車輛的車道保持輔助系統(tǒng)及其方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)是通過車道圖像信息和車輛的Chassis數(shù)據(jù)即車速傳感器和橫擺角速度傳感器計(jì)算道路的曲率半徑，利用融合所述兩個信號應(yīng)用加權(quán)值的道路曲率半徑計(jì)算函數(shù)，預(yù)測車輛的行進(jìn)軌跡。本發(fā)明專利技術(shù)的車道保持輔助系統(tǒng)是其組成包括：左側(cè)和右側(cè)曲率濾波器，利用從所述圖像裝置獲得的圖像信息，求出左側(cè)車道和右側(cè)車道的曲率半徑；Chassis曲率濾波器，利用從所述橫擺角速度傳感器和車速傳感器獲得的橫擺角速度和車速求出Chassis曲率半徑；曲率條件結(jié)構(gòu)與加權(quán)值結(jié)構(gòu)部，利用從所述左側(cè)和右側(cè)曲率濾波器以及所述Chassis曲率濾波器獲得的所述左側(cè)和右側(cè)車道曲率半徑以及所述Chassis曲率半徑，根據(jù)當(dāng)前車輛動作狀態(tài)決定曲率條件和加權(quán)值條件值，求出最終曲率值。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
車輛的車道保持輔助系統(tǒng)及其方法
本專利技術(shù)涉及車輛的車道保持輔助系統(tǒng)及其方法，具體是無論車輛在行駛狀態(tài)或有外部阻礙因素，都可預(yù)測車輛行進(jìn)軌跡且不受車輛行駛狀態(tài)或外部阻礙因素影響的車道保持輔助系統(tǒng)及其方法。
技術(shù)介紹
車道保持輔助系統(tǒng)（LKAS：LaneKeepingAssistanceSystem）是利用攝影頭識別車道并自動轉(zhuǎn)向的技術(shù)，利用攝像頭的圖像處理，測定車道寬度、車道上的車輛的橫向位置、與兩側(cè)車道之間的距離以及車道形態(tài)、道路曲率半徑，利用所獲車輛位置和道路信息控制車輛。韓國專利公開2009-0089079號、2010-0005362號、2010-0000388號和美國專利7626533號等都是車道保持控制方面的傳統(tǒng)技術(shù)。但所述傳統(tǒng)的車道保持控制技術(shù)是道路的曲率半徑以從攝像頭獲取的圖像信息為基礎(chǔ)，因此在彎道上變更車道時，以車輛位置為準(zhǔn)，成為相對曲率半徑而為變更車道實(shí)施控制時無法以旨在反饋的基礎(chǔ)信息加以應(yīng)用。其它傳統(tǒng)技術(shù)解決所述問題的方法是利用從車速傳感器和橫擺角速度傳感器獲取的道路曲率半徑。但從車速傳感器和橫擺角速度傳感器獲取的道路曲率半徑是車輛行駛曲折彎道等行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向角的變化也隨之變大，因此不能應(yīng)用于車輛控制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
技術(shù)課題本專利技術(shù)是在所述技術(shù)背景下進(jìn)行創(chuàng)造，其目的在于提供一種可以預(yù)測車輛行進(jìn)軌跡且不受車輛行駛狀態(tài)或外部阻礙因素影響的車輛的車道保持輔助系統(tǒng)及其方法。解決方案為解決所述問題，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是，利用車道圖像信息和車輛Chassis數(shù)據(jù)即車速傳感器和橫擺角速度傳感器計(jì)算道路的曲率半徑，使用融合所述兩個信號應(yīng)用加權(quán)值的道路曲率半徑計(jì)算函數(shù)預(yù)測車輛的行進(jìn)軌跡。本專利技術(shù)一方面涉及的車道保持輔助系統(tǒng)是，與車輛圖像裝置和橫擺角速度傳感器以及車速傳感器連接，識別車道實(shí)施所述車輛自動轉(zhuǎn)向的車道保持輔助系統(tǒng)（LKAS:LaneKeepingAssistanceSystem），其組成包括：左側(cè)和右側(cè)曲率濾波器，利用從所述圖像裝置獲得的圖像信息，求出左側(cè)車道和右側(cè)車道的曲率半徑；Chassis曲率濾波器，利用從所述橫擺角速度傳感器和車速傳感器獲得的橫擺角速度和車速求出Chassis曲率半徑；曲率條件構(gòu)成與加權(quán)值構(gòu)成部，利用從所述左側(cè)和右側(cè)曲率濾波器以及所述Chassis曲率濾波器獲得的所述左側(cè)和右側(cè)車道曲率半徑以及所述Chassis曲率半徑，根據(jù)當(dāng)前車輛動作狀態(tài)決定曲率條件和加權(quán)值條件值，求出最終曲率值。