CN102069801A - 车道保持控制方法和*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车道保持控制***和方法。该车道保持控制***包括：信息获取装置，其用于获取相邻车道的车道信息和相邻车辆的相邻车辆信息，其中所述相邻车辆位于与车道保持受控车辆所行驶的车道相邻的车道上；电子控制装置，其用于基于所获取的车道信息和相邻车辆信息来设置所述车道保持受控车辆在所述车道保持受控车辆的车道中的行驶轨迹，该电子控制装置生成沿着该行驶轨迹的转向扭矩图，并且根据所生成的转向扭矩图来计算转向重叠扭矩值；以及转向装置，其用于根据所述电子控制装置计算出的转向重叠扭矩值来进行转向扭矩控制。

Description

车道保持控制方法和***
技术领域
本发明涉及车道保持控制方法和***，尤其涉及一种辅助驾驶员的车道保持控制方法和***，使驾驶员能够通过考虑相邻车辆和相邻车道来控制车道保持从而安全地驾驶车辆，而不会造成车辆移出自己的车道。
背景技术
过去，开出出了LKA(车道保持辅助)***以这样的方式来控制驾驶，即，通过前置摄像机感应车道并且计算车辆(“车道保持受控车辆”)相对于车道的位置来使车道保持受控车辆不能移出它的车道。
因此这样一个传统的车道保持辅助***为车道保持受控车辆感应相邻(前方)车道，并且仅使用感应到的车道的车道信息来控制车道保持受控车辆的车道保持以便其不能移出它的车道，这种车道保持辅助***有这样的问题，其在考虑相邻车辆交通状况时不能进行车道保持。例如，当在相邻车道中行驶的另一车辆移动到车道保持受控车辆的前方时，车道保持受控车辆可能与行驶在前方的车辆相撞，或可能移出它的车道以避开行驶在前方的车辆，这会引起交通事故或造成人身伤害。
发明内容
因此，提出本发明以解决存在于现有技术中的上述问题，并且本发明的目的是辅助驾驶员，使其能够通过考虑相邻交通状况和相邻车道来控制车辆的车道保持，而不会引起车辆移出它的车道。
为了实现此目的，本发明提供了一种车道保持控制***，该***包括：信息获取装置，其用于获取相邻车道的车道信息和相邻车辆的相邻车辆信息，其中所述相邻车辆位于与车道保持受控车辆所行驶的车道相邻的车道上；电子控制装置，其用于基于所获取的车道信息和相邻车辆信息来设置所述车道保持受控车辆在所述车道保持受控车辆的车道中的行驶轨迹，该电子控制装置生成沿着行驶轨迹的转向扭矩图，并且根据所生成的转向扭矩图来计算转向重叠扭矩值；以及转向装置，其用于根据所述电子控制装置计算出的转向重叠扭矩值来进行转向扭矩控制。
本发明的另一方面提供了一种车道保持控制方法，该方法包括以下步骤：基于车道信息和相邻车辆的相邻车辆信息来感应位于预定边界内的相邻车辆，所述相邻车辆位于与车道保持受控车辆所行驶的车道相邻的车道中；当在所述预定边界中感应到所述相邻车辆时，将所述车道保持受控车辆的行驶轨迹设置成在所述车道保持受控车辆的车道内在与所述相邻车辆相反的方向上偏离所述车道保持受控车辆的车道的中心，并生成沿着该偏离设置的行驶轨迹而偏离的转向扭矩图；基于该偏离生成的转向扭矩图来控制朝向所述车道保持受控车辆的车道的转向力偏移(offset)；以及当在所述预定边界内没有感应到相邻车辆或者所感应到的相邻车辆位于所述预定边界以外时，分别将偏离设置的行驶轨迹和偏离生成的转向扭矩图恢复到其初始状态，并基于恢复后的转向扭矩图来控制转向力偏移。
根据上述本发明，通过考虑相邻车辆交通状况以及相邻车道的状况来控制车辆的车道保持，可辅助驾驶员安全驾驶车辆而不会引起车辆移出它的车道。
附图说明
通过下面结合相应附图的详细描述，可更加清楚本发明的以上及其它目的、特性和优点，其中：
图1是根据本发明实施方式的车道保持控制***的框图；
图2a和2b分别比对地示出了在传统车道保持控制***和根据本发明实施方式的传统车道保持控制***中设定的用来控制车道保持的行驶轨迹和转向扭矩图；
图3例示了根据转向叠加扭矩值而执行的转向扭矩控制，该转向叠加扭矩值是从根据本发明实施方式的车道保持控制***中所设定的行驶轨迹和转向扭矩图而获得的；
