CN103909927A - 横向控制装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种横向控制装置及其控制方法，该横向控制装置包括：偏移量测量部，测量当前时刻至少两个他车从行驶车道中心的当前横向偏移量；预览偏移量计算部，基于所述他车的位置和车速，在经过既定时间的时刻，预测所述他车从所述行驶车道中心的横向偏移量而算出预览偏移量；优先顺序决定部，基于所述横向偏移量和所述预览偏移量的相差值，决定所述他车的优先顺序；控制部，基于所述优先顺序决定部定为最优先顺序的所述他车的横向偏移量生成旨在自车车道保持控制的路径。以属于最优先顺序的他车为准实施车道保持控制而扩大LKAS的控制范围，进而提供为驾驶者排除转向异常感或驾驶不稳定感的有益效果。

Description

横向控制装置及其控制方法
技术领域
 本发明涉及横向控制装置及其控制方法，具体是根据在邻接车道上行驶的他车信息实施车道保持控制的横向控制装置及横向控制方法。
背景技术
智能车辆控制***必须使用车道保持控制装置（Lane Keeping Assist System, 以下简称LKAS）才能保护驾驶者的安全。该***一般通过检测车道，监测车辆的行使状态，执行车道保持控制或者做出车道偏离警告，以防车辆偏离检测的车道。
行驶车道或邻接车道是，通过车辆的挡风玻璃和室内镜之间装配的摄像头传感器获得前方的道路图像，将获得的道路图像在LKAS摄像头***中进行处理而检测出。
LKAS是一般以如此检测到的车道为准实施车道保持控制。但，只以检测的车道为准执行车道保持控制，则因周边车辆或者障碍物而引起事故的风险较大。而且为避开周边车辆或与障碍物发生冲撞而无法实施车道保持控制。
而且只以车道为准实施车道保持控制，则与车辆位置相对应地决定转向扭矩，造成转向异常和车辆倾斜现象而容易导致驾驶不安全的问题。
为此，韩国公开专利10-2011-0054144提出了一种将自车的行驶轨迹从车道中心向周边车辆的相反方向偏向地设置，而且根据偏向设置的行驶轨迹偏向地生成转向扭矩图的方案。但是，如果两侧车道前方都有多个车辆，就无法将自车的行驶轨迹向左或向右偏向设置。而且因只考虑在邻接车道行驶中的前方车辆而无法应对后面快速接近的车辆。
而且不会预测周边车辆的行进轨迹，只是利用周边车辆的当前测定的横向偏移量，故在车辆的举动发生变换时，无法精确地实施车道保持控制。
发明内容
技术课题
本发明的目的在于提供一种不仅考虑邻接车道的先行车辆，还考虑后行车辆实施车道保持控制的横向控制装置及横向控制方法，以解决所述问题。
本发明的目的在于提供一种最大限度的减少驾驶者感受到的转向异常感和不安全感的横向控制装置及横向控制方法。
技术方案
为实现所述目的，本发明提供一种横向控制装置，包括：偏移量测量部，测量当前时刻至少两个他车从行驶车道中心的当前横向偏移量；预览偏移量计算部，基于所述他车的位置和车速，在经过既定时间的时刻，预测所述他车从所述行驶车道中心的横向偏移量而算出预览偏移量；优先顺序决定部，基于所述横向偏移量和所述预览偏移量的相差值，决定所述他车的优先顺序；控制部，基于所述优先顺序决定部定为最优先顺序的所述他车的横向偏移量生成旨在自车车道保持控制的路径。
优选地，所述偏移量测量部包括：第一偏移量测量部，测量位于以所述行驶车道中心为准既定的前方距离内的至少一个先行车辆的横向偏移量；第二偏移量测量部，测量位于以所述行驶车道中心为准既定的前方距离内的至少一个后行车辆的横向偏移量。
优选地，所述预览偏移量计算部包括：测量部，测量所述自车和所述他车的纵向间距和横向间距，并测量所述他车的纵向速度和横向速度；计算部，基于所述测量部测量的所述纵向间距、横向间距、纵向速度和横向速度计算经过所述既定时间之后所述他车的预览偏移量。
优选地，所述测量部包括：前方摄像头传感器，获得所述自车的前方图像；后方摄像头传感器，获得所述自车的后方图像。
优选地，所述优先顺序决定部是从所述他车中将所述横向偏移量与所述预览偏移量的相差值最大的某一个定为最优先顺序。
优选地，所述控制部是，在与所生成的路径相对应的控制扭矩值超过既定的临界值时，改变所述自车的车速而重新生成路径。
