辅助车辆倒车的控制系统、方法及相关设备与流程

1.本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种辅助车辆倒车的控制系统、方法及相关设备。


背景技术：

2.牵引车辆广泛用于集装箱运输、快递运输、大型货物运输以及拖挂式房车等领域，是公路运输中广泛存在的车辆形式。由于与牵引车连接的挂车通常轴距较长，转弯半径较大，使得驾驶员对周围环境的观察、车辆位姿和行驶区域的估计更加困难，驾驶难度较大。尤其在车辆倒车过程中，挂车的行驶方向与驾驶员控制的方向盘转角不完全正相关，不能像普通车辆能够根据方向盘转角预估得到车辆行驶方向，因此，使得安全准确地控制牵引车与挂车的行驶方向较为困难。
3.针对上述问题，现有的牵引车与挂车的倒车控制方法包括：1)通过在牵引车上安装可伸缩的摄像头辅助驾驶员对车辆周围环境进行观察；2)通过在牵引车的前后左右四个方位设置摄像头来采集车辆周围图像，并显示在驾驶舱内，以帮助驾驶员观察周边环境；3)利用设置在牵引车前、左以及右上的摄像头以及挂车后的摄像头所采集的图像合成270度的车辆俯视图，以观察车辆行驶状态；4)在获取牵引车行驶影像的基础上标记车辆行驶的内外轮差，以减少由于视野盲区引发的交通事故等等。由此可知，现有的倒车控制方法均为采集车辆周围的影像来辅助驾驶员控制。然而，在牵引车在带动挂车倒车的过程中，由于方向盘转角与挂车行驶方向不完全呈正相关，使得驾驶员难以预判挂车行驶方向，倒车过程中控制方向难度较大，同时由于带挂车辆，车身较长且牵引车与挂车之间以铰接形式连接，使得在缺少辅助装置的情况下，驾驶员对周围环境观察难度大，而车辆周围人员对车辆行驶区域判断也有一定难度，故在倒车过程中仍存在一定的安全风险。


技术实现要素：

4.本发明提供一种辅助车辆倒车的控制系统、方法及相关设备，用以解决上述问题。
5.本发明提供一种辅助车辆倒车的控制系统，包括：
6.车辆信息获取模块，用于获取车辆的当前时刻位姿信息以及车身信息；其中，所述车辆包括驱动车节以及与所述驱动车节连接的从动车节；所述当前时刻位姿信息包括当前时刻驱动车节的位置信息与航向信息以及当前时刻从动车节的航向信息；所述车身信息包括车节信息以及驱动车节与从动车节之间的连接信息；
7.车辆位姿预估模块，用于根据车辆的倒车距离、所述当前时刻位姿信息以及车身信息计算得到车辆的下一时刻位姿信息，用以辅助驾驶员进行安全准确地倒车控制；
8.其中，所述下一时刻位姿信息包括下一时刻驱动车节的位置信息与航向信息以及下一时刻从动车节的位置信息与航向信息；
9.下一时刻驱动车节的位置信息根据当前时刻驱动车节的位置信息、车辆的倒车距离以及当前时刻驱动车节的航向信息计算得到；
10.下一时刻驱动车节的航向信息根据当前时刻驱动车节的航向信息、车辆的倒车距离以及所述车节信息计算得到；
11.下一时刻从动车节的航向信息根据当前时刻从动车节的航向信息、当前时刻驱动车节的航向信息、下一时刻驱动车节的航向信息、车辆的倒车距离、车节信息以及驱动车节与从动车节之间的连接信息计算得到；
12.下一时刻从动车节的位置信息根据下一时刻驱动车节的位置信息、当前时刻驱动车节的航向信息、当前时刻从动车节的航向信息以及车节信息计算得到。
13.根据本发明提供的一种辅助车辆倒车的控制系统，所述当前时刻驱动车节的位置信息为当前时刻驱动车节中心点位置，所述当前时刻驱动车节中心点位置的坐标包括第一横坐标与第一纵坐标；相应地，所述下一时刻驱动车节的位置信息为下一时刻驱动车节中心点位置，所述下一时刻驱动车节中心点位置的坐标包括第二横坐标与第二纵坐标；所述下一时刻从动车节的位置信息为下一时刻从动车节中心点位置，所述下一时刻从动车节中心点位置的坐标包括第三横坐标与第三纵坐标；
14.所述车节信息包括驱动车节的轮胎转动角度、驱动车节轴距以及从动车节轴距，所述连接信息包括驱动车节中心点与交接点之间的交接距离，所述交接点为驱动车节与从动车节的连接点；
15.所述当前时刻驱动车节的航向信息包括当前时刻驱动车节的航向角，所述当前时刻从动车节的航向信息包括当前时刻从动车节的航向角；
16.所述车辆位姿预估模块包括：
17.下一时刻驱动车节的位置计算单元，用于根据当前时刻驱动车节的航向角以及车辆的倒车距离，分别通过余弦函数和正弦函数计算得到车辆的倒车距离的第一行驶分量与第二行驶分量，将第一行驶分量与第一横坐标的和作为第二横坐标，将第二行驶分量与第一纵坐标的和作为第二纵坐标；
18.下一时刻驱动车节的航向计算单元，用于获取轮胎转动角度的正切值以及车辆的倒车距离与驱动车节轴距之间的驱动比值，在当前时刻驱动车节的航向角的基础上加上正切值与驱动比值的乘积，获得下一时刻驱动车节的航向角；
19.下一时刻从动车节的航向计算单元，用于获取当前时刻从动车节的航向角与当前时刻驱动车节的航向角之间的车节航向角差值、下一时刻驱动车节的航向角与当前时刻驱动车节的航向角之间的驱动航向角差值、交接点的转弯半径以及车辆的倒车距离与驱动车节轴距之间的驱动比值，计算车节航向角差值的正弦值与驱动航向角差值、转弯半径以及驱动比值之间的乘积，将计算得到的乘积与当前时刻从动车节的航向角之间的和作为下一时刻从动车节的航向角；其中，所述转弯半径根据所述轮胎转动角度、驱动车节轴距以及交接距离计算得到；
20.下一时刻从动车节的位置计算单元，用于根据下一时刻驱动车节的航向角以及下一时刻从动车节的航向角，通过余弦函数与正弦函数分别计算得到交接距离的第一交接分量和第二交接分量、从动车节轴距的第一从动分量和第二从动分量；在第二横坐标的基础上加上第一交接分量与第一从动分量之间的差值，从而获得第三横坐标；在第二纵坐标的基础上减去第二交接分量与第二从动分量之间的和，从而获得第三纵坐标。
21.根据本发明提供的一种辅助车辆倒车的控制系统，所述控制系统还包括第一显示
模块以及第二显示模块，所述车辆位姿预估模块包括行驶轨迹获取单元；
22.所述行驶轨迹获取单元在设定车辆的倒车距离的基础上，通过对下一时刻位姿信息的迭代积分计算获得车辆的行驶轨迹；
23.所述第一显示模块设置在所述驱动车节内部，用于向驾驶员显示所述行驶轨迹；
24.所述第二显示模块布置在所述驱动车节和/或从动车节上，用于将所述行驶轨迹投射在所述车辆周围，以实现对车辆周围人员的提示。
25.根据本发明提供的一种辅助车辆倒车的控制系统，所述控制系统还包括图像获取单元、第一环境感知单元以及第二环境感知单元；
