Способ определения положения транспортного средства относительно линии дорожной разметки



Способ определения положения транспортного средства относительно линии дорожной разметки
Способ определения положения транспортного средства относительно линии дорожной разметки
Способ определения положения транспортного средства относительно линии дорожной разметки
Способ определения положения транспортного средства относительно линии дорожной разметки
Способ определения положения транспортного средства относительно линии дорожной разметки
Способ определения положения транспортного средства относительно линии дорожной разметки
Способ определения положения транспортного средства относительно линии дорожной разметки
Способ определения положения транспортного средства относительно линии дорожной разметки
Способ определения положения транспортного средства относительно линии дорожной разметки

 


Владельцы патента RU 2422772:

Бондарев Виталий Валерьевич (RU)
Бондарев Валерий Георгиевич (RU)

Способ заключается в трехмерной локации точки с помощью оптико-локационных блоков. Измеряют расстояния от линии дорожной разметки до транспортного средства и угол отклонения продольной оси транспортного средства относительно линии дорожной разметки посредством одного оптико-локационного блока. Осуществляют обработку оцифрованных изображений поверхности автодороги. Выбирают в поле изображения в одноименных вершинах штриховой линии дорожной разметки две идентичные точки R1, R2, ближайшие к транспортному средству. Определяют координаты этих точек на фоточувствительных матрицах (Yυ,Zυ), м, где υ=1, 2 номер точки R1, R2 соответственно. Вычисляют боковое отклонение от пунктирной линии дорожной разметки и угол между продольной осью транспортного средства и линией дорожной разметки. Технический результат - определение расстояния от линии дорожной разметки до транспортного средства и угла отклонения продольной оси транспортного средства относительно линии дорожной разметки посредством одного оптико-локационного блока. 3 ил.

 

Изобретение относится к навигации, а именно к системам определения положения объекта без использования отражения или вторичного излучения, и может быть использовано для расширения возможностей систем круизконтроля и предупреждения водителей транспортных средств о нарушении режима движения в пределах своей полосы.

Известны оптические устройства дистанционного измерения координат подвижных объектов, содержащие размещаемые на транспортном средстве оптико-локационные блоки (ОЛБ). Оптико-локационные блоки определяют направления на отдельные подвижные объекты, используя которые определяют координаты подвижных объектов. В ОЛБ широко используют двумерные анализаторы плоских изображений, например, на основе матричных фотодетекторов в сочетании с дальномерным устройством [1].

Известен способ определения положения контролируемого объекта или отдельных его точек в трехмерном пространстве [1], относящийся к системам технического зрения (СТЗ). Способ основан на трехмерной локации точки с помощью трех или двух измерительных систем, оптические оси которых направлены вдоль осей ортогональной системы координат (X, Y, Z) и пересекаются в ее начале (фиг.1).

Используя, например, два ОЛБ с системами отсчета координат внутри каждого, можно определить координаты точки А путем решения следующей системы уравнений:

,

где αxj - угловая координата точки А, отсчитанная от оси х в j-м ОЛБ; αyj - угловая координата точки А, отсчитанная от оси у в j-м ОЛБ; dj - расстояние до начала координат от передней узловой точки фотообъектива j-го ОЛБ.

Известен наиболее близкий по технической сущности к изобретению способ, описанный в [1, 2], относящийся к системам дистанционного определения координат подвижных объектов - системам технического зрения. Способ определения положения контролируемого объекта или отдельных его точек в трехмерном пространстве основан на использовании стереоскопической схемы геометрического типа, состоящей из двух одинаковых фотообъективов 01 и 02 с параллельными оптическими осями, разнесенных на известное расстояние, и двух матричных фотодетекторов, где каждый фотообъектив и матричный фотодетектор представляют собой ОЛБ. Главные точки объективов расположены на одной линии (линии базы), перпендикулярной к оптическим осям (фиг.2). Если выбрать начало координат О в середине линии базы длиной В, то, измеряя координаты изображений x1 и x2 произвольной точки А и их разность р=х12, называемую линейным параллаксом, можно определить координату точки А. Две другие координаты определяются в соответствии с выражениями

;

где y=y1-y2 - координата изображений точки по оси Y, перпендикулярной к плоскости чертежа; Z - ось системы координат, направленная от середины базы О к плоскости предметов.

