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一种相机随动转向控制系统及方法

阅读：212发布：2021-03-01

IPRDB可以提供一种相机随动转向控制系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本申请公开了一种相机随动转向控制系统及方法，该系统包括转角传感器、车身侧倾传感器、控制器、模组底座、模组转向电机与模组侧倾电机，其中，转角传感器用于检测车辆的转向角度，控制器根据转向角度控制模组转向电机转动，模组转向电机通过转向调节机构调整模组底座中转动部分的转向；车身侧倾传感器用于检测车辆的侧倾角度，控制器根据侧倾角度控制模组侧倾电机转动，模组侧倾电机通过侧倾调节机构调整转模组底座中转动部分的侧倾角。该随动转向控制系统根据车辆转角信号改变相机模组的转向，对转向一侧进行障碍物检测和预警，保障了行车安全；且根据车身侧倾信息调节相机的侧倾角度，消除转弯时车身侧倾的影响，保证了检测和识别的可信度。，下面是一种相机随动转向控制系统及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种相机随动转向控制系统，其特征在于，包括转角传感器、车身侧倾传感器、控制器、模组底座、模组转向电机与模组侧倾电机，其中，所述转角传感器与所述控制器连接，用于检测车辆的转向角度，并将所述转向角度传送至所述控制器；

所述车身侧倾传感器与所述控制器连接，用于检测车辆的侧倾角度，并将所述侧倾角度传送至所述控制器；

所述控制器分别与所述模组转向电机与模组侧倾电机连接，用于根据所述转向角度控制所述模组转向电机转动，根据所述侧倾角度控制所述模组侧倾电机转动；

所述模组底座包括相互连接的转动部分与固定部分，相机模组固定安装在所述转动部分上，所述模组转向电机与模组侧倾电机均固定安装在所述固定部分上；

所述模组转向电机通过转向调节机构调整所述转动部分的转向，所述模组侧倾电机通过侧倾调节机构调整所述转动部分的侧倾角。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述系统还包括分别与所述控制器电连接的模组转向角度传感器与模组侧倾角度传感器，其中，所述模组转向角度传感器通过第一固定结构固定安装在所述固定部分上，用于检测当前时刻所述相机模组的转向角度，并将所述相机模组的转向角度反馈至所述控制器；

所述模组侧倾角度传感器通过第二固定机构固定安装在所述固定部分上，用于检测当前时刻所述相机模组的侧倾角度，并将所述相机模组的侧倾角度反馈至所述控制器；

所述控制器，用于根据所述车辆的转向角度与所述相机模组的转向角度调整下一时刻所述模组转向电机的转动角度，根据所述车辆的侧倾角度与所述相机模组的侧倾角度调整下一时刻所述模组侧倾电机的转动角度。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述模组底座为三维云台，所述模组转向电机通过所述转向调节机构调整所述三维云台转动部分的转向，所述模组侧倾电机通过所述侧倾调节机构调整所述三维云台转动部分的侧倾角。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述模组底座为球形云台，所述模组转向电机通过所述转向调节机构调整所述球形云台转动部分的转向，所述模组侧倾电机通过所述侧倾调节机构调整所述球形云台转动部分的侧倾角。

5.根据权利要求3或4所述的控制系统，其特征在于，所述模组转向电机的输出轴上设置齿条，所述转向调节机构的输入轴上安装齿轮，所述齿轮与齿条啮合连接，所述模组转向电机通过齿轮-齿条机构驱动所述转向调节机构动作，以调整所述转动部分的转向；

所述模组侧倾电机的输出轴上安装第一齿轮，所述侧倾调节机构的输入轴上安装第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合连接，所述模组侧倾电机通过齿轮-齿轮机构驱动所述侧倾调节机构动作，以调整所述转动部分的侧倾角。

6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述转角传感器为方向盘转角传感器，所述方向盘转角传感器直接电连接所述控制器，或者通过CAN总线将检测的转向角度传送至所述控制器。

7.一种相机随动转向控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取车辆的转向角度与侧倾角度，并将所述转向角度与侧倾角度传送至控制器；