26.所述图像获取单元设置在驱动车节的四周，用于采集车辆周围的图像信息，所述图像信息包括车辆的俯视图像以及车辆两侧的图像；
27.所述第一环境感知单元设置在驱动车节的四周，用于采集车辆周围的物体信息；
28.所述第二环境感知单元设置在驱动车节与从动车节的四周，用于采集靠近车辆的障碍物信息；
29.所述第一显示模块还用于显示所述图像信息、物体信息以及障碍物信息。
30.根据本发明提供的一种辅助车辆倒车的控制系统，所述第二环境感知单元还用于在障碍物与所述车辆之间的距离小于预设阈值的情况下，向所述第一显示模块发送障碍物预警信息，用以提醒驾驶员。
31.根据本发明提供的一种辅助车辆倒车的控制系统，所述车节信息包括从动车节牵引角，所述车辆位姿预估模块包括牵引角监测单元；
32.所述牵引角监测单元用于实时监测所述从动车节牵引角是否超过角度阈值，并在所述从动车节牵引角超过角度阈值的情况下，生成牵引角预警信息，以提示驾驶员；
33.其中，所述角度阈值根据交接点的最小转弯半径以及驱动车节轴距计算得到。
34.根据本发明提供的一种辅助车辆倒车的控制系统，所述车辆信息获取模块包括：
35.方向盘信息获取单元，设置在所述驱动车节的内部，用于获取方向盘转角信息，并将所述方向盘转角信息转换为驱动车节的轮胎转动角度；
36.牵引角获取单元，设置在驱动车节与从动车节的连接处，用于获取第一从动车节牵引角；
37.轮速获取单元，设置在驱动车节与从动车节上，用于获取驱动车节的轮速以及从动车节的轮速。
38.本发明还提供一种辅助车辆倒车的控制方法，包括：
39.获取车辆的当前时刻位姿信息以及车身信息；其中，所述车辆包括驱动车节以及与所述驱动车节连接的从动车节；所述当前时刻位姿信息包括当前时刻驱动车节的位置信息与航向信息以及当前时刻从动车节的航向信息；所述车身信息包括车节信息以及驱动车节与从动车节之间的连接信息；
40.根据车辆的倒车距离、所述当前时刻位姿信息以及车身信息计算得到车辆的下一时刻位姿信息，用以辅助驾驶员进行安全准确地倒车控制；
41.其中，所述下一时刻位姿信息包括下一时刻驱动车节的位置信息与航向信息以及下一时刻从动车节的位置信息与航向信息；
42.下一时刻驱动车节的位置信息根据当前时刻驱动车节的位置信息、车辆的倒车距
离以及当前时刻驱动车节的航向信息计算得到；
43.下一时刻驱动车节的航向信息根据当前时刻驱动车节的航向信息、车辆的倒车距离以及所述车节信息计算得到；
44.下一时刻从动车节的航向信息根据当前时刻从动车节的航向信息、当前时刻驱动车节的航向信息、下一时刻驱动车节的航向信息、车辆的倒车距离、车节信息以及驱动车节与从动车节之间的连接信息计算得到；
45.下一时刻从动车节的位置信息根据下一时刻驱动车节的位置信息、当前时刻驱动车节的航向信息、当前时刻从动车节的航向信息以及车节信息计算得到。
46.根据本发明提供的一种辅助车辆倒车的控制方法，所述当前时刻驱动车节的位置信息为当前时刻驱动车节中心点位置，所述当前时刻驱动车节中心点位置的坐标包括第一横坐标与第一纵坐标；相应地，所述下一时刻驱动车节的位置信息为下一时刻驱动车节中心点位置，所述下一时刻驱动车节中心点位置的坐标包括第二横坐标与第二纵坐标；所述下一时刻从动车节的位置信息为下一时刻从动车节中心点位置，所述下一时刻从动车节中心点位置的坐标包括第三横坐标与第三纵坐标；
47.所述车节信息包括驱动车节的轮胎转动角度、驱动车节轴距以及从动车节轴距，所述连接信息包括驱动车节中心点与交接点之间的交接距离，所述交接点为驱动车节与从动车节的连接点；
48.所述当前时刻驱动车节的航向信息包括当前时刻驱动车节的航向角，所述当前时刻从动车节的航向信息包括当前时刻从动车节的航向角；
49.根据当前时刻驱动车节的航向角以及车辆的倒车距离，分别通过余弦函数和正弦函数计算得到车辆的倒车距离的第一行驶分量与第二行驶分量，将第一行驶分量与第一横坐标的和作为第二横坐标，将第二行驶分量与第一纵坐标的和作为第二纵坐标；
50.获取轮胎转动角度的正切值以及车辆的倒车距离与驱动车节轴距之间的驱动比值，在当前时刻驱动车节的航向角的基础上加上正切值与驱动比值的乘积，获得下一时刻驱动车节的航向角；
51.获取当前时刻从动车节的航向角与当前时刻驱动车节的航向角之间的车节航向角差值、下一时刻驱动车节的航向角与当前时刻驱动车节的航向角之间的驱动航向角差值、交接点的转弯半径以及车辆的倒车距离与驱动车节轴距之间的驱动比值，计算车节航向角差值的正弦值与驱动航向角差值、转弯半径以及驱动比值之间的乘积，将计算得到的乘积与当前时刻从动车节的航向角之间的和作为下一时刻从动车节的航向角；其中，所述转弯半径根据所述轮胎转动角度、驱动车节轴距以及交接距离计算得到；
52.根据下一时刻驱动车节的航向角以及下一时刻从动车节的航向角，通过余弦函数与正弦函数分别计算得到交接距离的第一交接分量和第二交接分量、从动车节轴距的第一从动分量和第二从动分量；在第二横坐标的基础上加上第一交接分量与第一从动分量之间的差值，从而获得第三横坐标；在第二纵坐标的基础上减去第二交接分量与第二从动分量之间的和，从而获得第三纵坐标。
53.根据本发明提供的一种辅助车辆倒车的控制方法，在所述根据所述当前时刻位姿信息以及车身信息计算得到车辆的下一时刻位姿信息之后，方法还包括：
54.对下一时刻位姿信息进行迭代积分计算，获得车辆的行驶轨迹；并在驱动车节内
部，向驾驶员显示所述行驶轨迹，并将所述行驶轨迹投射在所述车辆周围。
55.根据本发明提供的一种辅助车辆倒车的控制方法，方法还包括：
56.通过图像获取单元采集车辆周围的图像信息，所述图像信息包括车辆的俯视图像以及车辆两侧的图像；
57.通过第一环境感知单元采集车辆周围的物体信息；
58.通过第二环境感知单元采集靠近车辆的障碍物信息；
59.通过第一显示模块显示所述图像信息、物体信息以及障碍物信息。
60.根据本发明提供的一种辅助车辆倒车的控制方法，方法还包括：
61.实时监测从动车节牵引角是否超过角度阈值，并在所述从动车节牵引角超过角度阈值的情况下，生成牵引角预警信息，以提示驾驶员；
62.其中，所述角度阈值根据交接点的最小转弯半径以及驱动车节轴距计算得到。
63.本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述的辅助车辆倒车的控制方法。
64.本发明还提供一种车辆，包括上述的电子设备。