Недостатком описанных аналога и прототипа является невозможность измерения координат транспортных средств относительно оптически контрастных элементов конструкции автодороги, например линий дорожной разметки или светоотражающих фрагментов на ограждениях автодорог.

Возможность измерения координат транспортного средства относительно линий дорожной разметки открывает перспективу его автоматического управления по курсу вдоль линий дорожной разметки, что является важным расширением функций существующих систем круизконтроля, которые обеспечивают режим стабилизации скорости на свободной полосе движения, а также соблюдение безопасной дистанции при наличии помехи впереди.

Технической задачей изобретения является определение бокового отклонения транспортного средства от линии дорожной разметки. Технический результат при использовании заявляемого изобретения заключается в определении расстояния от линии дорожной разметки до транспортного средства и угла отклонения продольной оси транспортного средства относительно линии дорожной разметки посредством одного оптико-локационного блока, достигаемые за счет использования высокоточного измерителя первичной навигационной информации - оптико-локационного блока и вычислителя.

Технический результат изобретения достигается тем, что в способе определения положения транспортного средства относительно линии дорожной разметки, основанном на трехмерной локации точки с помощью оптико-локационного блока, измеряют расстояния от линии дорожной разметки до транспортного средства и угол отклонения продольной оси транспортного средства относительно линии дорожной разметки, для этого осуществляют обработку оцифрованных изображений поверхности автодороги, выбирают в поле изображения в одноименных вершинах штриховой линии дорожной разметки две идентичные точки R1, R2, ближайшие к транспортному средству, определяют координаты этих точек на фоточувствительных матрицах (Yυ,Zυ), м, где υ=1, 2 номер точки R1, R2 соответственно, вычисляют боковое отклонение от пунктирной линии дорожной разметки

,

где F - фокусное расстояние фотообъектива, h - высота расположения ОЛБ от дорожного полотна, α - угол наклона оптической оси ОЛБ от продольной оси транспортного средства вокруг его поперечной оси, вычисляют угол между продольной осью транспортного средства и линией дорожной разметки

Существенными отличительными признаками от прототипа является следующая совокупность действий:

выбор в поле изображения двух идентичных точек в одноименных вершинах штриховых линий дорожной разметки, ближайших к транспортному средству (фиг.3);

вычисление бокового отклонения транспортного средства от линии дорожной разметки автодороги;

вычисление угла между продольной осью транспортного средства и линией дорожной разметки автодороги.

На фиг.1 приведена схема трехмерной локации точки с помощью трех или двух измерительных систем, оптические оси которых направлены вдоль осей ортогональной системы координат (аналог).

На фиг.2 изображена стереоскопическая схема геометрического типа (прототип).

На фиг.3 изображены пунктирные линии дорожной разметки, идентичные точки R1, R2 и системы координат OXYZ и О′X′Y′Z′, связанные с транспортным средством.

Способ осуществляется следующим образом.

Транспортное средство имеет один оптико-локационный блок, связанный с вычислителем, который по изображениям, поступающим с фоточувствительной матрицы, решает задачу определения координат точек фотографируемого ландшафта дороги.

В поле изображения дорожного полотна выбирают две разнесенные идентичные точки R1, R2, лежащие на линии дорожной разметки (фиг.3).

Выбор точек в поле изображения может осуществляться, например, по контурам штриховых линий дорожной разметки методом оконтуривания /1/. Эти идентичные точки должны быть выбраны в одноименных вершинах штриховых линий дорожной разметки, ближайших к транспортному средству.

Ось ОХ′ совпадает с продольной осью транспортного средства, OZ′× - поперечная ось. Оптическая ось оптиколокационного блока ось ОХ развернута вокруг поперечной оси на угол α, как показано на фиг.3.

Рассмотрим процесс измерения положения транспортного средства относительно пунктирной линии дорожной разметки посредством одного ОЛБ.