所述控制器根据所述转向角度生成对应的转向控制指令，控制模组转向电机转动；

所述控制器根据所述侧倾角度生成对应的侧倾控制指令，控制模组侧倾电机转动；

所述模组转向电机根据所述转向控制指令调整相机模组的转向，所述模组侧倾电机根据所述侧倾控制指令调整相机模组的侧倾角。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制器根据所述转向角度生成对应的转向控制指令，控制模组转向电机转动，包括：所述控制器从转角传感器直接获取或从CAN总线获取方向盘当前转角θ1，并根据所述当前转角θ1计算获得前轮转角θ2；

根据所述前轮转角θ2计算获得所述模组转向电机转动角度θ3，并将所述转动角度θ3转换成转向控制指令传递至所述模组转向电机；

所述模组转向电机根据所述转向控制指令调整所述相机模组的转向角度θ4。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，根据所述侧倾角度生成对应的侧倾控制指令，控制模组侧倾电机转动，包括：所述控制器从车身侧倾传感器直接获取或从CAN总线获取车辆侧倾角度并根据所述侧倾角度计算获得模组底座侧倾角度根据所述模组底座侧倾角度计算获得所述模组侧倾电机转动角度并将所述转动角度转换成侧倾控制指令传递至所述模组侧倾电机；

所述模组侧倾电机根据所述侧倾控制指令调整所述相机模组的侧倾角

10.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：模组转向角度传感器与模组侧倾角度传感器分别实时检测所述相机模组当前时刻的转向角度θ4'与摆动角度并将当前时刻的所述转向角度θ4'与摆动角度反馈至所述控制器；

所述控制器根据反馈的所述转向角度θ4'与方向盘当前转角θ1计算获得下一时刻所述模组转向电机转动角度；

所述控制器根据反馈的所述摆动角度与车辆侧倾角度计算获得下一时刻所述模组侧倾电机转动角度。

说明书全文

一种相机随动转向控制系统及方法

技术领域

[0001] 本申请涉及汽车辅助驾驶技术领域，尤其涉及一种相机随动转向控制系统及方法。

背景技术

[0002] 随着人民生活水平的提高，汽车正在不断进入家庭，汽车的数量在不断增加，但汽车给我们带来方便的同时也带来了不少的问题，如汽车转向时对行人、车辆和道路观察不全面而引发的道路事故时有发生。为了解决这个问题世界各国提出了很多种想法，其中一种比较好的方法就是以预防为核心的现代汽车主动安全技术。

[0003] 基于机器视觉的汽车辅助驾驶系统是汽车主动安全技术中最具研究价值的一项技术,目前辅助驾驶系统一般包括相机模组，相机模组固定安装在车头上，相机模组采集汽车行驶方向的道路交通图像，并将采集到的图像传送至系统，系统对各种图像进行分析和处理，并对各种危险情形做出相应的判断，当系统判断出车辆存在潜在的碰撞危险时，系统立即提前向驾驶者发出报警信号，以提醒驾驶者尽快做出相应的处理。

[0004] 但是，现有的智能辅助驾驶系统中的前向碰撞预警相机固定安装在车头上，采集的是汽车正前方的道路交通图像，当驾驶员开始打方向盘决定转向时，汽车即将转向一侧的道路交通情况更加重要，而此时，汽车车身还没有开始转向，前向碰撞预警相机采集到的仍然是汽车正前方的图像，侧面的交通情况反而被忽略了，这种情况下易造成漏检、误检、漏预警和误报警，存在较高的安全隐患，极大地影响了前向预警的可信度和准确性。

发明内容

[0005] 本申请提供了一种相机随动转向控制系统及方法，以解决目前智能辅助驾驶系统存在漏检、误检、漏预警和误报警的情况，影响前向预警的可信度和准确性的技术问题。

[0006] 为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

[0007] 第一方面，本申请实施例公开了一种相机随动转向控制系统，包括转角传感器、车身侧倾传感器、控制器、模组底座、模组转向电机与模组侧倾电机，其中，[0008] 所述转角传感器与所述控制器连接，用于检测车辆的转向角度，并将所述转向角度传送至所述控制器；