65.本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的辅助车辆倒车的控制方法。
66.本发明提供的辅助车辆倒车的控制系统、方法及相关设备，其中，辅助车辆倒车的控制系统根据车辆的当前时刻位姿信息以及车身信息预估得到下一时刻驱动车节以及从动车节的航向与位置，可以用来向驾驶员展示若按照当前对车辆的控制指令(如车速、方向盘转向等)，车辆在未来时刻的位置与航向，辅佐驾驶员安全精准地完成倒车操作。
附图说明
67.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
68.图1是本发明实施例提供的辅助车辆倒车的控制系统的结构示意图之一；
69.图2是本发明实施例提供的辅助车辆倒车的控制系统的结构示意图之二；
70.图3是本发明实施例提供的驱动车节与从动车节之间角度关系示意图；
71.图4是本发明实施例提供的行驶轨迹示意图之一；
72.图5是本发明实施例提供的行驶轨迹示意图之二；
73.图6是本发明实施例提供的辅助车辆倒车的控制方法的流程示意图；
74.图7示例了一种电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
75.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳
动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
76.图1是本发明实施例提供的辅助车辆倒车的控制系统的结构示意图之一，图2是本发明实施例提供的辅助车辆倒车的控制系统的结构示意图之二；如图1以及图2所示，该辅助车辆倒车的控制系统包括车辆信息获取模块11以及车辆位姿预估模块12。
77.车辆信息获取模块11，用于获取车辆的当前时刻位姿信息以及车身信息。
78.其中，所述车辆包括驱动车节以及与所述驱动车节(如载货汽车、牵引汽车等)连接的从动车节(如挂车等)，驱动车节与从动车节之间的连接方式可以为铰接连接，也可以是其他使得从动车节的方向与驱动车节的方向非完全正相关的连接方式。
79.所述当前时刻位姿信息包括当前时刻驱动车节的位置信息与航向信息以及当前时刻从动车节的航向信息，所述车身信息包括车节信息以及驱动车节与从动车节之间的连接信息。
80.车辆位姿预估模块12，用于根据车辆的倒车距离、所述当前时刻位姿信息以及车身信息计算得到车辆的下一时刻位姿信息，用以辅助驾驶员进行安全准确地倒车控制。
81.其中，所述下一时刻位姿信息包括下一时刻驱动车节的位置信息与航向信息以及下一时刻从动车节的位置信息与航向信息。车辆的倒车距离是指设定的倒车距离，通过车辆位姿预估模块12预估获得车辆在倒车过程中驱动车节与从动车节的状态(即下一时刻位姿信息)，驾驶员根据预估得到下一时刻位姿信息观测当前的方向盘等控制操作是否能安全精准地完成倒车，也便于及时调整当前的车辆控制行为。
82.下一时刻驱动车节的位置信息根据当前时刻驱动车节的位置信息、车辆的倒车距离以及当前时刻驱动车节的航向信息计算得到。
83.下一时刻驱动车节的航向信息根据当前时刻驱动车节的航向信息、车辆的倒车距离以及所述车节信息计算得到。
84.由上述可知，驱动车节在下一时刻的状态能够根据驱动车节当前的状态计算得到，其与驾驶员发出的车辆控制指令之间呈完全正相关。从动车节与驱动车节之间的牵引夹角会随着行驶方向发生变化，使得从动车节的行驶方向与位置与驾驶员发出的车辆控制之间不完全呈正相关，因此，若要准确预估得到从动车节在下一时刻的位姿信息还需要将驱动车节与从动车节之间的连接信息考虑在内。
85.其中，下一时刻从动车节的航向信息根据当前时刻从动车节的航向信息、当前时刻驱动车节的航向信息、下一时刻驱动车节的航向信息、车辆的倒车距离、车节信息以及驱动车节与从动车节之间的连接信息计算得到。
86.下一时刻从动车节的位置信息根据下一时刻驱动车节的位置信息、当前时刻驱动车节的航向信息、当前时刻从动车节的航向信息以及车节信息计算得到。
87.本发明实施例提供的辅助车辆倒车的控制系统，根据车辆的当前时刻位姿信息以及车身信息预估得到下一时刻驱动车节以及从动车节的航向与位置，可以用来向驾驶员展示若按照当前对车辆的控制指令(如车速、方向盘转向等)，车辆在未来时刻的位置与航向，辅佐驾驶员安全精准地完成倒车操作。
88.进一步地，在上述实施例的基础上，所述当前时刻驱动车节的位置信息为当前时刻驱动车节中心点位置，所述当前时刻驱动车节中心点位置的坐标包括第一横坐标x
1,t
与第一纵坐标y
1,t
。
89.相应地，所述下一时刻驱动车节的位置信息为下一时刻驱动车节中心点位置，所述下一时刻驱动车节中心点位置的坐标包括第二横坐标x
1,t+1
与第二纵坐标y
1,t+1
。
90.所述下一时刻从动车节的位置信息为下一时刻从动车节中心点位置，所述下一时刻从动车节中心点位置的坐标包括第三横坐标x
2,t+1
与第三纵坐标y
2,t+1
。
91.需要说明的是，在车辆为两轴车辆(包括前轴与后轴)的情况下，驱动车节中心点具体是指驱动车节后轴的中心点；在车辆为多轴车辆的情况下，驱动车节中心点具体是指驱动车节的多轴平均到中间轴的位置。同理，在车辆为两轴车辆的情况下，从动车节中心点具体是指从动车节后轴的中心点；在车辆为多轴车辆的情况下，从动车节中心点具体是从多车节的多轴平均到中间轴的位置。且第一横坐标、第二横坐标与第三横坐标均为横向位置，第一纵坐标、第二纵坐标与第三纵坐标均为纵向位置。另外，此处各个中心点的坐标位置在全局坐标系下获得，全局坐标系可以根据布置在驱动车节上的全局定位设备或通过摄像头和激光雷达并基于驱动车节当前位置所建立。
92.所述车节信息包括驱动车节的轮胎转动角度δ、驱动车节轴距l1以及从动车节轴距l3。其中，驱动车节的轮胎转动角度δ具体是指驱动车节的前轮(指靠近驱动车节车头的车轮)转角，其通过对方向盘转角信息进行转换得到。其中，轮胎转动角度δ、驱动车节轴距l1、从动车节轴距l3、当前时刻驱动车节航向角当前时刻从动车节航向角以及从动车节牵引角α
t+1
之间的关系如图3所示，其中，“o”为转向中心。
93.所述连接信息包括驱动车节中心点与交接点之间的交接距离l2，所述交接点为驱动车节与从动车节的连接点，更具体地，当驱动车节与从动车节之间的连接方式为铰接时，连接点即为铰接点，交接距离l2即为驱动车节后轴中心点到铰接点的距离。