为实现所述目的，本发明的实施步骤包括：测量当前时刻至少两个他车从行驶车道中心的横向偏移量；基于所述他车的位置和车速，经过既定时间的时刻预测所述他车从所述行驶车道中心的横向偏移量而算出预览偏移量；基于所述横向偏移量和所述预览偏移量的相差值决定所述他车的优先顺序；基于定为最优先顺序的所述他车的横向偏移量生成旨在自车车道保持控制的路径。
优选地，在所述横向偏移量测量阶段，测量位于以所述行驶车道中心为准既定的前方距离内的至少一个先行车辆的横向偏移量，测量位于以所述行驶车道中心为准既定的后方距离内的至少一个后行车辆的横向偏移量。
优选地，在所述预览偏移量计算步骤，测量所述自车与所述他车的纵向间距和横向间距，测量所述他车的纵向速度和横向速度，基于所测量的所述纵向间距、横向间距、纵向速度和横向速度计算出经过所述既定时间之后所述他车的预览偏移量。
优选地，所述纵向间距、横向间距、纵向速度和横向速度是通过所述自车的前方图像和后方图像测量。
优选地，在所述优先顺序决定步骤，从所述他车中，将所述横向偏移量与所述预览偏移量的相差值最大的某一个定为最优先顺序。
优选地，若与所生成的路径对应的控制扭矩值超过既定的临界值，则改变所述自车的速度而重新生成路径。
有益效果
根据本发明的横向控制装置及横向控制方法，对他车的当前横向偏移量和预览横向偏移量进行比较，以相当于最优先顺序的他车为准实施车道保持控制，从而扩大LKAS的控制范围，为驾驶者排除转向异常感或者驾驶的不安全感。
而且，根据本发明的横向控制装置及横向控制方法，不仅考虑邻接车道的前方车辆，还考虑后方车辆生成为车道保持控制的路径，从而更加稳定地车道保持控制。
而且，根据本发明的横向控制装置及横向控制方法，与对他车的当前横向偏移量和预览横向偏移量进行比较生成的路径相应的控制扭矩值超过既定的临界值时，可以重新设置路径而防止因大转向扭矩而产生转向异常感。
附图说明
图1是以行驶车道中心为准显示他车横向偏移量的图示；
图2是本发明优选实施例的横向控制装置图示；
图3是图2中图示的偏移量测量部图示；
图4是图2中图示的预览偏移量计算部图示；
图5是以行驶车道中心为准表示的他车预览偏移量图示；
图6是本发明优选的一个实施例的横向控制方法的流程图。
附图标记说明
110 : 偏移量测量部
111 : 第一偏移量测量部
112 : 第二偏移量测量部
120 : 预览偏移量计算部
121 : 测量部
122 : 计算部
130 : 优先顺序决定部
140 : 控制部。
具体实施方式
下面参照附图，对发明优选实施例详细进行描述。说明内容和不同附图中的同一个构件尽量用同一个符号表示。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
图1是以行驶车道中心为准显示他车横向偏移量的图示。根据图1，LKAS可以利用邻接车道上行驶的他车2、3从自车1的行驶车道（L）中心（C）的横向偏移量（ε1、ε2、ε3、ε4）实施自车1的车道保持控制。所谓横向偏移量（ε1、ε2、ε3、ε4）是指他车2、3从行驶车道（L）中心（C）的横向偏离距离。对于所述的他车2、3横向偏离距离，可以用自车1上安装的摄像头传感器等设备测量。
另一方面，以图1的箭头方向为行驶方向时，图1的2表示的是在自车1前面行驶的他车，图1的3是表示在自车1后面行驶的他车。
图2是本发明优选实施例的横向控制装置图示。
根据图2，本发明优选实施例的横向控制装置100包括偏移量测量部110、预览偏移量计算部120、优先顺序决定部130和控制部140。
首先，偏移量测量部110如图1所示，测量在当前时刻在邻接车道上行驶的他车2、3从自车1的行驶车道（L）中心（C）的横向偏移量（ε1,ε2,ε3,ε4）。
图3是图2中图示的偏移量测量部图示，图4是图2中图示的预览偏移量计算部图示，图5是他车从行驶车道中心的预览偏移量图示。
一个实施例中，所述偏移量测量部110是根据图1和图3，包含测量位于以自车1为中心既定的前方距离内的至少一个先行他车2横向偏移量（(ε1,ε2,ε3)）的第一偏移量测量部111。而且偏移量测量部110可以包含测量位于以自车1为中心既定的后方距离内的至少一个后行他车2的横向偏移量（ε4）的第二偏移量测量部112。