[0009] 所述车身侧倾传感器与所述控制器连接，用于检测车辆的侧倾角度，并将所述侧倾角度传送至所述控制器；

[0010] 所述控制器分别与所述模组转向电机与模组侧倾电机连接，用于根据所述转向角度控制所述模组转向电机转动，根据所述侧倾角度控制所述模组侧倾电机转动；

[0011] 所述模组底座包括相互连接的转动部分与固定部分，相机模组固定安装在所述转动部分上，所述模组转向电机与模组侧倾电机均固定安装在所述固定部分上；

[0012] 所述模组转向电机通过转向调节机构调整所述转动部分的转向，所述模组侧倾电机通过侧倾调节机构调整所述转动部分的侧倾角。

[0013] 可选的，所述系统还包括分别与所述控制器电连接的模组转向角度传感器与模组侧倾角度传感器，其中，

[0014] 所述模组转向角度传感器通过第一固定结构固定安装在所述固定部分上，用于检测当前时刻所述相机模组的转向角度，并将所述相机模组的转向角度反馈至所述控制器；

[0015] 所述模组侧倾角度传感器通过第二固定机构固定安装在所述固定部分上，用于检测当前时刻所述相机模组的侧倾角度，并将所述相机模组的侧倾角度反馈至所述控制器；

[0016] 所述控制器，用于根据所述车辆的转向角度与所述相机模组的转向角度调整下一时刻所述模组转向电机的转动角度，根据所述车辆的侧倾角度与所述相机模组的侧倾角度调整下一时刻所述模组侧倾电机的转动角度。

[0017] 可选的，所述模组底座为三维云台，所述模组转向电机通过所述转向调节机构调整所述三维云台转动部分的转向，所述模组侧倾电机通过所述侧倾调节机构调整所述三维云台转动部分的侧倾角。

[0018] 可选的，所述模组底座为球形云台，所述模组转向电机通过所述转向调节机构调整所述球形云台转动部分的转向，所述模组侧倾电机通过所述侧倾调节机构调整所述球形云台转动部分的侧倾角。

[0019] 可选的，所述模组转向电机的输出轴上设置齿条，所述转向调节机构的输入轴上安装齿轮，所述齿轮与齿条啮合连接，所述模组转向电机通过齿轮-齿条机构驱动所述转向调节机构动作，以调整所述转动部分的转向；

[0020] 所述模组侧倾电机的输出轴上安装第一齿轮，所述侧倾调节机构的输入轴上安装第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合连接，所述模组侧倾电机通过齿轮-齿轮机构驱动所述侧倾调节机构动作，以调整所述转动部分的侧倾角。

[0021] 可选的，所述转角传感器为方向盘转角传感器，所述方向盘转角传感器直接电连接所述控制器，或者通过CAN总线将检测的转向角度传送至所述控制器。

[0022] 第二方面，本申请实施例公开了一种相机随动转向控制方法，包括：

[0023] 实时获取车辆的转向角度与侧倾角度，并将所述转向角度与侧倾角度传送至控制器；

[0024] 所述控制器根据所述转向角度生成对应的转向控制指令，控制模组转向电机转动；根据所述侧倾角度生成对应的侧倾控制指令，控制模组侧倾电机转动；

[0025] 所述模组转向电机根据所述转向控制指令调整相机模组的转向，所述模组侧倾电机根据所述侧倾控制指令调整相机模组的侧倾角。

[0026] 可选的，所述控制器根据所述转向角度生成对应的转向控制指令，控制模组转向电机转动，包括：

[0027] 所述控制器从转角传感器直接获取或从CAN总线获取方向盘当前转角θ1，并根据所述当前转角θ1计算获得前轮转角θ2；

[0028] 根据所述前轮转角θ2计算获得所述模组转向电机转动角度θ3，并将所述转动角度θ3转换成转向控制指令传递至所述模组转向电机；

[0029] 所述模组转向电机根据所述转向控制指令调整所述相机模组的转向角度θ4。

[0030] 可选的，根据所述侧倾角度生成对应的侧倾控制指令，控制模组侧倾电机转动，包括：

[0031] 所述控制器从车身侧倾传感器直接获取或从CAN总线获取车辆侧倾角度并根据所述侧倾角度计算获得模组底座侧倾角度

[0032] 根据所述模组底座侧倾角度计算获得所述模组侧倾电机转动角度并将所述转动角度转换成侧倾控制指令传递至所述模组侧倾电机；

[0033] 所述模组侧倾电机根据所述侧倾控制指令调整所述相机模组的侧倾角[0034] 可选的，所述方法还包括：

[0035] 模组转向角度传感器与模组侧倾角度传感器分别实时检测所述相机模组当前时刻的转向角度θ4'与摆动角度并将当前时刻的所述转向角度θ4'与摆动角度反馈至所述控制器；

