CN114523965A - 车道保持辅助方法、***和装置 - Google Patents

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A.塔克玛
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T.V.马姆丘克
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Abstract

在各种实施例中，提供了方法、***和车辆设备。一种用于通过接收多个道路几何形状的信息和驾驶场景来实现车辆的车道保持辅助单元的方法，其中至少一个驾驶场景与目标路径和用于引导车辆与目标路径汇合的参考路径相结合，所述目标路径与车道中心平行并且以希望的路径偏移从车道中心偏移；基于选定的道路几何形状和驾驶场景，利用控制来适配参考路径；通过在内弯道、外弯道和直路的干预期间考虑车道标记来调整期望的路径偏移；控制车辆轨迹以使车辆能够跟踪参考路径；一旦车辆的轨迹跟踪性能被确认，则退出干预；并且一旦轨迹跟踪性能的不稳定性被确认就中止。

Description

车道保持辅助方法、***和装置
技术领域
本技术领域通常涉及车道保持辅助方法、***和装置，更具体地说，涉及用于车辆车道保持辅助的方法、***和装置，其通过基于道路几何形状和驾驶场景适配车辆轨迹和干预、在考虑轨迹跟踪的同时控制干预退出以及减轻过度校正和跟踪异常来实现。
背景技术
车道保持辅助是一种主动安全功能，以帮助驾驶员将车辆保持在车道范围内。当它检测到车辆即将越过车道标志时，它会进行干预。
传统的车道保持辅助功能通过将车辆转向远离车道标志进行干预，但没有明确稳定车辆轨迹。期望的是提供车道保持辅助，其通过针对参考路径跟踪车辆轨迹来介入。
因此，希望提供通过增加车道中心的期望偏移和对道路几何形状和驾驶场景的干预来适配参考路径来改善车道保持辅助的***和方法。此外，需要适配车道保持***中的参考路径和干预标准，以优化驾驶员舒适性、特征一致性和乘员安全性。
需要根据稳定标准进行干预退出和中止并控制车辆，直到可以确认稳定性或不稳定性。期望干预中止来减轻过度校正和轨迹跟踪异常。
此外，结合附图和前述技术领域和背景技术，从随后的详细描述和所附权利要求中，本发明的其他期望的特征和特性将变得显而易见。
发明内容
通过基于道路几何形状和驾驶场景适配车辆轨迹，在考虑轨迹跟踪的同时控制干预退出以及减轻过度校正和跟踪异常，公开了一种用于车辆车道保持辅助的方法、***和装置。
在一个实施例中，提供了一种用于实现车辆的车道保持辅助单元的方法。该方法包括由设置在车辆中的车道保持辅助单元接收关于车辆是否和何时将穿过车道标记的预测、多个道路几何形状的信息、驾驶场景、平行于车道中心并偏离车道中心一个期望的路径偏移的目标路径以及引导车辆与目标路径汇合的参考路径；由车道保持辅助单元基于从多个道路几何形状和驾驶场景中选择的道路几何形状和驾驶场景来适配目标路径和干预；由车道保持辅助单元控制车辆以跟踪参考路径；一旦当前运行的车辆在所选择的道路几何形状和驾驶场景上的轨迹跟踪性能被确认，车道保持辅助单元退出干预；一旦至少确认轨迹跟踪性能的不稳定性，车道保持辅助单元中止；由车道保持辅助单元配置一组标准，用于与道路几何形状和干预相关的相对于车道中心的期望路径偏移，以实现车道保持辅助单元的操作的一致性，其中该组标准与道路几何形状相关；以及在内弯道和外弯道的干预期间，由车道保持辅助单元通过基于干预侧车道标记将期望的路径偏移应用于目标路径来调整目标路径。
在至少一个实施例中，道路几何形状和驾驶场景包括道路宽度、道路曲率和相对于道路弯道方向的干预侧的属性。
在至少一个实施例中，该方法包括在基于道路几何形状的变化的干预期间，由车道保持辅助单元将期望的路径偏移应用于干预侧车道标记。
在至少一个实施例中，该方法包括在外侧弯道中的车道保持辅助事件期间，车道保持辅助单元通过向外侧车道标记偏置目标路径来适配期望的路径偏移和干预退出标准；在内弯道或直道上的车道保持辅助事件期间，将目标路径与车道中心对准；在车道保持辅助事件期间，控制车辆到多个特定目标路径适配中的至少一个特定目标路径适配。
