數(shù)，并構(gòu)造安全駕駛空 間表示體；
[0050] S5 :當(dāng)本車(chē)運(yùn)行速率超過(guò)lkm/h時(shí)，在本車(chē)四周以半透明方式顯示安全駕駛空間 表示體。安全駕駛空間表示體將在車(chē)載屏幕以二維方式顯示。其形狀為一個(gè)近似長(zhǎng)方形， 各邊連接處有圓弧形倒角，邊界為實(shí)線(xiàn)，內(nèi)部以半透明的顏色方式填充。安全駕駛空間表示 體的尺寸根據(jù)最小碰撞時(shí)距、本車(chē)速度動(dòng)態(tài)變化。安全駕駛空間表示體的填充顏色根據(jù)最 小碰撞時(shí)距的動(dòng)態(tài)變化而變化。當(dāng)本車(chē)運(yùn)行速率低于lkm/h時(shí)，不顯示本車(chē)安全駕駛空間 表示體。
[0051] 實(shí)施例2為將本方法應(yīng)用于汽車(chē)駕駛仿真器環(huán)境中。
[0052] 安全駕駛空間的表示方法，它包括以下步驟：
[0053] S1 :汽車(chē)啟動(dòng)運(yùn)行后，預(yù)先根據(jù)本車(chē)形狀建立本車(chē)的緊致包圍體，用于檢測(cè)與周邊 靜態(tài)、動(dòng)態(tài)對(duì)象的空間距離；
[0054] S2 :當(dāng)本車(chē)運(yùn)行速率超過(guò)lkm/h時(shí)，通過(guò)對(duì)周邊靜態(tài)、動(dòng)態(tài)對(duì)象與本車(chē)緊致包圍體 的最小距離進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；利用場(chǎng)景模型中各類(lèi)對(duì)象的空間信息進(jìn)行空間距離計(jì)算；
[0055] S3:根據(jù)檢測(cè)獲得的空間距離、本車(chē)運(yùn)行速度與方向、本車(chē)加速度及方向角度，預(yù) 測(cè)出當(dāng)本車(chē)沿當(dāng)前行駛方向以當(dāng)前速度、加速度運(yùn)行時(shí)，與周邊障礙物可能發(fā)生碰撞的時(shí) 間間隔；其中，取這些所有可能發(fā)生碰撞的時(shí)間間隔中的最小值，定義為當(dāng)前最小碰撞時(shí) 距；
[0056] S4:根據(jù)當(dāng)前最小碰撞時(shí)距，計(jì)算獲得本車(chē)安全駕駛空間參數(shù)，并構(gòu)造安全駕駛空 間表示體；
[0057] S5 :當(dāng)本車(chē)運(yùn)行速率超過(guò)lkm/h時(shí)，在本車(chē)四周以半透明方式顯示安全駕駛空間 表示體。安全駕駛空間表示體將在前向視景畫(huà)面中以三維方式顯示。形狀為一個(gè)近似長(zhǎng)方 體，兩個(gè)面連接處有圓柱面倒角，三個(gè)面連接處采用球面倒角，邊采用實(shí)線(xiàn)表示，面及空間 采用與邊同色但透明度為20-50%的顏色填充。安全駕駛空間表示體的尺寸根據(jù)最小碰撞 時(shí)距、本車(chē)速度動(dòng)態(tài)變化。安全駕駛空間表示體的填充顏色根據(jù)最小碰撞時(shí)距的動(dòng)態(tài)變化 而變化。當(dāng)本車(chē)運(yùn)行速率低于lkm/h時(shí)，不顯示本車(chē)安全駕駛空間表示體。
[0058] 在實(shí)施例1和實(shí)施例2中，本車(chē)安全駕駛空間表示體均通過(guò)如下算法計(jì)算出本車(chē) 安全駕駛空間表示體的空間參數(shù)：
[0059] (1)本車(chē)安全駕駛空間表示體的長(zhǎng)度L采用如下公式計(jì)算：
[0060]
[0061] 式中，L為安全駕駛空間表示體的長(zhǎng)度，Lv為本車(chē)長(zhǎng)度，T3為當(dāng)前時(shí)刻下本車(chē)與本 車(chē)行駛方向90度立體張角范圍內(nèi)靜態(tài)/動(dòng)態(tài)對(duì)象的最小時(shí)距，Vs為當(dāng)前時(shí)刻下本車(chē)與Ts 對(duì)應(yīng)的對(duì)象之間速度差矢量的模；
[0062] (2)本車(chē)安全駕駛空間表示體的寬度W采用如下公式計(jì)算：
[0063]
[0064] 式中，W為安全駕駛空間表示體的寬度，Wv為本車(chē)寬度，Tu為當(dāng)前時(shí)刻下本車(chē)與本 車(chē)行駛方向90度立體張角范圍外靜態(tài)/動(dòng)態(tài)對(duì)象的最小時(shí)距，Vu為當(dāng)前時(shí)刻下本車(chē)與Ts 對(duì)應(yīng)的對(duì)象之間速度差矢量的模；
[0065] (3)本車(chē)安全駕駛空間表示體的高度Η采用如下公式計(jì)算：
[0066] Η = HVX120%;
[0067] 式中，Η為安全駕駛空間的長(zhǎng)度，Ην為本車(chē)高度。
