转向灯控制系统和方法与流程

本公开涉及车辆控制领域，尤其涉及一种转向灯辅助控制系统和方法。

背景技术：

现代车辆的操作变得越来越自主，这使得驾驶员的干预减少。然而，在目前的非自主以及半自主车辆中，车辆转向仍然需要驾驶员决定和操作。在人工驾驶的情况下，存在不按规定开启转向灯或转向灯关闭不及时的情况，造成交通安全隐患。

技术实现要素：

根据示例实施例的一个方面提供一种转向灯控制系统。该系统可以包括方向盘转角传感器、至少一个横向运动趋势检测单元以及控制器。方向盘转角传感器可以被配置成用于检测方向盘的转向角。横向运动趋势检测单元可以被配置成用于检测车辆的横向运动趋势。控制器可以耦合到方向盘转角传感器、所述至少一个横向运动趋势检测单元以及转向灯，并且被配置成用于至少基于转向角的方向以及所检测到的横向运动趋势的方向对车辆的转向灯进行控制。

根据示例实施例的另一个方面提供一种转向灯控制方法。该方法可以包括：获取方向盘转角传感器以及至少一个横向运动趋势检测单元的检测信号；基于方向盘转角传感器的检测信号确定车辆的方向盘的转向角的方向；基于横向运动趋势检测单元的检测信号确定车辆的横向运动趋势的方向；以及至少基于转向角的方向以及横向运动趋势的方向对车辆的转向灯进行控制。

附图说明

附图一般通过示例的方式而不是限制的方式来图示在本文档中所讨论的各实施例。在附图中(这些附图不一定是按比例绘制的)，相同的数字可以描述不同视图中的类似的组件。

图1是图示出根据示例实施例的转向灯控制系统100的框图。

图2是图示出根据实施例的示例驾驶场景的示意图，示出了车辆1从a车道经由b车道转向进入c车道、并通过变道经由d车道最终驶入e车道的过程。

图3是图示出根据实施例的另一示例驾驶场景的示意图，示出了车辆1在左转车道f上从停车状态启动并进行左转的过程。

图4是图示出根据示例实施例的转向灯控制方法400的流程图。

具体实施方式

在以下描述中，陈述了众多特定细节。然而，应当理解，可在没有这些特定细节的情况下实践本发明的实施例。在其他实例中，未详细示出公知的电路、结构和技术，以免使对本描述的理解模糊。

说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用表明所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例不一定都包括该特定的特征、结构或特性。此外，此类短语不一定是指同一个实施例。此外，当结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，认为结合无论是否被明确描述的其他实施例而影响此类特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识范围之内的。

出于本公开的目的，短语“a和/或b”意指(a)、(b)或(a和b)。出于本公开的目的，短语“a、b、和/或c”意指(a)、(b)、(c)、(a和b)、(a和c)、(b和c)或(a、b和c)。

应注意，术语“构成”、“构成有”、“具有”、“具备”、“包括”、“包括有”、“包含”、“含有”或它们的任何其它变型旨在覆盖非排他性的包括，使得构成、具有、包括、包含要素的列表的过程、方法、物品或装置不仅包括那些要素，还可包括对这种过程、方法、物品或装置未明确列出的或固有的其它要素。以“构成有一”、“具有一”、“包括一”、“包含一”开头的要素，在没有更多约束条件的情形下，不排除在构成有、具有、包括、包含该要素的过程、方法、物品或装置中有另外的相同要素存在。术语“一”和“一个”被定义为一个或更多个，除非本文中另有明确声明。

关于车辆的转向灯控制，已知的是通过机械方式，即转向灯手柄。在一定转向角度内，转向灯可以被自动关闭。也提出了不采用机械方式而是自动开启转向灯的技术，例如特斯拉公司于2018年2月22日提交的名称为“vehicletechnologiesforautomatedturnsignaling(用于自动转向信号的车辆技术)”的pct发明专利公开wo2018/156695a1。

然而，目前大多数车辆采用机械式自取消转向灯手柄，并不能直接应用电子控制的方式。而且机械式自取消转向灯手柄只能在大于一定转向角度时才能正常复位，对于大部分变道场景并不适用。wo2018/156695a1虽然提到转向灯使能，但并未探讨关闭转向灯的技术。如果应用到机械式转向灯手柄的车辆，则无法以机械方式关闭转向灯。

