利用路面曲率的降档操作系统的制作方法

1.本发明涉及档位切换机械领域，尤其涉及一种利用路面曲率的降档操作系统。


背景技术：

2.变速换档是
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变速杆操作方法
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的简称。在长期的驾车过程中，因其名称简洁、直接而被人们流传起来。使用频次非常高。而且操作熟练如何(尤其是手动挡汽车)，直接影响着人们驾车的安全。
3.变速杆操作方法是指驾驶员通过各个方面的心理、生理运动，达到随路面情况、汽车速度变化而不断改变变速杆位置的操作过程。一般所说的
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变速杆操作方法
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仅限
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变速杆
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本身；而换挡则不仅仅包含
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变速杆操作方法
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，更重要的是在达到目标(变速)的前提下，包含车速估计等方面在内的所有心理、生理行为过程。
4.当前，在汽车的行驶过程中，如果碰到转弯幅度较大的路面转弯区域时，需要采用的驾驶策略是降低档位，低速通过，然而，当前的档位的降低操作都是人工模式进行，需要驾驶员对前方路面的最大曲率进行经验判断和人工决策，容易出现决策不准或者决策不够及时的场景。


技术实现要素：

5.相比较于现有技术，本发明至少具有以下三处突出的实质性特点：
6.(1)在汽车驾驶座负荷超重时，对汽车前方路面执行图像采集，并在针对性的图像处理的基础上，根据路面颜色成像特征识别处理后图像中的路面对象所在的路面图像区域，对路面图像区域执行曲线拟合以获得对应的当前拟合曲线；
7.(2)基于路面图像区域对应的路面对象的走向对路面图像区域执行曲线拟合以获得对应的当前拟合曲线；
8.(3)检测当前拟合曲线各个位置的曲率，并在所述当前拟合曲线中存在成像景深小于等于设定景深阈值且对应曲率大于等于设定曲率阈值的位置时，发出降档控制命令，从而在汽车前方路面转弯幅度过大时，实现汽车自动降档操作以维持汽车的稳定性。
9.根据本发明的一方面，提供了一种利用路面曲率的降档操作系统，所述系统包括：
10.档位切换机械，用于汽车的档位切换操作，包括档把、变速器拨叉轴、倒挡轴、离合器拨叉、离合器、变速器一轴、变速器二轴、变速器中间轴以及多个档位结合套；
11.其中，在所述档位切换机械中，所述挡板与所述变速器拨叉轴连接，所述离合器拨叉与所述离合器连接。
12.更具体地，在所述利用路面曲率的降档操作系统中：
13.在所述档位切换机械中，所述变速器一轴和所述变速器二轴分别设置在所述变速器中间轴的左右两侧。
14.更具体地，在所述利用路面曲率的降档操作系统中：
15.在所述档位切换机械中，所述倒挡轴设置在所述变速器中间轴的下方，所述多个
档位结合套设置在所述变速器中间轴的上方。
16.更具体地，在所述利用路面曲率的降档操作系统中，还包括：
17.推送机械手臂，设置在所述挡把与所述变速器拨叉轴的连接处并与所述离合器拨叉连接，用于在接收到降档控制命令时，驱动所述挡把执行对所述档位切换机械的降档处理；
18.重量感应器件，设置在汽车的驾驶座的下方，用于在感应到的负载重量超限时，发出第一驱动命令；
19.信号捕获器件，与所述重量感应器件连接，用于在接收到所述第一驱动命令时，对汽车前方路面执行图像信号捕获动作，以获得路面捕获图像；
20.一级变换器件，与所述信号捕获器件连接，用于对接收到的路面捕获图像执行伽马校正处理，以获得对应的一级变换图像；