[0036] 所述控制器根据反馈的所述转向角度θ4'与方向盘当前转角θ1计算获得下一时刻所述模组转向电机转动角度；

[0037] 所述控制器根据反馈的所述摆动角度与车辆侧倾角度计算获得下一时刻所述模组侧倾电机转动角度。

[0038] 与现有技术相比，本申请的有益效果为：

[0039] 本申请实施例提供了一种相机随动转向控制系统及方法，该控制系统包括转角传感器、车身侧倾传感器、控制器、模组底座、模组转向电机与模组侧倾电机，其中，转角传感器与控制器连接，用于检测车辆的转向角度，并将转向角度传送至控制器；车身侧倾传感器与控制器连接，用于检测车辆的侧倾角度，并将侧倾角度传送至控制器；控制器分别与模组转向电机与模组侧倾电机连接，用于根据转向角度控制模组转向电机转动，根据侧倾角度控制模组侧倾电机转动；模组底座包括相互连接的转动部分与固定部分，相机模组固定安装在转动部分上，模组转向电机与模组侧倾电机均固定安装在固定部分上；模组转向电机通过转向调节机构调整转动部分的转向，模组侧倾电机通过侧倾调节机构调整转动部分的侧倾角。本申请提供的随动转向控制系统能够将车辆的转向角度转换为模组转向电机的转动角度，模组转向电机通过转向调节机构实时调整相机模组的转向角度，使得相机模组随着汽车一起转向，实时采集汽车转向一侧的图像，对该侧进行障碍物检测和预警，从而能够避免相机对汽车转向一侧交通情况的忽略，可以保障行车安全。并且，该控制系统可将车辆的侧倾角度转换为模组侧倾电机的转动角度，模组侧倾电机通过侧倾调节机构实时调整相机模组的侧倾角，能够保证相机模组跟路面保持水平，克服车辆侧倾对相机模组的影响，从而可以保证检测识别的精度。

[0040] 应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

[0041] 为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。

[0042] 图1为现有相机随动转向控制系统及方法的结构示意图；

[0043] 图2为汽车转向侧倾示意图；

[0044] 图3为本申请实施例提供的一种相机随动转向控制系统的结构示意图；

[0045] 图4为本申请实施例提供的另一种相机随动转向控制系统的结构示意图；

[0046] 图5为本申请实施例提供的一种相机随动转向控制系统的机械连接示意图；

[0047] 图6为本申请实施例提供的相机随动转向控制系统中一种模组底座的结构示意图；

[0048] 图7为本申请实施例提供的相机随动转向控制系统中一种反馈调节算法示意图；

[0049] 图8为本申请实施例提供的一种相机随动转向控制方法的流程图。

具体实施方式

[0050] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

[0051] 现有的汽车智能辅助驾驶中的前向碰撞预警的摄像机，都是固定安装在汽车车头前方，检测汽车正前方的交通障碍物的情况，这种固定的安装方式在汽车转向时会对转向一侧的行人、车辆和道路观察不充分，这种情况存在较高的安全隐患，影响前向预警的可信度和准确性。

[0052] 如图1所示，当汽车直行时，相机模组采集汽车前向的道路情况，对汽车正前方的障碍物A进行检测和预警；当汽车转弯时，以右转弯为例，汽车正前方的障碍物A已经不是潜在的障碍物，而汽车右方车道上的障碍物B和C将替代A成为潜在的碰撞障碍物，而此时，由于汽车的车身并未完成转向，相机模组仍然保持检测正前方的视野，依旧对障碍物A进行检测和预警，而忽略了真实情况中更容易发生碰撞的障碍物B和C，在极端情况下，障碍物C甚至不会进入相机模组的检测视野，因此这种情况下容易存在漏检和误检，漏报警和误报警的情况，存在很大的安全隐患，降低智能辅助驾驶设备的可信度，极大得影响用户体验。