此外，wo2018/156695a1提及使用方向盘转角传感器进行驾驶员意图判断，但并没有意识到方向盘转角无法完全反映车辆动态。例如在车辆出现甩尾或漂移动作时，即使方向盘转角保持不变，车辆也不可避免地因为惯性的原因向与方向盘转角相反的方向运动。即使在普通驾驶员驾驶车辆的状况中，也存在许多类似的场景。例如在进行转向后变道的情况下，当方向盘转角不足时，车辆也不可避免地有相对于车道向方向盘转角方向相反的方向移动的分量。

此外，wo2018/156695a1提到依据gps(globalpositioningsystem：全球定位系统)信息和导航信息得知前方即将进行的驾驶趋势来进行转向灯控制。然而，并不是每一次驾驶都进行过路径规划。

为此，本公开提出一种能够用于各种自主程度车辆的转向灯控制系统和方法。为了实现转向灯的准确控制，本公开考虑了车辆驾驶过程中的不同转向模式，包括常规转向模式和惯性转向模式。

在“常规转向模式”中，车辆的横向运动趋势方向与方向盘的转向角方向相同。例如在向右变道过程中，驾驶员向右旋转方向盘，车辆相应地向右跨越车道。此时应开启右侧转向灯并且关闭左侧转向灯。而在“惯性转向模式”中，车辆的横向运动趋势方向与方向盘的转向角方向相反。例如在右转向后立即向左变道的过程中，驾驶员始终向右旋转方向盘，但通过旋转幅度的控制实现车辆向左变道。此时，虽然方向盘的转向角向右，但应开启左侧转向灯，而不是右侧转向灯。因此，在不同的转向模式下需要不同的转向灯控制。

为了判断不同的转向模式，本公开对方向盘的转向角方向以及车辆的横向运动趋势进行检测，据此判断车辆的转向模式从而对转向灯进行控制。

图1是图示出根据示例实施例的转向灯控制系统100的框图。系统100设置在车辆中，其各个组件可以设置在车辆的不同部位，各个组件可以通过有线或无线方式传递信号。如图1所示，系统100包括控制器2、至少一个横向运动趋势检测单元4和方向盘转角传感器6。

横向运动趋势检测单元4用于检测车辆的横向运动趋势。横向运动趋势的检测只需要确定车辆的运动的趋势中是否包含横向运动趋势、例如向左或向右的分量，并不要求车辆仅具有向右方或左方运动的趋势。

在一些实施例中，横向运动趋势检测单元4可以是包括相机的视觉系统。根据由相机拍摄到的图像中的车道标志、例如车道线的运动趋势，能够确定本车辆的横向运动趋势。例如当拍摄到的图像中车道线具有向左运动的趋势时，可以确定车辆具有向右运动的趋势。这在车辆在车道线清晰的车道上行驶时是有用的。为了防止因在车道内的可接受程度的横向移动，可以仅在本车辆与车道标志的相对位移量达到一定阈值或者本车辆越过车道标志时确定本车辆具有横向运动趋势。

然而，有些车道的车道标志可能不够清晰，或者原本就不具有车道标志，在这种车道上行驶难以通过视觉系统确定车辆的横向运动趋势。此外，在车辆转向的早期或者在转向之前检测到转向意图并相应进行转向灯控制是有利的。为此，在一些实施例中，横向运动趋势检测单元4例如可以包括惯性传感器。作为非限制性示例，惯性传感器可以是mems(micro-electro-mechanicalsystem：微机电系统)惯性传感器，诸如陀螺仪、压力传感器和磁力计。利用惯性传感器，不仅能够在没有车道标志的情况下确定车辆的横向运动趋势，而且与利用视觉系统的检测相比能在转向过程的更早时刻检测到横向运动趋势。此外，由于只需要检测车辆的横向运动趋势，因此无论本车辆处于加速或者减速状态，都不会对横向运动趋势的检测造成影响。

在另一实施例中，横向运动趋势检测单元4可以包括诸如gps、北斗、伽利略之类的卫星定位系统，其可以实时确定本车辆所在的位置和车道。根据所在车道的类型、例如是否为转向车道，能够预测车辆的横向运动趋势。车道类型例如可以通过查询地图数据库获得。在包括卫星定位系统的情况下，即便车辆尚未启动，也能根据所在的车道预测车辆的横向运动趋势。

