一种自适应车道保持系统及方法与流程

本发明涉及车辆智能辅助驾驶技术，特别涉及一种自适应车道保持系统及方法。

背景技术：

随着汽车保有量的逐年迅猛上升，驾驶安全显得尤为重要，车道线识别技术对保障驾驶安全方面起到十分重要的作用并在车辆智能控制方面进行了广泛的应用。

目前业界多采用前置摄像头检测车辆前方车道线，依据检测结果对车辆进行纠偏控制。因行车环境通常比较复杂，尤其是相邻车道车辆压线行驶或存在大卡车的情况下，单一的将车辆控制于车道中心，将影响驾驶体验感。而且传统的车道保持辅助功能均采用模糊逻辑控制器(fuzzylogiccontroller，flc)进行车道线检测，采用flc进行车道线检测的方式具有一定的优势，但在车辆逆光行驶和前方车辆遮挡时车道线检测率极低，该问题在传统做法中很难解决。当前市面上的车道偏离辅助功能是通过高级驾驶辅助系统(advanceddrivingassistantsystem，即adas)来完成的，主要是在驾驶员未意识到的情况之下偏离出原车道时提供辅助使车辆返回原车道，若驾驶员长时间不接管车辆，则车辆会偏离出另一侧的车道，会导致车辆在道路偏离辅助功能作用下蛇形行驶。由于车辆的行驶路线不稳定随时都有与相邻车道碰撞的风险。

综上，考虑到汽车安全性，不仅要使在车辆在复杂工况环境下发生偏离时需要计算准确的车道线，还应该提高车辆的自适应调整能力，提升驾驶的舒适性。

技术实现要素：

针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于，提供一种自适应车道保持系统及方法。

为了解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

一方面，本发明提供一种自适应车道保持系统，包括摄像头装置、雷达装置、力矩传感器装置、adas控制器和转向控制器；所述摄像头装置、雷达装置和力矩传感器装置通过can总线与所述adas控制器连接；

所述摄像头装置，用于采集车道线位置信息和目标车辆信息；

所述雷达装置，用于获得车辆的环境信息数据；

所述力矩传感器装置，用于获得方向盘力矩输入信息；

所述adas控制器，用于接收并分析所述摄像头装置、雷达装置和力矩传感器装置的信息，获得车辆工况环境信息，并根据所述工况环境信息将调整控制指令发送给所述转向控制器；