在至少一个实施例中，该方法包括多个特定目标路径适配，其至少包括直线路径适配、弯道路径适配、车道分道适配、车道合并适配、过渡适配、车道加宽适配、s弯道适配和车道变窄适配。
在至少一个实施例中，该方法包括通过调整目标路径和车辆控制由车道保持辅助单元来适配针对目标路径、干预和控制的一组标准，使得作为车道保持辅助事件中道路几何形状变化的结果，车辆仅从活动车道标记朝向车道中心移动。
在至少一个实施例中，该方法包括通过调整相对于车道中心的期望路径偏移由车道保持辅助单元来适配目标路径和干预的一组标准，以具有相对于较宽道路的车道标记的最大车辆偏移，从而提高车辆乘坐者的舒适性。
在至少一个实施例中，该方法包括通过调整目标路径以最小化横向急动和横向加速度由车道保持辅助单元来适配目标路径和的干预的一组标准；
在至少一个实施例中，该方法包括控制干预的中止，以减轻在当前运行的车辆中跟踪LKAS(车道保持辅助***)性能的轨迹中的过度校正和轨迹跟踪异常。
在至少一个实施例中，提供了一种***。该***包括设置在车辆中的处理单元，该处理单元包括由编码在非瞬态计算机可读介质上的编程指令配置的一个或多个处理器，该处理单元被配置为：接收多个道路几何形状、驾驶场景和返回车道中心并与目标路径对齐的参考路径的信息；基于从多个道路几何形状和驾驶场景中选择的道路几何形状和驾驶场景来适配目标路径和干预；一旦LKAS对所选道路几何形状和驾驶场景上的轨迹跟踪性能得到确认，则退出干预；一旦至少轨迹跟踪性能的不稳定性被确认，则中止；考虑与目标路径和干预的道路几何形状相关的车道中心和车道标记，为期望的路径偏移配置一组标准，以实现车道保持辅助单元的操作的一致性，其中该组标准与道路几何形状相关；在内弯道、直线和外弯道LKAS事件中，车道保持辅助单元通过应用相对于车道中心的期望路径偏移来调整目标路径。
在至少一个实施例中，该***包括道路几何形状和驾驶场景，其包括道路宽度、道路曲率和相对于道路弯道方向的干预侧的属性。
在至少一个实施例中，该***包括处理单元，该处理单元被配置为：基于道路几何形状和驾驶场景的变化，考虑干预中的车道中心和车道标记，应用和适配期望的路径偏移。
在至少一个实施例中，该***包括处理单元，该处理单元被配置为：考虑车道中心和车道标记、干预标准和控制来适配目标路径偏移，以在外弯道车道保持辅助事件期间跟踪外弯道；在内弯道或直线车道保持辅助事件期间，使车辆返回车道中心，同时用目标路径曲率稳定车辆；在车道保持辅助事件期间，使车辆适配多个特定目标路径适配中的至少一个特定目标路径适配。
在至少一个实施例中，该***包括多个特定目标路径适配，其至少包括：直线路径适配、弯道路径适配、车道分道适配、车道合并适配、过渡适配、车道加宽适配、s弯道适配和车道变窄适配。
在至少一个实施例中，该***包括通过调整目标路径由车道保持辅助单元来适配针对目标路径和干预的一组标准，从而使得车辆仅由于车道保持辅助事件中道路几何形状的改变而从活动车道标记朝向车道中心移动。
在至少一个实施例中，该***包括处理器，该处理器被配置为：通过调整从车道中心的期望路径偏移来适配目标路径和干预的一组标准，以使车辆从活动车道标记的最大偏移用于更宽的道路，以增强车辆乘坐者的舒适性，并最小化横向急动和横向加速度；控制干预的中止，以减轻轨迹中的过度校正和轨迹跟踪异常，该轨迹跟踪当前运行的车辆的性能。
在又一至少一个实施例中，提供了一种车辆设备。车辆设备包括车道保持辅助单元，车道保持辅助单元包括一个或多个处理器和用编程指令编码的非瞬态计算机可读介质，所述车道保持辅助单元被配置为：接收多个道路几何形状、驾驶场景和返回并与目标路径对准的参考路径的信息；基于从多个道路几何形状和驾驶场景中选择的道路几何形状和驾驶场景来适配目标路径和干预；一旦当前运行的车辆在所选道路几何形状上的轨迹跟踪性能以及驾驶场景被确认，则退出干预；一旦轨迹跟踪性能的不稳定性被确认，则中止；考虑与目标路径的道路几何形状和干预相关的车道中心和车道标记，为距车道中心的期望路径偏离配置一组标准，以实现车道保持辅助单元的操作的一致性，其中该组标准与道路几何形状相关；在车辆当前运行期间，通过车道保持辅助单元在内弯道和外弯道中的干预来调整目标路径。