应理解，各个实施例中实现横向运动趋势检测单元4的手段可以相互组合以提高横向运动趋势检测的准确性。例如在路面的车道标志清晰的情况下，可以进行基于视觉系统的检测，也可以先进行基于惯性传感器和/或卫星定位系统的横向运动趋势检测，并与之后基于视觉系统的检测结果进行相互验证。此外，在车道为允许直行和转向的复合车道的情况下，仅凭卫星定位系统无法预测车辆是否转向，因此结合惯性传感器和/或视觉系统来确定横向运动趋势是有利的。

方向盘转角传感器6用于检测方向盘的转向角。利用方向盘转角传感器6检测到的转向角，可以确定方向盘相对其中间位置(回正位置)被操作的方向、以及相对于上一时刻被操作的方向，由此可以确定驾驶员正在向左或向右旋转方向盘，或者正在进行回正操作。作为非限制性示例，方向盘转角传感器6例如可以是模拟式方向盘转角传感器或者数字式方向盘转角传感器。

控制器2耦合到横向运动趋势检测单元4以及方向盘转角传感器6以便接收检测信号。控制器2进一步耦合到左侧转向灯10a和右侧转向灯10b以便对其进行控制。在本实施例中，控制器2可以是专用集成电路(asic)、可编程逻辑阵列、可编程逻辑控制器、微控制器、微处理器、数字信号处理器等。

控制器2接收来自横向运动趋势检测单元4的检测信号以便确定本车辆的横向运动趋势的方向。例如，控制器2可以从相机接收图像，和/或从惯性传感器接收表示本车辆的惯性方向的信号，和/或从卫星定位系统接收表示本车辆当前所在的车道的类型的信号。控制器2还从方向盘转角传感器6接收表示方向盘转向角的信号。通过对这些信号进行交叉验证来确定本车辆的转向模式，从而控制转向灯10a、10b的开启和关闭。当转向角的方向与所确定的横向运动趋势的方向相同时，可以判断本车辆处于常规转向模式，此时判断与转向角的方向相反侧的转向灯10a或10b是否已关闭，若未关闭，则关闭与转向角的方向相反侧的转向灯10a或10b；并且判断与转向角的方向同侧的转向灯10b或10a是否已开启，若未开启，则开启与转向角的方向同侧的转向灯10b或10a。当转向角的方向与所确定的横向运动趋势的方向相反时，判断本车辆处于惯性转向模式，此时判断与转向角的方向同侧的转向灯10a或10b是否已关闭，若未关闭，则关闭与转向角的方向同侧的转向灯；并且判断与横向运动趋势的方向同侧的转向灯10b或10a是否已开启，若未开启，则开启与横向运动趋势的方向同侧的转向灯10b或10a。

控制器2对转向灯10a、10b的开启和关闭在车辆具有机械式转向灯手柄的情况下作为辅助控制。对转向灯10a、10b的开启和关闭控制可以体现在转向灯手柄的位置切换上。

图2是图示出根据实施例的示例驾驶场景的示意图，示出了车辆1从a车道经由b车道转向进入c车道、并通过变道经由d车道最终驶入e车道的过程。下面按照各个转向过程分别阐述对控制器2对转向灯10的控制。

当车辆1从a车道变道进入b车道时，驾驶员向右旋转方向盘。此时，方向盘转角传感器6检测到向右的转向角，横向运动趋势检测单元4检测到向右的横向运动趋势。例如，可以从相机拍摄到的图像中检测到车道线21向左运动，或者，惯性传感器检测到向左的横向惯性分量从而可以确定车辆1具有向右的横向运动趋势。由于转向角方向以及所确定的横向运动趋势的方向相同，因此控制器2可以判断此时车辆1处于常规转向模式，需要关闭与转向角方向相反侧的左侧转向灯10a并且开启与转向角方向同侧的右侧转向灯10b。在车辆1为转向灯由人工控制的非自主或半自主车辆的情况下，若检测到左侧转向灯10a未关闭，控制器2可以自动关闭左侧转向灯10a。若检测到右侧转向灯10b未开启，控制器2可以自动开启右侧转向灯10b。

接着，车辆1继续行驶，从b车道转向进入c车道。此时，驾驶员向右保持或微调方向盘。此时，方向盘转角传感器6检测到方向盘转向角向右，横向运动趋势检测单元4检测到向左的横向运动趋势。例如，可以从相机拍摄到的图像中检测到车道线22向右运动，或者，惯性传感器检测到向右的横向惯性分量从而可以确定车辆1具有向左的横向运动趋势。由于转向角方向以及所确定的横向运动趋势的方向相反，因此控制器2可以判断此时车辆1处于惯性转向模式，需要关闭与转向角方向同侧的右侧转向灯10b，并开启与横向运动趋势的方向同侧的左侧转向灯10a。在车辆1为转向灯由人工控制的非自主或半自主车辆的情况下，若检测到右侧转向灯10b未关闭，控制器2可以自动关闭右侧转向灯10b。若检测到左侧转向灯10a未开启，控制器2可以自动开启左侧转向灯10b。