94.所述当前时刻驱动车节的航向信息包括当前时刻驱动车节的航向角所述当前时刻从动车节的航向信息包括当前时刻从动车节的航向角
95.所述车辆位姿预估模块12包括：
96.下一时刻驱动车节的位置计算单元121，用于根据当前时刻驱动车节的航向角以及车辆的倒车距离s，分别通过余弦函数和正弦函数计算得到车辆的倒车距离的第一行驶分量与第二行驶分量，将第一行驶分量与第一横坐标x
1,t
的和作为第二横坐标x
1,t+1
，将第二行驶分量与第一纵坐标y
1,t
的和作为第二纵坐标y
1,t+1
。即：
[0097][0098][0099]
下一时刻驱动车节的航向计算单元122，用于获取轮胎转动角度δ的正切值以及车辆的倒车距离s与驱动车节轴距l1之间的驱动比值，在当前时刻驱动车节的航向角的基础上加上正切值与驱动比值的乘积，获得下一时刻驱动车节的航向角即：
[0100][0101]
下一时刻从动车节的航向计算单元123，用于获取当前时刻从动车节的航向角与当前时刻驱动车节的航向角之间的车节航向角差值、下一时刻驱动车节的航向角与当前时刻驱动车节的航向角之间的驱动航向角差值、交接点的转弯半径d
以及车辆的倒车距离s与驱动车节轴距l1之间的驱动比值，计算车节航向角差值的正弦值与驱动航向角差值、转弯半径以及驱动比值之间的乘积，将计算得到的乘积与当前时刻从动车节的航向角之间的和作为下一时刻从动车节的航向角其中，所述转弯半径d根据所述轮胎转动角度δ、驱动车节轴距l1以及交接距离l2计算得到。即：
[0102][0103][0104]
下一时刻从动车节的位置计算单元124，用于根据下一时刻驱动车节的航向角以及下一时刻从动车节的航向角通过余弦函数与正弦函数分别计算得到交接距离l2的第一交接分量和第二交接分量、从动车节轴距l3的第一从动分量和第二从动分量；在第二横坐标x
1,t+1
的基础上加上第一交接分量与第一从动分量之间的差值，从而获得第三横坐标x
2,t+1
；在第二纵坐标y
1,t+1
的基础上减去第二交接分量与第二从动分量之间的和，从而获得第三纵坐标y
2,t+1
。即：
[0105][0106][0107]
本发明实施例提供的辅助车辆倒车的控制系统，根据车辆当前的位置、航向角、方向盘转角等信息预估得到车辆行驶一段距离后的位置与航向角，通过驱动车节与从动车节之间的连接信息准确获得从动车节在行驶一段距离之后的位置与航向角，从而降低了车辆的倒车难度，提升了车辆行驶的安全性。
[0108]
进一步地，在上述实施例的基础上，所述控制系统还包括第一显示模块14以及第二显示模块15，所述车辆位姿预估模块12包括行驶轨迹获取单元125。
[0109]
所述行驶轨迹获取单元125在设定车辆的倒车距离的基础上，通过对下一时刻位姿信息的迭代积分计算获得车辆的行驶轨迹。具体地，将车辆的倒车距离s设定为固定值，比如1米、5米等，对上述公式进行迭代积分计算，从而获得车辆行驶预设距离时的轨迹。
[0110]
所述第一显示模块14设置在所述驱动车节内部，用于向驾驶员显示所述行驶轨迹。
[0111]
具体地，第一显示模块14包括图像驱动单元以及显示屏幕，其中，图像驱动单元接收环境感知模块13中图像获取单元131、第一环境感知单元132以及第二环境感知单元133等信息，以及车辆位姿预估模块12输出的行驶轨迹。显示屏幕对环境感知模块13输出的信息以及车辆位姿预估模块12输出的行驶轨迹以图像的方式进行展示，具体如图4以及图5所示，其中，俯视图2中展示车辆的当前状态以及行驶轨迹(包括驱动车节行驶轨迹以及从动车节行驶轨迹)，左后试图1与右后视图2中展示车辆周围的交通情况，实线车辆为车辆的当前位姿，虚线车辆为车辆倒退1m后的位姿。图4中俯视图2展示的是s设定为1m时的行驶轨迹；图5中俯视图2展示的是s设定为5m时的行驶轨迹。
[0112]
所述第二显示模块15布置在所述驱动车节和/或从动车节上，用于将所述行驶轨
迹投射在所述车辆周围，以实现对车辆周围人员的提示。
[0113]
在本实施例中，第二显示模块15为轨迹投影模块，其可以通过有线传输布置于驱动车节上，也可以通过简易支架或磁铁布置在从动车节上。
[0114]
更具体地，第二显示模块15可以包括信号处理单元、投影单元以及电源，其中，信号处理单元用于对获取到的行驶轨迹进行处理，投影单元将处理后的行驶轨迹向车辆周围投放，电源为第二显示模块15供电。信号处理单元可以通过wifi、蓝牙、zigbee等无线通信方式接收车辆位姿预估模块12输出的行驶轨迹。
[0115]
本发明实施例提供的辅助车辆倒车的控制系统，通过第一显示模块14向驾驶员展示车辆倒车s米时，车辆的具体运动轨迹，便于驾驶员实时调整倒车过程中对车辆的控制行为，实现安全精准地倒车。通过第二显示模块15向车辆周围的人展示车辆的倒车轨迹，进一步提升安全性，车辆周围的人员也可以根据行驶轨迹辅助驾驶员进行倒车。
[0116]
进一步地，在上述实施例的基础上，所述控制系统还包括图像获取单元131、第一环境感知单元132以及第二环境感知单元133。
[0117]
所述图像获取单元131设置在驱动车节的四周，用于采集车辆周围的图像信息，所述图像信息包括车辆的俯视图像以及车辆两侧的图像。
[0118]
具体地，图像获取单元131可以是图像传感器、摄像头等图像获取装置。以图像传感器为例，可以将图像传感器布置于驱动车节的前方两侧和后方两侧，用于采集周围图像信息。其中，前方两侧的图像传感器所获取到的车辆影像会被转换为俯视图，后方两侧图像传感器所获取到的车辆影像则以正常的视角呈现在俯视图两侧。俯视图便于驾驶员观测车辆的倒车状态，正常视角图像便于驾驶员观测车辆两侧的交通情况。
[0119]
所述第一环境感知单元132设置在驱动车节的四周，用于采集车辆周围的物体信息。
[0120]
在本实施例中，第一环境感知单元132可以是激光雷达，具体可以布置在驱动车节的左前方和右前方，同时可选布置在驱动车节的车顶或车后，作为补盲雷达。激光雷达可以提供车辆周围的物体信息，结合图像信息获取车辆、行人交通参与者以及路沿等障碍物状态。
[0121]
第一环境感知单元132获取到的物体信息可以包括行驶车辆的可行驶区域，其可以标注于俯视图中。另外，还可以通过位于从动车节上的特征点或标志物，获取从动车节的位姿信息，从而计算得到从动车节的牵引角，作为牵引角传感器获取到的从动车节牵引角的补充。
[0122]
所述第二环境感知单元133设置在驱动车节与从动车节的四周，用于采集靠近车辆的障碍物信息。
