一种车道保持辅助优化系统的制作方法

本发明涉及智能车辆领域，更具体的说是涉及一种车道保持辅助优化系统。

背景技术：

车道保持系统是指通过视觉检测装置来识别车道的行车线，并辅助施加方向盘转向操作，使车辆始终保持在车道中间行驶。车道保持辅助系统可以代替驾驶员对车辆进行居中行驶操作，大幅缓解高速行驶时的驾驶疲劳。

然而，车辆在行驶一段时间后，通常都会发生车轮跑偏的现象，即当方向盘是正的情况下，车轮还是有不同程度的偏转。这个情况会导致车道保持系统功能在使用一段时间后出现左右偏离的情况，无法完全把车辆保持在车道中心位置，车辆会在偏离车道中心线一定距离的位置上不断调整车辆中心与车道中心线的之间的距离，但是无法使得车辆中心回到车道中心线上。现有的解决方式为需要用户去做一个四轮定位或者去4s点重新标定功能的参数。然而对于用户来说，四轮定位或者去4s点重新标定功能的参数均耗时费力，不人性且增加了维护的成本。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种车道保持辅助优化系统，该系统能够消除或减小车轮跑偏对车辆行驶的影响，提升用户体验。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种车道保持辅助优化系统，包括视觉检测模块、车道保持控制模块以及车道保持执行模块，还包括有跑偏补偿模块；

所述视觉检测模块用于检测车道的行车线信息，并根据行车线信息确定车道中心线信息，所述视觉检测模块将车道中心线信息发送至所述车道保持控制模块和所述跑偏补偿模块，所述行车线信息包括左车道线位置、右车道线位置或者车道中心线位置以及车道宽，所述车道中心线信息包括车道中心线位置；

所述车道保持控制模块获取车辆信息，所述车辆信息包括车辆的位置、车辆的行驶速度以及车辆的车轮转角，所述车道保持控制模块接收所述视觉检测模块发送的车道中心线信息并与获取的车辆信息比较并计算，得到在当前车辆行驶速度下，车辆保持居中行驶所需调整的各个车轮的车轮调整角度，并发送至所述车道保持执行模块；

所述车道保持执行模块获取各个车轮的跑偏补偿角，所述跑偏补偿角为车轮的跑偏角度，所述车道保持执行模块获取车轮调整角度后，根据所述车辆调整角度与所述跑偏补偿角之和控制车轮转动；

所述跑偏补偿模块包括有补偿策略，所述补偿策略包括偏离位移确定步骤、偏离位移比对步骤、偏离时间比对步骤、更新跑偏补偿角步骤以及跑偏位移验证步骤；

所述跑偏位移确定步骤包括获取车辆信息和接收车道中心线信息，并根据车辆信息和车道中心线信息确定车辆偏离车道中心线的偏离位移，并进入所述偏离位移比对步骤；

所述偏离位移比对步骤包括将偏离位移与预设的偏离临界位移比较，当所述偏离位移大于所述偏离临界位移时，进入所述偏离时间比对步骤，反之回到所述偏离位移确定步骤；

所述偏离时间比对步骤包括将所述偏离位移大于所述偏离临界位移的持续的偏离时间与预设的偏离临界时间比较，当所述偏离时间大于所述偏离临界时间时，进入所述更新跑偏补偿角步骤，反之进入回到所述偏离位移确定步骤；

所述更新跑偏补偿角步骤包括获取当前的所述跑偏补偿角，将所述跑偏补偿角与预设的补偿角自动调整基数之和作为新的所述跑偏补偿角并发送至所述车道保持执行模块，并进入所述跑偏位移验证步骤；

所述跑偏位移验证步骤包括所述跑偏补偿模块设置有验证时间，所述跑偏补偿模块检测更新所述跑偏补偿角后于所述验证时间内的最大偏离位移，并将最大偏离位移与偏离临界位移比较，当最大偏离位移大于所述偏离临界位移时，回到所述更新跑偏补偿角步骤，反之结束。

作为本发明的进一步改进，所述验证时间根据所述偏离临界时间通过预设的算法计算得到，所述验证时间与所述偏离临界时间成正比。

作为本发明的进一步改进，所述视觉检测模块预设有半车道宽距离值，所述半车道宽距离值表征常规车道宽度的一半，当视觉检测模块只检测到左车道线位置或者右车道线位置时，将左车道线位置或右车道线位置沿径向向车道中心方向移动所述半车道宽距离值得到车道中心线位置。