[0053] 同时，由于汽车车身的结构特点，如图2所示，在转向时，由于侧向力的作用，内侧悬架系统受到压缩，外侧悬架系统受到拉伸，车身会产生一个向内侧的侧倾角，此时，相机模组也会随车身产生一个侧倾角，导致模组与路面不平行，当该角度比较大时会影响相机模组的检测识别结果，可能会导致将路面误检成障碍物。如果在算法层面改变这种不平行的关系会加大算法的复杂度，对软件设计和硬件资源都提出了更高的要求。

[0054] 为了克服以上两点问题，本申请提出了一种可以随动转向的相机控制系统，该方案可以根据驾驶员操纵方向盘进行转向角度，调整相机模组的指向，使得相机模组采集汽车转向一侧路面上的道路交通情况，并且在采集的图像中识别是否有行人和机动车，进行预警，保障行车安全；同时，该方案也针对转向时相机模组会随车身发生侧倾的情况，调节相机模组的侧倾角，保证模组跟路面保持平行，从而保证检测识别的精度。

[0055] 参见图3、图4，图3为本申请实施例提供的一种相机随动转向控制系统的结构示意图；图4为本申请实施例提供的另一种相机随动转向控制系统的结构示意图。

[0056] 本申请实施例提供的相机随动转向控制系统包括：转角传感器14、车身侧倾传感器15、控制器13、模组底座2、模组转向电机5与模组侧倾电机7，其中，

[0057] 转角传感器14与控制器13连接，用于检测车辆的转向角度，并将转向角度传送至控制器13，控制器13可根据接收到的转向角度控制模组转向电机5转动；车身侧倾传感器15与控制器13连接，用于检测车辆的侧倾角度，并将侧倾角度传送至控制器13，控制器可根据接收到的侧倾角度控制模组侧倾电机7转动。

[0058] 对不能从CAN总线获取转向角度与侧倾角度信号的场景，如图3所示，可在汽车上安装转角传感器14和车身侧倾传感器15，转角传感器14和车身侧倾传感器15分别与控制器13电连接。转角传感器14用于实时检测汽车的转向及转角信息，并将汽车的转向及转角信息直接传送至控制器13，控制器13根据接收的汽车转向及转角信息控制模组转向电机5的转动；车身侧倾传感器15用于实时检测汽车的侧倾信息，并将汽车的侧倾信息直接传送至控制器13，控制器13根据接收的汽车侧倾信息调整模组侧倾电机7的转动。

[0059] 在具体实施例中，转角传感器14可以是方向盘转角传感器，将方向盘转角传感器安装到车身上，用于实时检测汽车方向盘的转向及转角信息，并将方向盘转向及转角信息转变成电信号，然后将电信号直接传送至控制器13，控制器13根据电信号获得方向盘转向及转角信息，然后根据获得的方向盘转向及转角信息控制模组转向电机5转动，模组转向电机5通过转向调节机构6调整相机模组3的转向。

[0060] 转角传感器14也可以是陀螺仪，根据陀螺仪可计算得到车辆的转向及侧倾信息，再将车辆的转向及侧倾信息转变成电信号，然后将电信号直接传送至控制器13，控制器13根据电信号获得车辆的转向及侧倾信息，然后根据获得的车辆转向信息控制模组转向电机5转动，模组转向电机5通过转向调节机构6调整相机模组3的转向；控制器13根据获得的车辆侧倾信息控制模组侧倾电机7转动，模组侧倾电机7通过侧倾调节机构8调整相机模组3的侧倾角。

[0061] 在具体实施例中，转角传感器不仅限于方向盘转角传感器与陀螺仪，也可以是其他角度传感器，其均属于本申请实施例的保护范围。

[0062] 对能够从CAN总线获取转向角度与侧倾角度信号的场景，如图4所示，通过车载传感器(如陀螺仪)检测车辆的转向、转角及侧倾信息，并将车辆的转向、转角及侧倾信息转换成CAN信号，通过CAN总线将CAN信号传送至控制器13，控制器13从CAN总线内分别读取车辆的转向、转角信息及车辆的侧倾信息，根据获取的车辆信息分别控制模组转向电机5与模组侧倾电机7转动，模组转向电机5通过转向调节机构6调整相机模组3的转向，模组侧倾电机7通过侧倾调节机构8调整相机模组3的侧倾角。