Пусть ОЛБ расположен на высоте h=LR4 от дорожного полотна. Принимаем, что вертикальная ось транспортного средства OY′ совпадает с перпендикуляром к поверхности автодороги. Известным считаем также фокусное расстояние фотообъектива OL=F.

Изображения точек строим в соответствии с законами геометрической оптики путем пересечения прямых линий R1S1, R2S2, проходящих через оптический центр L фотообъектива, с плоскостью OYZ фоточувствительной матрицы.

Программная обработка оцифрованных изображений поверхности автодороги позволяет определить координаты этих точек на фоточувствительной матрице (yυ,zυ), м, где υ=1, 2 номер точки R1, R2 соответственно. Выбор точек в поле изображения может осуществляться, например, по контурам пунктирных линий дорожной разметки методом оконтуривания /1/. Эти идентичные точки выбирают в одноименных вершинах пунктирных линий дорожной разметки, ближайших к транспортному средству.

Запишем соотношения, связывающие измеряемые координаты Y1, Z1, Y2, Z2 изображений S1, S2 идентичных точек R1, R2 соответственно. Для этого запишем вектор нормали к плоскости S1LS2.

где , , - единичные орты системы координат OXYZ.

Выразим этот вектор в системе координат OX′Y′Z′, связанной с транспортным средством, для этого умножим его на матрицу поворота, учитывающую вращение на угол α вокруг оси OZ

Выразим единичный вектор нормальный плоскости S1LS2, для этого разделим компоненты вектора на его длину

,

где

Поскольку вектор совпадает с высотой треугольника LR3R4, то для нахождения бокового отклонения транспортного средства R3R4 от пунктирной линии дорожной разметки R1R3, выразим косинус угла β между и отрезком LR4, параллельным оси OY′, как скалярное произведение единичных векторов и (единичный орт оси OY′)

где угол ∠λ=∠R4LR5=90-∠β.

Из треугольника LR3R4 следует, что

,

где

.

С учетом последнего равенства

Боковое отклонение транспортного средства от линии дорожной разметки ZБ является важным параметром, который может быть использован для автоматического управления транспортным средством по курсу. Однако не менее полезно знать угол φ, между продольной осью транспортного средства и линией дорожной разметки.

Векторное произведение векторов и (0, j′, 0) позволяет получить вектор , параллельный линии дорожной разметки R1R3

Нормируем этот вектор, разделив его компоненты на его модуль, получим

,

где

.

Скалярное произведение единичных векторов и (i′, 0, 0) позволяет выразить косинус искомого угла

,

или

.

Источники информации

1. Техническое зрение роботов. /Под общ. ред. Ю.Г.Якушенкова.- М.: Машиностроение, 1990. - c.168-176.

2. Патент РФ на изобретение №2275652, кл. G01S 5/16, опубл. 10.06.2006, (прототип).

Способ определения положения транспортного средства относительно линии дорожной разметки, заключающийся в трехмерной локации точки с помощью оптико-локационных блоков, отличающийся тем, что измеряют расстояния от линии дорожной разметки до транспортного средства и угол отклонения продольной оси транспортного средства относительно линии дорожной разметки посредством одного оптико-локационного блока, для этого осуществляют обработку оцифрованных изображений поверхности автодороги, выбирают в поле изображения в одноименных вершинах штриховой линии дорожной разметки две идентичные точки R1, R2, ближайшие к транспортному средству, определяют координаты этих точек на фоточувствительных матрицах (Yυ,Zυ), м, где υ=1, 2 номер точки R1, R2 соответственно, вычисляют боковое отклонение от пунктирной линии дорожной разметки
,
где F - фокусное расстояние фотообъектива, h - высота расположения ОЛБ от дорожного полотна, α - угол наклона оптической оси ОЛБ от продольной оси транспортного средства вокруг его поперечной оси, вычисляют угол между продольной осью транспортного средства и линией дорожной разметки
.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах навигации для отображения маршрута, наложенного на дорожную карту. .