接着，车辆1继续行驶，从c车道变道进入d车道。此时，驾驶员开始向左回正方向盘。此时，方向盘转角传感器6检测到方向盘转向角仍然向右，横向运动趋势检测单元4检测到向左的横向运动趋势。与从b车道进入c车道时相同，可以从相机拍摄到的图像中检测到车道线23向右运动，或者，惯性传感器检测到向右的横向惯性分量从而可以确定车辆1具有向左的横向运动趋势，控制器2判断此时车辆仍处于惯性转向状态，因此判断需要关闭与转向角方向同侧的右侧转向灯10b，并开启与横向运动趋势的方向同侧的左侧转向灯10a。由于此时右侧转向灯10b已关闭并且左侧转向灯10a已开启，因此控制器2维持该状态。

接着，车辆1继续行驶，从d车道变道进入e车道。该过程与从c车道变道进入d车道的过程相似，控制器2维持与转向角方向同侧的右侧转向灯10b关闭，并且维持与横向运动趋势的方向同侧的左侧转向灯10a开启。

在进入e车道后，车辆1恢复直线行驶。此时，方向盘基本回到回正位置，横向运动趋势检测单元4未检测到明显的横向运动趋势。控制器2判断车辆脱离转向状态，因此关闭转向灯10a和10b。

在一些实施例中，控制器2可以在某一转向灯10a或10b处于开启状态达到预定时间段(例如数秒、数十秒)后自动关闭该转向灯10a或10b，然后重新基于横向运动趋势检测单元4的检测信号判断是否开启或关闭转向灯10a、10b。

在一些实施例中，控制器2还可以进一步利用方向盘转角的变化率进行交叉验证。例如当方向盘转角的变化率的一定时间内均处于较低水平、例如接近于零时，可以判断车辆脱离转向状态。

图3是图示出根据实施例的另一示例驾驶场景的示意图，示出了车辆1在左转车道f上从停车状态启动并进行左转的过程。

如图3所示，f车道为左转车道。在车辆1处于停车状态的情况下，无法通过相机和惯性传感器检测到车辆1的横向运动趋势。然而，在车辆1包括卫星定位系统作为横向运动趋势检测单元4的情况下，可以利用卫星定位系统确定车辆1的位置和所在车道的类型。在图3的示例中，可以在车辆1处于停车状态时根据车道类型预测车辆1具有向左的横向运动趋势。控制器2可以在车辆开始行驶的瞬间开启与预测的横向运动趋势的方向同侧的转向灯10a并且确保另一侧的转向灯10b被关闭。当车辆1启动后，若车辆1具备相机和/或惯性传感器作为横向运动趋势检测单元4，则也可以利用相机和/或惯性传感器的检测结果进行交叉验证。

需要注意的是，在车辆1沿着转向车道行驶的情况下，可能无法利用相机确定横向运动趋势，因为车辆1与车道标志的相对位置几乎保持不变。此时可以基于惯性传感器的检测结果进行交叉验证。然而，当方向盘的旋转量与完成转向所需的旋转量不同、即驾驶员有变道意图时，车辆1与车道标志的相对位置将发生改变，此时可以利用相机确定横向运动趋势来进行交叉验证。

利用卫星定位系统进行的预测可能与利用相机和/或惯性传感器的检测结果相反，这可能发生在车辆1违章行驶的情况下，此时可以优先基于相机和/或惯性传感器的检测结果来控制转向灯10a、10b以便反映真实的驾驶意图。

图4是图示出根据示例实施例的转向灯控制方法400的流程图。

在步骤402中，控制器2从一个或多个横向运动趋势检测单元4获取检测信号，例如相机拍摄到的实时图像、来自惯性传感器的惯性检测信号、来自卫星定位系统的位置信息等。控制器2还从方向盘转角传感器2获取方向盘的转向角信息。

在步骤404中，控制器2基于来自方向盘转角传感器2的转向角信息确定车辆的方向盘的转向角方向，并且基于来自横向运动趋势检测单元4的检测信号确定车辆的横向运动趋势的方向。根据本车所具备的检测能力(用作横向运动趋势检测单元的设备)、本车当前的驾驶状态(例如停车状态或行驶状态)以及本车所在道路的情况(是否有车道标志，车道标志是否清晰等)，可以基于相应横向运动趋势检测单元4的检测信号确定横向运动趋势的方向。

