超车车道控制的系统和方法与流程

本公开涉及用于超车车道控制的系统和方法，具体涉及警告驾驶员从超车车道变道至正常行驶车道的系统和方法。

背景技术：

多车道公路或高速公路上通常存在超车车道或错车道。在诸如美国等北美国家，超车车道是最靠近路中央的车道或内车道。超车车道专门用于超车，因此其允许汽车驾驶员以他们自己的速度行驶。在一些司法管辖权中，将超车车道作为行驶车道使用而非用于超车是违法行为。然而，屡见不鲜的是，车辆停留在超车车道，并且有时候车辆以低于超车车道的标示速度的速度行驶。本发明者已经意识到，一些驾驶员可能没有意识到他们在超车车道上行驶的时间超过了法律允许范围，或者他们不了解有关超车车道的法规。期望具有一种在安全条件下警告驾驶员返回正常车道的系统和方法。

技术实现要素：

根据本公开的一个方面，公开一种车辆中的超车车道控制系统。该超车车道控制系统可包括：用以识别道路构造的车道确定单元；用以检测邻近车道中的接近车辆的障碍物监测单元；以及超车车道控制单元，当超车车道控制单元确定车辆已经在超车车道上行驶了第一预定时间且变道至正常车道安全时，该超车车道控制单元向驾驶员发出第一警报以警告驾驶员返回正常车道。

在一个实施例中，车道确定单元可包括基于道路线的颜色和位置识别超车车道的摄像头。

在另一个实施例中，车道确定单元可包括车道保持协助系统，并且障碍物监测单元可包括在车辆中的盲点监测系统。

在另一个实施例中，超车车道控制单元可进一步确定在发出第一警报之后驾驶员是否打算变换车道。

在另一个实施例中，超车车道控制单元可基于来自车道确定单元，诸如转向信号装置或方向盘位置传感器的信息确定驾驶员是否打算变换车道。

在另一个实施例中，当超车车道控制单元确定在发出第一警报之后驾驶员没有变换车道的意图，并且车辆在超车车道上行驶了第二预定时间且返回正常车道安全时，超车车道控制单元可向驾驶员发出第二警报以警告驾驶员返回正常车道。

在另一个实施例中，超车车道控制系统还可包括导航单元，以确定车辆是否在公路或高速公路上行驶，并且当确定车辆在公路或高速公路上行驶时，可启动车道确定单元。

在另一个实施例中，超车车道控制系统还可包括在仪表板上的警报装置，其中第一警报为由警报装置产生的灯光、语言显示或声音警告。

在另一个实施例中，警报装置可为车辆中的人机交互(hmi)装置。

根据另一方面，公开一种车辆中的超车车道控制系统。该系统可包括：用以识别道路构造的车道确定单元、用以检测邻近车道上的接近车辆的障碍物监测单元；当确定车辆已经在超车车道上行驶了第一预定时间并且返回正常车道安全时，向驾驶员发出返回正常车道的第一警报的超车车道控制单元；以及产生第一警报的警报装置。

在一个实施例中，警报装置可产生音频警告、视觉显示或音频警告和视觉显示的结合。

在另一个实施例中，超车车道控制系统还可包括hmi装置和导航装置，并且超车车道控制单元可基于来自导航装置的车辆位置信息确定适用的超车车道规则，并且在hmi装置上向驾驶员显示作为一种警报格式适用的超车车道规则。

在另一个实施例中，当确定车辆已经在超车车道上行驶了第二预定时间，驾驶员不打算变换车道，并且返回正常车道安全时，超车车道控制单元可发出第二警报。

根据本公开的另一方面，公开一种超车车道控制的方法。该方法可包括：确定车辆是否行驶在超车车道上；监测邻近车道上的接近车辆和障碍物的存在；记录车辆已经在超车车道上行驶的时间；以及当上述时间达到第一预定值且返回正常车道安全时，发出第一警报以警告驾驶员返回正常车道。

