CN207809374U - 一种基于摄像头和线控制动与转向的车道保持*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于摄像头和线控制动与转向的车道保持***，包括摄像头、车道保持控制器ECU、线控制动***与线控转向***，摄像头与车道保持控制器ECU相连，采集图像和车道信息；车道保持控制器ECU与摄像头、线控制动***和线控转向***均相连，用于发出车速控制指令和转向控制指令；线控制动***根据车速控制指令产生制动液压力控制车速；线控转向***根据转向控制指令控制转向装置完成车辆的线控转向。本***克服了现有车道保持***功能简单、智能化水平不高、不具备车速控制能力的问题，能同时进行转向和制动控制的计算需求，车速的控制较好，保证车辆不偏离车道。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车自动驾驶技术领域，尤其涉及一种基于摄像头和线控制动与转向的车道保持***。
背景技术
随着人们对汽车智能化的需求越来越高，近年来智能驾驶辅助技术快速发展，如自动泊车、自适应巡航、车道偏离预警或车道保持等称为高级驾驶辅助技术的***，已经在部分车型上配备。以车道保持功能为例，现有的车道保持***一般包括摄像头传感器和转向控制***，摄像头识别车辆所在车道线，并计算车辆相对车道线的偏离程度，对转向控制***发出转向请求，由转向控制***完成车辆行驶轨迹的纠正，使得车辆沿着在车道线内安全行驶。
现有技术中车道保持***存在以下缺点：
1、不具备独立的车道保持控制器，依赖于传感器的硬件环境，能够实现的功能比较单一；
2、仅具备线控转向的功能，不具备车速控制的功能，不能根据车道的弯曲程度合理控制车速，使得车辆严格按照弯道行驶。
发明内容
本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种基于摄像头和线控制动与转向的车道保持***，其克服了现有车道保持***功能简单、智能化水平不高、不具备车速控制能力的问题，能同时进行转向和制动控制的计算需求，车速的控制较好，保证车辆不偏离车道。
为解决现有技术中存在的问题，采用的具体技术方案是：
一种基于摄像头和线控制动与转向的车道保持***，其包括摄像头、车道保持控制器ECU、线控制动***与线控转向***，其中，
摄像头：与车道保持控制器ECU相连，其作为传感器安装在车辆头部，用于采集图像，并经过分析得到车道线位置、方向以及车道线曲率信息；
车道保持控制器ECU：一端与摄像头相连，另一端与线控制动***和线控转向***均相连，其根据车道线曲率计算最高车速，并根据车道线位置和方向判断车辆是否有偏离当前车道的趋势，在此基础上，车道保持控制器ECU计算车道保持所需的车速控制指令和转向控制指令；
线控制动***：与车道保持控制器ECU相连，用于接收由车道保持控制器ECU发出的车速控制指令，车速控制指令经由目标减速度换算得到目标制动液压力，产生制动液压力控制车速；
线控转向***：与车道保持控制器ECU相连，用于接收由车道保持控制器ECU发出的转向控制指令，并控制转向装置完成车辆的线控转向。
优选的方案，所述线控制动***包括带行程传感器的制动踏板、踏板感觉模拟器、线控制动ECU、电机、齿条以及传统的液压制动***，所述制动踏板和踏板感觉模拟器均与线控制动ECU相连，线控制动ECU还与电机、齿条以及传统的液压制动***依次相连。所述传统的液压制动***包括主缸、ESC/ABS和轮缸。
所述线控转向***包括依次连接的带转角传感器的转向盘、线控转向ECU、电机、减速机构、转向轴和齿轮齿条转向机构。
进一步优选的方案，所述车速控制指令是指制动减速度，其通过CAN FD网络发送给线控制动***；所述转向控制指令通过CAN FD网络发送给线控转向***。
更进一步优选的方案，所述摄像头采集的信息通过CAN FD网络传递给独立的车道保持控制器ECU。
再进一步优选的方案，所述线控制动指令是经由目标减速度换算得到的目标制动液压力，线控制动ECU通过液压***PV特性计算目标齿条位移，再通过控制电机转角推动齿条运动，进而推动主缸产生制动液压力。
另外，所述线控制动***还保留有非驾驶辅助模式情况下的制动助力装置。驾驶员通过踩制动踏板向线控制动ECU发出制动请求，线控制动ECU根据预先标定的踏板行程-齿条行程关系控制电机运转产生制动液压力。
