專利名稱：車道保持控制方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車道保持控制，更具體地，涉及能預(yù)先估計(jì)在車輛前方預(yù)定距離處的車輛狀況、并且使得能夠根據(jù)預(yù)先估計(jì)結(jié)果穩(wěn)定高效地進(jìn)行車道保持控制的車道保持控制方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近來(lái)，隨著車輛日益智能化，各種控制技術(shù)應(yīng)用于車輛。這些控制技術(shù)涉及使用攝像機(jī)感知車道、以基于車道感知結(jié)果控制車輛不偏離車道或者控制車輛沿著車道中心行駛的技術(shù)。根據(jù)傳統(tǒng)的車道保持控制技術(shù)，在感知到車輛的車道偏離情況后實(shí)際進(jìn)行車道保持控制之前，由于各種原因可能引發(fā)時(shí)延，這可能造成不能防止車輛的車道偏離。

發(fā)明內(nèi)容
因此，作出本發(fā)明以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，并且本發(fā)明的目的是根據(jù)車輛狀況計(jì)算前視距離(look-ahead distance)，以便基于計(jì)算出的前視距離高效地進(jìn)行車道保持控制。本發(fā)明的另一目的是預(yù)先估計(jì)在車輛前視距離處的車輛狀況，以便基于估計(jì)結(jié)果穩(wěn)定高效地進(jìn)行車輛車道保持控制。本發(fā)明的另一目的是設(shè)定前視距離，其使得能夠獲取用于允許準(zhǔn)確地進(jìn)行車道保持控制的車道信息。并且，本發(fā)明的另一目的是基于道路狀況和車輛狀況中的至少一個(gè)自適應(yīng)地設(shè)定前視距離來(lái)獲取車道信息，以便進(jìn)行更為準(zhǔn)確的車道保持控制。為了實(shí)現(xiàn)這些目的，提供了一種基于車輛狀況計(jì)算前視距離、并基于計(jì)算出的前視距離進(jìn)行車道保持控制的車道保持控制系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明的車道保持控制系統(tǒng)包括估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間設(shè)定單元，其用于設(shè)定車輛到達(dá)控制進(jìn)入邊界所用的估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間，其中所述控制進(jìn)入邊界被設(shè)定以用于進(jìn)入車輛的車道保持控制；前視距離計(jì)算單元，其用于基于所述估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間和車速來(lái)計(jì)算前視距離；橫向偏差計(jì)算單元，其用于計(jì)算估計(jì)車輛在所述前視距離處的橫向偏差；車道保持控制進(jìn)入確定單元，其用于基于所述橫向偏差和所述控制進(jìn)入邊界來(lái)確定是否進(jìn)入車道保持控制；車道保持控制扭矩產(chǎn)生單元，其用于當(dāng)根據(jù)所述車道保持控制進(jìn)入確定單元的確定結(jié)果確定有必要進(jìn)入車道保持控制時(shí)，在與車道偏離方向相反的方向上產(chǎn)生車道保持控制扭矩，其中所述車道保持控制扭矩促使車輛回到所述控制進(jìn)入邊界的內(nèi)側(cè)；以及扭矩釋放單元，其用于在產(chǎn)生所述車道保持控制扭矩之后，當(dāng)確定車輛已回到控制釋放邊界的內(nèi)側(cè)時(shí)，釋放所述車道保持控制扭矩， 其中所述控制釋放邊界被設(shè)定以用于釋放車輛的車道保持控制。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述車道保持控制系統(tǒng)包括前視距離設(shè)定單元，其用于基于車輛狀況和道路狀況中的至少一個(gè)信息項(xiàng)來(lái)設(shè)定前視距離；車道信息獲取單元，其用于根據(jù)設(shè)定的前視距離獲取車道信息；輔助轉(zhuǎn)向扭矩計(jì)算單元，其用于基于獲取的車道信息計(jì)算用于車道保持控制的輔助轉(zhuǎn)向扭矩；以及車道保持控制單元，其用于通過(guò)在轉(zhuǎn)向控制裝置處產(chǎn)生計(jì)算出的輔助轉(zhuǎn)向扭矩來(lái)進(jìn)行車道保持控制裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種由本發(fā)明的車道保持控制系統(tǒng)提供的車道保持控制方法，其中所述方法包括以下步驟計(jì)算車輛到達(dá)控制進(jìn)入邊界所用的估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間，其中所述控制進(jìn)入邊界被設