车辆自动车道追随控制系统与方法技术方案

本发明专利技术公开一种车辆自动车道追随控制系统与方法，其包含一影像感测器、一转向角感测器、一惯性量测单元、一车速感测器、一电子装置与一控制器。该影像感测器产生一车道信息；该转向角感测器产生一转向角信息；该惯性量测单元产生一加速度信息、一偏航率信息与一倾斜角信息；该车速感测器产生一车速信息；该控制器分别电连接该影像感测器、该转向角感测器、该惯性量测单元、该电子装置与该车速感测器，且该控制器接收一数字地图信息、该车道信息、该转向角信息、该加速度信息、该偏航率信息、该倾斜角信息以及该车速信息，计算该方向盘的一补偿角信息。 1

Vehicle automatic lane tracking control system and method

The invention discloses a vehicle automatic lane tracking control system and a method, which includes an image sensor, a steering angle sensor, an inertial measurement unit, a speed sensor, an electronic device and a controller. The image sensor generates a lane information; the steering angle sensor generates a steering angle information; the inertial measurement unit generates an acceleration information, a yaw rate information and a tilt angle information, and the speed sensor generates a speed information; the controller electrically connects the image sensor, the steering angle sensor, and the sensor, respectively. An inertial measurement unit, the electronic device and the speed sensor, and the controller receives a digital map information, the lane information, the steering angle information, the acceleration information, the yaw rate information, the tilt angle information, and the speed information, and calculates a compensation angle information of the steering wheel. One