在至少一个实施例中，车辆设备包括车道保持单元，该车道保持单元被配置为：通过调整目标路径来适配目标路径和干预的一组标准，使得车辆仅由于车道保持辅助事件中道路几何形状的变化而远离活动车道标记朝向车道中心移动；通过调整期望的路径偏移来适配用于目标路径和干预的一组标准，以使车辆从活动车道标记具有最大偏移，用于更宽的道路，以增强车辆乘客的舒适性；通过调整目标路径以最小化横向急动和横向加速度来适配目标路径和干预的一组标准；控制干预的中止，以减轻轨迹中的过度校正和轨迹跟踪异常，该轨迹跟踪当前运行车辆中LKAS的性能。
在至少一个实施例中，车辆设备包括车道保持单元，该车道保持单元被配置为：在干预期间并且基于道路几何形状和驾驶场景的变化来适配目标路径；以及通过在外侧弯道中的车道保持辅助事件期间将目标路径朝向外侧车道标志偏置，在内侧弯道或直路上的车道保持辅助事件期间将目标路径与车道中心对准，以及在车道保持辅助事件期间使车辆适配多个特定目标路径适配中的至少一个特定目标路径适配，来适配期望的路径偏移和干预。
在至少一个实施例中，车辆设备包括用于每个车辆偏移的多个特定目标路径适配，至少包括直线路径适配、弯道路径适配、车道分道适配、车道合并适配、过渡适配、车道加宽适配、s弯道适配和车道变窄适配。
附图说明
下文将结合以下附图描述示例性实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1示出了描绘示例性车辆的框图，该示例性车辆可以包括用于车辆操作的基于路径的车道保持辅助的处理器，该车辆操作由根据示例性实施例的车道保持辅助***实现；
图2示出了根据示例性实施例的用于利用车道保持辅助***的不同道路几何形状和驾驶场景来实现目标路径和干预适配的各种车道保持辅助行为模型的一组示例图；
图3示出了根据示例性实施例的示例性流程图，用于针对具有不同道路几何形状和LKAS驾驶场景的目标路径适配来实现车道保持辅助行为模型；
图4A和图4B是根据一个实施例的车道保持辅助***的干预适配和退出、过度校正和干预中止的示意图；
图5A和5B是根据一个实施例的基于LKAS稳定标准的干预退出和中止的车辆模型的控制和输入的成本函数的示例图；
图6示出了根据一个实施例的基于LKAS的道路几何形状和驾驶场景的目标路径和干预的直线道路适配的示意图；
图7示出了根据一个实施例的基于LKAS的道路几何形状和驾驶场景的目标路径和干预的弯曲道路自适应适配的示意图；和
图8示出了根据一个实施例的干预中止以减轻车道保持辅助***的过度校正和轨迹异常的示意图。
具体实施方式
以下详细描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制应用和使用。此外，不打算受前面的技术领域、背景技术、发明内容或下面的详细描述中提出的任何明示或暗示的理论的约束。
如本文所用，术语“模块”是指任何硬件、软件、固件、电子控制组件、处理逻辑和/或处理器设备，单独地或以任何组合的形式，包括但不限于：专用集成电路、现场可编程门阵列、电子电路、处理器(共享的、专用的或成组的)和执行一个或多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其他合适组件。
本公开的实施例可以在这里根据功能和/或逻辑块组件和各种处理步骤来描述。应当理解，这种块组件可以由被配置为执行指定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件组件来实现。例如，本公开的实施例可以采用各种集成电路组件，例如存储元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，其可以在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制下执行各种功能。此外，本领域技术人员将理解，本公开的实施例可以结合任何数量的***来实施，并且这里描述的***仅仅是本公开的示例性实施例。