[0063] 如图5所示，模组底座2固定安装在汽车车头1上，且模组底座2包括相互连接的转动部分22与固定部分21，相机模组3固定安装在转动部分22上，可随着转动部分的动作而动作。模组转向电机5与模组侧倾电机7均固定安装在固定部分21上，起到支撑固定的作用。模组转向电机5通过转向调节机构6调整转动部分22的转向，进而调整相机模组3的转向，使得相机模组3检测汽车转向一侧的障碍物；模组侧倾电机7通过侧倾调节机构8调整转动部分22的侧倾角，进而调整相机模组3的侧倾角，使得相机模组3与地面平行，消除转弯时车身侧倾角对相机模组识别精度的影响。

[0064] 如图5所示，模组底座2为三维云台，三维云台包括相互连接的转动部分与固定部分，相机模组3固定安装在转动部分上，模组转向电机5通过转向调节机构6调整三维云台转向部分的转向，从而调整相机模组3的转向。如图6所示，模组底座2也可为球形云台，球形云台的转动部分与固定部分通过球形连接件4连接，球形连接件4可带动转动部分运动，相机模组3固定安装在球形云台的转动部分，模组转向电机5通过转向调节机构6调整球形云台转动部分的转向，从而调整相机模组3的转向。

[0065] 在具体实施例中，转向调节机构6可为齿轮-齿条机构，在模组转向电机5的输出轴上设置齿条，转向调节机构6的输入轴上安装齿轮，齿轮与齿条啮合连接。工作时，模组转向电机5通电启动，带动其输出轴上的齿条动作，齿条带动转向调节机构6的齿轮转动，齿轮带动三维云台的转动部分转动，从而实现相机模组3的转向。

[0066] 转向调节机构6也可为齿轮-齿圈机构，在模组转向电机5的输出轴上安装齿轮，转向调节机构6的输入轴上安装齿圈，齿轮与齿圈啮合连接。工作时，模组转向电机5通电启动，带动其输出轴上的齿轮转动，齿轮带动齿圈转动，齿圈带动三维云台的转动部分转动，转动部分带动相机模组3转动，从而调整相机模组3的指向。

[0067] 本申请实施例中的转向调节机构不仅限于上述机构，如齿轮-齿轮机构等，只要能够带动转动部分转动即可，其均属于本申请实施例的保护范围。

[0068] 在具体实施过程中，侧倾调节机构8可为齿轮-齿轮机构，在模组侧倾电机7的输出轴上安装第一齿轮，在侧倾调节机构8的输入轴上安装第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合连接。工作时，模组侧倾电机7通电启动，带动其输出轴上的第一齿轮转动，第一齿轮带动第二齿轮转动，第二齿轮带动三维云台或球形云台的转动部分动作，调整转动部分的侧倾角，从而调整相机模组3的侧倾角。

[0069] 本申请实施例中的侧倾调节机构8不仅限于齿轮-齿轮机构，也可以是齿轮-齿圈机构等，只要能够调整转动部分的侧倾角即可，其均属于本申请实施例的保护范围。

[0070] 本申请实施例中的模组底座不仅限于三维云台与球形云台，也可是其他结构，只要包括转动部分及固定部分，转动部分与固定部分具有至少2个旋转自由度，其均属于本申请实施例的保护范围。

[0071] 本申请实施例提供的相机随动转向控制系统还包括分别与控制器13电连接的模组转向角度传感器9与模组侧倾角度传感器11，其中，

[0072] 模组转向角度传感器9通过第一固定机构10固定安装于模组底座2的固定部分21上，用于检测当前时刻相机模组3的转向角度，并将相机模组3的转向角度反馈至控制器13。模组侧倾角度传感器11通过第二固定机构12固定安装于模组底座2的固定部分21上，用于检测当前时刻相机模组3的侧倾角度，并将相机模组3的侧倾角度反馈至控制器13。

[0073] 模组转向角度传感器9将相机模组3的转向角度反馈至控制器13，控制器13可根据方向盘转角传感器或陀螺仪检测的汽车转向角度与反馈的相机模组3转向角度调节模组转向电机5下一时刻的转角；模组侧倾角度传感器11将相机模组3的侧倾角度反馈至控制器13，控制器13可根据车身侧倾传感器检测的车辆侧倾角度与反馈的相机模组3侧倾角度调节模组侧倾电机7下一时刻的转角，这属于反馈调节算法。目前比较常见的反馈调节算法是PID(proportion integral derivative)算法，以PID算法为例，较少反馈调节过程，值得注意的是，本实施例的反馈调节算法不局限于PID算法。