(shè)定以用于進(jìn)入車輛的車道保持控制；基于所述估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間和車速來(lái)計(jì)算前視距離；計(jì)算估計(jì)車輛在所述前視距離處的橫向偏差；基于所述橫向偏差和所述控制進(jìn)入邊界來(lái)確定是否進(jìn)入車道保持控制；當(dāng)根據(jù)所述車道保持控制進(jìn)入確定單元的確定結(jié)果確定有必要進(jìn)入車道保持控制時(shí)，在與車道偏離方向相反的方向上產(chǎn)生車道保持控制扭矩，其中所述車道保持控制扭矩促使車輛回到所述控制進(jìn)入邊界的內(nèi)側(cè)；以及在產(chǎn)生所述車道保持控制扭矩之后，當(dāng)確定車輛已回到控制釋放邊界的內(nèi)側(cè)時(shí)，釋放所述車道保持控制扭矩，其中所述控制釋放邊界被設(shè)定以用于釋放車輛的車道保持控制。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠基于根據(jù)車輛狀況計(jì)算出的前視距離來(lái)高效地進(jìn)行車道保持控制。并且，根據(jù)本發(fā)明，能夠預(yù)先估計(jì)在車輛前視距離處的車輛狀況，并且根據(jù)估計(jì)結(jié)果進(jìn)行穩(wěn)定高效的車道保持控制。因此，能夠解決當(dāng)需要車道保持控制時(shí)、由于系統(tǒng)中的時(shí)延而造成無(wú)法進(jìn)行車道保持控制的問(wèn)題。此外，根據(jù)本發(fā)明，能更精確地進(jìn)行車道保持控制，使得能防止頻繁引發(fā)車道保持控制的進(jìn)入和釋放。此外，根據(jù)本發(fā)明，能夠設(shè)定前視距離，其使得車道信息獲取能夠自適應(yīng)，以允許準(zhǔn)確地進(jìn)行車道保持控制。此外，根據(jù)本發(fā)明，能通過(guò)根據(jù)車輛狀況和道路狀況中的至少一個(gè)自適應(yīng)地設(shè)定前視距離來(lái)獲得車道信息，因此能更精確地進(jìn)行車道保持控制。


根據(jù)下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的車道保持控制系統(tǒng)的框圖；圖2是用于描述本發(fā)明的車道保持控制系統(tǒng)的車道保持控制的視圖；圖3是用于描述通過(guò)反映車輛的當(dāng)前行駛狀態(tài)來(lái)計(jì)算估計(jì)車輛在車輛的前視距離處的橫向偏差的方法的視圖；圖4是示出用作本發(fā)明的車道保持控制系統(tǒng)進(jìn)入車道保持控制的參考的控制進(jìn)入邊界相對(duì)于道路寬度的圖；圖5(a)和圖5(b)示出控制釋放邊界，各控制釋放邊界用作本發(fā)明的車道保持控制系統(tǒng)相對(duì)于直道和彎道分別釋放車道保持控制的參考；圖6是分別用作本發(fā)明的車道保持控制系統(tǒng)進(jìn)入和釋放車道保持控制的參考的控制進(jìn)入邊界和控制釋放邊界相對(duì)于道路曲率的圖；圖7示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的車道保持控制單元；圖8 (a)至圖8 (c)分別示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的車道保持控制系統(tǒng)中車速相對(duì)于前視距離的圖、道路曲率相對(duì)于前視距離的圖和道路寬度相對(duì)于前視距離的圖；以及圖9示出用于根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的車道保持控制單元的流程圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式進(jìn)行描述。在下面的描述中，盡管相同的元件示出在不同的附圖中，但用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示它們。另外，在本發(fā)明下面的描述中，當(dāng)對(duì)這里并入的已知功能和構(gòu)造的詳細(xì)描述可能使本發(fā)明的主題相當(dāng)不清楚時(shí)，將省略該描述。此外，當(dāng)描述本發(fā)明的組件時(shí)，這里可使用諸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等的術(shù)語(yǔ)。這些術(shù)語(yǔ)中的每一個(gè)都不用于限定對(duì)應(yīng)組件的實(shí)體、次序或順序，而是僅用于使對(duì)應(yīng)組件與其它組件相區(qū)分。應(yīng)該注意，如果說(shuō)明書中描述一個(gè)組件“連接”(connect)、“耦合”(couple)或“接合”(join)至另一個(gè)組件，則盡管第一組件可能直接連接、耦合或接合至第二組件，但第三組件可能“連接”、“耦合”且“接合”在第一組件和第二組件之間。