Изобретение относится к области дорожно-сигнальной техники и предназначено для обозначения осевой линии дороги в виде точечной цепочки отраженного белого огня в темное время суток и в условиях тумана, дождя, а также для своевременного предупреждения водителей транспортных средств о снижении температуры на поверхности дорожного покрытия до минусовых значений и появлении на влажной поверхности дороги гололеда путем автоматической, автономной, без применения дополнительных источников энергии смены белого огня на красный.

Изобретение относится к навигации, а именно к системам определения положения объекта без использования отражения или вторичного излучения и может быть использовано для автоматического управления боковым движением транспортных средств или предупреждения водителей о нарушении режима движения в пределах своей полосы. Способ заключается в измерении посредством системы технического зрения координат двух точек в одноименных вершинах пунктирной линии дорожной разметки, одной оптически контрастной точки, не лежащей на пунктирной линии дорожной разметки, выбранных в поле изображений автодороги. Затем вычисляется боковое отклонение транспортного средства от пунктирной линии дорожной разметки и угол отклонения продольной оси транспортного средства от пунктирной линии дорожной разметки. Технический результат - повышение устойчивости движения. 3 ил.

Бортовая информационная система роботизированного транспортного средства относится к электронным системам транспортных средств. Система содержит электронный блок, миниатюрные видеокамеры, коммутатор, блок хранения цифровой информации, блок распознавания знаков, радар, радиолокационный и инфракрасный блок определения расстояний, элемент ИЛИ, вычислитель, блок выбора режима торможения, устройство для управления скоростью движения, устройство для управления тормозной системой. Блок выбора режима торможения состоит из вычитающего устройства, генератора импульсов, первого, второго и n третьих пороговых устройств, первого и второго задатчика постоянных сигналов, элементов И, НЕ и ИЛИ, дифференцирующей цепи, счетчика, делителя. Обеспечивается соблюдение скоростного режима для безопасности дорожного движения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к оценке или расчету приводных параметров систем управления дорожными транспортными средствами. Устройство обработки информации отслеживает оперативную информацию, полученную в ответ на соответствующие действия по управлению транспортным средством в соответствии с местоположением. Причем устройство отслеживает существует или нет повторяемость идентичного типа оперативной информации в идентичном местоположении в соответствии с числом раз, когда идентичный тип оперативной информации получается последовательно в этом местоположении. Устройство обработки информации предоставляет информацию, когда идентичный тип действия по управлению транспортным средством выполняется водителем последовательно предварительно определенное число раз в идентичном местоположении. Способ обработки заключается в том, что отслеживают оперативную информацию, полученную в ответ на соответствующие действия, выполненные водителем в соответствии с местоположением. Подсчитывают число раз, когда идентичный тип оперативной информации получается последовательно в идентичном местоположении. Отслеживают существует или нет повторяемость идентичного типа информации в местоположении в соответствии с подсчитанным числом раз. Технический результат изобретений заключается в том, что информация о действиях водителя отслеживается более оптимально. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области навигации. Технический результат - предоставление пользователю необходимой в данный момент картографической информации для более быстрого прохождения маршрута. Выполняемый компьютером транспортного средства способ обновления хранимой в базе данных транспортного средства картографической информации, относящейся к маршруту следования до места назначения, указанного пользователем, в котором: определяют элементы картографических данных, через которые проходит маршрут; определяют наличие необходимости обновления первого из указанных элементов; оценивают право доступа к обновлению; в зависимости от оценки обновляют указанный элемент картографических данных; и по мере движения транспортного средства последовательно повторяют этапы определения необходимости обновления, оценки права доступа и обновления для всех элементов, включенных в маршрут, находящихся на предварительно заданном расстоянии от текущего положения транспортного средства на маршруте, причем если обновление касается безопасности, обновляют элемент картографических данных вне зависимости от права доступа. 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах навигации наземных транспортных средств на основе применения аппаратуры счисления координат и спутниковой навигационной системы. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для этого дополнительно введена схема разрешения использования сигналов спутников (СРИСС), состоящая из вычитающего устройства (ВУ), порогового устройства (ПУ) и ключевого устройства (КУ), при этом ВУ включено в схему СРИСС с возможностью поступления на его вход сигналов с выходов барометрических высотомеров (БВ) и бортовой ЭВМ, ПУ включено в схему СРИСС с возможностью поступления на его вход сигнала с выхода упомянутого ВУ, КУ включено в схему СРИСС с возможностью поступления на его управляющий вход сигнала с выхода ПУ, дополнительно схема СРИСС установлена с возможностью передачи сигналов с выхода спутниковой навигационной аппаратуры (СНА) через КУ на вход бортовой ЭВМ. 1 ил.