[0123]
在本实施例中，第二环境感知单元133通过超声波雷达实现障碍物信息获取。具体地，将超声波雷达布置在驱动车节和从动车节的四周，在驱动车节上至少包括设置在前面的4个、左侧的2个、右侧的2个后侧的4个；在从动车节上至少包括左侧的4个、右侧的4个以及后方的4个，保证车辆各个方向均有布置，具体超声波雷达的数量可根据需求调整。
[0124]
第二环境感知单元133作为图像获取单元131与第一环境感知单元132的补充，进一步获取车辆周围物体的信息。
[0125]
所述第一显示模块14还用于显示所述图像信息、物体信息以及障碍物信息。
[0126]
本发明实施例提供的辅助车辆倒车的控制系统，通过图像获取单元131、第一环境感知单元132以及第二环境感知单元133对车辆自身以及周围环境进行信息获取，并通过第一显示模块14向驾驶员展示，便于驾驶员观察周围交通情况，提升车辆控制的安全性。
[0127]
进一步地，在上述实施例的基础上，所述第二环境感知单元133还用于在障碍物与所述车辆之间的距离小于预设阈值的情况下，向所述第一显示模块14发送障碍物预警信息，用以提醒驾驶员。
[0128]
在本实施例中，第二环境感知单元133中的超声波传感器获取车辆四周近距离障碍物的信息，当车辆距离障碍物过近时，会向第一显示模块14发送声光报警，以提示驾驶员。
[0129]
进一步地，在上述实施例的基础上，所述车节信息包括从动车节牵引角，所述车辆位姿预估模块12包括牵引角监测单元126。
[0130]
所述牵引角监测单元126用于实时监测所述从动车节牵引角是否超过角度阈值α
max
，并在所述从动车节牵引角超过角度阈值的情况下，生成牵引角预警信息，以提示驾驶员。
[0131]
其中，所述角度阈值α
max
根据交接点的最小转弯半径d
min
以及驱动车节轴距l1计算得到。具体地：
[0132][0133]
其中，δ
max
为驱动车节的轮胎转动角度的最大值。
[0134]
本发明实施例提供的辅助车辆倒车的控制系统，通过实时监测从动车节牵引角是否超过角度阈值，避免由于从动车节牵引角过大引起牵引车和挂车间的物理碰撞所引发的交通事故。
[0135]
进一步地，在上述实施例的基础上，所述车辆信息获取模块11包括：
[0136]
方向盘信息获取单元111，设置在所述驱动车节的内部，用于获取方向盘转角信息，并将所述方向盘转角信息转换为驱动车节的轮胎转动角度。
[0137]
其中，方向盘信息获取单元111具体通过驱动车节的方向盘传感器获取方向盘转角信息。
[0138]
牵引角获取单元112，设置在驱动车节与从动车节的连接处，用于获取第一从动车节牵引角α1，具体通过转角传感器获取第一从动车节牵引角α1。
[0139]
轮速获取单元113，设置在驱动车节与从动车节上，用于获取驱动车节的轮速以及从动车节的轮速，用于从动车节牵引转角的变化δl3计算(具体计算过程参见下文)。具体地，将轮速传感器分别设置在驱动车节与从动车节上，用于获取驱动车节两个后轮的轮速、从动车节两个后轮的轮速。
[0140]
需要说明的是，上述牵引角监测单元中提到的从动车节牵引角α
t+1
具体是根据转角传感器获取的角度信息、轮速传感器获得信息以及激光雷达补充的角度信息，并通过常规的滤波方式所确定。
[0141]
具体地，以牵引车为驱动车节、挂车为从动车节为例，通过转角传感器获取的挂车牵引角为α1，激光雷达通过照射挂车车厢特征表面获取的挂车牵引角为α2，轮速传感器获取牵引车后轴左右轮速分别为v
1,l
，v
1,r
,挂车的左右轮速分别为v
2,l
，v
2,r
，挂车的牵引转角的变化δα3为：
[0142][0143]
其中，δt为采样时间，v*δt可以通过轮速传感器中的脉冲信号个数表示，即：
[0144][0145]
其中，r为轮胎半径，n为轮速传感器齿数，n为δt时间内获取的轮速脉冲个数。
[0146]
对转角传感器获得的挂车牵引角为α1、激光雷达获得的挂车牵引角为α2以及挂车的牵引转角的变化δα3进行线性滤波叠加，即：
[0147]
α
t+1
＝k0α
t
+k1(α
1-α
t
)+k2(α
2-α
t
)+k3δα3[0148]
其中，k0，k1，k2，k3为加权系数，α
t+1
为t+1时刻的挂车牵引角，α
t
为t时刻的挂车牵引角。
[0149]
另外，本实施例中还包括设置在驱动车节的档位传感器，用于判断车辆行驶方向；以及分别设置在驱动车节与从动车节的车速传感器，用于获取驱动车节车速与从动车节车速。
[0150]
下面对本发明提供的辅助车辆倒车的控制方法进行描述，下文描述的辅助车辆倒车的控制方法与上文描述的辅助车辆倒车的控制系统可相互对应参照。
[0151]
图6是本发明实施例提供的辅助车辆倒车的控制方法的流程示意图；如图6所示，辅助车辆倒车的控制方法包括：
[0152]
s610，获取车辆的当前时刻位姿信息以及车身信息。
[0153]
其中，所述车辆包括驱动车节以及与所述驱动车节(如载货汽车、牵引汽车等)连接的从动车节(如挂车等)，驱动车节与从动车节之间的连接方式可以为铰接连接，也可以是其他使得从动车节的方向与驱动车节的方向非完全正相关的连接方式。
[0154]
所述当前时刻位姿信息包括当前时刻驱动车节的位置信息与航向信息以及当前时刻从动车节的航向信息，所述车身信息包括车节信息以及驱动车节与从动车节之间的连接信息。
[0155]
s620，根据车辆的倒车距离、所述当前时刻位姿信息以及车身信息计算得到车辆的下一时刻位姿信息，用以辅助驾驶员进行安全准确地倒车控制。
[0156]
其中，所述下一时刻位姿信息包括下一时刻驱动车节的位置信息与航向信息以及下一时刻从动车节的位置信息与航向信息。车辆的倒车距离是指设定的倒车距离，通过预估获得车辆在倒车过程中驱动车节与从动车节的状态(即下一时刻位姿信息)，驾驶员根据预估得到下一时刻位姿信息观测当前的方向盘等控制操作是否能安全精准地完成倒车，也便于及时调整当前的车辆控制行为。
[0157]
下一时刻驱动车节的位置信息根据当前时刻驱动车节的位置信息、车辆的倒车距离以及当前时刻驱动车节的航向信息计算得到。
[0158]
下一时刻驱动车节的航向信息根据当前时刻驱动车节的航向信息、车辆的倒车距
离以及所述车节信息计算得到。
[0159]