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的車道保持控制系統(tǒng)100的框圖。圖1例示的本發(fā)明的車道保持控制系統(tǒng)100考慮系統(tǒng)中必需的時(shí)延和增加扭矩所需時(shí)間(在下文中，稱為“扭矩增加時(shí)間”)、參照估計(jì)的在車輛前方預(yù)定距離處的車輛狀況來(lái)確定是否進(jìn)入車道保持控制，如果確定應(yīng)該進(jìn)入車道保持控制，本發(fā)明的車道保持控制系統(tǒng)100產(chǎn)生車道保持控制所需的車道保持控制扭矩。參照?qǐng)D2，本發(fā)明的車道保持控制系統(tǒng)100基于估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間(已預(yù)先設(shè)定)和當(dāng)前車速來(lái)計(jì)算前視距離，如果計(jì)算出的前視距離為dl，則本發(fā)明的車道保持控制系統(tǒng)100估計(jì)車輛200在前視距離dl處的橫向偏差(crosswise error)(其也可稱為 “橫向位置值”)不會(huì)到達(dá)預(yù)先設(shè)定的控制進(jìn)入邊界，因此防止進(jìn)入車道保持控制。然而，如果計(jì)算出的前視距離為d2，則本發(fā)明的車道保持控制系統(tǒng)100估計(jì)車輛 200在前視距離d2處的橫向偏差可能越過(guò)控制進(jìn)入邊界，并且確定有必要進(jìn)入車道保持控制，因此本發(fā)明的車道保持控制系統(tǒng)開(kāi)始產(chǎn)生車道保持控制所需的車道保持控制扭矩。更具體地，如圖1所示，本發(fā)明的車道保持控制系統(tǒng)100包括估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間設(shè)定單元110，其用于設(shè)定車輛到達(dá)“控制進(jìn)入邊界”所用的“估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間”，其中控制進(jìn)入邊界被設(shè)定以用于進(jìn)入車輛的車道保持控制；前視距離計(jì)算單元 120，其用于基于估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間和車速來(lái)計(jì)算“前視距離”；橫向偏差計(jì)算單元 130，其用于計(jì)算估計(jì)車輛在前視距離處的“橫向偏差”;車道保持控制進(jìn)入確定單元140，其用于基于橫向偏差和控制進(jìn)入邊界來(lái)確定是否進(jìn)入車道保持控制；車道保持控制扭矩產(chǎn)生單元150，其用于當(dāng)根據(jù)車道保持控制進(jìn)入確定單元140的確定結(jié)果確定有必要進(jìn)入車道保持控制時(shí)，在與車道偏離方向相反的方向上產(chǎn)生“車道保持控制扭矩”，其中車道保持控制扭矩促使車輛回到控制進(jìn)入邊界的內(nèi)側(cè)；以及扭矩釋放單元160，其用于在產(chǎn)生車道保持控制扭矩之后，當(dāng)確定車輛已回到“扭矩釋放邊界”的內(nèi)側(cè)時(shí)，釋放車道保持控制扭矩，其中扭矩釋放邊界被設(shè)定以用于釋放車輛的車道保持控制。估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間設(shè)定單元110可以設(shè)定估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間， 以滿足由下面的方程1所表達(dá)的系統(tǒng)傳遞特性條件，其中系統(tǒng)傳遞特性條件由攝像機(jī)數(shù)據(jù)操作周期、車輛網(wǎng)絡(luò)傳送周期和扭矩增加時(shí)間確定。方程1T進(jìn)入≥ tl+t2+t3在方程1中，Ta入是估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間，tl是攝像機(jī)數(shù)據(jù)操作周期，t2是車輛網(wǎng)絡(luò)傳送周期。項(xiàng)t3是扭矩增加時(shí)間，其可以由最大允許扭矩和最大扭矩變化率限定。例如，扭矩增加時(shí)間可以是通過(guò)將最大允許扭矩除以最大扭矩變化率得到的值。前視距離計(jì)算單元120可以通過(guò)如下面的方程2將估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間(T λ)和當(dāng)前車速相乘來(lái)計(jì)算前視距離，其中估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間由估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間設(shè)定單元110設(shè)定。