【技术实现步骤摘要】
车辆自动车道追随控制系统与方法
本专利技术涉及一种车辆自动车道追随控制系统与方法，特别涉及一种考量车辆的倾斜角与车道的坡度角的车辆自动车道追随控制系统与方法。
技术介绍
在美国交通部的统计数据显示，车辆因偏离车道所造成的碰撞事故，约占所有碰撞事故的51％，而在另外一份美国州际高速公路与交通协会的报告指出，车辆偏离车道所造成的死亡率，占了所有交通事故死亡率的58％。可见，车辆偏离车道导致碰撞事故发生的机率很高，且是常容易导致死亡的交通事故。因此，汽车厂商设计一种车道追随控制系统(LaneFollowingControl，LFC)，车道追随控制系统的中控系统经由感测系统获得相对于车辆的车道几何信息，通过控制转向系统使车辆维持行驶于车道中央线上，防止车辆偏离车道，进而避免交通事故的发生，更能减少驾驶者的负担。现有的车道追随控制系统大多利用影像感测器检测车道线，当车辆在平坦的车道上行驶时，车道追随控制系统可以成功地控制该车辆的方向盘，让该车辆维持于两侧的二车道线之间行驶。然而，当该车辆在行驶时产生倾斜角(RollAngle)，或者当车道具有坡度角(BankAngle)时，该车道追随控制系统可能因为该车辆的该倾斜或该车道具有该坡度角而导致方向盘偏离控制，该车辆可能无法有效地维持在该二车道线之间行驶。在中国专利CN101778753B中，公开了一种用于支持车辆的车道保持的操作方法和系统，其主要目的是防止车辆在行经弯道时偏移车道，通过预测该车辆的未来轨迹与所期望的车道位置进行比较，决定该车辆的转向。然而，该专利并没有考虑该车辆的倾斜角，其所使用的操作方法仍可能无法将该车辆维持在车道线之间。因此，如图6所示，需要考虑一车辆60在行驶时碰到一倾斜角61或一车道具有一坡度角的状况，改善现有车道追随控制系统，让该车道追随控制系统在方向盘控制上，不会偏离过多，将该车辆60维持在二车道线之间行驶，降低驾驶因疲劳或偏离车道所造成的意外伤亡。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种车辆自动车道追随控制系统，该车辆自动车道追随控制系统参考车辆的倾斜角与车道的坡度角调整该车辆的方向盘的转向角，有效地将该车辆控制在车道线之间。根据上述的目的，本专利技术提供一种车辆自动车道追随控制系统，包含：一影像感测器，感测一车辆的一车道以产生一车道信息；一转向角感测器，感测该车辆的一方向盘的一转向角以产生一转向角信息；一惯性量测单元，感测该车辆的一加速度、一偏航率与一倾斜角以产生一加速度信息、一偏航率信息与一倾斜角信息；一车速感测器，感测该车辆的车速以产生一车速信息；一电子装置，接收一数字地图信息；一控制器，分别电连接该影像感测器、该转向角感测器、该惯性量测单元、该车速感测器及该电子装置，且该控制器接收该数字地图信息、该车道信息、该转向角信息、该加速度信息、该偏航率信息、该倾斜角信息以及该车速信息，计算该方向盘的一补偿角信息。在车辆自动车道追随控制系统中，该控制器包含：一中央线计算单元，电连接该影像感测器，接收该车道信息，计算该车道的一中央线以输出一中央线信息；一预测轨迹计算单元，分别电连接该转向角感测器与该惯性量测单元，接收该转向角信息、该加速度信息、该偏航率信息以及该数字地图信息，计算该车辆的一预测偏移轨迹信息；一横向位移面积计算单元，电连接该中央线计算单元与该预测轨迹计算单元，接收该预测偏移轨迹信息与该中央线信息，计算一第一面积与一第二面积；一转向角计算单元，电连接该惯性感测单元与该横向位移面积计算单元，接收该第一面积与该第二面积，并参考该车道的一坡度角信息与该车辆的一倾斜角，计算该方向盘的该补偿角信息。在车辆自动车道追随控制系统中，该第一面积与该第二面积之间的差值为一偏移面积，根据该偏移面积，该转向角计算单元计算该方向盘的该补偿角信息。在车辆自动车道追随控制系统中，该电子装置为一全球定位系统，该全球定位系统接收该数字地图信息，该控制器根据该数字地图信息获得该车道的该坡度角。在车辆自动车道追随控制系统中，该偏移面积为该第一面积与该第二面积之间的差值，该第一面积与该第二面积的公式为：其中d1为一第一点，该第一点为该车辆的一水平延伸线与该中央线的一交叉点，d2为一第二点，该第二点为该预测偏移轨迹信息的一轨迹与该中央线的交叉点，d3为一第三点，该第三点为前视点，d4为一第四点，该第四点为该第三点的该水平延伸线与该中央线的该交叉点，A为该第一面积，B为该第二面积，func2(s)为该中央线信息，func1(s)为该预测偏移轨迹信息。本专利技术的另一目的在于提供一种车辆自动车道追随控制方法，通过该方法可计算该车辆的该方向盘的该补偿角信息，并根据该车辆的该倾斜角信息与该车道的该坡度角信息，控制该车辆在二车道线的中央线上。根据上述的目的，本专利技术提供一种车辆自动车道追随控制方法，包含下列步骤：通过一影像感测器感测一车辆的一车道的二车道线以产生一车道信息，并输出该车道信息至一中央线计算单元；通过一中央线计算单元接收该车道信息以计算一中央线信息，并输出该中央线信息；根据一车辆的偏航率信息、加速度信息、车速信息以及该车辆的一方向盘的一转向角，计算该车辆的预测偏移轨迹信息；根据该车辆的该预测偏移轨迹信息与该中央线信息，计算该车辆的横向位移面积；根据该横向位移面积以计算一偏移面积，进而计算该车辆的该方向盘的一补偿角信息；参考该车道的一坡度角信息、该车辆的一倾斜角信息以及一对照表，修正该车辆的该方向盘的该补偿角信息。在车辆自动车道追随控制方法中，该第一面积与该第二面积之间的差值为一偏移面积，根据该偏移面积，该转向角计算单元计算该方向盘的该补偿角信息。在车辆自动车道追随控制方法中，在根据该横向位移面积以计算该偏移面积，进而计算该车辆的该方向盘的该补偿角信息的步骤中，计算在该中央线信息与该预测偏移轨迹信息之间的一第一面积与一第二面积，该偏移面积等于该第一面积与该第二面积之间的差值，该第一面积与该第二面积的公式为：其中d1为一第一点，该第一点为该车辆的一水平延伸线与该中央线的一交叉点，d2为一第二点，该第二点为该预测偏移轨迹信息的一轨迹与该中央线的交叉点，d3为一第三点，该第三点为前视点，d4为一第四点，该第四点为该第三点的该水平延伸线与该中央线的该交叉点，A为该第一面积，B为该第二面积，func2(s)为该中央线信息，func1(s)为该预测偏移轨迹信息。在车辆自动车道追随控制方法中，该车道的该坡度角信息是参考一数字地图信息而获得。在车辆自动车道追随控制方法中，该对照表是根据该车道的该坡度角、该车辆的该倾斜角与该车速，并应用一线性回归方法计算统计而得。本专利技术的有益效果是：进一步参考该车辆的倾斜角与该车道的坡度角，让该车辆自动车道追随控制系统在该方向盘控制上，不会偏离过多，可将该车辆维持在二车道线的中央线上行驶，降低驾驶因疲劳或偏离车道所造成的意外伤亡。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1为本专利技术的车辆自动车道追随控制系统的系统方框图；图2为车辆目测轨迹与预测轨迹的示意图；图3为该车辆的横向位移面积的示意图；图4为车辆的倾斜角或车道的坡度角与方向盘的转向角之间的关系曲线图；图5为本专利技术的车辆自动车道追随控制方法的步骤流程图；图6为车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆自动车道追随控制系统，其特征在于，该车辆自动车道追随控制系统包含