所述左側(cè)和右側(cè)曲率濾波器和所述Chassis曲率濾波器是應(yīng)由按以下[數(shù)學(xué)式1]的卡爾曼濾波器構(gòu)成為宜。[數(shù)學(xué)式1](P是系統(tǒng)協(xié)方差，Q和R分別是過程噪聲協(xié)方差和測量噪聲協(xié)方差，K是通過協(xié)方差計(jì)算的卡爾曼增益)。本專利技術(shù)另一方面涉及的車道保持輔助系統(tǒng)中預(yù)測車輛行進(jìn)軌跡的方法，其實(shí)施步驟包括：利用從車輛圖像裝置獲得的圖像信息求出各左側(cè)車道和右側(cè)車道的曲率半徑；利用從所述車輛的橫擺角速度傳感器和車速傳感器獲得的橫擺角速度和車速求出Chassis曲率半徑；利用從所述左側(cè)和右側(cè)曲率濾波器和所述Chassis曲率濾波器獲得的所述左側(cè)和右側(cè)車道的曲率半徑以及所述Chassis曲率半徑，根據(jù)當(dāng)前車輛的動作狀態(tài)決定曲率條件和加權(quán)值條件值，然后求出最終曲率值。在求最終曲率值的步驟，所述左側(cè)和右側(cè)車道的曲率半徑之差超過既定的臨界值，以及所述左側(cè)車道的曲率半徑與所述Chassis曲率半徑之差和所述右側(cè)車道曲率半徑與所述Chassis曲率半徑之差中其中某一個較大時，從所述左側(cè)車道的曲率半徑和所述右側(cè)車道的曲率半徑中排除之差更大一方的值而求出最終曲率值。如果所述橫擺角速度超過既定的臨界值，則排除所述Chassis曲率半徑，只利用所述左側(cè)車道和右側(cè)車道的曲率半徑，求出最終曲率值。有益效果根據(jù)本專利技術(shù)，可以利用車道的圖像信息和車輛ChassisData即車速傳感器和橫擺角速度傳感器，計(jì)算道路曲率半徑，并利用融合所述兩個信號應(yīng)用加權(quán)值的道路曲率半徑計(jì)算函數(shù)，預(yù)測車輛行進(jìn)軌跡且不受車輛的特殊行駛狀態(tài)和車道誤識別/未識別等外部阻礙因素的影響。具體地說，利用通過圖像裝置的車道曲率半徑信息控制車輛時有可能發(fā)生的無法控制的狀況即誤識別/未識別車道的狀況下也可以實(shí)施控制。在曲折彎道行駛等轉(zhuǎn)向角快速變化時有可能發(fā)生的道路曲率半徑數(shù)據(jù)跳動的狀態(tài)下也可以實(shí)施控制。不僅如此，車輛在彎道上改變車道時也可以穩(wěn)定提供車道的曲率半徑。本專利技術(shù)的另一效果就是故障安全功能。就是反復(fù)確認(rèn)圖像裝置和車輛傳感器部，即使一側(cè)發(fā)生故障，也可以及時隔離故障而始終穩(wěn)定控制車輛。附圖說明圖1是本專利技術(shù)實(shí)施例的車輛的車道保持輔助系統(tǒng)中使用的傳感器融合曲率補(bǔ)償邏輯結(jié)構(gòu)圖。圖2是本專利技術(shù)實(shí)施例的車輛的車道保持輔助系統(tǒng)曲率條件結(jié)構(gòu)以及加權(quán)值結(jié)構(gòu)塊中根據(jù)當(dāng)前車輛動作狀態(tài)決定曲率條件和加權(quán)值條件值的過程流程圖。具體實(shí)施方式為使本專利技術(shù)實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。本專利技術(shù)中使用的術(shù)語僅用以說明實(shí)施例，并不是對本專利技術(shù)進(jìn)行限制。本說明書中的單數(shù)形式，在文句中沒有特別提示的前提下，也包含復(fù)數(shù)形式。說明書中使用的“包括（comprises）”或者“包括的(comprising)”不排除所涉及的構(gòu)件、步驟、動作以及/或元件以外的一個以上的其它構(gòu)件、步驟、動作以及/或元件的存在或者補(bǔ)充。下面結(jié)合附圖，對本專利技術(shù)實(shí)施例的車輛的車道保持輔助系統(tǒng)及其方法詳細(xì)進(jìn)行描述。