方程2d = VXT 進(jìn)入橫向偏差計(jì)算單元130可以基于從攝像機(jī)獲取的車道信息(例如，車道信息可以包括相應(yīng)道路的中心的位置信息)和車輛的當(dāng)前偏航率，計(jì)算估計(jì)車輛在前視距離處的橫向偏差，所述前視距離由前視距離計(jì)算單元120計(jì)算出。這里，橫向偏差可以表示特定點(diǎn)到基準(zhǔn)點(diǎn)(如，道路中心)的距離，其中如果假設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)的位置值是零，則橫向偏差可稱為橫向位置值，等于橫向偏差的距離其實(shí)可以是位置值。此外，當(dāng)計(jì)算橫向偏差時(shí)，橫向偏差計(jì)算單元130可反映車輛的當(dāng)前行駛狀態(tài) (behavior condition)，以便更精確地計(jì)算估計(jì)車輛在前視距離處的橫向偏差。將通過(guò)示例參照?qǐng)D3描述上面提到的橫向偏差計(jì)算方法。圖3是用于描述通過(guò)反映車輛的當(dāng)前行駛狀態(tài)來(lái)計(jì)算估計(jì)車輛在前視距離處的橫向偏差的方法的視圖。參照?qǐng)D3，如果假設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)是道路中心，橫向偏差計(jì)算單元130可根據(jù)車道信息得到X(O)，即道路中心的橫向偏差，或者可通過(guò)從車道信息獲取單元接收輸入而得到橫向偏差。橫向偏差計(jì)算單元130計(jì)算在直線上與攝像機(jī)相距前視距離d處的橫向偏差 (即，在直線上與攝像機(jī)相距前視距離d的點(diǎn)與道路中心之間的橫向距離)。此時(shí)，在直線上與傳感器(如，攝像機(jī))相距前視距離d處的橫向偏差稱為X(C)。之后，橫向偏差計(jì)算單元130通過(guò)反映行駛狀態(tài)來(lái)估計(jì)估計(jì)在前視距離d處的橫向移動(dòng)程度X(V)。估計(jì)在前視距離d處的橫向移動(dòng)程度X(V)可使用下面的方程3來(lái)計(jì)算。方程3χ (v) = d*YR/v在方程3中，d是前視距離，YR是車輛的偏航率，ν是車速。接下來(lái)，橫向偏差計(jì)算單元130可以通過(guò)從計(jì)算出的X(C)減去估計(jì)的車輛的橫向移動(dòng)程度x(v)來(lái)最終計(jì)算估計(jì)車輛在前視距離d處的橫向偏差X(d) ( BP, X(d)=
X (C) -X (V))。如圖1所示，本發(fā)明的車道保持控制系統(tǒng)100還可以包括邊界設(shè)定單元170，其中邊界設(shè)定單元170通過(guò)連接在與車道指示線相距第一距離處位于道路內(nèi)側(cè)的多個(gè)第一點(diǎn)來(lái)確定虛線，并將虛線設(shè)定為控制進(jìn)入邊界，并且邊界設(shè)定單元170通過(guò)連接在與控制進(jìn)入邊界相距第二距離處位于道路內(nèi)側(cè)的多個(gè)第二點(diǎn)來(lái)確定虛線，并將虛線設(shè)定為扭矩釋放邊界。根據(jù)如何通過(guò)邊界設(shè)定單元170來(lái)設(shè)定進(jìn)入邊界，可能過(guò)于頻繁地進(jìn)行車道保持控制進(jìn)入。尤其是，如果道路寬度較窄，車輛的橫向偏差可能很容易到達(dá)控制進(jìn)入邊界，這可能導(dǎo)致頻繁進(jìn)行車道保持控制。因此，邊界設(shè)定單元170應(yīng)該根據(jù)諸如道路的寬度和曲率的車道信息(其可以是通過(guò)攝像機(jī)獲取的車道信息)更仔細(xì)地設(shè)定控制進(jìn)入邊界。例如，邊界設(shè)定單元170可以基于道路寬度設(shè)定控制進(jìn)入邊界，其中如圖4所示，如果道路寬度在預(yù)定道路寬度范圍內(nèi)，能夠用使從車道指示線到道路內(nèi)側(cè)的第一距離 (即，車道指示線與控制進(jìn)入邊界之間的距離)與道路寬度成比例的方式來(lái)設(shè)定控制進(jìn)入邊界。也就是說(shuō)，如果道路寬度較窄，控制進(jìn)入邊界可設(shè)定得靠近車道指示線，如果道路寬度較寬，第一距離可設(shè)定得更長(zhǎng)，以便將控制進(jìn)入邊界設(shè)定得遠(yuǎn)離車道指示線。此外，在設(shè)定控制進(jìn)入邊界和控制釋放邊界時(shí)，邊界設(shè)定單元170應(yīng)該更仔細(xì)地調(diào)整和設(shè)定控制進(jìn)入邊界與控制釋放邊界之間的距離，以便防止不必要地重復(fù)車道保持控制的進(jìn)入和釋放。例如，如果控制進(jìn)入邊界與控制釋放邊界之間的距離設(shè)定得過(guò)于窄，則在進(jìn)行車道保持控制進(jìn)入之后可能很容易釋放車道保持控制，然后可能很容易進(jìn)行車道保持控制進(jìn)入。