[0074] 如图7所示，控制器13接收转角传感器14检测到的当前时刻方向盘转角与模组转向角度传感器9反馈的当前时刻相机模组3的转向角度，根据PID反馈调节算法计算得到模组转向电机5下一时刻需要转动的角度，调整相机模组3下一时刻转动的角度。控制器13还接收车身侧倾传感器15检测到的当前时刻车辆侧倾角度与模组侧倾角度传感器11反馈的当前时刻相机模组3的侧倾角度，根据PID反馈调节算法计算得到模组侧倾电机7下一时刻需要转动的角度，调整相机模组3下一时刻摆动的角度。

[0075] 转向角度反馈调节过程为：控制器根据当前的方向盘转角θ1计算当前相机模组需要调节的角度θ4，然后控制器根据当前相机模组需要调节的角度θ4和由模组转向角度传感器反馈回来的当前状态下的相机模组的角度θ4'经过反馈调节算法计算，得到当前时刻模组转向电机需要转动的角度θ3。

[0076] 侧倾角度反馈调节过程为：控制器根据当前的车身侧倾角度计算当前相机模组需要调节的角度然后控制器根据当前相机模组需要调节的角度和由模组侧倾角度传感器反馈回来的当前状态下的相机模组的角度经过反馈调节算法计算，得到下一时刻模组转向电机需要转动的角度

[0077] 本申请实施例提供的相机随动转向控制系统包括转角传感器、车身侧倾传感器、控制器、模组底座、模组转向电机与模组侧倾电机，其中，转角传感器电连接控制器，用于检测车辆的转向角度，并将转向角度传送至控制器；车身侧倾传感器电连接控制器，用于检测车辆的侧倾角度，并将侧倾角度传送至控制器；控制器分别电连接模组转向电机与模组侧倾电机，用于根据转向角度控制模组转向电机转动，根据侧倾角度控制模组侧倾电机转动；模组底座包括相互连接的转动部分与固定部分，相机模组固定安装在转动部分上，模组转向电机与模组侧倾电机均固定安装在固定部分上；模组转向电机通过转向调节机构调整转动部分的转向，模组侧倾电机通过侧倾调节机构调整转动部分的侧倾角。该控制系统还包括模组转向角度传感器与模组侧倾角度传感器，模组转向角度传感器用于实时反馈当前时刻相机模组转向角度至控制器，控制器根据当前时刻方向盘转向角度与反馈的当前时刻相机模组转向角度来实时调整模组转向电机下一时刻的转动角度；模组侧倾角度传感器用于实时反馈当前时刻相机模组侧倾角度至控制器，控制器根据当前时刻车辆侧倾角度与反馈的当前时刻相机模组侧倾角度来实时调整模组侧倾电机的转动角度。本申请提供的随动转向控制系统将车辆的转向角度转换为模组转向电机的转动角度，模组转向电机通过转向调节机构实时调整相机模组的转向角度，使得相机模组随着汽车一起转向，实时采集汽车转向一侧的图像，对该侧进行障碍物检测和预警，从而避免了相机对汽车转向一侧交通情况的忽略，保障了行车安全。并且，该控制系统将车辆的侧倾角度转换为模组侧倾电机的转动角度，模组侧倾电机通过侧倾调节机构实时调整相机模组的侧倾角，保证了相机模组跟路面保持水平，克服了车辆侧倾对相机模组的影响，从而保证了检测识别的精度。

[0078] 基于本申请实施例提供的相机随动转向控制系统，本申请实施例还提供了一种相机随动转向控制方法。

[0079] 如图8所示，本申请实施例提供的相机随动转向控制方法包括：

[0080] S100：获取车辆的转向角度与侧倾角度，并将转向角度与侧倾角度传送至控制器。

[0081] S200：控制器根据转向角度生成对应的转向控制指令，控制模组转向电机转动。

[0082] S300：控制器根据侧倾角度生成对应的侧倾控制指令，控制模组侧倾电机转动。

[0083] S400：模组转向电机根据转向控制指令调整相机模组的转向，模组侧倾电机根据侧倾控制指令调整相机模组的侧倾角。

[0084] 根据本申请提供的相机随动转向控制方法来调整相机模组的转向及侧倾角，其具体步骤如下：

[0085] 相机模组转向调节部分：

[0086] 转相机模组向调节部分的工作原理是根据汽车当前的方向盘转角信息来控制转向电机带动云台转动，达到改变模组朝向的目的。具体过程包括以下几步：

[0087] 1)方向盘转角传感器将方向盘当前的转角θ1转变成电信号，并且将电信号传递给控制器；亦或是车载的方向盘传感器将转角信号θ1转变成CAN信号传递到CAN总线。