由上述可知，驱动车节在下一时刻的状态能够根据驱动车节当前的状态计算得到，其与驾驶员发出的车辆控制指令之间呈完全正相关。从动车节与驱动车节之间的牵引夹角会随着行驶方向发生变化，使得从动车节的行驶方向与位置与驾驶员发出的车辆控制之间不完全呈正相关，因此，若要准确预估得到从动车节在下一时刻的位姿信息还需要将驱动车节与从动车节之间的连接信息考虑在内。
[0160]
其中，下一时刻从动车节的航向信息根据当前时刻从动车节的航向信息、当前时刻驱动车节的航向信息、下一时刻驱动车节的航向信息、车辆的倒车距离、车节信息以及驱动车节与从动车节之间的连接信息计算得到。
[0161]
下一时刻从动车节的位置信息根据下一时刻驱动车节的位置信息、当前时刻驱动车节的航向信息、当前时刻从动车节的航向信息以及车节信息计算得到。
[0162]
本发明实施例提供的辅助车辆倒车的控制方法，根据车辆的当前时刻位姿信息以及车身信息预估得到下一时刻驱动车节以及从动车节的航向与位置，可以用来向驾驶员展示若按照当前对车辆的控制指令(如车速、方向盘转向等)，车辆在未来时刻的位置与航向，辅佐驾驶员安全精准地完成倒车操作。
[0163]
进一步地，在上述实施例的基础上，所述当前时刻驱动车节的位置信息为当前时刻驱动车节中心点位置，所述当前时刻驱动车节中心点位置的坐标包括第一横坐标x
1,t
与第一纵坐标y
1,t
。
[0164]
相应地，所述下一时刻驱动车节的位置信息为下一时刻驱动车节中心点位置，所述下一时刻驱动车节中心点位置的坐标包括第二横坐标x
1,t+1
与第二纵坐标y
1,t+1
。
[0165]
所述下一时刻从动车节的位置信息为下一时刻从动车节中心点位置，所述下一时刻从动车节中心点位置的坐标包括第三横坐标x
2,t+1
与第三纵坐标y
2,t+1
。
[0166]
需要说明的是，在车辆为两轴车辆(包括前轴与后轴)的情况下，驱动车节中心点具体是指驱动车节后轴的中心点；在车辆为多轴车辆的情况下，驱动车节中心点具体是指驱动车节的多轴平均到中间轴的位置。同理，在车辆为两轴车辆的情况下，从动车节中心点具体是指从动车节后轴的中心点；在车辆为多轴车辆的情况下，从动车节中心点具体是从多车节的多轴平均到中间轴的位置。且第一横坐标、第二横坐标与第三横坐标均为横向位置，第一纵坐标、第二纵坐标与第三纵坐标均为纵向位置。另外，此处各个中心点的坐标位置在全局坐标系下获得，全局坐标系可以根据布置在驱动车节上的全局定位设备或通过摄像头和激光雷达并基于驱动车节当前位置所建立。
[0167]
所述车节信息包括驱动车节的轮胎转动角度δ、驱动车节轴距l1以及从动车节轴距l3。其中，驱动车节的轮胎转动角度δ具体是指驱动车节的前轮(指靠近驱动车节车头的车轮)转角，其通过对方向盘转角信息进行转换得到。
[0168]
所述连接信息包括驱动车节中心点与交接点之间的交接距离l2，所述交接点为驱动车节与从动车节的连接点，更具体地，当驱动车节与从动车节之间的连接方式为铰接时，连接点即为铰接点，交接距离l2即为驱动车节后轴中心点到铰接点的距离。
[0169]
所述当前时刻驱动车节的航向信息包括当前时刻驱动车节的航向角所述当前时刻从动车节的航向信息包括当前时刻从动车节的航向角
[0170]
根据当前时刻驱动车节的航向角以及车辆的倒车距离s，分别通过余弦函数和正弦函数计算得到车辆的倒车距离的第一行驶分量与第二行驶分量，将第一行驶分量与第一横坐标x
1,t
的和作为第二横坐标x
1,t+1
，将第二行驶分量与第一纵坐标y
1,t
的和作为第二纵坐标y
1,t+1
。即：
[0171][0172][0173]
获取轮胎转动角度δ的正切值以及车辆的倒车距离s与驱动车节轴距l1之间的驱动比值，在当前时刻驱动车节的航向角的基础上加上正切值与驱动比值的乘积，获得下一时刻驱动车节的航向角即：
[0174][0175]
获取当前时刻从动车节的航向角与当前时刻驱动车节的航向角之间的车节航向角差值、下一时刻驱动车节的航向角与当前时刻驱动车节的航向角之间的驱动航向角差值、交接点的转弯半径d以及车辆的倒车距离s与驱动车节轴距l1之间的驱动比值，计算车节航向角差值的正弦值与驱动航向角差值、转弯半径以及驱动比值之间的乘积，将计算得到的乘积与当前时刻从动车节的航向角之间的和作为下一时刻从动车节的航向角其中，所述转弯半径d根据所述轮胎转动角度δ、驱动车节轴距l1以及交接距离l2计算得到。即：
[0176][0177][0178]
根据下一时刻驱动车节的航向角以及下一时刻从动车节的航向角通过余弦函数与正弦函数分别计算得到交接距离l2的第一交接分量和第二交接分量、从动车节轴距l3的第一从动分量和第二从动分量；在第二横坐标x
1,t+1
的基础上加上第一交接分量与第一从动分量之间的差值，从而获得第三横坐标x
2,t+1
；在第二纵坐标y
1,t+1
的基础上减去第二交接分量与第二从动分量之间的和，从而获得第三纵坐标y
2,t+1
。即：
[0179][0180][0181]
本发明实施例提供的辅助车辆倒车的控制方法，根据车辆当前的位置、航向角、方向盘转角等信息预估得到车辆行驶一段距离后的位置与航向角，通过驱动车节与从动车节之间的连接信息准确获得从动车节在行驶一段距离之后的位置与航向角，从而降低了车辆的倒车难度，提升了车辆行驶的安全性。
[0182]
进一步地，在上述实施例的基础上，在所述根据所述当前时刻位姿信息以及车身信息计算得到车辆的下一时刻位姿信息之后，方法还包括：
[0183]
对下一时刻位姿信息进行迭代积分计算，获得车辆的行驶轨迹。并在驱动车节内部，向驾驶员显示所述行驶轨迹，并将所述行驶轨迹投射在所述车辆周围。详细内容参见上述系统部分第一显示模块14以及第二显示模块15关于行驶轨迹显示的描述，在此不再赘述。
[0184]
进一步地，在上述实施例的基础上，方法还包括：
[0185]
通过图像获取单元131采集车辆周围的图像信息，所述图像信息包括车辆的俯视图像以及车辆两侧的图像；通过第一环境感知单元132采集车辆周围的物体信息；通过第二环境感知单元133采集靠近车辆的障碍物信息；通过第一显示模块14显示所述图像信息、物体信息以及障碍物信息。详细内容参见上述系统部分关于图像获取单元131、第一环境感知单元132以及第二环境感知单元133的描述，在此不再赘述。
[0186]
进一步地，在上述实施例的基础上，方法还包括：
[0187]
实时监测从动车节牵引角是否超过角度阈值，并在所述从动车节牵引角超过角度阈值的情况下，生成牵引角预警信息，以提示驾驶员。
[0188]