所述线控转向***也保留有非驾驶辅助模式情况下的转向助力装置。驾驶员转动转向盘时，转角传感器发给ECU的转角信号会被转换为电机的控制信号，控制齿轮齿条转向器完成转向任务。
通过采用上述方案，本实用新型的一种基于摄像头和线控制动与转向的车道保持***与现有技术相比，其技术效果在于：
1、本申请车道保持***拥有独立的车道保持控制ECU，能完成更大量数据的实时处理，满足了同时进行转向和制动控制的计算需求；
2、本车道保持***基于线控制动和线控转向***，无需为自动泊车单独准备额外的执行***，整个***更加简单；
3、车道保持***实现了车速的控制，即使在弯道上也可以通过制动降低车速，保证车辆不偏离车道。
附图说明
图1为本实用新型一种基于摄像头和线控制动与转向的车道保持***的整体***架构图；
图2为本实用新型一种基于摄像头和线控制动与转向的车道保持***的线控制动***架构图；
图3为本实用新型一种基于摄像头和线控制动与转向的车道保持***的线控转向***架构图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实例并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
如图1所示，本发明一种基于摄像头和线控制动与转向的车道保持***具体包括摄像头、车道保持控制器ECU、线控制动***和线控转向***。摄像头作为传感器安装在车辆头部，采集图像经过分析得到车道线位置方向以及车道线曲率，这些信息通过CAN FD网络传递给独立的车道保持控制器ECU，车道保持控制器ECU根据车道线曲率计算最高车速，并根据车道线位置和方向判断车辆是否有偏离当前车道的趋势，在此基础上，车道保持控制器ECU计算车道保持所需的车速控制指令和转向控制指令，车速控制指令指的是制动减速度，通过CAN FD网络分别发送给线控制动***，转向控制指令通过CAN FD网络发送给线控转向***，最终通过线控制动和转向操纵车辆完成车道任务。
如图2所示，线控制动***包括带行程传感器的制动踏板、踏板感觉模拟器、线控制动ECU、电机、齿条以及传统的液压制动***（主缸、ESC/ABS和轮缸）。线控制动ECU通过CAN FD网络可以接收车道保持的线控制动指令，线控制动指令是经由目标减速度换算得到的目标制动液压力，线控制动ECU通过液压***PV特性计算目标齿条位移，再通过控制电机转角推动齿条运动，进而推动主缸产生制动液压力。此外，线控制动***还保留了非驾驶辅助模式情况下的制动助力能力，驾驶员通过踩制动踏板向线控制动ECU发出制动请求，线控制动ECU根据预先标定的踏板行程-齿条行程关系控制电机运转产生制动液压力。
如图3所示，线控转向***包括了带转角传感器的转向盘、线控转向ECU、电机、减速机构、转向轴和齿轮齿条转向机构。线控转向ECU通过CAN FD网络接收线控转向指令，并控制电机运转，最终通过减速机构和转向轴推动齿轮齿条转向机构，完成线控转向功能。此外，线控转向***依然保留了非驾驶辅助模式情况下的转向助力能力，驾驶员转动转向盘时，转角传感器发给线控转向ECU的转角信号会被转换为电机的控制信号，控制齿轮齿条转向器完成转向任务。
本发明的自动泊车***工作原理如下：摄像头作为传感器安装在车辆头部，采集图像经过分析得到车道线位置方向以及车道线曲率，这些信息通过CAN FD网络传递给独立的车道保持控制器ECU，车道保持控制器ECU根据车道线曲率计算最高车速，并根据车道线位置和方向判断车辆是否有偏离当前车道的趋势，在此基础上，车道保持控制器ECU计算车道保持所需的车速控制指令和转向控制指令，车速控制指令指的是制动减速度，通过CANFD网络分别发送给线控制动***，转向控制指令通过CAN FD网络发送给线控转向***，最终通过线控制动和转向操纵车辆完成车道任务。线控制动***的线控制动ECU通过CAN FD网络可以接收车道保持的线控制动指令，线控制动指令是经由目标减速度换算得到的目标制动液压力，线控制动ECU通过液压***PV特性计算目标齿条位移，再通过控制电机转角推动齿条运动，进而推动主缸产生制动液压力。线控转向***的线控转向ECU通过CAN FD网络接收线控转向指令，并控制电机运转，最终通过减速机构和转向轴推动齿轮齿条转向机构，完成线控转向功能。