例如在车辆处于停车状态的情况下，可以基于作为横向运动趋势检测单元4的卫星定位系统提供的位置信息确定车辆所在的车道的类型从而确定横向运动趋势的方向。在车辆处于行驶状态的情况下，为了防止违章行驶的情况，若车辆具备其它检测手段作为横向运动趋势检测单元4、例如惯性传感器，则可以降低利用卫星定位系统确定的横向运动趋势的方向的优先度，并进一步基于来自惯性传感器的检测信号确定横向运动趋势的方向。进一步的，当本车当前行驶的车道具有车道标志的情况下，可以进一步基于由相机拍摄到的图像中、本车辆与车道标志的相对运动来确定横向运动趋势的方向。

在步骤406中，判断方向盘转角方向与横向运动趋势的方向是否相同。若相同，则前进到步骤408。

在步骤408中，由于方向盘转角方向与横向运动趋势的方向相同，因此确定车辆处于常规转向模式，进入步骤412。

在步骤412中，判断与方向盘转角方向相反侧的转向灯是否已关闭。若未关闭，则进入步骤416以便关闭与方向盘转角方向相反侧的转向灯。

若步骤412中判断与方向盘转角方向相反侧的转向灯已关闭，则进入步骤420。

在步骤420中，判断与方向盘转角方向同侧的转向灯是否已开启。若未开启，则进入步骤424以便开启与方向盘转角方向同侧的转向灯。

若步骤420中判断与方向盘转角方向同侧的转向灯已开启，则返回到步骤402，进入下一个周期。

回到步骤406。若在步骤406中判断方向盘转角方向与横向运动趋势的方向相反，则进入步骤410。在步骤410中，由于方向盘转角方向与横向运动趋势的方向相反，因此确定车辆处于惯性转向模式，进入步骤414。

在步骤414中，判断与方向盘转角方向同侧的转向灯是否已关闭。若未关闭，则进入步骤418以便关闭与方向盘转角方向同侧的转向灯。

若步骤414中判断与方向盘转角方向同侧的转向灯已关闭，则进入步骤422。

在步骤422中，判断与横向运动趋势的方向同侧的转向灯是否已开启。若未开启，则进入步骤426以便开启与横向运动趋势的方向同侧的转向灯。

若步骤422中判断与横向运动趋势的方向同侧的转向灯已开启，则返回到步骤402，进入下一个周期。

本公开能够根据车辆的驾驶情况自动控制转向灯。不仅能开启转向灯，还控制转向灯的关闭，提高了行驶安全性和合规性。在车辆具备多种检测手段的情况下能够利用各检测手段的检测结果进行交叉验证，提高了转向灯控制的准确性。此外，本公开的转向灯控制系统和方法无需向车辆添加额外的诸如传感器之类的部件，不会提高车辆的硬件成本。

以上详细描述了本发明的优选实施方式。但应当理解为本发明在不脱离其广义精神和范围的情况下可以采用各种实施方式及变形。本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本领域技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应属于由本发明的权利要求书所确定的保护范围内。

本文中所描述的系统、方法等实现方式能以硬件、软件或其任何组合来实现。硬件可以包括例如，计算机、专用集成电路(asic)、可编程逻辑阵列、光学处理器、可编程逻辑控制器、微代码、微控制器、微处理器、数字信号处理器、或任何其他合适的电路。在权利要求中，术语“处理器”应当被理解为涵盖前述硬件中的任何硬件，不论是单个的还是组合的。

至少一个实施例的一个或多个方面可由存储在机器可读介质上的表示处理器中的各种逻辑的表示性指令来实现，该表示性指令在由机器读取时使得该机器制造用于执行本文中所描述的技术的逻辑。

此类机器可读存储介质可以包括但不限于通过机器或设备制造或形成的物品的非暂态的有形安排，其包括存储介质，诸如：硬盘；任何其他类型的盘，包括软盘、光盘、只读光盘存储器(cd-rom)、可读写光盘存储器(cd-rw)以及磁光盘；半导体器件，诸如只读存储器(rom)、诸如动态随机存取存储器(dram)和静态随机存取存储器(sram)之类的随机存取存储器(ram)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、闪存、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)；相变存储器(pcm)；磁卡或光卡；或适于存储电子指令的任何其他类型的介质。