其中，所述角度阈值根据交接点的最小转弯半径以及驱动车节轴距计算得到。详细内容参见上述系统部分关于牵引角监测单元126的描述，在此不再赘述。
[0189]
图7示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图7所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)710、通信接口(communications interface)720、存储器(memory)730和通信总线740，其中，处理器710，通信接口720，存储器730通过通信总线740完成相互间的通信。处理器710可以调用存储器730中的逻辑指令，以执行辅助车辆倒车的控制方法，该方法包括：获取车辆的当前时刻位姿信息以及车身信息；其中，所述车辆包括驱动车节以及与所述驱动车节连接的从动车节；所述当前时刻位姿信息包括当前时刻驱动车节的位置信息与航向信息以及当前时刻从动车节的航向信息；所述车身信息包括车节信息以及驱动车节与从动车节之间的连接信息；根据车辆的倒车距离、所述当前时刻位姿信息以及车身信息计算得到车辆的下一时刻位姿信息，用以辅助驾驶员进行安全准确地倒车控制；其中，所述下一时刻位姿信息包括下一时刻驱动车节的位置信息与航向信息以及下一时刻从动车节的位置信息与航向信息；下一时刻驱动车节的位置信息根据当前时刻驱动车节的位置信息、车辆的倒车距离以及当前时刻驱动车节的航向信息计算得到；下一时刻驱动车节的航向信息根据当前时刻驱动车节的航向信息、车辆的倒车距离以及所述车节信息计算得到；下一时刻从动车节的航向信息根据当前时刻从动车节的航向信息、当前时刻驱动车节的航向信息、下一时刻驱动车节的航向信息、车辆的倒车距离、车节信息以及驱动车节与从动车节之间的连接信息计算得到；下一时刻从动车节的位置信息根据下一时刻驱动车节的位置信息、当前时刻驱动车节的航向信息、当前时刻从动车节的航向信息以及车节信息计算得到。
[0190]
此外，上述的存储器730中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种
可以存储程序代码的介质。
[0191]
另一方面，本发明实施例还提供了一种车辆，车辆包括：前述实施例提供的电子设备。本发明实施例提供的车辆，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，在此不再赘述。
[0192]
另一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述提供的辅助车辆倒车的控制方法，该方法包括：获取车辆的当前时刻位姿信息以及车身信息；其中，所述车辆包括驱动车节以及与所述驱动车节连接的从动车节；所述当前时刻位姿信息包括当前时刻驱动车节的位置信息与航向信息以及当前时刻从动车节的航向信息；所述车身信息包括车节信息以及驱动车节与从动车节之间的连接信息；根据车辆的倒车距离、所述当前时刻位姿信息以及车身信息计算得到车辆的下一时刻位姿信息，用以辅助驾驶员进行安全准确地倒车控制；其中，所述下一时刻位姿信息包括下一时刻驱动车节的位置信息与航向信息以及下一时刻从动车节的位置信息与航向信息；下一时刻驱动车节的位置信息根据当前时刻驱动车节的位置信息、车辆的倒车距离以及当前时刻驱动车节的航向信息计算得到；下一时刻驱动车节的航向信息根据当前时刻驱动车节的航向信息、车辆的倒车距离以及所述车节信息计算得到；下一时刻从动车节的航向信息根据当前时刻从动车节的航向信息、当前时刻驱动车节的航向信息、下一时刻驱动车节的航向信息、车辆的倒车距离、车节信息以及驱动车节与从动车节之间的连接信息计算得到；下一时刻从动车节的位置信息根据下一时刻驱动车节的位置信息、当前时刻驱动车节的航向信息、当前时刻从动车节的航向信息以及车节信息计算得到。
[0193]
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。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0194]
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必需的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现有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。
[0195]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种辅助车辆倒车的控制系统，其特征在于，包括：车辆信息获取模块，用于获取车辆的当前时刻位姿信息以及车身信息；其中，所述车辆包括驱动车节以及与所述驱动车节连接的从动车节；所述当前时刻位姿信息包括当前时刻驱动车节的位置信息与航向信息以及当前时刻从动车节的航向信息；所述车身信息包括车节信息以及驱动车节与从动车节之间的连接信息；车辆位姿预估模块，用于根据车辆的倒车距离、所述当前时刻位姿信息以及车身信息计算得到车辆的下一时刻位姿信息，用以辅助驾驶员进行安全准确地倒车控制；其中，所述下一时刻位姿信息包括下一时刻驱动车节的位置信息与航向信息以及下一时刻从动车节的位置信息与航向信息；下一时刻驱动车节的位置信息根据当前时刻驱动车节的位置信息、车辆的倒车距离以及当前时刻驱动车节的航向信息计算得到；下一时刻驱动车节的航向信息根据当前时刻驱动车节的航向信息、车辆的倒车距离以及所述车节信息计算得到；下一时刻从动车节的航向信息根据当前时刻从动车节的航向信息、当前时刻驱动车节的航向信息、下一时刻驱动车节的航向信息、车辆的倒车距离、车节信息以及驱动车节与从动车节之间的连接信息计算得到；下一时刻从动车节的位置信息根据下一时刻驱动车节的位置信息、当前时刻驱动车节的航向信息、当前时刻从动车节的航向信息以及车节信息计算得到。2.