采用上述方法，可以构建一种基于摄像头和线控制动与转向的车道保持***，它的优势在于：拥有独立的车道保持控制ECU，能完成更大量数据的实时处理，满足同时进行转向和制动控制的计算需求；基于线控制动和线控转向***，无需为自动泊车单独准备额外的执行***；实现了车速的控制，即使在弯道上也可以通过制动降低车速，保证车辆不偏离车道。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、均包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于摄像头和线控制动与转向的车道保持***，其特征在于，其包括摄像头、车道保持控制器ECU、线控制动***与线控转向***，其中，
摄像头：与车道保持控制器ECU相连，其作为传感器安装在车辆头部，用于采集图像，并经过分析得到车道线位置、方向以及车道线曲率信息；
车道保持控制器ECU：一端与摄像头相连，另一端与线控制动***和线控转向***均相连，其根据车道线曲率计算最高车速，并根据车道线位置和方向判断车辆是否有偏离当前车道的趋势，在此基础上，车道保持控制器ECU计算车道保持所需的车速控制指令和转向控制指令；
线控制动***：与车道保持控制器ECU相连，用于接收由车道保持控制器ECU发出的车速控制指令，车速控制指令经由目标减速度换算得到目标制动液压力，产生制动液压力控制车速；
线控转向***：与车道保持控制器ECU相连，用于接收由车道保持控制器ECU发出的转向控制指令，并控制转向装置完成车辆的线控转向。
2.根据权利要求1所述的一种基于摄像头和线控制动与转向的车道保持***，其特征在于，所述线控制动***包括带行程传感器的制动踏板、踏板感觉模拟器、线控制动ECU、电机、齿条以及传统的液压制动***，所述制动踏板和踏板感觉模拟器均与线控制动ECU相连，线控制动ECU还与电机、齿条以及传统的液压制动***依次相连。
3.根据权利要求1所述的一种基于摄像头和线控制动与转向的车道保持***，其特征在于，线控转向***包括依次连接的带转角传感器的转向盘、线控转向ECU、电机、减速机构、转向轴和齿轮齿条转向机构。
4.根据权利要求2所述的一种基于摄像头和线控制动与转向的车道保持***，其特征在于，所述传统的液压制动***包括主缸、ESC/ABS和轮缸。
5. 根据权利要求1所述的一种基于摄像头和线控制动与转向的车道保持***，其特征在于，所述车速控制指令是指制动减速度，其通过CAN FD网络发送给线控制动***；所述转向控制指令通过CAN FD网络发送给线控转向***。
6. 根据权利要求1所述的一种基于摄像头和线控制动与转向的车道保持***，其特征在于，所述摄像头采集的信息通过CAN FD网络传递给独立的车道保持控制器ECU。
7.根据权利要求2所述的一种基于摄像头和线控制动与转向的车道保持***，其特征在于，所述线控制动指令是经由目标减速度换算得到的目标制动液压力，线控制动ECU通过液压***PV特性计算目标齿条位移，再通过控制电机转角推动齿条运动，进而推动主缸产生制动液压力。
8.根据权利要求1所述的一种基于摄像头和线控制动与转向的车道保持***，其特征在于，所述线控制动***还保留有非驾驶辅助模式情况下的制动助力装置。
9.根据权利要求1所述的一种基于摄像头和线控制动与转向的车道保持***，其特征在于，所述线控转向***还保留有非驾驶辅助模式情况下的转向助力装置。
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|---|---|---|---|---|
| CN109835337A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-06-04 | 北京海纳川汽车部件股份有限公司 | 转弯控制方法、装置及自动驾驶车辆 |
| CN110641394A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-01-03 | 北京中云智车科技有限公司 | 一种省略人类驾驶机构的无人车专用全线控底盘 |
| CN112109703A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-12-22 | 上汽通用五菱汽车股份有限公司 | 车辆控制方法、车辆控制***、车及存储介质 |
| CN112319468A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-05 | 上海伯镭智能科技有限公司 | 维持路肩间距的无人驾驶车道保持方法 |
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