，所行驶的道路存在多个障碍。从A点开始，位于汽车底部的超声波传感器向车辆三侧发射一次超声波，其中此时距离车辆最近的障碍会最先反射超声波，回波被传感器接收并向单片机发送电信号，单片机计算得到该距离的值为R1，说明在以汽车自身为圆心，半径为R1的圆形区域内没有障碍物，为安全区域，液晶显示屏将此安全区域进行显示供驾驶员参考；车辆继续按原方向行驶，IAP图像采集系统记录汽车前进的距离L1。汽车前进的距离L1。汽车前进的距离L1。


技术研发人员：蔡毅 郭润嘉 蔡佳泽 崔震远 张宝磷 丁文天 白宜珍 李卫聪
受保护的技术使用者：北华航天工业学院
技术研发日：2023.07.19
技术公布日：2023/10/15