21.二级变换器件，与所述一级变换器件连接，用于对接收到的一级变换图像执行陷阱滤波处理，以获得对应的二级变换图像；
22.三级变换器件，与所述二级变换器件连接，用于对接收到的二级变换图像执行双边滤波处理，以获得对应的三级变换图像；
23.路面识别机构，与所述三级变换器件连接，用于根据路面颜色成像特征识别所述三级变换图像中的路面对象所在的路面图像区域；
24.拟合处理机构，与所述路面识别机构连接，用于对接收到的路面图像区域执行曲线拟合以获得对应的当前拟合曲线；
25.曲率判断机构，与所述拟合处理机构连接，用于检测所述当前拟合曲线各个位置的曲率；
26.信息转换机构，分别与所述推送机械手臂和所述曲率判断机构连接，用于在所述当前拟合曲线中存在成像景深小于等于设定景深阈值且对应曲率大于等于设定曲率阈值的位置时，发出降档控制命令；
27.其中，对接收到的路面图像区域执行曲线拟合以获得对应的当前拟合曲线包括：基于接收到的路面图像区域对应的路面对象的走向对接收到的路面图像区域执行曲线拟合以获得对应的当前拟合曲线。
28.本发明的利用路面曲率的降档操作系统安全可靠、应用广泛。由于能够基于前方路面的最大曲率以及出现最大曲率的位置远近进行自动化降档决策和降档操作，从而避免汽车转弯难以应对的场景发生。
附图说明
29.以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
30.图1为根据本发明实施方案示出的利用路面曲率的降档操作系统的离合器的内部结构示意图。
具体实施方式
31.下面将参照附图对本发明的利用路面曲率的降档操作系统的实施方案进行详细说明。
32.自动档汽车的换档是自动完成的，但在起步之前要将变速杆选定到合适的位置上。一般情况，自动档汽车有以下几个p(停车)、r(倒档)、n(空档)、d(前进)、s(即为2速档)、l(即为1速档)。平直路面行驶时，变速杆放在d档，汽车在行驶过程中，变速器会自动在1档到最高档之间变换档位。如果行驶的道路是丘陵地带，坡度不大，可以选择3档行驶，这时变速器只能在1档到3档之间自动变换档位，汽车会利用发动机有效制动，保证下坡的速度不至于太高。如果所行驶的道路是一般的山路，坡道长、弯道多，可以选择2档，这时变速器只能在1档和2档之间自动变换档位，同时也能利用发动机制动，由于此时发动机的制动效果比用3档更明显，因而可以使汽车的速度控制在更低的范围。如果所行驶的道路是又陡、又长的山路，路况比以上两种情况更为恶劣，可以选择1档，此时变速器只能在1档工作，上坡时可以产生最大的驱动力克服坡道阻力，下坡时发动机的制动效果最强，但汽车的行驶速度将会很低。
33.当前，在汽车的行驶过程中，如果碰到转弯幅度较大的路面转弯区域时，需要采用的驾驶策略是降低档位，低速通过，然而，当前的档位的降低操作都是人工模式进行，需要驾驶员对前方路面的最大曲率进行经验判断和人工决策，容易出现决策不准或者决策不够及时的场景。
34.为了克服上述不足，本发明搭建了一种利用路面曲率的降档操作系统，能够有效解决相应的技术问题。
35.根据本发明实施方案示出的利用路面曲率的降档操作系统包括：
36.档位切换机械，用于汽车的档位切换操作，包括档把、变速器拨叉轴、倒挡轴、离合器拨叉、离合器、变速器一轴、变速器二轴、变速器中间轴以及多个档位结合套；
37.图1为所述离合器的内部结构示意图，所述离合器可以选型为嵌入离合器和摩擦离合器中的一种；
38.其中，在所述档位切换机械中，所述挡板与所述变速器拨叉轴连接，所述离合器拨叉与所述离合器连接。
39.接着，继续对本发明的利用路面曲率的降档操作系统的具体结构进行进一步的说明。
40.在所述利用路面曲率的降档操作系统中：
41.在所述档位切换机械中，所述变速器一轴和所述变速器二轴分别设置在所述变速器中间轴的左右两侧。
42.在所述利用路面曲率的降档操作系统中：
43.在所述档位切换机械中，所述倒挡轴设置在所述变速器中间轴的下方，所述多个档位结合套设置在所述变速器中间轴的上方。
44.在所述利用路面曲率的降档操作系统中，还包括：