車道保持控制進(jìn)入和釋放的這種頻繁重復(fù)可能容易發(fā)生在具有大曲率的道路上， 但是很少發(fā)生在具有小曲率的道路上?？紤]到車道保持控制進(jìn)入和釋放的重復(fù)頻率根據(jù)道路曲率變化的事實(shí)，例如，邊界設(shè)定單元170可將控制進(jìn)入邊界設(shè)定為在直道上與控制釋放邊界重合(見(jiàn)圖5 (a))，但是在彎道上不與控制釋放邊界重合(見(jiàn)圖5 (b))。如果歸納為考慮到車道保持控制進(jìn)入和釋放的重復(fù)頻率根據(jù)道路曲率變化的事實(shí)來(lái)設(shè)定控制進(jìn)入邊界和控制釋放邊界，則邊界設(shè)定單元170可根據(jù)道路曲率來(lái)調(diào)整控制進(jìn)入邊界和控制釋放邊界之間的距離，其中如果道路曲率在預(yù)定道路曲率范圍內(nèi)，則邊界設(shè)定單元170可通過(guò)將控制進(jìn)入邊界和控制釋放邊界之間的距離設(shè)定為與道路曲率成比例來(lái)調(diào)整控制進(jìn)入邊界與控制釋放邊界之間的距離(見(jiàn)圖6)。在由于車輛到達(dá)或越過(guò)控制進(jìn)入邊界而進(jìn)行車道保持控制進(jìn)入之后，如果由于車輛的橫向偏差進(jìn)入到控制進(jìn)入邊界的內(nèi)側(cè)而使車輛位于控制進(jìn)入邊界和控制釋放邊界之間，并且如果道路是彎曲的，則車道保持控制扭矩產(chǎn)生單元150產(chǎn)生促使車輛沿彎道行駛的扭矩，以便維持車輛保持控制，而不釋放控制?，F(xiàn)在，將參照?qǐng)D7和圖8描述根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的車道保持控制系統(tǒng)。圖7示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的車道保持控制系統(tǒng)700。參照?qǐng)D7，本發(fā)明的車道保持控制系統(tǒng)700包括用于基于車輛狀況和道路狀況中的一個(gè)或多個(gè)信息項(xiàng)來(lái)設(shè)定前視距離的前視距離設(shè)定單元710 ；用于根據(jù)設(shè)定的前視距離來(lái)獲取車道信息的車道信息獲取單元720 ；用于基于獲取的車道信息來(lái)計(jì)算用于控制車道保持的輔助轉(zhuǎn)向扭矩的輔助轉(zhuǎn)向扭矩計(jì)算單元730;以及用于通過(guò)在轉(zhuǎn)向控制裝置處產(chǎn)生計(jì)算出的輔助轉(zhuǎn)向扭矩來(lái)進(jìn)行車道保持控制的車道保持控制單元740。
車輛狀況可包括車速，道路狀況可包括道路曲率和道路寬度中的至少一個(gè)。前視距離設(shè)定單元710可將對(duì)應(yīng)于車速的第一前視距離、對(duì)應(yīng)于道路曲率的第二前視距離和對(duì)應(yīng)于道路寬度的第三前視距離相加，并將由此得到的值設(shè)定為前視距離。圖8 (a)至圖8 (c)分別示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的車道保持控制系統(tǒng)中車速相對(duì)于前視距離的圖、道路曲率相對(duì)于前視距離的圖和道路寬度相對(duì)于前視距離的圖。參照?qǐng)D8 (a)至圖8 (c)，可以確認(rèn)第一前視距離在預(yù)定車速范圍內(nèi)成比例地對(duì)應(yīng)于車速，第二前視距離成比例地對(duì)應(yīng)于道路曲率，第三前視距離成比例地對(duì)應(yīng)于道路寬度。下面，將再次簡(jiǎn)要描述上面描述的本發(fā)明的車道保持控制系統(tǒng)100提供的車道保持控制方法。圖9示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的車道保持控制方法的流程圖。參照?qǐng)D9，本發(fā)明的車道保持控制方法包括以下步驟計(jì)算車輛到達(dá)控制進(jìn)入邊界所用的估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間，其中控制進(jìn)入邊界被設(shè)定以用于進(jìn)入車輛的車道保持控制(S900)；基于估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間和車速來(lái)計(jì)算前視距離690 ；計(jì)算估計(jì)車輛在前視距離處的橫向偏差(S904)；基于橫向偏差和控制進(jìn)入邊界來(lái)確定是否啟動(dòng)車道保持控制(S906)；當(dāng)根據(jù)確定結(jié)果確定有必要進(jìn)入車道保持控制時(shí)，在與車道偏離方向相反的方向上產(chǎn)生車道保持控制扭矩，其中車道保持控制扭矩促使車輛回到控制進(jìn)入邊界的內(nèi)側(cè)(S908)；以及在產(chǎn)生車道保持控制扭矩之后，當(dāng)確定車輛已回到扭矩釋放邊界的內(nèi)側(cè)時(shí)，釋放車道保持控制扭矩，其中扭矩釋放邊界被設(shè)定以用于釋放車輛的車道保持控制 (S910)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠基于根據(jù)車輛狀況計(jì)算出的前視距離來(lái)高效地進(jìn)行車道保持控制。