一种车辆车道居中保持系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种车辆车道居中保持系统及方法，本方法由车道线模块能够使用车辆前向摄像头车道线信息、左侧摄像头车道线信息、右侧摄像头车道线信息以及车辆车速信息计算当前车辆与车辆所在车道线的左侧偏离距离、右侧偏离距离以及车道线的预锚曲率，车道偏离补偿模块能够使用左侧偏离距离信息、右侧偏离距离信息及车辆速度计算用于抑制车道偏离的偏离方向盘转角，方向盘转角前馈模块能够使用车道线预锚曲率、车辆速度计算得出前馈方向盘转角，方向盘转角计算模块能够使用偏离方向盘转角、前馈方向盘转角、车辆车速以及当前方向盘转角计算出目标方向盘转角，完成当前车辆的转向控制，从而控制车辆在车道内居中。其开启不受低速限制，适合多种工况。适合多种工况。适合多种工况。

【技术实现步骤摘要】
一种车辆车道居中保持系统及方法


[0001]本专利技术属于汽车
，具体涉及一种车辆车道居中保持系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，车辆实现的车道居中保持方法多数需要有开启条件，例如：有些需要在车辆速度大于等于40Km/h时，才可开启车道居中保持功能，在车辆速度小于40Km/h时，则退出车道居中保持功能。由于车辆车道居中保持功能开启受低速限制，使用工况也较为单一。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就在于提供一种车辆车道居中保持系统，还提供一种车辆车道居中保持方法，以解决现有方法车辆车道居中保持功能开启受低速限制，对弯道等多种路况，以及高速路工况、快速路工况、城市拥堵路等多种工况使用受限的问题。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0005]一种车辆车道居中保持系统，由车道线模块、方向盘转角前馈模块、车道偏离补偿模块以及方向盘转角计算模块四部分组成；
[0006]所述车道线模块能够使用车辆前向摄像头车道线信息、左侧摄像头车道线信息、右侧摄像头车道线信息以及车辆车速信息计算当前车辆与车辆所在车道线的左侧偏离距离、右侧偏离距离以及车道线的预锚曲率；
[0007]所述车道偏离补偿模块能够使用左侧偏离距离信息、右侧偏离距离信息及车辆速度计算用于抑制车道偏离的偏离方向盘转角；
[0008]所述方向盘转角前馈模块能够使用车道线预锚曲率、车辆速度计算得出前馈方向盘转角；
[0009]所述方向盘转角计算模块能够使用偏离方向盘转角、前馈方向盘转角、车辆车速以及当前方向盘转角计算出目标方向盘转角，完成当前车辆的转向控制，从而控制车辆在车道内居中。
[0010]一种车辆车道居中保持方法，包括以下步骤：
[0011]A、判断是否开启车辆车道居中保持系统；
[0012]B、车道线模块使用车辆前向摄像头车道线信息、左侧摄像头车道线信息、右侧摄像头车道线信息以及车辆车速V信息计算当前车辆与车辆所在车道线的左侧偏离距离dL、右侧偏离距离dR以及车道线的预锚曲率k1；
[0013]C、车道偏离补偿模块使用左侧偏离距离信息dL、右侧偏离距离信息dR及车辆速度V计算用于抑制车道偏离的偏离方向盘转角δ1；根据左侧偏离距离信息dL及右侧偏离距离dR信息计算出车道偏离量d＝dL
‑
dR；以车道偏离量d为输入，典型的使用PI算法计算用于抑制车道偏离的偏离方向盘转角δ1；
[0014]D、方向盘转角前馈模块使用车道线预锚曲率k1、车辆车速V得出前馈方向盘转角δ2；根据车道线预锚曲率K1计算出车辆期望转向半径R1，根据车辆车速V计算车辆允许的最
小转向半径R2：若R1≥R2，则根据车辆期望转向半径R1计算出车辆前轮转向角δf，根据前轮转向角δf查一维表得到前馈方向盘转角δ2；若R1＜R2，则输出前馈方向盘转角δ2为无效值，退出车道居中保持算法；
[0015]E、方向盘转角计算模块使用偏离方向盘转角δ1、前馈方向盘转角δ2、车辆车速V以及当前方向盘转角δ计算出目标方向盘转角δ3；根据偏离方向盘转角δ1、前馈方向盘转角δ2计算期望方向盘转角δ4＝δ1+δ2，根据当前车速V查一维表得到当前车辆允许的方向盘转角最大限值δmax：若
‑
δmax≤δ4≤δmax，则输出期望目标方向盘转角δ5＝δ4；若δ4＞δmax，输出期望目标方向盘转角δ5＝δmax；若δ4＜