45.推送机械手臂，设置在所述挡把与所述变速器拨叉轴的连接处并与所述离合器拨叉连接，用于在接收到降档控制命令时，驱动所述挡把执行对所述档位切换机械的降档处理；
46.重量感应器件，设置在汽车的驾驶座的下方，用于在感应到的负载重量超限时，发出第一驱动命令；
47.信号捕获器件，与所述重量感应器件连接，用于在接收到所述第一驱动命令时，对
汽车前方路面执行图像信号捕获动作，以获得路面捕获图像；
48.一级变换器件，与所述信号捕获器件连接，用于对接收到的路面捕获图像执行伽马校正处理，以获得对应的一级变换图像；
49.二级变换器件，与所述一级变换器件连接，用于对接收到的一级变换图像执行陷阱滤波处理，以获得对应的二级变换图像；
50.三级变换器件，与所述二级变换器件连接，用于对接收到的二级变换图像执行双边滤波处理，以获得对应的三级变换图像；
51.路面识别机构，与所述三级变换器件连接，用于根据路面颜色成像特征识别所述三级变换图像中的路面对象所在的路面图像区域；
52.拟合处理机构，与所述路面识别机构连接，用于对接收到的路面图像区域执行曲线拟合以获得对应的当前拟合曲线；
53.曲率判断机构，与所述拟合处理机构连接，用于检测所述当前拟合曲线各个位置的曲率；
54.信息转换机构，分别与所述推送机械手臂和所述曲率判断机构连接，用于在所述当前拟合曲线中存在成像景深小于等于设定景深阈值且对应曲率大于等于设定曲率阈值的位置时，发出降档控制命令；
55.其中，对接收到的路面图像区域执行曲线拟合以获得对应的当前拟合曲线包括：基于接收到的路面图像区域对应的路面对象的走向对接收到的路面图像区域执行曲线拟合以获得对应的当前拟合曲线。
56.在所述利用路面曲率的降档操作系统中：
57.所述信息转换机构还用于在所述当前拟合曲线中不存在成像景深小于等于设定景深阈值且对应曲率大于等于设定曲率阈值的位置时，发出档位维持命令。
58.在所述利用路面曲率的降档操作系统中：
59.在所述当前拟合曲线中存在成像景深小于等于设定景深阈值且对应曲率大于等于设定曲率阈值的位置时，发出降档控制命令包括：获取所述当前拟合曲线各个位置的成像景深，以在所述当前拟合曲线中存在成像景深小于等于设定景深阈值且对应曲率大于等于设定曲率阈值的位置时，发出降档控制命令。
60.在所述利用路面曲率的降档操作系统中：
61.所述重量感应器件还用于在感应到的负载重量未超限时，发出第二驱动命令。
62.在所述利用路面曲率的降档操作系统中：
63.所述信号捕获器件还用于在接收到所述第二驱动命令时，停止对汽车前方路面执行图像信号捕获动作。
64.在所述利用路面曲率的降档操作系统中：
65.所述多个档位结合套包括第一档位结合套、第二档位结合套和第三档位结合套。
66.在所述利用路面曲率的降档操作系统中：
67.在所述多个档位结合套中，所述第一档位结合套为五档倒挡结合套，所述第二档位结合套为一档二挡结合套，所述第三档位结合套为三档四挡结合套。
68.另外，在所述利用路面曲率的降档操作系统中，可替换地，所述多个档位结合套包括第一档位结合套、第二档位结合套、第三档位结合套和第四档位结合套；
69.其中，在所述多个档位结合套中，所述第一档位结合套为七档倒挡结合套，所述第二档位结合套为一档二挡结合套，所述第三档位结合套为三档四挡结合套，所述第四档位结合套为五档六档结合套。
70.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
71.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