并且，根據(jù)本發(fā)明，能夠預(yù)先估計(jì)在車輛前視距離處的車輛狀況，并且根據(jù)估計(jì)結(jié)果進(jìn)行穩(wěn)定高效的車道保持控制。因此，能夠解決當(dāng)需要車道保持控制時(shí)、由于系統(tǒng)中的時(shí)延而造成無(wú)法進(jìn)行車道保持控制的問(wèn)題。并且，根據(jù)本發(fā)明，能更精確地進(jìn)行車道保持控制，使得能防止頻繁引發(fā)車道保持控制的進(jìn)入和釋放。此外，根據(jù)本發(fā)明，能夠設(shè)定前視距離，其使得車道信息獲取能夠自適應(yīng)，以允許準(zhǔn)確地進(jìn)行車道保持控制。此外，根據(jù)本發(fā)明，能通過(guò)根據(jù)車輛狀況和道路狀況中的至少一個(gè)自適應(yīng)地設(shè)定前視距離來(lái)獲得車道信息，因此能更精確地進(jìn)行車道保持控制。雖然上面描述了本發(fā)明實(shí)施方式的所有組件都被耦合為單個(gè)單元、或者被耦合以作為單個(gè)單元操作，但本發(fā)明不必然限制到這樣的實(shí)施方式。也就是說(shuō)，在本發(fā)明的目的和范圍內(nèi)，在組件中，一個(gè)或多個(gè)組件可選擇性地耦合，以作為一個(gè)或多個(gè)單元操作。此外，盡管各組件可以實(shí)現(xiàn)為單獨(dú)的硬件，但是組件中的一些或全部可以選擇性地互相結(jié)合，使得它們可以實(shí)現(xiàn)為具有用于運(yùn)行在一個(gè)或多個(gè)硬件中結(jié)合的功能的一些或全部的一個(gè)或多個(gè)程序模塊的計(jì)算機(jī)程序。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能容易地構(gòu)思出構(gòu)成計(jì)算機(jī)程序的代碼和代碼段。這樣的計(jì)算機(jī)程序可以通過(guò)存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中、并且被計(jì)算機(jī)讀取和運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式。磁記錄介質(zhì)、光記錄介質(zhì)、載波介質(zhì)或類似物可被用作存儲(chǔ)介質(zhì)。此外，因?yàn)橹T如“包括”、“包含”和“具有”之類的術(shù)語(yǔ)表示一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的組件可能存在，除非從反面專門進(jìn)行描述，所以其應(yīng)該構(gòu)造為可以包括一個(gè)或多個(gè)其它組件。除非另外定義，否則包含一個(gè)或多個(gè)技術(shù)或科學(xué)術(shù)語(yǔ)的所有術(shù)語(yǔ)具有與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的同樣的含義。除非在本說(shuō)明書中明確定義，通常使用的類似字典中定義的術(shù)語(yǔ)應(yīng)該構(gòu)造為具有等同于相關(guān)描述語(yǔ)境中含義的含義，并且不應(yīng)構(gòu)造為理想或過(guò)于形式的含義。盡管出于說(shuō)明的目的對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離如所附的權(quán)利要求公開(kāi)的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種修改、增加和替換是可能的。因此，本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)施方式旨在說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)思路的范圍，并且本發(fā)明的范圍不限于實(shí)施方式。