【技术特征摘要】
1.一种车辆自动车道追随控制系统，其特征在于，该车辆自动车道追随控制系统包含有：一影像感测器，感测一车辆的一车道以产生一车道信息；一转向角感测器，感测该车辆的一方向盘的一转向角以产生一转向角信息；一惯性量测单元，感测该车辆的一加速度、一偏航率与一倾斜角以产生一加速度信息、一偏航率信息与一倾斜角信息；一车速感测器，感测该车辆的车速以产生一车速信息；一电子装置，接收一数字地图信息；一控制器，分别电连接该影像感测器、该转向角感测器、该惯性量测单元、该车速感测器及该电子装置，且接收该数字地图信息、该车道信息、该转向角信息、该加速度信息、该偏航率信息、该倾斜角信息以及该车速信息，以计算该方向盘的一补偿角信息。2.根据权利要求1所述的车辆自动车道追随控制系统，其特征在于，该控制器包含：一中央线计算单元，电连接该影像感测器，接收该车道信息，计算该车道的一中央线以输出一中央线信息；一预测轨迹计算单元，分别电连接该转向角感测器与该惯性量测单元，接收该转向角信息、该加速度信息、该偏航率信息以及该数字地图信息，计算该车辆的一预测偏移轨迹信息；一横向位移面积计算单元，电连接该中央线计算单元与该预测轨迹计算单元，接收该预测偏移轨迹信息与该中央线信息，计算一第一面积与一第二面积；一转向角计算单元，电连接该惯性感测单元与该横向位移面积计算单元，接收该第一面积与该第二面积，并参考该车道的一坡度角信息与该车辆的一倾斜角，计算该方向盘的该补偿角信息。3.根据权利要求2所述的车辆自动车道追随控制系统，其特征在于，该第一面积与该第二面积之间的差值为一偏移面积，根据该偏移面积，该转向角计算单元计算该方向盘的该补偿角信息。4.根据权利要求2所述的车辆自动车道追随控制系统，其特征在于，该电子装置为一全球定位系统，该全球定位系统接收该数字地图信息，该控制器根据该数字地图信息获得该车道的该坡度角。5.根据权利要求2所述的车辆自动车道追随控制系统，其特征在于，该偏移面积为该第一面积与该第二面积之间的差值，该第一面积与该第二面积的公式为：其中d1为一第一点，该第一点为该车辆的一水平延伸线与该中央线的一交叉点，d2为一第二点，该第二点为该预测偏移轨迹信息的一轨迹与该中央线的交叉点，d3为一第三点，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾柏凱，徐锦衍，黄世杰，
申请(专利权)人：财团法人车辆研究测试中心，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71