[0068] 所述的本車(chē)安全駕駛空間表示體采用紅綠藍(lán)三基色顏色模型，或者轉(zhuǎn)換到其它顏 色模型空間；若采用采用紅綠藍(lán)三基色顏色模型，紅、綠、藍(lán)的顏色分量取值范圍被歸一化 至IJ[0·0，1·0]〇
[0069]所述的紅綠藍(lán)三基色顏色模型的具體取值通過(guò)如下公式計(jì)算：
[0072] B= 0. 0 ；
[0073] 式中，R為紅色，G為綠色，B為藍(lán)色；L為安全駕駛空間表示體的長(zhǎng)度，1^為本車(chē)長(zhǎng) 度，W為安全駕駛空間表示體的寬度，Wv為本車(chē)寬度。
[0074]本發(fā)明核心在于采用一套安全駕駛空間的判定及圖形表示方法，在真實(shí)汽車(chē)駕駛 或模擬汽車(chē)駕駛的動(dòng)態(tài)過(guò)程中向駕駛者實(shí)時(shí)反映出其所駕駛的汽車(chē)與其周?chē)钠渌煌?參與者、交通環(huán)境之間的空間關(guān)系。
[0075] 首先需要以本車(chē)幾何中心為原點(diǎn)建立本車(chē)三維空間坐標(biāo)系統(tǒng)，通過(guò)檢測(cè)：1.本車(chē) 的空間尺寸、坐標(biāo)、速度矢量、加速度矢量，2.周邊車(chē)輛或其它類(lèi)型交通參與者的空間尺寸、 坐標(biāo)、速度矢量、加速度矢量，3.周邊交通環(huán)境中的靜態(tài)對(duì)象與本車(chē)的位置關(guān)系，計(jì)算出本 車(chē)駕駛空間的狀態(tài)參數(shù)。根據(jù)該狀態(tài)參數(shù)，在本車(chē)周?chē)鷦?dòng)態(tài)地顯示出駕駛空間。駕駛空間 的狀態(tài)參數(shù)決定了駕駛空間的形狀、顏色等顯示特性，借此向駕駛者反映出其所駕駛車(chē)輛 在空間上的安全程度。
[0076]這種汽車(chē)安全駕駛空間的檢測(cè)、表示方法，可應(yīng)用于汽車(chē)駕駛仿真器、汽車(chē)主動(dòng)安 全防護(hù)、防御性駕駛培訓(xùn)等領(lǐng)域。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 安全駕駛空間的表示方法，其特征在于：它包括W下步驟： 51 :預(yù)先根據(jù)本車(chē)形狀建立本車(chē)的緊致包圍體，用于檢測(cè)與周邊靜態(tài)、動(dòng)態(tài)對(duì)象的空間 距離； 52 :當(dāng)車(chē)輛具有一定速度后，開(kāi)始周期性地檢測(cè)緊致包圍體與周邊靜態(tài)/動(dòng)態(tài)對(duì)象之 間的空間距離； S3:根據(jù)檢測(cè)獲得的空間距離、本車(chē)運(yùn)行速度與方向、本車(chē)加速度及方向角度，預(yù)測(cè)出 當(dāng)本車(chē)沿當(dāng)前行駛方向W當(dāng)前速度、加速度運(yùn)行時(shí)，與周邊障礙物可能發(fā)生碰撞的時(shí)間間 隔；其中，取運(yùn)些所有可能發(fā)生碰撞的時(shí)間間隔中的最小值，定義為當(dāng)前最小碰撞時(shí)距； S4:根據(jù)當(dāng)前最小碰撞時(shí)距，計(jì)算獲得本車(chē)安全駕駛空間參數(shù)，并構(gòu)造安全駕駛空間表 示體； S5 :利用圖形顯示技術(shù)W適當(dāng)?shù)姆绞斤@示本車(chē)安全駕駛空間表示體。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全駕駛空間的表示方法，其特征在于：所述的安全駕駛空 間表示體采用二維方式或者Ξ維方式表示；若采用二維方式表示，安全駕駛空間表示體的 形狀為一個(gè)近似長(zhǎng)方形，各邊連接處采用圓弧形倒角；若采用Ξ維方式表示，安全駕駛空間 表示體的形狀為一個(gè)近似長(zhǎng)方體，兩個(gè)面連接處采用圓柱面倒角，Ξ個(gè)面連接處采用球面 倒角。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全駕駛空間的表示方法，其特征在于：所述的安全駕駛空 間表示體的邊界為實(shí)線(xiàn)，內(nèi)部W半透明的顏色方式填充，尺寸根據(jù)最小碰撞時(shí)距和本車(chē)速 度動(dòng)態(tài)變化；安全駕駛空間表示體的填充顏色根據(jù)最小碰撞時(shí)距的動(dòng)態(tài)變化而變化。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全駕駛空間的表示方法，其特征在于：所述的本車(chē)安全駕 駛空間表示體的空間參數(shù)包括長(zhǎng)度^寬度W、高度Η和顏色。