自主和半自主车辆能够感知其环境，并根据感知到的环境进行导航。这种车辆使用多种类型的感测设备来感测它们的环境，例如光学照相机、雷达、激光雷达、其他图像传感器等。在这种车辆中，感测的数据可以与地图数据和车辆传感器(惯性测量单元、车速传感器等)融合在一起以基于道路几何形状来识别和跟踪车辆轨迹跟踪性能。
自主车辆的轨迹规划或生成可被视为车辆从一个可行状态过渡到下一个可行状态的实时规划，基于车辆动力学满足车辆的限制，并受导航车道边界和交通规则的约束，同时避开包括其他道路使用者以及地面粗糙度和沟渠在内的障碍物。
在各种示例性实施例中，本公开描述了使用行为模型的***和方法，用于在传感器跟踪和校正车辆位置的基础上提供功能，以通过处理传感器轨迹和对道路几何形状进行分类来更好地将车辆与各种不同的道路几何形状对准。
图1示出了描绘示例性车辆的框图，该示例性车辆可以包括处理器，该处理器用于基于驾驶场景适配目标路径和干预，用于在LKAS中适配目标路径和干预标准以优化具有特征一致性和乘员安全的驾驶员舒适性，以及用于基于稳定标准的干预退出和中止动作，该稳定标准基于控制车辆直到稳定性或不稳定性状态可以被LKAS 100确认。一般来说，存在干预和目标路径的适配，该适配基于包括道路宽度、道路的曲率、相对于弯道方向的干预侧的道路几何形状和驾驶场景；以及在LKAS(或简称为“***”)100的干预期间的道路几何形状的变化。当考虑车辆10轨迹跟踪的性能时，***100可以中止干预。一旦可以确认车辆10运行中的不稳定性，或者一旦围绕局部最小量确定了稳定性，就可以发生中止动作，该局部最小量在为车辆10运行预定的期望稳定性裕度之外并且可以确认该稳定性。此外，***100可以检测导致对目标轨迹的过度校正以及可能发生的其他轨迹跟踪异常的车辆操作。***100被配置用于调整目标路径。车辆10仅在车辆10运行期间道路几何形状在道路中中途改变的情况下从活动车道标志向车道中心移动。***100被配置为基于内弯道和外弯道干预来实现目标路径调整，并且在宽阔道路的情况下强制车辆10的位置相对于中心线或目标线的最大偏移，以增加车辆10操作的舒适性。
如图1所示，车辆10通常包括底盘12、车身14、前轮16和后轮18。车身14布置在底盘12上，并且基本上封闭车辆10的部件。车身14和底盘12可以共同形成框架。车轮16-18各自在车身14的相应拐角附近可旋转地连接到底盘12。在图示的实施例中，车辆10被描绘为客车。然而，应该理解的是，任何其他车辆，包括摩托车、卡车、运动型多功能车(SUV)、休闲车(RVs)、船舶、飞机等也可以使用。
如图所示，车辆10通常包括推进***20、传动***22、转向***24、制动***26、传感器***28、致动器***30、至少一个数据存储装置32、至少一个控制器34和通信***36。在该示例中，推进***20可以包括电机，例如永磁(PM)电机。传动***22被配置成根据可选择的速度比将动力从推进***20传递到车轮16和18。
制动***26被配置为向车轮16和18提供制动扭矩。在各种示例性实施例中，制动***26可以包括摩擦制动器、线控制动器、诸如电机的再生制动***和/或其他合适的制动***。
转向***24影响车轮16和/或18的位置。虽然为了说明的目的而被描述为包括方向盘25，但是在本公开范围内设想的一些示例性实施例中，转向***24可以不包括方向盘。
传感器***28包括一个或多个感测设备40a-40n，感测设备40a-40n感测车辆10的外部环境和/或内部环境的可观察条件，并产生与之相关的传感器数据。
致动器***30包括一个或多个致动器装置42a-42n，其控制一个或多个车辆特征，例如但不限于推进***20、传动***22、转向***24和制动***26。在各种示例性实施例中，车辆10还可以包括图1中未示出的内部和/或外部车辆特征，例如各种门、行李箱和车厢特征，例如空气、音乐、照明、触摸屏显示部件等。