根据权利要求1所述的辅助车辆倒车的控制系统，其特征在于，所述当前时刻驱动车节的位置信息为当前时刻驱动车节中心点位置，所述当前时刻驱动车节中心点位置的坐标包括第一横坐标与第一纵坐标；相应地，所述下一时刻驱动车节的位置信息为下一时刻驱动车节中心点位置，所述下一时刻驱动车节中心点位置的坐标包括第二横坐标与第二纵坐标；所述下一时刻从动车节的位置信息为下一时刻从动车节中心点位置，所述下一时刻从动车节中心点位置的坐标包括第三横坐标与第三纵坐标；所述车节信息包括驱动车节的轮胎转动角度、驱动车节轴距以及从动车节轴距，所述连接信息包括驱动车节中心点与交接点之间的交接距离，所述交接点为驱动车节与从动车节的连接点；所述当前时刻驱动车节的航向信息包括当前时刻驱动车节的航向角，所述当前时刻从动车节的航向信息包括当前时刻从动车节的航向角；所述车辆位姿预估模块包括：下一时刻驱动车节的位置计算单元，用于根据当前时刻驱动车节的航向角以及车辆的倒车距离，分别通过余弦函数和正弦函数计算得到车辆的倒车距离的第一行驶分量与第二行驶分量，将第一行驶分量与第一横坐标的和作为第二横坐标，将第二行驶分量与第一纵坐标的和作为第二纵坐标；下一时刻驱动车节的航向计算单元，用于获取轮胎转动角度的正切值以及车辆的倒车距离与驱动车节轴距之间的驱动比值，在当前时刻驱动车节的航向角的基础上加上正切值与驱动比值的乘积，获得下一时刻驱动车节的航向角；下一时刻从动车节的航向计算单元，用于获取当前时刻从动车节的航向角与当前时刻驱动车节的航向角之间的车节航向角差值、下一时刻驱动车节的航向角与当前时刻驱动车
节的航向角之间的驱动航向角差值、交接点的转弯半径以及车辆的倒车距离与驱动车节轴距之间的驱动比值，计算车节航向角差值的正弦值与驱动航向角差值、转弯半径以及驱动比值之间的乘积，将计算得到的乘积与当前时刻从动车节的航向角之间的和作为下一时刻从动车节的航向角；其中，所述转弯半径根据所述轮胎转动角度、驱动车节轴距以及交接距离计算得到；下一时刻从动车节的位置计算单元，用于根据下一时刻驱动车节的航向角以及下一时刻从动车节的航向角，通过余弦函数与正弦函数分别计算得到交接距离的第一交接分量和第二交接分量、从动车节轴距的第一从动分量和第二从动分量；在第二横坐标的基础上加上第一交接分量与第一从动分量之间的差值，从而获得第三横坐标；在第二纵坐标的基础上减去第二交接分量与第二从动分量之间的和，从而获得第三纵坐标。3.根据权利要求1所述的辅助车辆倒车的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括第一显示模块以及第二显示模块，所述车辆位姿预估模块包括行驶轨迹获取单元；所述行驶轨迹获取单元在设定车辆的倒车距离的基础上，通过对下一时刻位姿信息的迭代积分计算获得车辆的行驶轨迹；所述第一显示模块设置在所述驱动车节内部，用于向驾驶员显示所述行驶轨迹；所述第二显示模块布置在所述驱动车节和/或从动车节上，用于将所述行驶轨迹投射在所述车辆周围，以实现对车辆周围人员的提示。4.根据权利要求3所述的辅助车辆倒车的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括图像获取单元、第一环境感知单元以及第二环境感知单元；所述图像获取单元设置在驱动车节的四周，用于采集车辆周围的图像信息，所述图像信息包括车辆的俯视图像以及车辆两侧的图像；所述第一环境感知单元设置在驱动车节的四周，用于采集车辆周围的物体信息；所述第二环境感知单元设置在驱动车节与从动车节的四周，用于采集靠近车辆的障碍物信息；所述第一显示模块还用于显示所述图像信息、物体信息以及障碍物信息。5.根据权利要求4所述的辅助车辆倒车的控制系统，其特征在于，所述第二环境感知单元还用于在障碍物与所述车辆之间的距离小于预设阈值的情况下，向所述第一显示模块发送障碍物预警信息，用以提醒驾驶员。6.根据权利要求1所述的辅助车辆倒车的控制系统，其特征在于，所述车节信息包括从动车节牵引角，所述车辆位姿预估模块包括牵引角监测单元；所述牵引角监测单元用于实时监测所述从动车节牵引角是否超过角度阈值，并在所述从动车节牵引角超过角度阈值的情况下，生成牵引角预警信息，以提示驾驶员；其中，所述角度阈值根据交接点的最小转弯半径以及驱动车节轴距计算得到。7.一种基于权利要求1-6任一项所述的辅助车辆倒车的控制所实现的辅助车辆倒车的控制方法，其特征在于，包括：获取车辆的当前时刻位姿信息以及车身信息；其中，所述车辆包括驱动车节以及与所述驱动车节连接的从动车节；所述当前时刻位姿信息包括当前时刻驱动车节的位置信息与航向信息以及当前时刻从动车节的航向信息；所述车身信息包括车节信息以及驱动车节与从动车节之间的连接信息；
根据车辆的倒车距离、所述当前时刻位姿信息以及车身信息计算得到车辆的下一时刻位姿信息，用以辅助驾驶员进行安全准确地倒车控制；其中，所述下一时刻位姿信息包括下一时刻驱动车节的位置信息与航向信息以及下一时刻从动车节的位置信息与航向信息；下一时刻驱动车节的位置信息根据当前时刻驱动车节的位置信息、车辆的倒车距离以及当前时刻驱动车节的航向信息计算得到；下一时刻驱动车节的航向信息根据当前时刻驱动车节的航向信息、车辆的倒车距离以及所述车节信息计算得到；下一时刻从动车节的航向信息根据当前时刻从动车节的航向信息、当前时刻驱动车节的航向信息、下一时刻驱动车节的航向信息、车辆的倒车距离、车节信息以及驱动车节与从动车节之间的连接信息计算得到；下一时刻从动车节的位置信息根据下一时刻驱动车节的位置信息、当前时刻驱动车节的航向信息、当前时刻从动车节的航向信息以及车节信息计算得到。8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求7所述的辅助车辆倒车的控制方法。9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求8所述的电子设备。10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求7所述的辅助车辆倒车的控制方法。

技术总结
本发明提供一种辅助车辆倒车的控制系统、方法及相关设备，包括：车辆信息获取模块，用于获取车辆的当前时刻位姿信息以及车身信息，其中，所述车辆包括驱动车节以及与所述驱动车节连接的从动车节；车辆位姿预估模块，用于根据车辆的倒车距离、所述当前时刻位姿信息以及车身信息计算得到车辆的下一时刻位姿信息，用以辅助驾驶员进行安全准确地倒车控制。本发明能够辅助驾驶员安全精准地完成倒车。够辅助驾驶员安全精准地完成倒车。够辅助驾驶员安全精准地完成倒车。


技术研发人员：叶一凡
受保护的技术使用者：嬴彻星创智能科技（上海）有限公司
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/7/19