Изобретение относится к области автомобилестроения, а именно к системам управления транспортного средства. Модуль управления тормозной/движущей силой обнаруживает форму дороги впереди транспортного средства и определяет то, имеет ли водитель намерение сменить полосу движения, на основе определенной формы дороги и величины руления, управляемой водителем. Модуль управления определяет препятствие, имеющееся сзади и сбоку от транспортного средства. Модуль управления определяет то, должно ли начинаться управление недопущением приближения для недопущения приближения транспортного средства к препятствию, когда определяется то, что водитель имеет намерение сменить полосу движения, и обнаруживается препятствие, и выполняет управление недопущением приближения для помощи в недопущении приближения транспортного средства к препятствию, когда определяется то, что управление должно начинаться. Модуль управления определяет точность обнаружения формы дороги впереди транспортного средства и подавляет определение начала управления, когда точность обнаружения является низкой. Достигается подавление некомфортного ощущения, возникающего у водителя при вождении. 17 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к навигационным системам. Способ определения по меньшей мере одной вероятности выхода из района, идентифицируемого в цифровой карте как открытая местность, исходя из находящегося в пределах района местоположения, включает разбиение района на множество ячеек с присвоением одному находящемуся между местоположением и краем района переходу из одной ячейки в соседнюю ячейку начальной вероятности перехода. Затем производят коррекцию начальной вероятности перехода, выполняемую при наличии вида информации из цифровой карты, относящегося к ячейке или соседней ячейке, с получением скорректированной вероятности перехода и определяют вероятность выхода, выполняемое с использованием скорректированной вероятности перехода. Изобретение также относится к устройству для определения вероятности выхода из района в соответствии с указанным способом. Уменьшается время определения или прокладки маршрута. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Предложена система управления личными данными и событиями на транспортном средстве. Изобретение включает в себя систему транспортного средства и способ управления личными данными и событиями пользователя. Цифровые коммуникации пользователя отслеживаются для определения одного или более личных событий, не внесенных в расписание. Может быть определено наличие конфликтов событий, не внесенных в расписание, с одним или несколькими ранее внесенными в расписание личными событиями или личными событиями, находящимися в процессе внесения в расписание. Внесенные в расписание личные события или личные события, находящиеся в процессе внесения в расписание, могут быть получены из записанных разговоров, сообщений электронной почты, текстовых сообщений и сообщений в социальных сетях. На основе определения наличия конфликтов могут быть выполнены одно или более действий в отношении личных событий, не внесенных в расписание. Также может быть определено, нужно ли внесение контакта, с которым пользователь осуществляет личную коммуникацию, в адресную книгу пользователя. Достигается управление личными данными и событиями пользователя транспортного средства. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Иллюстративный способ сбора данных включает определение того, что характеристика движения транспортного средства изменилась за пределы ожидаемого параметра. Способ также включает запись GPS координат транспортного средства и прекращение записи GPS координат транспортного средства, когда характеристика движения транспортного средства возобновляет ожидаемый параметр. Наконец, способ включает определение и хранение функции управления дорожным движением, связанной, по меньшей мере, с одним набором GPS координат, в том случае если записанные GPS координаты транспортного средства соответствуют ранее записанным GPS координатам. Технический результат - получение эффективных и гибко настраиваемых стратегий использования карт и картографических данных в системе навигации транспортных средств, с возможностью избирательного предоставления данных. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.
Наверх