数据存储装置32存储用于控制车辆10的数据。数据存储设备32可以是控制器34的一部分，独立于控制器34，或者是控制器34的一部分和独立***的一部分。
控制器34包括至少一个处理器44(与***100集成或连接到***100)和计算机可读存储设备或介质46。处理器44可以是任何定制的或商业上可获得的处理器、中央处理器(CPU)、图形处理单元(GPU)、专用集成电路(ASIC)(例如，实现神经网络的定制专用集成电路)、现场可编程门阵列(FPGA)、与控制器34相关联的几个处理器中的辅助处理器、基于半导体的微处理器(以微芯片或芯片组的形式)、它们的任何组合、或通常用于执行指令的任何设备。计算机可读存储设备或介质46可以包括例如只读存储器、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储。KAM是持久或非易失性存储器，用于在处理器44断电时存储各种操作变量。计算机可读存储设备或介质46可以使用几种已知存储设备中的任何一种来实现，例如PROMs(可编程只读存储器)、EPROMs(电可编程只读存储器)、EEPROMs(电可擦可编程只读存储器)、闪存或能够存储数据的任何其他电、磁、光或组合存储设备，其中一些表示控制器34在控制车辆10时使用的可执行指令。
指令可以包括一个或多个单独的程序，每个程序包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序列表。当由处理器44执行时，这些指令接收并处理来自传感器***28的信号(例如，传感器数据)，执行用于自动控制车辆10的部件的逻辑、计算、方法和/或算法，并产生传输到致动器***30的控制信号，以基于逻辑、计算、方法和/或算法自动控制车辆10的部件。尽管图1中仅示出了一个控制器34，但是车辆10的实施例可以包括任意数量的控制器34，这些控制器34通过任意合适的通信介质或通信介质的组合进行通信，并且协作来处理传感器信号、执行逻辑、计算、方法和/或算法，并且生成控制信号以自动控制车辆10的特征。
例如，***100可以包括嵌入控制器34中的任意数量的附加子模块，这些子模块可以被组合和/或进一步分割以类似地实现这里描述的***和方法。另外，***100的输入可以从传感器***28接收，从与车辆10相关联的其他控制模块(未示出)接收，和/或由图1的控制器34内的其他子模块(未示出)确定/建模。此外，输入还可能经过预处理，如子采样、降噪、归一化、特征提取、缺失数据减少等。
图2示出了根据一个实施例的车道保持辅助***的基于场景和道路几何形状的路径和干预适配的示例图。在图2中，场景和道路几何形状的示例图包括规则的直路210、宽直路215、单条车道220、车道分道和直行侧225、中间外侧弯道230、中间内侧弯道240、直道和弯道入口245、车道分道和出口侧250、s形弯道255、车道加宽260和车道变窄265。在规则的直路210中，存在车辆200的初始干预起点212和在中心线上的用于汇合点216的干预退出点214。同样，其它道路几何形状已经分别为宽直路215、单条车道220、车道分道和直行侧225、中间外侧弯道230、中间内侧弯道240、直行和弯道入口245、车道分道和出口侧250、s形弯道255、车道加宽260和车道变窄265的其它道路几何形状中所示的车辆指示了初始干预起点、干预退出点和汇合点。
图3示出了根据一个实施例的作为LKAS的一部分的目标路径适配的流程图。在图3中，在步骤305，过程开始。然后在步骤310，车道保持辅助***执行关于干预模式是否有效？的确定步骤。如果是，则在任务315，确定所需的偏移，以便将车辆保持在车道标志上。这种确定是通过首先在步骤中确定车辆在什么类型的道路上来执行的？作为示例，道路类型由图2所示的道路类型之一来确定。接下来，如果道路类型是“弯曲道路”，则确定车辆在弯道上的位置。车辆运行可以针对弯道内侧的弯道或弯道外侧的弯道。如果车辆在弯曲道路的弯道内侧，则在步骤325，计算作为道路内曲率偏移调整、车速修正值和车道宽度的函数的“距车道中心的原始偏移”。如果车辆在弯曲道路的弯道外侧，则在步骤330，计算作为道路外曲率偏移调整、车速修正值和车道宽度的函数的“距车道中心的原始偏移”。也就是说，在车道保持辅助事件期间，通过跟踪外弯道中的外弯道来应用该函数。然后，在弯道结束后，使车辆返回车道中心，同时在车道保持辅助事件期间相对于车道中心稳定车辆；以及在车道保持辅助事件期间使车辆适配多个特定目标路径适配中的至少一个特定目标路径适配。