在一个实施例中，该方法还可包括登录进入“安全返回正常车道”状态以及记录在登录“安全返回正常车道”状态之后可开始的时间。

在另一个实施例中，该方法还可包括确定在第一警报发出之后驾驶员是否打算返回正常车道，以及当确定驾驶员没有返回正常车道的意图且返回正常车道安全时发出第二警报。

在另一个实施例中，驾驶员返回正常车道的意图可通过来自转向信号装置的信息确定。

在另一个实施例中，驾驶员返回正常车道的意图可通过来自方向盘位置传感器的信息确定。

在另一个实施例中，当检测到邻近车道中的车辆或障碍物的存在时取消“安全返回正常车道”状态，并且重新开始记录时间。

在另一个实施例中，第一警报和第二警报中的至少一个包括适用的超车车道规则的消息。

附图说明

通过结合附图的以下简要描述，将更加清楚地理解示例性实施例。附图表示本文描述的非限制性、示例性实施例。

图1为根据本公开的示例性超车车道控制系统的示意性框图。

图2示出了根据本公开的超车车道控制的高水平流程图。

图3示出了根据本公开的一个实施例的超车车道控制的示例性方法。

图4示出了可实施示例性超车车道控制的示例性仪表板。

应当注意，这些图意欲说明某些示例性实施例中使用的方法和结构的一般特征，并对下文提供的书面说明进行补充。然而，这些图并非按比例绘制且可能并未精确地反映任意给定实施例的精确结构或性能特点，并且不应理解为界定或限制示例性实施例涵盖的值或属性的范围。各种附图中使用的相似或相同的参考号意欲表示存在相似或相同的元件或特征。

具体实施方式

上述公开包括多个拥有独立实用的不同发明。尽管这些发明中的每一个都已以特定形式公开，但是上面公开和说明的具体实施例不应被视为限制性的，因为很多变形都是可能的。本发明的标的物包括上述公开的和对本领域技术人员来说这些发明所固有的各种元件、特征、功能和/或属性的所有新颖和非明显结合和子结合。

本文所使用的术语仅仅是用于描述特定实施例，并不意欲限制示例性实施例。如本文使用的单数形式“一”、“一个”和“所述”，其意欲包括复数形式，除非上下文另外明确指出。应当进一步理解，当术语“包括”、“包括有”、“包含”和/或“包含有”用在本文中时，是指存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和或/其组合。

除非另外限定，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有的含义与本发明概念的示例性实施例所属领域内的普通技术人员所通常理解的含义相同。应当进一步理解，此处使用的术语比如常用词典中定义的术语应被解释为具有与本发明相关技术的背景一致的含义，并且不应理想化或过于正式地解释，除非在此明确界定。

图1为根据本公开的一个实施例的车辆中的示例性超车车道控制系统10的框图，其例示了超车车道控制系统10与车辆的一些电子装置间的通信。超车车道控制系统10可在某些条件下警告驾驶员从超车车道变道至正常行驶车道或正常车道。超车车道控制系统10可包括超车车道控制单元12、用以确定道路线构造的车道确定单元14、以及用以检测相邻车道上的车辆和/或障碍物的障碍物监测单元16、计时器18和警报装置20。在一些实施例中，超车车道控制单元12可与车道确定单元14和障碍物监测单元16直接通信，如图1所示。在一些实施例中，超车车道控制单元12可经由通信总线或车辆的can总线22与车道确定单元14和障碍物监测单元16通信。进一步地，超车车道控制单元12可经由can总线22与计时器18和警报装置20通信。

超车车道控制单元12可包括提供计算资源的处理器和存储器。超车车道控制单元12可用于执行可载入存储器中的软件的指令。该指令可包括程序代码、计算机可用程序代码或计算机可读程序代码。存储器可为能够存储信息(诸如但不局限于：数据、功能形式的程序代码、和/或临时基础和/或永久基础的其他适当的信息)的存储设备。例如，存储器可包括随机存取存储器或任意其他合适的易失性或非易失性存储设备以及永续性储存体。永续性储存体可为一个或多个设备，诸如硬盘驱动器、闪速存储器、可重写光盘、可重写磁带、或上述的一些结合。

车道确定单元14可为本领域常规使用的车道识别装置。例如，车道确定单元14可包括连接在车厢顶棚的前部上的摄像头和图像识别装置。图像识别装置可识别前部信息，诸如三维物体和车辆前方的道路线的类型/颜色，并将有关道路线的类型、车道的数量和车辆位置的信息输出给超车车道控制单元12。超车车道控制单元12可基于该信息确定车辆是否行驶在超车车道上。可替代地或附加地，超车车道控制单元12可基于由摄像头捕获的道路标志确认超车车道。例如，错车道可使用诸如“慢速车辆靠右行驶”等措辞的标志被确定。应理解的是，由于在不同国家中的不同的超车车道构造，可自定义超车车道控制单元12以用于具体国家中的车辆识别超车车道。例如，超车车道在美国为左车道，而超车车道在澳大利亚和英国为右车道。