所述转向控制器，用于接收所述adas控制器的调整控制指令，并控制车辆自动调整驾驶方向。

进一步地，所述摄像头装置包括第一信息采集模块和第一信息发动模块，

所述第一信息采集模块，用于采集车道线位置信息和目标车辆信息；

所述第一信息发送模块，用于将所述车道线位置信息和目标车辆信息发送到所述can总线上。

进一步地，所述雷达装置包括第二信息采集模块和第二信息发送模块，

所述第二信息采集模块，用于采集车辆的环境信息数据；

所述第二信息发送模块，用于将所述车辆的环境信息数据发送到所述can总线上。

进一步地，所述力矩传感器装置包括第三信息采集模块和第三信息发送模块；

所述第三信息采集模块，用于采集方向盘力矩输入信息；

所述第三信息发送模块，用于将所述方向盘力矩输入信息发送到所述can总线上。

进一步地，所述adas控制器包括信息获取模块和信息处理模块，

所述信息获取模块，用于从can总线上获取所述摄像头装置、雷达装置和力矩传感器装置的信息；

所述信息处理模块，用于分析所述信息获取模块获取的信息，并根据分析得到的工况环境发送相应的执行指令。

具体地，所述信息处理模块还用于通过分析所述摄像头装置和雷达装置的信息，获得车辆左右两侧车道线、中心控制线和左右两个边侧控制线。

具体地，所述工况环境包括第一工况环境、第二工况环境和第三工况环境；

其中，所述第一工况环境为车辆两侧无车辆行驶，所述方向盘力矩输入大于力矩阈值，并且车辆中心线在驾驶意图区域内保持时间达到时间阈值；

所述第二工况环境为车辆单侧出现非舒适性工况；

所述第三工况环境为驾驶员不再进行转向输入或者车辆双侧出现非舒适性工况；

其中所述非舒适性工况为相邻车道存在大卡车、超车车辆靠近自车边界线、自车车道线变窄、道路沿护栏障碍物靠近自车道边界中的一种或几种。

另一方面，基于上述提供的自适应车道保持系统，本发明还提供一种自适应车道保持方法，所述方法包括：

通过摄像头装置采集车道线位置信息和目标车辆信息；

通过雷达装置获得车辆的环境信息数据；

通过力矩传感器装置获得方向盘力矩输入信息；

通过adas控制器接收并分析所述摄像头装置、雷达装置和力矩传感器装置的信息，获得车辆工况环境信息，并根据所述工况环境信息将调整控制指令发送给所述转向控制器；

根据转向控制器接收的所述adas控制器的调整控制指令，控制车辆自动调整驾驶方向。

其中，所述工况环境包括第一工况环境、第二工况环境和第三工况环境；

所述第一工况环境为车辆两侧无车辆行驶，所述方向盘力矩输入大于力矩阈值，并且车辆中心线在预设区域内保持时间达到时间阈值；

所述第二工况环境为车辆单侧出现非舒适性工况；

所述第三工况环境为驾驶员不再进行转向输入或者车辆双侧出现非舒适性工况；

其中所述非舒适性工况为相邻车道存在大卡车、超车车辆靠近自车边界线、自车车道线变窄、道路沿护栏障碍物靠近自车道边界中的一种或几种。

具体地，所述根据转向控制器接收的所述adas控制器的调整控制指令，控制车辆自动调整驾驶方向为：

当所述车辆处于第一工况环境时，控制车辆以驾驶意图区域所在的边侧控制线为中心进行行驶；

当所述车辆处于第二工况环境时，控制车辆以远离出现非舒适性工况的一侧的边侧控制线为中心进行行驶；

当所述车辆处于第三工况环境时，控制车辆以中心控制线为中心进行行驶。

采用上述技术方案，本发明所述的一种自适应车道保持系统及方法具有如下有益效果：

1.本发明所述的一种自适应车道保持系统及方法，采用摄像头、雷达和驾驶员力矩输入数据融合的形式，增加了对环境的分析能力，在不同的工况环境下都能做出很好的调整纠偏能力。

2.本发明所述的一种自适应车道保持系统及方法，在自车处于卡车、邻车过于靠近等复杂工况时，设定边侧控制中心车道线并使车辆按该车道线行驶，而不是一直道路中心行驶，能够在满足驾驶意图的基础上，保证车辆行车的安全性。

3.本发明所述的一种自适应车道保持系统及方法，在不同的场景下，系统能够完成自适应车道纠偏，提高功能安全性，从而更好的辅助驾驶员，大幅度提升舒适度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1本发明所述的一种自适应车道保持系统的结构连接示意图；

图2本发明所述的一种自适应车道保持方法的步骤图；

图3本发明一个实施例提供的车道控制线示意图；

图4本发明一个实施例提供的第一工况环境工作示意图；

图5本发明一个实施例提供的第二工况环境工作示意图；

图6本发明一个实施例提供的第三工况环境工作示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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的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。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

传统的车道保持辅助功能均采用模糊逻辑控制器(fuzzylogiccontroller，flc)进行车道线检测，采用flc进行车道线检测的方式具有一定的优势，但在车辆逆光行驶和前方车辆遮挡时车道线检测率极低，该问题在传统做法中很难解决，因此在复杂工况下，车辆的车道保持辅助功能很难有很大的帮助。

如图1所示，本说明书的一个实施例提供了一种自适应车道保持系统，该系统可以在复杂的工况下解决车道的保持问题，所述系统可以包括摄像头装置、雷达装置、力矩传感器装置、adas控制器和转向控制器；所述摄像头装置、雷达装置和力矩传感器装置通过can总线与所述adas控制器连接，其中所述摄像头装置，用于采集车道线位置信息和目标车辆信息；所述雷达装置，用于获得车辆的环境信息数据；所述力矩传感器装置，用于获得方向盘力矩输入信息；所述adas控制器，用于接收并分析所述摄像头装置、雷达装置和力矩传感器装置的信息，获得车辆工况环境信息，并根据所述工况环境信息将调整控制指令发送给所述转向控制器；所述转向控制器，用于接收所述adas控制器的调整控制指令，并控制车辆自动调整驾驶方向。

所述摄像头装置可以通过所述第一信息采集模块采集车道线位置信息和目标车辆信息，然后通过第一信息发送模块将所述车道线位置信息和目标车辆信息发送到所述can总线上

所述雷达装置可以通过所述第二信息采集模块采集车辆的环境信息数据，然后通过所述第二信息发送模块将所述车辆的环境信息数据发送到所述can总线上。

所述力矩传感器装置可以通过所述第三信息采集模块采集方向盘力矩输入信息，然后通过所述第三信息发送模块将所述方向盘力矩输入信息发送到所述can总线上。

所述adas控制器可以通过所述信息获取模块从can总线上获取所述摄像头装置、雷达装置和力矩传感器装置的信息，然后通过所述信息处理模块分析所述信息获取模块获取的信息，并根据分析得到的工况环境发送相应的执行指令。