可选地，如果车辆在直路上，则在步骤335，作为直路特定的“偏移调整”、车速修正值和车道宽度的函数计算“距车道中心的原始偏移”。在步骤340，车道保持辅助***确定计算的原始偏移是否已经增加；也就是说，车道中心偏移大于先前值(即，距车道中心的原始偏移从先前值增加)。
如果是肯定的确定，即“是”，则相对于中心车道的原始偏移的先前值有所增加，然后流程进行到步骤350，其中相对于车道中心的最终绝对偏移等于相对于车道中心的先前最终偏移加上允许的偏移增加调整(即，相对于车道中心的最终绝对偏移＝相对于车道中心的先前最终偏移+允许的偏移增加调整)。可选地，如果是否定的确定，即“否”，则相对于中心车道的原始偏移的先前值没有增加，则流程进行到步骤345，其中相对于车道中心的最终绝对偏移等于相对于车道中心的原始偏移(即，相对于车道中心的最终绝对偏移＝相对于步骤325-330的车道中心的原始偏移)。一旦最终绝对偏移被确定，则在步骤355，车道保持辅助***决定在中心线的哪一侧应用偏移干预以改变车辆的轨迹，从而在中心线的外侧或内侧的方向上移动(即，在步骤355应用干预的那一侧)。如果是“右”确定，则流程进行到步骤360，在步骤360中，相对于车道中心的最终期望路径偏移被设置为等于相对于车道中心的最终(期望)偏移的减少(负值)或负值(即，期望的路径偏移＝-相对于车道中心的最终偏移)。如果是“左”确定，则流程进行到步骤365，其中最终期望的路径偏移被设置为等于相对于车道中心的最终(期望)偏移的增加(正值)或正值(即，期望路径偏移＝+相对于车道中心的最终偏移)。
图4A和4B是根据一个实施例的车道保持辅助***的干预适配和退出、过度校正和干预中止的示意图。在图4A中，对于在eφ方向上行驶的车辆400，车道保持辅助***在405处开始干预。在415处退出干预，这是当车辆400处于距车道中心的期望偏移时该干预的退出点。在LAmerge的车辆的汇合点420是计算的参考路径到达距车道中心的期望偏移并且匹配车道标记的航向的点。图4B示出了车辆410的轨迹跟踪异常，其导致在开始干预点425执行车道保持辅助***，以及导致车辆不沿着目标路径返回到期望的汇合点435而是漂移到430的未知问题，在该点可以检测到轨迹跟踪不稳定性，并且干预将被中止。
图5A和5B是根据一个实施例的基于车道保持辅助***的稳定标准的用于干预退出和中止的车辆模型的控制和输入的成本函数的示例图。
成本函数基于控制输入和车辆模型，其可以限定控制退出的稳定区域和控制中止的不稳定区域。辅助干预根据限定稳定区域和不稳定区域的稳定标准退出或中止。车辆受到控制，直到稳定性或不稳定性得到确认。
此外，干预中止是为了减轻可能发生的过度校正和轨迹跟踪异常。成本函数是为X车辆状态定义的，其中ey定义为横向位置误差，
Figure BDA0003059767970000111
定义为横向位置误差的导数，
Figure BDA0003059767970000112
定义为航向误差，
Figure BDA0003059767970000113
定义为航向误差的导数，其中
Figure BDA0003059767970000114
Figure BDA0003059767970000115
根据成本函数的输出何时保持在稳定区域内或稳定区域外确定何时开始干预和何时中止。
B输入矩阵包括速度Vx，基础偏移lf，C曲率查表，偏移调整lr；B定义为：
Figure BDA0003059767970000116
增益K和deltaδ被包括在成本函数中，其中