應(yīng)該用使得包括在相當(dāng)于所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)思路都屬于本發(fā)明的方式基于權(quán)利要求來(lái)構(gòu)造本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種車道保持控制系統(tǒng)，該車道保持控制系統(tǒng)基于車輛狀況計(jì)算前視距離，并且基于計(jì)算出的前視距離來(lái)進(jìn)行車道保持控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車道保持控制系統(tǒng)，其中，該車道保持控制系統(tǒng)包括估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間設(shè)定單元，其用于設(shè)定車輛到達(dá)控制進(jìn)入邊界所用的估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間，其中所述控制進(jìn)入邊界被設(shè)定以用于進(jìn)入車輛的車道保持控制；前視距離計(jì)算單元，其用于基于所述估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間和車速來(lái)計(jì)算前視距離 ；橫向偏差計(jì)算單元，其用于計(jì)算估計(jì)車輛在所述前視距離處的橫向偏差；車道保持控制進(jìn)入確定單元，其用于基于所述橫向偏差和所述控制進(jìn)入邊界來(lái)確定是否進(jìn)入車道保持控制；車道保持控制扭矩產(chǎn)生單元，其用于當(dāng)根據(jù)所述車道保持控制進(jìn)入確定單元的確定結(jié)果確定有必要進(jìn)入車道保持控制時(shí)，在與車道偏離方向相反的方向上產(chǎn)生車道保持控制扭矩，其中所述車道保持控制扭矩促使車輛回到所述控制進(jìn)入邊界的內(nèi)側(cè)；以及扭矩釋放單元，其用于在產(chǎn)生所述車道保持控制扭矩之后，當(dāng)確定車輛已回到控制釋放邊界的內(nèi)側(cè)時(shí)，釋放所述車道保持控制扭矩，其中所述控制釋放邊界被設(shè)定以用于釋放車輛的車道保持控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車道保持控制系統(tǒng)，其中，所述估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間設(shè)定單元按照使得能滿足系統(tǒng)傳遞特性條件的方式設(shè)定所述估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間， 其中所述估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間由攝像機(jī)數(shù)據(jù)操作周期、車輛網(wǎng)絡(luò)傳送周期以及扭矩增加時(shí)間確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車道保持控制系統(tǒng)，其中，所述扭矩增加時(shí)間由最大允許扭矩和最大扭矩變化率來(lái)確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車道保持控制系統(tǒng)，其中，所述前視距離計(jì)算單元通過(guò)將所述估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間和所述車速相乘來(lái)計(jì)算所述前視距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車道保持控制系統(tǒng)，其中，所述橫向偏差計(jì)算單元基于從攝像機(jī)獲取的車道信息和車輛的偏航率來(lái)計(jì)算估計(jì)車輛在所述前視距離處的橫向偏差。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車道保持控制系統(tǒng)，該車道保持控制系統(tǒng)還包括邊界設(shè)定單元，其中所述邊界設(shè)定單元通過(guò)連接從車道指示線至道路內(nèi)側(cè)第一距離處的多個(gè)第一點(diǎn)來(lái)確定虛線，并將所述虛線設(shè)定為所述控制進(jìn)入邊界，并且所述邊界設(shè)定單元通過(guò)連接從所述控制進(jìn)入邊界至道路內(nèi)側(cè)第二距離處的多個(gè)第二點(diǎn)來(lái)確定虛線，并將所述虛線設(shè)定為所述控制釋放邊界。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車道保持控制系統(tǒng)，其中，所述邊界設(shè)定單元基于道路寬度設(shè)定所述控制進(jìn)入邊界。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車道保持控制系統(tǒng)，其中，如果道路寬度在預(yù)定道路寬度范圍內(nèi)，則所述邊界設(shè)定單元按照使得從車道指示線至道路內(nèi)側(cè)的所述第一距離與道路寬度成比例的方式設(shè)定所述控制進(jìn)入邊界。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車道保持控制系統(tǒng)，其中，所述邊界設(shè)定單元根據(jù)道路曲率來(lái)調(diào)整所述控制進(jìn)入邊界與所述控制釋放邊界之間的距離。