在一些实施例中，车辆可包括车道保持协助系统，其旨在当系统检测到车辆即将要偏离行车道时警告驾驶员。车道保持协助系统的摄像头能够识别道路结构，诸如白线和黄线。超车车道控制单元12可与车道保持协助系统通信，接收有关道路结构的信息，以及确定车辆正在行驶的车道。这样，除了已经安装在车辆中的车道保持协助系统之外，不需要附加的摄像头和图像识别装置来确定车辆正在行驶的车道。

障碍物监测装置16可为用以监测相邻车道(例如，车辆的左侧和右侧)上的接近车辆的电子检测装置。在一些实施例中，该电子装置可包括任意合适的传感器，诸如发出电磁波的雷达或捕获计算机处理图像的摄像头。电子检测装置可安装在车辆的侧面，诸如在外后视镜附近或靠近后保险杠。障碍物监测装置16可将有关相邻车道的信息输出给超车车道控制单元12，以使超车车道控制单元12能够确定返回正常车道是否安全。这样的信息可包括：例如，相邻车道接近车辆的存在、该车辆与接近车辆之间的距离、以及接近车辆的速度。

在一些实施例中，该车辆可包括盲点监测系统，以使用电子检测装置检测位于驾驶员的侧面和后面的其他车辆，并警告驾驶员接近的车辆。超车车道控制单元12可与盲点监测系统通信，接收有关接近车辆的信息，并确定返回正常车道是否安全。这样，除了已经安装在车辆中的盲点监测系统之外，不需要附加的检测装置来监测接近车辆。

计时器18可记录车辆已经在超车车道上行驶的时间。当确定从超车车道变道至正常车道安全时或当确定车辆在超车车道上行驶时，时间记录可开始。

当时间达到预定值且超车车道控制单元12确定返回安全时，超车车道控制单元12可经由警报装置20发出警报以警告驾驶员返回正常车道。警报装置20可产生诸如灯光或文字显示的视觉警告、听觉警告、视觉和听觉警告的结合或任何合适的警告形式。警报装置20可位于车辆的仪表板中。在一些实施例中，警报装置20可集成在车辆中的人机交互(hmi)装置中。

在一些实施例中，超车车道控制系统10还可包括导航装置24。导航装置24可为独立单元。在一些实施例中，导航装置可集成在hmi装置中。在一个示例中，hmi装置可包括导航方面以及超车车道警告功能以及其他功能。导航装置24可确定车辆是否行驶在多车道公路或高速公路上。当导航装置24确定车辆行驶在多车道公路或高速公路上时，可开始超车车道控制算法或程序。导航装置24可进一步用于确定警报发出后驾驶员是否已经变道至正常行驶车道。

在一些实施例中，超车车道控制系统10还可包括转向信号装置26。换言之，超车车道控制单元12可与车辆的转向信号装置26通信。当驾驶员例如通过向上或向下推动控制杆启动转向信号装置26时，指示驾驶员已经打算变换车道的信息可被传送至超车车道控制单元12。

在一些实施例中，超车车道控制系统10还可包括方向盘位置传感器28。方向盘位置传感器28可监测驾驶员的转向输入，包括方向盘的角度和/或驾驶员转动方向盘的速度。在一些车辆中，来自方向盘位置传感器的信息可用于改变可变式动力转向系统或稳定控制系统中的液压，以提高在变化的驾驶条件下的操纵性、制动和牵引力。超车车道控制单元12可与方向盘位置传感器28通信，并接收有关方向盘的转向的信息，以确定驾驶员是否打算变换车道。