[0088] 2)控制器接收方向盘转角传感器传递的电信号或者从CAN总线获取方向盘转角信号，并且将该电信号或者CAN信号解析成转角信号θ1；然后根据车辆转向系统的传动比k1将方向盘转角计算得到前轮转角θ2＝k1·θ1；然后根据转向调节机构中输入和输出的传动比k2计算得到此时需要模组转向电机转动的角度θ3＝k2·θ4，此处输入是模组转向电机转动的角度θ3，输出是相机模组转动的角度θ4；如果保证调节后相机模组转动的角度跟车辆转弯的角度保持一致，即θ4＝θ2，则模组转向电机需要调节的角度θ3＝k2·θ4＝k1·k2·θ1，控制器将当前的计算结果转换成电机控制指令传递给模组转向电机。

[0089] 3)模组转向电机接收控制器的控制指令，按照该指令转动角度θ3。此时，转向调节机构在电机的带动下转动角度θ4＝θ3/k2，相应的相机模组也在转向调节机构的带动下转动θ4＝θ3/k2＝θ2角度，达到角度调节的目的。

[0090] 4)为了达到精确的结果，使用模组转向角度传感器来检测当前时刻的模组角度调节结果，并将该结果反馈给控制器，形成闭环控制。该角度传感器将相机模组旋转的角度θ4'转变成电信号，然后将该信号反馈给控制器，控制器根据该反馈信号θ4'和当前时刻输入进来的方向盘转角θ1通过反馈控制算法，计算下一时刻需要模组转向电机转动的角度。

[0091] 相机模组姿态调节部分

[0092] 相机模组姿态调节部分的目的是根据车身的姿态，主要是汽车车身的侧倾角度，控制模组侧倾电机带动云台摆动，达到改变相机模组姿态，消除相机模组侧倾角的目的。具体过程包括以下几步：

[0093] 1)车身侧倾传感器将车身当前的侧倾信号转变成电信号，并且该电信号传递给控制器；亦或是车身侧倾传感器将车身当前的侧倾信号转变成CAN信号传递到CAN总线。

[0094] 2)控制器接收车身侧倾传感器传递的电信号或者从CAN总线获得的侧倾信号，并且将该电信号或者CAN信号解析成车身侧倾角信号然后根据模组底座和车身之间的安装传动比k1计算得到相机模组的侧倾角当模组底座固定安装在车身上时，k1＝1；然后根据侧倾调节机构中输入和输出的传动比k2计算得到此时需要模组侧倾电机转动的角度此时输入是模组侧倾电机转动的角度输出是相机模组需调节的角度
如果保证调节后相机模组角度抵消车身侧倾的影响，即则模组侧倾电机需要调节的角度控制器将当前的计算结果转换成电机控制指令传递给模组侧
倾电机。

[0095] 3)模组侧倾电机接收控制器的控制指令，按照该指令转动角度此时，侧倾调节机构也在电机的带动下旋转角度相应的相机模组也在转动角度，达到抵消车身侧倾的影响。

[0096] 4)为了达到精确的结果，使用模组侧倾角度传感器来检测当前时刻的模组侧倾调节结果并且将该结果反馈给控制器，形成闭环控制。该模组侧倾角度传感器将相机模组侧倾角度转变成电信号，然后将该信号传递给控制器，控制器分局该反馈信号和当前时刻输入的车身侧倾角度通过反馈控制算法，计算下一时刻模组侧倾电机需要转动的角度。

[0097] 由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。

[0098] 需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的设备中还存在另外的相同要素。

[0099] 本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

[0100] 以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

标题	发布/更新时间	阅读量
前桥转向角度测量仪-专利编号CN104482912B	2020-05-13	1023
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一种相机随动转向控制系统及方法

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