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車道保持控制系統(tǒng)，其中，如果道路曲率在預(yù)定道路曲率范圍內(nèi)，則所述邊界設(shè)定單元按照使得從車道指示線至道路內(nèi)側(cè)的所述第一距離與道路曲率成比例的方式設(shè)定所述控制進(jìn)入邊界。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車道保持控制系統(tǒng)，其中，所述邊界設(shè)定單元將所述控制進(jìn)入邊界與所述控制釋放邊界設(shè)定為在直道上彼此重合，而在彎道上彼此不重合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的車道保持控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)在彎道上車輛位于所述控制進(jìn)入邊界與所述控制釋放邊界之間時(shí)，所述車道保持控制扭矩產(chǎn)生單元產(chǎn)生促使車輛沿彎道行駛的扭矩。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車道保持控制系統(tǒng)，其中，該車道保持控制系統(tǒng)包括前視距離設(shè)定單元，其用于基于車輛狀況和道路狀況中的至少一個(gè)信息項(xiàng)來(lái)設(shè)定前視距離；車道信息獲取單元，其用于根據(jù)設(shè)定的前視距離獲取車道信息；輔助轉(zhuǎn)向扭矩計(jì)算單元，其用于基于獲取的車道信息計(jì)算用于車道保持控制的輔助轉(zhuǎn)向扭矩；以及車道保持控制單元，其用于通過(guò)在轉(zhuǎn)向控制裝置處產(chǎn)生計(jì)算出的輔助轉(zhuǎn)向扭矩來(lái)進(jìn)行車道保持控制。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的車道保持控制系統(tǒng)，其中，所述車輛狀況包括車速，所述道路狀況包括道路曲率和道路寬度中的至少一個(gè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的車道保持控制系統(tǒng)，其中，所述前視距離設(shè)定單元將對(duì)應(yīng)于車速的第一前視距離、對(duì)應(yīng)于道路曲率的第二前視距離和對(duì)應(yīng)于道路寬度的第三前視距離相加，并將由此得到的值設(shè)定為前視距離。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的車道保持控制系統(tǒng)，其中，所述第一前視距離在預(yù)定車速范圍內(nèi)成比例地對(duì)應(yīng)于車速，所述第二前視距離在預(yù)定道路曲率范圍內(nèi)成比例地對(duì)應(yīng)于道路曲率，所述第三前視距離在預(yù)定道路寬度范圍內(nèi)成比例地對(duì)應(yīng)于道路寬度。
18.—種車道保持控制方法，該方法包括以下步驟計(jì)算車輛到達(dá)控制進(jìn)入邊界所用的估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間，其中所述控制進(jìn)入邊界被設(shè)定以用于進(jìn)入車輛的車道保持控制；基于所述估計(jì)控制進(jìn)入邊界到達(dá)時(shí)間和車速來(lái)計(jì)算前視距離；計(jì)算估計(jì)車輛在所述前視距離處的橫向偏差；基于所述橫向偏差和所述控制進(jìn)入邊界來(lái)確定是否進(jìn)入車道保持控制；當(dāng)根據(jù)所述車道保持控制進(jìn)入確定單元的確定結(jié)果確定有必要進(jìn)入車道保持控制時(shí)， 在與車道偏離方向相反的方向上產(chǎn)生車道保持控制扭矩，其中所述車道保持控制扭矩促使車輛回到所述控制進(jìn)入邊界的內(nèi)側(cè)；以及在產(chǎn)生所述車道保持控制扭矩之后，當(dāng)確定車輛已回到控制釋放邊界的內(nèi)側(cè)時(shí)，釋放所述車道保持控制扭矩，其中所述控制釋放邊界被設(shè)定以用于釋放車輛的車道保持控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及車道保持控制，更具體地，涉及能預(yù)先估計(jì)在車輛前方預(yù)定距離處的車輛狀況、并且使得能夠根據(jù)預(yù)先估計(jì)結(jié)果穩(wěn)定高效地進(jìn)行車道保持控制的車道保持控制方法和系統(tǒng)。
文檔編號(hào)B60W40/02GK102189993SQ20111009932
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日
發(fā)明者金淳泰 申請(qǐng)人:株式會(huì)社萬(wàn)都