现在转向图2，示出的高水平流程图例示了用于根据本公开的超车车道控制的示例性方法100。方法100可由超车车道控制单元或车辆管理系统中的处理器执行。在110，方法100可根据来自车道确定单元的信息确定车辆是否行驶在超车车道上。当确定车辆行驶在超车车道上时，方法100可基于来自障碍物监测单元的信息，监测相邻车道上的接近车辆。接近车辆可为在超车车道的左侧或右侧行驶的车辆。方法100可监测能够确定变换车道是否安全的参数。这样的参数可包括但不限制于接近车辆的存在、位置、距离和速度。在130，当驾驶员已经在超车车道上行驶了预定时间t1且返回正常车道安全时，方法100可发出警报以警告驾驶员返回正常车道。在一些实施例中，方法100可根据车辆的速度以及接近车辆的估计速度估计车辆与接近车辆之间的距离，并确定返回正常车道是否安全。应理解的是，任何合适的技术均可用于确定变换车道是否安全。在一些实施例中，当确定返回正常车道安全时，可开始时间记录。当过去的时间已经达到t1且在时间t1再次确定返回正常车道安全时，将发出警报。在一些实施例中，当确定车辆行驶在超车车道时，可开始时间记录。当过去的时间达到t1且确定返回正常车道安全时，将发出警报。

现在参考图3，示出了用于根据本公开的一个实施例的超车车道控制的示例性方法200。在202，方法200可包括检验车辆的位置。车辆的位置可经由导航单元发现，导航单元将来自卫星或陆源的信号传输给诸如全球定位系统(gps)的接收器。gps使用多个播送包含时间和位置数据的信号的卫星。gps接收器能够使用上述信号来确定位置。在另一个示例中，导航单元可为可使用来自发射器的信号的地面定位系统，其中发射器为位于已知位置的一个或多个固定天线。来自手机中继塔的信号，例如，可用来计算接收器的位置。在另一个示例中，定位系统可为通过航位推算跟踪位置的装置。航位推算装置可使用惯性导航和/或车辆内置的传感器。例如，测量方向的指南针结合测量距离的动力传动系统传感器可提供位置数据，诸如偏离已知起点的距离。应理解的是，导航单元可使用一种以上的技术。导航单元可输出位置和道路上的速度限制。

在204，方法200可确定车辆是否在公路或高速公路上行驶。例如，道路类型可根据从导航单元接收到的诸如位置和/或速度限制的信息来确定。如果答案为否，则方法200可返回至202，即，当确定车辆未行驶在具有超车车道的公路或高速公路上时，系统可为被动的。

如果答案为是，则方法200继续至206，在此其确定车辆在道路上的位置。车辆在道路上的位置可由如图1中所述的车道确定单元确定。车道确定单元的摄像头或图像传感器可捕获车辆前方的图像，以提供有关道路构造的信息，诸如道路上的车道数量以及划分道路的线型(例如，白线、黄线或虚线)。

下一步，在208，方法200根据道路构造确定车辆是否在超车车道上行驶。可替代地或附加地，方法200可基于车辆中的速度传感器检测到仅在超车车道中允许的速度的来自速度传感器的信息确认车辆在超车车道中。在另一个实施例中，导航单元可区分道路类型并提供车辆是否在超车车道上的信息。如果答案为否，则方法200结束。

如果确认车辆位于超车车道上，则在210，方法200可检查接近车辆和附近障碍物。如图1中所述，障碍物监测单元可用于检查接近车辆或障碍物。障碍物监测单元的摄像头或传感器可检测接近车辆或附近障碍物的存在。

下一步，在212，方法200可确定返回正常车道是否安全。方法200可根据来自障碍物监测单元的信息估计车辆与接近车辆之间的间隙或间隔，并确定返回正常车道是否安全。应理解的是，任何合适的技术均可用于确定变换车道是否安全。在一些实施例中，一旦距离接近车辆足够的间隙或间隔，就可记录“安全返回”状态。

如果确认返回正常车道为安全的或记录“安全返回”状态，则在214，方法200可启动计时器以记录自从“安全返回”状态已经被记录到车辆已经在超车车道上行驶的时间。

下一步，方法200可在216确定过去的时间是否已经达到预定值t1。如果答案为是，则方法200可在218再次检查接近车辆和附近障碍物。

下一步，在220，方法200可确定返回正常车道是否安全。如果答案为否，则方法200可返回步骤218。

如果确认安全返回，在222，方法200可发出警报或第一警报以警告驾驶员返回正常车道。该警报可为听觉、视觉、触觉或振动警告或其结合。例如，警报可为仪表板上的仪表盘或侧视镜上的闪光灯、或仪表板的消息中心上的文字警告、或车辆的hmi的显示器上的文字警告。在另一个示例中，警报可为声音。