成本函数f(X)基于车辆位置的车辆状态X和相对于期望路径的航向：
具有delta，δ，δ＝[K1X1+K2X2+K3X3+K4X4]
Figure BDA0003059767970000117
如图5A所示，对于笔直的道路，示出了稳定区域510和不稳定区域520。在图5B中，对于弯曲的道路，示出了稳定区域530和不稳定区域540。
图6示出了根据一个实施例的车道保持辅助***的基于道路几何形状和驾驶场景适配目标路径和干预的直路的示意图。在图6中，对于正常的直路610，车道中心锚定在左车道边缘和右车道边缘之间。干预将车辆600拉离车道边缘，并用目标路径609稳定车辆600。干预开始于点602。当***检测到车辆即将通过车道标志时，LKAS进行干预，并引导车辆跟踪参考路径。当在这种情况下，车辆600到达相对于目标路径609的期望偏移和航向时(即，当车辆600正确地位于距中心线的偏移距离内时)，车道保持辅助***在点605退出干预。汇合点607是LKAS试图将车辆与目标车道609对准的控制点。当车道保持辅助***使用标称预设道路宽度来估计目标路径时，单个检测到的车道边缘620是一种使用情况。这里，车道保持辅助***在相应的启动点启动而激活，直到退出点。基于使用标称预设道路宽度来估计目标路径。分离车道630是目标车道锚定到车道标记的地方，在那里触发干预点602。宽直路640是指当目标路径锚定在离干预侧的最大当前距离时。窄路650是指如果道路宽度变窄超过临界阈值当干预中止时。
图7示出了根据一个实施例的车道保持辅助***的基于道路几何形状和驾驶场景适配目标路径和干预的弯曲道路的示意图。在图7中，弯曲道路干预710，当干预发生在弯道的外边缘上时，目标路径通过期望车道偏移的配置而朝向道路边缘适配。干预持续进行，直到道路过渡到直道，此时适用直道的目标路径适配和退出标准。弯道720上的直路如果在干预控制激活时直路过渡到弯道，则目标路径可以仅通过允许的偏移增加调整来增加朝向车道边缘的偏移。内弯道干预730是当干预发生在弯道的内车道边缘时；相对于道路中心的期望车道偏移基于内部曲率偏移调整、车速修正和车道宽度(即，图2的步骤325)。一旦车辆稳定，干预控制就结束。s弯道740是初始外部弯道干预的s弯道，其导致朝向道路边缘的期望路径偏移。当曲率翻转时，目标路径被带回道路中心。一旦车辆稳定下来，干预控制就结束。
图8示出了根据一个实施例的车道保持辅助***的干预中止以减轻的过校正和轨迹异常的示意图。
在图8中，如果车辆越过目标路径，则针对过冲的干预中止810是出口。如果车辆长时间处于干预状态，则用于长时间控制的干预中止820是退出干预。如果车辆明显越过车道边缘，则道路偏移的干预中止830将是退出干预。
应当理解，图1-8的过程可以包括任何数量的附加或替代任务，图1-8中所示的任务不需要以图示的顺序执行，并且图1-8的过程可以被结合到具有这里没有详细描述的附加功能的更全面的过程或过程中。此外，只要预期的整体功能保持完整，图1-8中示出的一个或多个任务可以从图1-8中示出的过程的实施例中省略。
前述详细描述本质上仅仅是说明性的，并不旨在限制主题的实施例或这些实施例的应用和使用。如这里所使用的，词语“示例性的”意味着“用作例子、实例或说明”这里描述为示例性的任何实施方式不一定被解释为比其他实施方式优选或有利。此外，不打算受前面的技术领域、背景技术或具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。
虽然在前面的详细描述中已经给出了至少一个示例性实施例，但是应该理解存在大量的变化。还应当理解，一个或多个示例性实施例仅仅是示例，并不旨在以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反，前面的详细描述将为本领域技术人员提供实现一个或多个示例性实施例的便利路线图。
应当理解，在不脱离所附权利要求及其法律等同物中阐述的本公开的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (10)