如图3所示，还能够通过分析所述摄像头装置和雷达装置的信息，获得车辆左侧车道线1、右侧车道线5，中心控制线3、左边侧控制线2和右边侧控制线4。

为了更好的说明本实施例，本实施例中车道宽度为3.0-5.5m，车身宽度为1.8-2.0m，左边侧控制线2和右边侧控制线4之间的距离为1.5m，当然不同的道路环境下，根据本实施例提供的系统，所述左边侧控制线2和右边侧控制线4之间的距离也会不同，这里就不一一赘述了。

而根据分析的结果可以将工况环境分为三个：第一工况环境、第二工况环境和第三工况环境。

所述第一工况环境为车辆两侧无车辆行驶，所述方向盘力矩输入大于力矩阈值，并且车辆中心线在预设区域内保持时间达到时间阈值，其中在本实施例中可以将力矩阈值设为1.5nm，时间阈值可以设为5s；

所述第二工况环境为车辆单侧出现非舒适性工况；

所述第三工况环境为驾驶员不再进行转向输入或者车辆双侧出现非舒适性工况；

其中所述非舒适性工况可以为相邻车道存在大卡车、超车车辆靠近自车边界线、自车车道线变窄、道路沿护栏障碍物靠近自车道边界中的一种或几种。

通过上述提供的一种自适应车道保持系统，能够在不同的工况环境下完成自适应车道纠偏，提高功能安全性，从而很好的辅助驾驶员。

基于上述提供的一种自适应车道保持系统，本说明书的一个实施例也提供了一种自适应车道保持方法，所述方法为所述系统的一个具体实施例，不排除其他方法实施该系统的可能。

具体地，所述方法包括：

通过摄像头装置采集车道线位置信息和目标车辆信息；

通过雷达装置获得车辆的环境信息数据；

通过力矩传感器装置获得方向盘力矩输入信息；

通过adas控制器接收并分析所述摄像头装置、雷达装置和力矩传感器装置的信息，获得车辆工况环境信息，并根据所述工况环境信息将调整控制指令发送给所述转向控制器；

根据转向控制器接收的所述adas控制器的调整控制指令，控制车辆自动调整驾驶方向。

本说明书提供的实施例的工况环境可以有三个：第一工况环境、第二工况环境和第三工况环境。

具体地，所述第一工况环境为车辆两侧无车辆行驶，所述方向盘力矩输入大于力矩阈值，并且车辆中心线在预设区域内保持时间达到时间阈值；

所述第二工况环境为车辆单侧出现非舒适性工况；

所述第三工况环境为驾驶员不再进行转向输入或者车辆双侧出现非舒适性工况；

其中所述非舒适性工况为相邻车道存在大卡车、超车车辆靠近自车边界线、自车车道线变窄、道路沿护栏障碍物靠近自车道边界中的一种或几种。

在不同的工况环境下，系统执行不同的控制方法，具体为：

车辆启动，系统横向控制激活，默认车道保持控制中心线为中心控制线3，即控制车辆位于车道中心行驶。

如图4所示，当驾驶员为车辆它提供的转向力矩超过1.5nm时，而且车辆中心线驶入左侧车道线1和左侧控制线2之间区域的时间超过5s，则所述自适应车道保持系统将遵循驾驶意图，调整纠偏控制线为左侧控制线2，即控制车辆以左侧控制下线为中心，在车道内行驶。

如图5所示，当雷达装置及摄像头装置经数据融合后探测到车辆处于第二工况时，在本实施例中即车辆左侧出现大卡车，自适应车道保持系统调整纠偏控制线为右侧控制线4，并控制车辆在车道内行驶。

如图6所示，当雷达装置及摄像头装置经数据融合后探测到车辆处于第三工况时，在本实施例中即车辆两侧出现大卡车，自适应车道保持系统调整纠偏控制线为中心控制线3，并控制车辆在车道内行驶。

需要说明的是，本说明书提供的实施例只是描述的一种特例，在其他工况情况运用此方法适用，具体的实施方式可以按照本实施例提供的方法进行实施，这里就不一一赘述了。

通过上述提供的一种自适应车道保持方法，有效的解决了复杂工况下车道保持问题，可以大幅度提升舒适度。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。