下一步，在224，方法200可确定驾驶员是否已经变换车道。在一些实施例中，车道确定单元可确定车辆在道路中的位置，以便能够确定驾驶员是否已经变换车道。方法200可根据来自车道确定单元的信息确定驾驶员是否已经变换车道。在一些实施例中，导航单元可查找车辆在具体车道中的位置，即，导航单元可提供有关车辆正在行驶的车道的信息。方法200可根据来自导航单元的信息确定驾驶员是否已经变换车道。如果确认驾驶员已经变换车道，则方法200结束。

如果确定车辆仍然在超车车道上，则在226，方法200可进一步确定驾驶员是否已经打算变换车道。因为驾驶员可能更认真地设想通过接收附加警报驶出超车车道，所以驾驶员的意图的检测和随后警报的发出提供了用户友好型功能。驾驶员变换车道的意图可由转向信号装置或方向盘位置传感器指示。

一旦检测到驾驶员变换车道的意图，方法200就可返回至步骤224，以确认驾驶员是否已经变换车道。如果没有迹象表明驾驶员有变换车道的意图，则方法200可继续至步骤228以记录时间。

下一步，在230，方法200可确定是否过去的时间达到第二预定值t2。t2可与第一预定值t1相同或不同。如果在230答案为是，则方法200可转向步骤218，并且然后进行步骤220。即，方法200再次检查在时间t2返回正常车道是否安全。

如果确认安全返回状态，则将发出警报。在一些实施例中，在时间t2的警报可比在时间t1的警报更强烈。例如，第二警报可为更加急促的声音警报。在另一个示例中，第二警报可为警告的结合，音频警告为主，视觉警告为辅。在另一个示例中，方法200可将有关超车车道地方规范的信息提供为警报的部分。在一些实施例中，方法200可从导航单元获取车辆位置信息，并确定适用于该司法辖区的超车车道规则。一些驾驶员可能不了解禁止将超车车道用作行驶车道的规定，并且因此可能对与交通规则有关的警报更加敏感。此外，对于行驶在州际公路或高速公路上的驾驶员来说，这种警报更加有用、更加有效。应理解的是，伴有地方超车车道规则的警报可提供为在时间t1的第一警报。

图4示出了可实施示例性超车车道控制的示例性仪表板400。仪表板400可包括警报装置402，以当满足某些条件时发出可听音以警告驾驶员返回正常车道。上述条件可包括：“安全返回”状态被记录以及自从“安全返回”状态被记录的经过的时间已经达到预定值。可替代地或附加地，车辆的仪表板的仪表盘上可呈现视觉显示404，以警告驾驶员“变道至正常车道”。

在一些实施例中，仪表板400可包括hmi装置406，hmi装置406具有超车车道控制的方面。警报可显示在hmi装置406的屏幕408上。警报可警告驾驶员变道至正常车道。可替代地或附加地，警报可包括有关交通规则的信息。例如，显示可包括信息“警告”：将超车车道用作行驶车道是违法的。在另一个实施例中，显示可包括通知超车车道的速度限制并警告驾驶员车速低于超车车道速度限制的警报。

本公开的超车车道控制系统和方法警告在超车车道上行驶的驾驶员，并在安全条件下警告驾驶员返回正常车道。这样，超车车道可用作其预期目的，且可以防止违反禁止将超车车道用作正常车道的交通规则的违法行为。

请注意，本说明书中的示例性控制和估算程序可用于多种发动机和/或车辆系统配置。本文描述的特定程序可表示任意数量的诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等处理策略中的一个或多个。同样地，所示的动作、操作或功能可按所示顺序执行或在一些情况下省去。同样地，不一定需要处理顺序以实现本文描述的示例性实施例的特征和优势，但是提供其以方便进行说明和描述。所示动作的一个或多个可根据所使用的特定策略重复执行。进一步地，所述动作可以图解形式表示将要编程入发动机控制系统中的计算机可读存储介质中的代码。

应当理解，本文公开的配置和方法本质上为示范性质，并且这些特定实施例不应视为限制性的，因为许多变形是可能的。

以下权利要求具体指出被视为新颖和非明显的某些结合和子组合。这些权利要求可指“一个”元件或“第一”元件或其等价物。这些权利要求应理解为包括一个或多个这种元件的集成，其既不需要也不排除两个以上的这种元件。所公开特征、功能、元件和/或属性的其他组合及子组合可通过本申请权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来请求保护。