图4是根据本发明另一个实施方式的车道保持控制方法的流程图。
具体实施方式
下文中，将通过参照相应附图来描述本发明的示范实施方式。下面的描述中，尽管在不同的图中展示，但是相同的部件将被指定相同的标号。此外，本发明的下面描述中，当在此包含的已知功能和配置的细节描述使本发明的主旨不清楚时，其将被省略。
此外，当描述本发明的部件时，可能会使用比如第一、第二、A、B、(a)、(b)等等的措辞。这些措辞均不用于限定相应部件的本质、顺序或次序而是仅仅用于区别相应部件和其它部件。应当注意，如果在说明中一个部件“连接”、“连结”或“结合”至另一个部件，那么第三个部件可“连接”、“连结”、或“结合”至第一和第二部件之间，但是第一部件也可直接连接、连结或结合至第二部件。
图1是根据本发明一个实施方式的车道保持控制***的方框图。
参照图1，根据本发明的实施方式的车道保持控制***100包括：信息获取装置110，其用于获取与车道保持受控车辆所行驶的车道相邻的车道的相邻车道信息和与车道保持受控车辆的车道相邻的车道内的相邻车辆的相邻车辆信息；电子控制装置120，其基于所获取的车道信息和相邻车辆信息来设置该车道保持受控车辆在该车道保持受控车辆的车道中的行驶轨迹，电子控制装置120生成沿着所设置的行驶轨迹的转向扭矩图，并且根据所生成的转向扭矩图来计算所需的转向重叠扭矩值；以及转向装置130，其根据电子控制装置120计算出的转向重叠扭矩值来执行转向扭矩控制。
信息获取装置110通过摄像机获得的相邻区域的图像来感应车道和相邻车辆；基于感应到的车道来获取“车道信息”，其包括车辆车道保持受控车辆与感应车道之间的侧向偏移、车道保持受控车辆的航向角(heading angle)和道路的曲率中的至少一个；并且基于感应到的相邻车辆来获取“相邻车辆信息”，其包括感应到的相邻车辆与车道保持受控车辆之间的距离、感应到的相邻车辆的横向位置以及感应到的相邻车辆的速度中的至少一个。
基于信息获取装置120获取的车道信息和相邻车辆信息，如果确定出相邻车辆存在于与车道保持受控车辆的车道相邻的左侧或右侧车道上，那么电子控制装置120将车道保持受控车辆的行驶轨迹设置成在与相邻车辆相反的方向上偏离车道保持受控车辆的车道中心，并且将转向扭矩图设置成也沿该偏离设置的行驶轨迹而偏离。
在将车道保持受控车辆的行驶轨迹设置成在与相邻车辆相反的方向上偏离车道保持受控车辆的车道中心时，电子控制装置120可基于包含在相邻车辆信息中的相邻车辆横向位置来确定将车道保持受控车辆的行驶轨迹偏离的程度。
转向装置130能通过如下操作来执行转向扭矩控制：将电子控制装置120计算出的“转向叠加扭矩值”(“转向辅助扭矩”)添加到“驾驶员施加的转向扭矩值”和“转向装置130的转向扭矩值”中的至少一个上。
根据本发明实施方式的上述车道保持控制***100可以称为“LKA(车道保持辅助)***”。
如上所述，传统的控制车道保持的车道保持控制***是基于相邻车道的“车道信息来控制车道保持的，与之不同，本发明的车道保持***100使用与车道保持受控车辆相邻的车辆的“相邻车辆信息”和与车道保持受控车辆的车道相邻的车道的“车道信息”来控制车道保持。下文中，将参照附图2a和2b对照地描述在传统车道保持控制***和根据本发明实施方式的传统车道保持控制***中设定的用以控制车道保持的行驶轨迹和转向扭矩图。
在图2a和2b中，假定相邻车辆210在左侧车道行驶，所述左侧车道在车道保持受控车辆200的左侧由左侧车道标志220分开，所述车道保持受控车辆正在执行车道保持控制功能，并且右侧车道没有车辆在行驶，所述右侧车道在车道保持受控车辆200的右侧由右侧车道标志220分开。