根据图5，第一偏移量测量部111可以指安装于自车1前方的前方摄像头传感器1a，第二偏移量测量部112可以指安装于自车1后方的后方摄像头传感器1b。
然后，预览偏移量计算部120是测量当前时刻在邻接车道行驶的他车2、3从自车1行驶车道（L）中心（C）的预览偏移量（preview offset, 图5的ε1’,ε4’）。所谓预览偏移量（图5的ε1’,ε4’）是指从当前时刻过既定时间的时刻预测的他车2、3横向偏移量。一个实施例中，预览偏移量计算部120可以包含测量部121和计算部122。
根据图4和图5，测量部121可以测量自车1和他车2、3的纵向间距（x1,x4）和横向间距（y1,y4），测量他车2、3的纵向速度（Vx1, Vx4）和横向速度（Vy1, Vy4）。一个实施例中，如果以图5的箭头为行驶方向，则所述测量部121就是安装在自车1前方的前方摄像头传感器1a和自车1后方安装的后方摄像头传感器1b。测量部121可以测量在自车1的前方图像上先行的他车2纵向间距（x1）、横向间距（y1）、纵向速度（Vx1）以及横向速度（Vy1）。而且测量部121可以测量在自车1的后方图像上后行他车4的纵向间距（x4）、横向间距（Vx4）以及横向速度（Vy4）。
计算部122是基于测量部121测量的纵向间距（x1,x4）、横向间距（y1,y4）、纵向速度（Vx1, Vx4）和横向速度（Vy1, Vy4），预测计算从当前时刻经过既定时间之后时刻的他车2、3横向偏移量（预览偏移量（ε1’,ε4’））。
然后，优先顺序决定部130基于偏移量测量部110测量的当前时刻横向偏移量和预览偏移量计算部120算出的未来时刻预览偏移量的相差值（εn- εn’），从车道保持控制观点上决定优选顺序。一个实施例中，优先顺序决定部130可以从多个他车中，将当前时刻横向偏移量和未来时刻预览偏移量相差值（εn-εn’）最大的他车定为最优先顺序。例如，从ε1-ε1’、ε2-ε2’、ε3-ε3’和ε4-ε4’中值最大的是ε1-ε1’，则以图5为准，基于比自车先行的他车2的横向偏移量（ε1）实施车道保持控制。因为被定为最优先顺序的该他车是在既定的时间内最快接近自车1的车辆，与自车1发生碰撞的风险度高而需实施相应的车道保持控制。如果横向偏移量和预览偏移量的相差值（εn-εn’）显示为负的方向，则可以预测该他车是从自车1远离的车辆，因此可以从旨在车道保持控制的标准中排除。
另外，根据本发明优选实施例的横向控制装置100的说明，优先顺序决定部130将当前时刻的横向偏移量和未来时刻预览偏移量的相差值（εn-εn’）最大的他车定为最优先顺序，但这并不是对本发明进行限制，本发明还可以用多种方式决定成为车道保持控制基准的他车的优先顺序。
然后控制部140基于优先顺序决定部130决定的最优先顺序的他车的横向偏移量，生成旨在自车1车道保持控制的路径。与生成的路径相对应地算出的转向控制扭矩值超过既定的临界值，则可以将自车1加速或减速而重新生成路径，从而防止因大控制扭矩值而导致转向异常感。
图6是本发明优选实施例的横向控制方法的流程图。
根据图1至图6，本发明优选实施例的横向控制装置100是测量当前时刻至少两个他车2、3从行驶车道中心（C）的横向偏移量。（步骤S100）此时测量位于以行驶车道中心（C）为准既定的前方距离以内的至少一个先行他车2横向偏移量，测量位于以行驶车道中心（C）为准既定的后方距离以内的至少一个后行他车3的横向偏移量。
然后，横向控制装置100基于他车2、3的位置和车速，在经过既定的时间的时刻预测他车从行驶车道中心（C）的横向偏移量而算出预览偏移量。（步骤S200）并测量自车1和他车2、3的纵向间距（x1,x4）和横向间距（y1,y4），测量他车2、3的纵向速度（Vx1, Vx4）和横向速度（Vy1, Vy4）。
然后，横向控制装置100基于横向偏移量和预览偏移量的相差值（εn- εn’）决定他车2、3的优先顺序。（步骤S300）此时，可以将他车中的横向偏移量和预览偏移量的相差值（εn- εn’）最大的某一个定为最优先顺序。