作为本发明的进一步改进，当所述视觉检测模块同时检测到左车道线位置和右车道线位置且未检测到车道中心线位置时，将左车道线位置和右车道线位置的中心位置作为车道中心线位置。

作为本发明的进一步改进，所述车辆上设置有补偿角调节面板，所述补偿角调节面板用于供驾驶员手动调节所述跑偏补偿角。

作为本发明的进一步改进，所述补偿角调节按钮包括有增大按钮、减小按钮以及显示按钮，所述显示按钮用于显示当前所述跑偏补偿角，所述增大按钮或所述减小按钮被触发时将所述跑偏补偿角与预设的补偿角手动调整基数之和或差作为新的所述跑偏补偿角并发送至所述车道保持执行模块。

作为本发明的进一步改进，所述补偿角手动调整基数小于所述补偿角自动调整基数。

作为本发明的进一步改进，所述补偿角手动调整基数为所述补偿角自动调整基数的三分之一至三分之二。

作为本发明的进一步改进，所述车辆上还设置有偏离临界时间调整按钮，所述偏离临界时间调整按钮用于供驾驶员手动调节所述偏离临界时间。

作为本发明的进一步改进，所述视觉检测模块为单目摄像机。

本发明的有益效果：通过视觉检测模块、车道保持控制模块以及车道保持执行模块的设置，实现了车辆在偏离车道中心线后能够向车道中心线方向调整的功能，且调整过程中参考了车轮的跑偏补偿角，使得调整效果好。通过跑偏补偿模块和补偿策略的设置，使得在车辆自动驾驶的过程中，当车辆在持续的偏离临界时间内车辆中心与车道中心线的偏离位移始终大于偏离临界位移时，此时可排除偶然因素的影响判断出实际的跑偏补偿角与当前设定的跑偏补偿角之间存在偏差，此时跑偏补偿模块自动开始对跑偏补偿角进行调整，跑偏补偿角逐步开始被调整直到验证时间内的最大偏离位移小于偏离临界位移，此时可判断出实际的跑偏补偿角与当前设定的跑偏补偿角相等或者极为接近，通过这种自学习逐步调节的方式实时的去优化跑偏补偿角，从而消除或极大的减小了车轮跑偏对车辆行驶的影响，提升了用户体验。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明的框架图；

图3为补偿角调节按钮的结构示意图。

附图标记：1、视觉检测模块；2、车道保持控制模块；3、车道保持执行模块；4、跑偏补偿模块；5、补偿角调节按钮；51、增大按钮；52、减小按钮；53、显示按钮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。

参照图2所示，本实施例的一种车道保持辅助优化系统，包括视觉检测模块1、车道保持控制模块2、车道保持执行模块3以及包括有跑偏补偿模块4，本实施例中视觉检测模块1为单目摄像机。

视觉检测模块1用于检测车道的行车线信息，并根据行车线信息确定车道中心线信息，视觉检测模块1将车道中心线信息发送至车道保持控制模块2和跑偏补偿模块4，行车线信息包括左车道线位置、右车道线位置或者车道中心线位置以及车道宽，车道中心线信息包括车道中心线位置。

视觉检测模块1确定车道中心线位置的方式为：

1、视觉检测模块1直接检测到车道中心线位置。

2、视觉检测模块1预设有半车道宽距离值，半车道宽距离值表征常规车道宽度的一半，当视觉检测模块1只检测到左车道线位置或者右车道线位置时，将左车道线位置或右车道线位置沿径向向车道中心方向移动半车道宽距离值得到车道中心线位置。径向是指与车道前进相方向垂直的方向。

3、当视觉检测模块1同时检测到左车道线位置和右车道线位置且未检测到车道中心线位置时，将左车道线位置和右车道线位置的中心位置作为车道中心线位置。

车道保持控制模块2获取车辆信息，车辆信息包括车辆的位置、车辆的行驶速度以及车辆的车轮转角，车辆信息直接从车辆上获取。车道保持控制模块2接收视觉检测模块1发送的车道中心线信息并与获取的车辆信息比较并计算，得到在当前车辆行驶速度下，即保证行驶安全性以及尽量提高乘坐体验的情况下，车辆保持居中行驶所需调整的各个车轮的车轮调整角度，并发送至车道保持执行模块3，考虑当前车辆行驶速度是为了避免车辆调整角度过大而车速又过快导致的驾驶体验差甚至引发安全事故。