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的安全駕駛空間的表示方法，其特征在于：所述的本車(chē)安全駕 駛空間表示體通過(guò)如下算法計(jì)算出本車(chē)安全駕駛空間表示體的空間參數(shù)： (1) 本車(chē)安全駕駛空間表示體的長(zhǎng)度L采用如下公式計(jì)算：式中，L為安全駕駛空間表示體的長(zhǎng)度，k為本車(chē)長(zhǎng)度，為當(dāng)前時(shí)刻下本車(chē)與本車(chē)行 駛方向90度立體張角范圍內(nèi)靜態(tài)/動(dòng)態(tài)對(duì)象的最小時(shí)距，當(dāng)前時(shí)刻下本車(chē)與T,對(duì)應(yīng) 的對(duì)象之間速度差矢量的模； (2) 本車(chē)安全駕駛空間表示體的寬度W采用如下公式計(jì)算：式中，W為安全駕駛空間表示體的寬度，Wy為本車(chē)寬度，T。為當(dāng)前時(shí)刻下本車(chē)與本車(chē)行 駛方向90度立體張角范圍外靜態(tài)/動(dòng)態(tài)對(duì)象的最小時(shí)距，V。為當(dāng)前時(shí)刻下本車(chē)與對(duì)應(yīng) 的對(duì)象之間速度差矢量的模； (3)本車(chē)安全駕駛空間表示體的高度Η采用如下公式計(jì)算： Η=ΗνΧ120%; 式中，Η為安全駕駛空間的長(zhǎng)度，Hy為本車(chē)高度。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的安全駕駛空間的表示方法，其特征在于：所述的本車(chē)安全駕 駛空間表示體采用紅綠藍(lán)Ξ基色顏色模型，或者轉(zhuǎn)換到其它顏色模型空間；若采用采用紅 綠藍(lán)Ξ基色顏色模型，紅、綠、藍(lán)的顏色分量取值范圍被歸一化到[0. 0,1. 0]。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的安全駕駛空間的表示方法，其特征在于：所述的紅綠藍(lán)Ξ基 色顏色模型的具體取值通過(guò)如下公式計(jì)算：B= 0. 0 ; 式中，R為紅色，G為綠色，B為藍(lán)色；L為安全駕駛空間表示體的長(zhǎng)度，k為本車(chē)長(zhǎng)度，W為安全駕駛空間表示體的寬度，Wy為本車(chē)寬度。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全駕駛空間的表示方法，其特征在于：所述的時(shí)間間隔通 過(guò)本車(chē)的速度矢量、加速度矢量、緊致包圍體的形狀及頂點(diǎn)參數(shù)、周?chē)矬w與本車(chē)的相對(duì)距 離完成計(jì)算；其中，緊致包圍體的形狀及頂點(diǎn)參數(shù)根據(jù)車(chē)型確定，本車(chē)的速度矢量、加速度 矢量、周?chē)矬w與本車(chē)的相對(duì)距離在本車(chē)運(yùn)行或者仿真程序中獲得。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全駕駛空間的表示方法，其特征在于：當(dāng)車(chē)輛不具備一定 速度時(shí)，不顯示本車(chē)安全駕駛空間表示體。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種安全駕駛空間的表示方法，包括以下步驟：S1：預(yù)先根據(jù)本車(chē)形狀建立本車(chē)的緊致包圍體；S2：當(dāng)車(chē)輛具有一定速度后，周期性地檢測(cè)緊致包圍體與周邊對(duì)象之間的空間距離；S3：預(yù)測(cè)出當(dāng)本車(chē)沿當(dāng)前行駛方向以當(dāng)前速度、加速度運(yùn)行時(shí)，與周邊障礙物可能發(fā)生碰撞的時(shí)間間隔，取當(dāng)前最小碰撞時(shí)距；S4：根據(jù)當(dāng)前最小碰撞時(shí)距，計(jì)算獲得本車(chē)安全駕駛空間參數(shù)，并構(gòu)造安全駕駛空間表示體；S5：顯示本車(chē)安全駕駛空間表示體。本發(fā)明提出了安全駕駛空間的概念，并給出了安全駕駛空間的判定及表示方法。根據(jù)該檢測(cè)方法，可以對(duì)司機(jī)所駕駛汽車(chē)或汽車(chē)仿真器所處與空間位置相關(guān)的安全狀態(tài)進(jìn)行評(píng)測(cè)與判定，并將結(jié)果以安全駕駛空間參數(shù)的形式表達(dá)。
【IPC分類(lèi)】G09B9/04, G06F17/50
【公開(kāi)號(hào)】CN105243174
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510540051
【發(fā)明人】蘇虎, 黃艷, 張苗青
【申請(qǐng)人】成都合縱連橫數(shù)字科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年8月28日