72.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种利用路面曲率的降档操作系统，其特征在于，包括：档位切换机械，用于汽车的档位切换操作，包括档把、变速器拨叉轴、倒挡轴、离合器拨叉、离合器、变速器一轴、变速器二轴、变速器中间轴以及多个档位结合套；其中，在所述档位切换机械中，所述挡板与所述变速器拨叉轴连接，所述离合器拨叉与所述离合器连接。2.如权利要求1所述的利用路面曲率的降档操作系统，其特征在于：在所述档位切换机械中，所述变速器一轴和所述变速器二轴分别设置在所述变速器中间轴的左右两侧。3.如权利要求2所述的利用路面曲率的降档操作系统，其特征在于：在所述档位切换机械中，所述倒挡轴设置在所述变速器中间轴的下方，所述多个档位结合套设置在所述变速器中间轴的上方。4.如权利要求3所述的利用路面曲率的降档操作系统，其特征在于，所述系统还包括：推送机械手臂，设置在所述挡把与所述变速器拨叉轴的连接处并与所述离合器拨叉连接，用于在接收到降档控制命令时，驱动所述挡把执行对所述档位切换机械的降档处理；重量感应器件，设置在汽车的驾驶座的下方，用于在感应到的负载重量超限时，发出第一驱动命令；信号捕获器件，与所述重量感应器件连接，用于在接收到所述第一驱动命令时，对汽车前方路面执行图像信号捕获动作，以获得路面捕获图像；一级变换器件，与所述信号捕获器件连接，用于对接收到的路面捕获图像执行伽马校正处理，以获得对应的一级变换图像；二级变换器件，与所述一级变换器件连接，用于对接收到的一级变换图像执行陷阱滤波处理，以获得对应的二级变换图像；三级变换器件，与所述二级变换器件连接，用于对接收到的二级变换图像执行双边滤波处理，以获得对应的三级变换图像；路面识别机构，与所述三级变换器件连接，用于根据路面颜色成像特征识别所述三级变换图像中的路面对象所在的路面图像区域；拟合处理机构，与所述路面识别机构连接，用于对接收到的路面图像区域执行曲线拟合以获得对应的当前拟合曲线；曲率判断机构，与所述拟合处理机构连接，用于检测所述当前拟合曲线各个位置的曲率；信息转换机构，分别与所述推送机械手臂和所述曲率判断机构连接，用于在所述当前拟合曲线中存在成像景深小于等于设定景深阈值且对应曲率大于等于设定曲率阈值的位置时，发出降档控制命令；其中，对接收到的路面图像区域执行曲线拟合以获得对应的当前拟合曲线包括：基于接收到的路面图像区域对应的路面对象的走向对接收到的路面图像区域执行曲线拟合以获得对应的当前拟合曲线。5.如权利要求4所述的利用路面曲率的降档操作系统，其特征在于：所述信息转换机构还用于在所述当前拟合曲线中不存在成像景深小于等于设定景深阈值且对应曲率大于等于设定曲率阈值的位置时，发出档位维持命令。
6.如权利要求4所述的利用路面曲率的降档操作系统，其特征在于：在所述当前拟合曲线中存在成像景深小于等于设定景深阈值且对应曲率大于等于设定曲率阈值的位置时，发出降档控制命令包括：获取所述当前拟合曲线各个位置的成像景深，以在所述当前拟合曲线中存在成像景深小于等于设定景深阈值且对应曲率大于等于设定曲率阈值的位置时，发出降档控制命令。7.如权利要求4所述的利用路面曲率的降档操作系统，其特征在于：所述重量感应器件还用于在感应到的负载重量未超限时，发出第二驱动命令。8.如权利要求7所述的利用路面曲率的降档操作系统，其特征在于：所述信号捕获器件还用于在接收到所述第二驱动命令时，停止对汽车前方路面执行图像信号捕获动作。9.如权利要求4所述的利用路面曲率的降档操作系统，其特征在于：所述多个档位结合套包括第一档位结合套、第二档位结合套和第三档位结合套。10.如权利要求4所述的利用路面曲率的降档操作系统，其特征在于：在所述多个档位结合套中，所述第一档位结合套为五档倒挡结合套，所述第二档位结合套为一档二挡结合套，所述第三档位结合套为三档四挡结合套。

技术总结
本发明涉及一种利用路面曲率的降档操作系统，包括：档位切换机械，包括档把、变速器拨叉轴、倒挡轴、离合器拨叉、离合器、变速器一轴、变速器二轴、变速器中间轴以及多个档位结合套；推送机械手臂，设置在挡把与变速器拨叉轴的连接处，用于在接收到降档控制命令时，驱动挡把执行对档位切换机械的降档处理；信息转换机构，用于在当前拟合曲线中存在成像景深小于等于设定景深阈值且对应曲率大于等于设定曲率阈值的位置时，发出降档控制命令。本发明的利用路面曲率的降档操作系统安全可靠、应用广泛。由于能够基于前方路面的最大曲率以及出现最大曲率的位置远近进行自动化降档决策和降档操作，从而避免汽车转弯难以应对的场景发生。生。生。


技术研发人员：于雪凤
受保护的技术使用者：于雪凤
技术研发日：2021.12.20
技术公布日：2023/6/26