车道保持执行模块3获取各个车轮的跑偏补偿角，跑偏补偿角为车轮的跑偏角度，车道保持执行模块3获取车轮调整角度后，根据车辆调整角度与跑偏补偿角之和控制车轮转动。

例如，视觉检测模块1检测到左车道线位置和右车道线位置并将左车道线位置和右车道线位置的中心位置作为车道中心线位置。将车道中心线位置作为车道中心线信息发送至车道保持控制模块2。车道保持控制模块2获取车辆的位置、车辆的行驶速度以及车辆的车轮转角，并参考车道中心线信息得到车轮的车轮调整角度并发送到车道保持执行模块3，车道保持执行模块3获取当前车辆各个车轮的跑偏补偿角，并根据车轮调整角度和跑偏补偿角之和来控制各个车轮转动，从而使得车辆的中心向车道中心线方向移动，使得车辆保持在车道的中心。

参照图1所示，跑偏补偿模块4包括有补偿策略，补偿策略包括偏离位移确定步骤、偏离位移比对步骤、偏离时间比对步骤、更新跑偏补偿角步骤以及跑偏位移验证步骤。

跑偏位移确定步骤包括获取车辆信息和接收车道中心线信息，并根据车辆信息和车道中心线信息确定车辆偏离车道中心线的偏离位移，并进入偏离位移比对步骤。

偏离位移比对步骤包括将偏离位移与预设的偏离临界位移比较，当偏离位移大于偏离临界位移时，进入偏离时间比对步骤，反之回到偏离位移确定步骤。

偏离时间比对步骤包括将偏离位移大于偏离临界位移的持续的偏离时间与预设的偏离临界时间比较，当偏离时间大于偏离临界时间时，进入更新跑偏补偿角步骤，反之进入回到偏离位移确定步骤。

更新跑偏补偿角步骤包括获取当前的跑偏补偿角，将跑偏补偿角与预设的补偿角自动调整基数之和作为新的跑偏补偿角并发送至车道保持执行模块3，并进入跑偏位移验证步骤。

跑偏位移验证步骤包括跑偏补偿模块4设置有验证时间，跑偏补偿模块4检测更新跑偏补偿角后于验证时间内的最大偏离位移，并将最大偏离位移与偏离临界位移比较，当最大偏离位移大于偏离临界位移时，回到更新跑偏补偿角步骤，反之结束。验证时间根据偏离临界时间通过预设的算法计算得到，验证时间与偏离临界时间成正比。

例如，偏离临界时间预设为0.3秒，验证时间为0.5秒，偏离临界位移预设为10cm，补偿角自动调整基数预设为0.1度。车辆自动驾驶时，跑偏补偿模块4根据车辆信息和车道中心线信息确定车辆中心偏离车道中心线的偏离位移为+15cm，“+”表示沿车辆行驶方向向左，向右偏移时用“-”表示。此时偏移位移大于偏移临界位移，跑偏补偿模块4检测到持续的偏离时间为0.5秒，此时偏离时间大于偏离临界时间，此时获取当前的跑偏补偿角，在当前跑偏补偿角的基础上向右方向调整0.1度作为新的跑偏补偿角。然后跑偏补偿模块4检测在0.5秒内的最大偏离位移，最大偏移位移不大于10cm，则结束补偿策略，若大于10cm，则重新在当前跑偏补偿角的基础上向右方向调整0.1度作为新的跑偏补偿角并进行0.5秒的验证，直到0.5秒内的最大偏离位移不大于10cm。

参照图3所示，车辆上设置有补偿角调节面板，补偿角调节面板用于供驾驶员手动调节跑偏补偿角。补偿角调节按钮5包括有增大按钮51、减小按钮52以及显示按钮53，显示按钮53用于显示当前跑偏补偿角，增大按钮51或减小按钮52被触发时将跑偏补偿角与预设的补偿角手动调整基数之和或差作为新的跑偏补偿角并发送至车道保持执行模块3。补偿角手动调整基数为补偿角自动调整基数的三分之一至三分之二。本实施例中补偿角手动调整基数为补偿角自动调整基数的二分之一，例如补偿角自动调整基数预设为0.1度，补偿角手动调整基数预设为0.05度。通过这样设置使得驾驶员能够手动调节跑偏补偿角，且驾驶员能够根据需要或个人习惯对跑偏补偿角调整的更加准确。

车辆上还设置有偏离临界时间调整按钮，偏离临界时间调整按钮用于供驾驶员手动调节偏离临界时间。驾驶员通过调整偏离临界时间能够调节跑偏补偿的调节灵敏度，从而满足不同驾驶员对不同跑偏调整灵敏度的需求。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。