参照图2a，通过仅考虑车道信息来转向辅助而执行车道保持控制的传统车道保持控制***仅使用左侧车道和右侧车道的车道信息而没有使用相邻车辆210的相邻车辆信息来控制车道保持，所述左侧车道由左侧车道标志220分开，所述右侧车道由右侧车道标志230分开。在此，因为传统车道保持控制***仅使用车道信息来控制车道保持，也就是说允许车道保持受控车辆200在它的车道中行驶而不移出它的车道，所以传统车道保持控制***设置了如图2a所示的行驶轨迹240，并且还根据图2a中所示的行驶轨迹240来设置转向扭矩图250。因此，当经过相邻车辆210时，可能由于接近该相邻车辆210而引起安全驾驶方面的问题，车道保持受控车辆200可能与相邻车辆210碰撞或移出它的车道。转向扭矩图250是示出了扭矩相对于浴盆状行驶轨迹240的变化的曲线图。图2a示出了行驶轨迹的多个位置的连续多个转向扭矩图250。
换句话说，由于传统车道保持控制***感应与车道保持受控车辆相邻的相邻车道，并且仅使用感应到的车道的车道信息来控制车道保持以防止车道保持受控车辆200移出它的车道，所以存在的问题是，无法在考虑车道保持受控车辆200周围的车辆交通状况的情况下，控制车道保持以防止车道保持受控车辆移出它的车道。例如，如果另一个行驶在相邻车道的相邻车辆210位于车道保持受控车辆200的前方，则可能引起车道保持受控车辆200与相邻车辆210相撞或为避开相邻车辆210而移出它的车道的问题。
参照图2b，由于本发明的车道保持控制***100通过转向辅助来执行车道保持控制，所述转向辅助同时考虑了与由左车道标志220分开的左侧车道和由右车道标志230分开的右侧车道有关的车道信息和与相邻车辆210有关的相邻车辆信息，本发明的车道保持控制***100将行驶轨迹241设置成在与邻近该相邻车辆的区域中在与相邻车辆相反的方向上偏离，如图2b所示。还生成了转向扭矩图251，其在邻近于邻近车辆的区域内沿着偏离设置的行驶轨迹241偏离车道保持受控车辆的车道中心。因此，即使车道保持受控车辆200经过相邻车辆，也可根据转向辅助扭矩(也就是转向叠加扭矩值)在相邻车辆210的旁边安全行驶，所述辅助扭矩根据所生成的偏离车道保持受控车辆的车道中心的转向扭矩图251。转向扭矩图250是示出了相对于浴盆状行驶轨迹240的扭矩变化的曲线图。图2a示出了行驶轨迹的多个位置的连续多个转向扭矩图。
如图2b所示，本发明的车道保持控制***100可按如下方式来提供转向叠加扭矩从而执行转向扭矩控制：通过基于考虑相邻车辆而偏离的行驶轨迹241所生成的转向扭矩图251，车道保持受控车辆可提供一种好象在图3所示的浴盆形道路上行驶的感觉而不会移出它的车道。
图4是根据本发明另一个实施方式的车道保持控制方法的流程图。
参照图4，本发明的车道保持控制方法包括以下步骤：基于能够通过分析经摄像机获取的邻近区域的图像而获得的车道信息，和位于与车道保持受控车辆的车道相邻的车道上的相邻车辆的相邻车辆信息，来感应位于预定边界内的相邻车辆(S400)；将车道保持受控车辆的行驶轨迹设定为与车道保持受控车辆的车道内的相邻车辆相反的方向上偏离车道保持受控车辆的车道中心，其中该相邻车辆是在预定边界内感应到的；生成沿着被设置为偏离的行驶轨迹的转向扭矩图(S402)；通过基于被生成为偏离的转向扭矩图将转向力偏移控制为朝向车道保持受控车辆的车道而使车道保持受控车辆保持其车道(S404)；并且当在预定边界内没有感应到相邻车辆或感应到的相邻车辆移出该预定边界时，例如车道保持受控车辆跑到感应到的相邻车辆的前方或感应到的相邻车辆跑到了车道保持受控车辆的前方，将步骤S402中偏离设置的行驶轨迹恢复至最初状态并将步骤S402中偏离生成的转向扭矩图沿着恢复后的行驶轨迹恢复到最初状态，并且当没有相邻车辆位于该预定边界中时，基于恢复后的转向扭矩图以车道保持受控车辆保持其车道的方式来控制转向力偏移(S406)。
根据本发明，可辅助驾驶员安全地驾驶车辆而不会造成车辆移出其车道，因为当控制车辆的车道保持时，考虑了相邻车辆交通状况和相邻车道的状况。
即使如上所述本发明实施方式的所有部件都耦合为单个单元或耦合作为单一单元而工作，但本发明不必局限于该实施方式。即，在这些部件当中，一个或多个部件可选择性地耦合作为一个或多个单元而工作。此外，尽管每个部件可作为一个独立硬件实施，但是一些或所有的部件可选择性地相互结合，以便它们可作为计算机程序来执行，所述计算机程序具有一个或多个用于执行一些或所有整合在一个或多个硬件中的功能的程序模块。本发明技术领域的普通技术人员容易想到构成计算机程序的代码和代码段。此计算机程序可通过储存在计算机可读储存媒介中来执行本发明的实施方式。磁性记录媒介、光学记录媒介、载波媒介，等等可作为存储媒介使用。