圖1是本專利技術(shù)實(shí)施例的車輛的車道保持輔助系統(tǒng)中使用的傳感器融合曲率補(bǔ)償邏輯結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，本專利技術(shù)實(shí)施例的車輛的車道保持輔助系統(tǒng)中，對從車輛的圖像裝置110獲得的圖像信息應(yīng)用左側(cè)曲率濾波器140和右側(cè)曲率濾波器150得到左側(cè)車道和右側(cè)車道的曲率半徑（ρLFT，ρRGT），對從橫擺角速度傳感器120和車速傳感器130獲得的車輛Chassis數(shù)據(jù)即橫擺角速度和車速(V)應(yīng)用Chassis曲率濾波器160得到Chassis曲率半徑（ρChassis）。然后在曲率結(jié)構(gòu)條件和加權(quán)值結(jié)構(gòu)塊170根據(jù)當(dāng)前車輛的動作狀態(tài)決定曲率條件和加權(quán)值條件，獲得最終的曲率值（ρmaster）左側(cè)曲率濾波器140、右側(cè)曲率濾波器150以及Chassis曲率濾波器160上應(yīng)用的卡爾曼濾波器的公式見以下[數(shù)學(xué)式1]?！緮?shù)學(xué)式1】在這里P是系統(tǒng)協(xié)方差，Q和R分別是過程噪聲協(xié)方差和測量噪聲協(xié)方差，K是利用協(xié)方差計(jì)算的卡爾曼增益。在曲率條件結(jié)構(gòu)和加權(quán)值結(jié)構(gòu)塊170，如本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種車道保持輔助系統(tǒng)，其特征在于，與車輛圖像裝置和橫擺角速度傳感器以及車速傳感器連接，并識別車道實(shí)施所述車輛自動轉(zhuǎn)向的車道保持輔助系統(tǒng)，其組成包括：左側(cè)和右側(cè)曲率濾波器，利用從所述圖像裝置獲得的圖像信息，求出左側(cè)車道和右側(cè)車道的曲率半徑；Chassis曲率濾波器，利用從所述橫擺角速度傳感器和車速傳感器獲得的橫擺角速度和車速求出Chassis曲率半徑；曲率條件構(gòu)成與加權(quán)值構(gòu)成部，利用從所述左側(cè)和右側(cè)曲率濾波器以及所述Chassis曲率濾波器獲得的所述左側(cè)和右側(cè)車道曲率半徑以及所述Chassis曲率半徑，根據(jù)當(dāng)前車輛動作狀態(tài)決定曲率條件和加權(quán)值條件值，求出最終曲率值。

【技術(shù)特征摘要】
2011.08.24 KR 10-2011-00846061.一種車道保持輔助系統(tǒng)，其特征在于，與車輛圖像裝置和橫擺角速度傳感器以及車速傳感器連接，并識別車道實(shí)施所述車輛自動轉(zhuǎn)向的車道保持輔助系統(tǒng)，其組成包括：左側(cè)和右側(cè)曲率濾波器，利用從所述圖像裝置獲得的圖像信息，求出左側(cè)車道和右側(cè)車道的曲率半徑；Chassis曲率濾波器，利用從所述橫擺角速度傳感器和車速傳感器獲得的橫擺角速度和車速求出Chassis曲率半徑；曲率條件構(gòu)成與加權(quán)值構(gòu)成部，利用從所述左側(cè)和右側(cè)曲率濾波器以及所述Chassis曲率濾波器獲得的所述左側(cè)和右側(cè)車道曲率半徑以及所述Chassis曲率半徑，根據(jù)當(dāng)前車輛動作狀態(tài)決定曲率條件和加權(quán)值條件值，求出最終曲率值；所述左側(cè)和右側(cè)曲率濾波器和所述Chassis曲率濾波器是由按照以下[數(shù)學(xué)式1]的卡爾曼濾波器構(gòu)成，[數(shù)學(xué)式1]P是系統(tǒng)協(xié)方差，Q和R分別是過程噪聲協(xié)方差和測量噪聲協(xié)方差，K是通過協(xié)方差計(jì)算的卡爾曼增益。2.一種車道保持輔助系統(tǒng)中預(yù)測車輛行進(jìn)軌跡的方法，其實(shí)施步驟包括：利用從車輛圖像裝置獲得的圖像信息求出各左側(cè)車道和右側(cè)車道的曲率半徑；利用從所述車輛的橫擺角速度傳感器和車速...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李俊翰，
申請(專利權(quán))人：現(xiàn)代摩比斯株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：