然后，横向控制装置100基于定为最优先顺序的他车2、3的横向偏移量（ε1, ε2, ε3, ε4），为自车1的车道保持控制而生成路径。（S400）并判断与生成的路径的相对应的控制扭矩值是否超过临界值（S410），且控制扭矩值超过临界值，则改变自车1的车速而重新生成路径(S420)。
以上实施例和附图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述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所述技术方案的范围。本发明的保护范围应根据下述的权利要求范围进行解释，而且在其同等范围内的所有技术方案应都属于本发明的权利要求范围。

Claims (12)

1.一种横向控制装置，其特征在于，其包括：
偏移量测量部，测量当前时刻至少两个他车从行驶车道中心的当前横向偏移量；
预览偏移量计算部，基于所述他车的位置和车速，在经过既定时间的时刻，预测所述他车从所述行驶车道中心的横向偏移量而算出预览偏移量；
优先顺序决定部，基于所述横向偏移量和所述预览偏移量的相差值，决定所述他车的优先顺序；
控制部，基于所述优先顺序决定部定为最优先顺序的所述他车的横向偏移量生成旨在自车车道保持控制的路径。
2.根据权利要求1所述的横向控制装置，其特征在于，所述偏移量测量部包括：
第一偏移量测量部，测量位于以所述行驶车道中心为准既定的前方距离内的至少一个先行车辆的横向偏移量；
第二偏移量测量部，测量位于以所述行驶车道中心为准既定的前方距离内的至少一个后行车辆的横向偏移量。
3.根据权利要求1所述的横向控制装置，其特征在于，所述预览偏移量计算部包括：
测量部，测量所述自车和所述他车的纵向间距和横向间距，并测量所述他车的纵向速度和横向速度；
计算部，基于所述测量部测量的所述纵向间距、横向间距、纵向速度和横向速度计算经过所述既定时间之后所述他车的预览偏移量。
4.根据权利要求3所述的横向控制装置，其特征在于，所述测量部包括：
前方摄像头传感器，获得所述自车的前方图像；
后方摄像头传感器，获得所述自车的后方图像。
5.根据权利要求1所述的横向控制装置，其特征在于，
所述优先顺序决定部是从所述他车中将所述横向偏移量与所述预览偏移量的相差值最大的某一个定为最优先顺序。
6.根据权利要求1所述的横向控制装置，其特征在于，
所述控制部是，在与所生成的路径相对应的控制扭矩值超过既定的临界值时，改变所述自车的车速而重新生成路径。
7.一种横向控制方法，其特征在于，该方法的实施步骤包括：
测量当前时刻至少两个他车从行驶车道中心的横向偏移量；
基于所述他车的位置和车速，经过既定时间的时刻预测所述他车从所述行驶车道中心的横向偏移量而算出预览偏移量；
基于所述横向偏移量和所述预览偏移量的相差值决定所述他车的优先顺序；
基于定为最优先顺序的所述他车的横向偏移量生成旨在自车车道保持控制的路径。
8.根据权利要求7所述的横向控制方法，其特征在于，
在所述横向偏移量测量阶段，测量位于以所述行驶车道中心为准既定的前方距离内的至少一个先行车辆的横向偏移量，测量位于以所述行驶车道中心为准既定的后方距离内的至少一个后行车辆的横向偏移量。
9.根据权利要求7所述的横向控制方法，其特征在于，
在所述预览偏移量计算步骤，测量所述自车与所述他车的纵向间距和横向间距，测量所述他车的纵向速度和横向速度，基于所测量的所述纵向间距、横向间距、纵向速度和横向速度计算出经过所述既定时间之后所述他车的预览偏移量。
10.根据权利要求9所述的横向控制方法，其特征在于，
所述纵向间距、横向间距、纵向速度和横向速度是通过所述自车的前方图像和后方图像测量。
11.根据权利要求7所述的横向控制方法，其特征在于，
在所述优先顺序决定步骤，从所述他车中，将所述横向偏移量与所述预览偏移量的相差值最大的某一个定为最优先顺序。
12.根据权利要求7所述的横向控制方法，其特征在于，
若与所生成的路径对应的控制扭矩值超过既定的临界值，则改变所述自车的速度而重新生成路径。
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