此外，由于措辞如“包含”、“包括”和“具有”意味着存在一个或多个相应部件，除非被特别地描述为相反，其应解释为包括一个或多个其它部件。所有包含一个或多个技术或科学术语的术语具有同样的意义，即本领域技术人员所理解的通常意义，除非它们没有以别的方式定义。通常如字典定义使用的术语将解释为它具有与相关描述的内容中等同的含义，而不会解释为想象的或者过分正式的意义，除非在本说明书中明确地定义。
尽管本发明的优选实施方式为了说明目而描述，本领域技术人员将意识到如附加权利要求中公开的不背离本发明的范围和实质的各种修改，添加和替代都是可能的。因此，在本发明中公开的实施方式确定为说明本发明技术思想的范围，并且本发明的范围不限于实施方式。本发明的范围应当基于附加权利要求以下述方式理解，即所有技术思想包括在与属于本发明的权利要求等价的范围内。

Claims (6)

1.一种车道保持控制***，该车道保持控制***包括：
信息获取装置，其用于获取相邻车道的车道信息和相邻车辆的相邻车辆信息，其中所述相邻车辆位于与车道保持受控车辆所行驶的车道相邻的车道上；
电子控制装置，其用于基于所获取的车道信息和相邻车辆信息来设置所述车道保持受控车辆在所述车道保持受控车辆的车道中的行驶轨迹，该电子控制装置生成沿着该行驶轨迹的转向扭矩图，并且根据所生成的转向扭矩图来计算转向重叠扭矩值；以及
转向装置，其用于根据所述电子控制装置计算出的转向重叠扭矩值来进行转向扭矩控制。
2.根据权利要求1所述的车道保持控制***，其中，所述信息获取装置通过由摄像机获取的相邻区域的图像来感应车道和相邻车辆，
所述信息获取装置基于感应到的车道来获取所述车道信息，所述车道信息包括所述车道保持受控车辆与感应到的车道之间的横向偏移、所述车道保持受控车辆的航向角和道路的曲率中的至少一个，并且
所述信息获取装置基于感应到的相邻车辆来获取所述相邻车辆信息，所述相邻车辆信息包括感应到的相邻车辆与所述车道保持受控车辆之间的距离、感应到的相邻车辆的横向位置和感应到的相邻车辆的速度中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的车道保持控制***，其中，基于所述信息获取装置获取的车道信息和相邻车辆信息，如果确定出所述相邻车辆位于与所述车道保持受控车辆的车道相邻的左侧车道或右侧车道，则所述电子控制装置将所述车道保持受控车辆的行驶轨迹设置为在与所述相邻车辆相反的方向上偏离所述车道保持受控车辆的车道的中心，并且将所述转向扭矩图设置为也沿着偏离设置的行驶轨迹而偏离。
4.根据权利要求3所述的车道保持控制***，其中，所述电子控制装置基于包含在所述相邻车辆信息中的所述相邻车辆的横向位置来确定使所述车道保持受控车辆的轨迹偏离的程度。
5.根据权利要求1所述的车道保持控制***，其中，所述转向装置通过将所述转向叠加扭矩值添加到驾驶员施加的转向扭矩值和所述转向装置施加的转向扭矩值中的至少一个上，来执行转向扭矩控制。
6.一种车道保持控制方法，该车道保持控制方法包括以下步骤：
基于车道信息和相邻车辆的相邻车辆信息来感应位于预定边界内的相邻车辆，所述相邻车辆位于与车道保持受控车辆所行驶的车道相邻的车道中；
当在所述预定边界中感应到所述相邻车辆时，将所述车道保持受控车辆的行驶轨迹设置成在所述车道保持受控车辆的车道内在与所述相邻车辆相反的方向上偏离所述车道保持受控车辆的车道的中心，并生成沿着该偏离设置的行驶轨迹而偏离的转向扭矩图；
基于该偏离生成的转向扭矩图来控制朝向所述车道保持受控车辆的车道的转向力偏移；以及
当在所述预定边界内没有感应到相邻车辆或者所感应到的相邻车辆位于所述预定边界以外时，分别将偏离设置的行驶轨迹和偏离生成的转向扭矩图恢复到其初始状态，并基于恢复后的转向扭矩图来控制所述转向力偏移。
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