1.一种用于实现车辆的车道保持辅助单元的方法，该方法包括:
由布置在车辆中的车道保持辅助单元接收多个道路几何形状和驾驶场景的信息，其中至少一个驾驶场景与目标路径和参考路径相结合，所述目标路径与车道中心平行并且以期望的路径偏移从车道中心偏移，所述参考路径用于引导车辆与目标路径汇合；
由车道保持辅助单元部分地基于从多个道路几何形状和驾驶场景的信息中选择的道路几何形状和驾驶场景，利用车辆控制来适配参考路径；
在由车道保持辅助单元在包括内弯道、外弯道和直路的道路几何形状中的干预过程中通过考虑车道标记，由车道保持辅助单元调整期望的路径偏移；
由车道保持辅助单元控制车辆轨迹，以使车辆能够跟踪参考路径；
一旦当前运行的车辆在所选择的道路几何形状和驾驶场景上的轨迹跟踪性能被确认，车道保持辅助单元退出干预；和
一旦至少确认轨迹跟踪性能不稳定，车道保持辅助单元中止。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个道路几何形状和驾驶场景的信息部分地包括道路宽度、道路曲率和相对于道路弯道方向的干预侧的属性。
3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括:
车道保持辅助单元通过以下方式适配期望的路径偏移:
在外侧弯道中的车道保持辅助事件期间，朝向外侧车道标志偏置目标路径；
在内弯道或直道上的车道保持辅助事件期间，将目标路径与车道中心对准；和
在车道保持辅助事件期间，使目标路径适配多个特定目标路径适配中的至少一个特定目标路径适配。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述多个特定目标路径适配至少包括直线路径适配、弯道路径适配、车道分道适配、车道合并适配、过渡适配、车道加宽适配、s弯道适配和车道变窄适配。
5.根据权利要求2所述的方法，进一步包括:
通过调整期望的路径偏移车道保持辅助单元适配车辆控制和目标路径的一组标准，从而使得车辆由于车道保持辅助事件中道路几何形状的变化而从活动车道标记朝向车道中心移动。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括:
车道保持辅助单元通过以下步骤来适配车辆控制和目标路径的一组标准:
调整目标路径，使其相对于较宽道路的活动车道标志具有最大车辆偏移，以提高车辆乘坐者的舒适性；和
调整目标路径以最小化横向急动和横向加速度。
7.根据权利要求2所述的方法，进一步包括:
通过命令车辆的转向***来控制车辆轨迹以跟踪参考路径，直到一组干预退出标准被确认。
8.根据权利要求2所述的方法，进一步包括:
车道保持辅助单元通过以下方式适配干预退出标准:
当车辆轨迹相对于目标路径稳定时退出干预，并且在直路或内弯道中的车道保持辅助事件期间跟踪参考路径；和
在外侧弯道中的车道保持辅助事件期间保持干预并跟踪参考路径。
9.根据权利要求2所述的方法，进一步包括:
控制干预的中止以减轻当前运行车辆的轨迹跟踪性能中的过度校正和轨迹跟踪异常。
10.一种***，包括:
布置在车辆中的处理单元，包括一个或多个由编码在非瞬态计算机可读介质上的编程指令所配置的处理器，该处理单元被配置为:
接收多个道路几何形状和驾驶场景的信息，其中至少一个驾驶场景与目标路径和参考路径组合，该目标路径平行于车道中心并且以期望的路径偏移从车道中心偏移，该参考路径用于引导车辆与目标路径汇合；
部分基于从多个道路几何形状和驾驶场景的信息中选择的道路几何形状和驾驶场景，利用车辆控制来适配参考路径；
由车道保持辅助单元在包括内弯道、外弯道和直路的道路几何形状中通过在干预期间考虑车道标记来调整期望的路径偏移；
控制车辆轨迹以跟踪参考路径；
一旦当前运行的车辆在选定的道路几何形状和驾驶场景上的轨迹跟踪性能被确认，则退出干预；和
一旦至少确认当前运行车辆的轨迹跟踪性能不稳定，则中止干预。
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