‑
δmax，则输出期望目标方向盘转角δ5＝
‑
δmax。根据当前方向盘转角δ及期望目标方向盘转角δ5计算差值δ6＝δ
‑
δ5：若
‑
0.5
°
≤δ6≤0.5
°
，则输出目标方向盘转角δ3＝δ；若δ6＞0.5
°
或δ6＜
‑
0.5
°
，则输出目标方向盘转角δ3＝δ5；
[0016]F、判断是否退出车辆车道居中保持系统。
[0017]进一步地，步骤A，车辆车道居中保持系统的开启需同时满足以下条件：
[0018]A1、当车辆速度V满足条件0≤V≤130km/h；
[0019]A2、当前车辆方向盘转角δ满足条件
–
Δ1≤δ≤Δ1，其中Δ1由当前车辆速度查一维表得出；
[0020]A3、当前方向盘手力矩L满足条件
–
Δ2≤L≤Δ2,其中Δ2由当前车辆速度查一维表得出；
[0021]A4、当前前向摄像头能够检测出当前车道线信息，两侧车道线、单一侧车道线均视为能够检测出当前车道线信息；
[0022]A5、道路曲率k满足条件k≤Δ3,其中Δ3由当前车辆速度查一维表得出；
[0023]A6、并且，当前向摄像头能够检测出当前车道两侧车道线时，左侧偏离距离dL与右侧偏移距离dR之差d满足条件
–
Δ4≤d≤Δ4，中Δ4由当前车辆速度查一维表得出。
[0024]进一步地，步骤B，包括以下步骤：
[0025]B1、根据当前车辆前向摄像头车道线信息输出当前车辆所在车道线信息：若识别不了车道线信息则不进入车道居中保持功能；若能够识别两侧车道线信息，则与左侧摄像头车道线信息、右侧摄像头车道线信息融合后，输出车辆当前车道线信息；若只能识别左侧车道线信息，则以左侧车道线信息为基准，车道宽度为3.5m，计算出虚拟的右侧车道线信息，输出车辆当前车道线信息；若只能识别右侧车道线信息，则以右侧车道线信息为基准，车道宽度为3.5m，计算出虚拟的左侧车道线信息，输出车辆当前车道线信息。
[0026]B2、根据车辆当前车道线信息计算车辆前轴中心点距离两侧车道线的左侧偏离距离dL、右侧偏离距离dR。根据当前车速查一维表获得预锚距离d1。根据车辆当前车道线信息及预锚距离d1计算车道线的预锚曲率k1。
[0027]进一步地，步骤C，其中PI算法的比例参数Kp为当前速度V查一维表得出，积分参数Ki为当前速度V查一维表得出。
[0028]进一步地，步骤F，车辆车道居中保持系统的退出需满足以下任一条件：
[0029]F1、当车辆速度V满足条件V＜0km/h或V＞130km/h；
[0030]F2、当前方向盘手力矩L满足条件L＞Δ2或L＜
‑
Δ2,其中Δ2由当前车辆速度查一维表得出；
[0031]F3、当前前向摄像头无法检测出当前车道线信息；
[0032]F4、道路曲率k满足条件k＞Δ3,其中Δ3由当前车辆速度查一维表得出；
[0033]F5、当前摄像头能够检测出当前车道线两侧车道线时，左侧偏离距离dL与右侧偏移距离dR之差d满足条件d＞Δ4或d＜
‑
Δ4,其中Δ4由当前车辆速度查一维表得出。
[0034]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0035]本专利技术车辆车道居中保持方法，其车辆车道居中保持功能其开启不受低速限制，支持0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆车道居中保持系统，其特征在于：由车道线模块、方向盘转角前馈模块、车道偏离补偿模块以及方向盘转角计算模块四部分组成；所述车道线模块能够使用车辆前向摄像头车道线信息、左侧摄像头车道线信息、右侧摄像头车道线信息以及车辆车速信息计算当前车辆与车辆所在车道线的左侧偏离距离、右侧偏离距离以及车道线的预锚曲率；所述车道偏离补偿模块能够使用左侧偏离距离信息、右侧偏离距离信息及车辆速度计算用于抑制车道偏离的偏离方向盘转角；所述方向盘转角前馈模块能够使用车道线预锚曲率、车辆速度计算得出前馈方向盘转角；所述方向盘转角计算模块能够使用偏离方向盘转角、前馈方向盘转角、车辆车速以及当前方向盘转角计算出目标方向盘转角，完成当前车辆的转向控制，从而控制车辆在车道内居中。2.一种车辆车道居中保持方法，其特征在于，包括以下步骤：A、判断是否开启车辆车道居中保持系统；B、车道线模块使用车辆前向摄像头车道线信息、左侧摄像头车道线信息、右侧摄像头车道线信息以及车辆车速V信息计算当前车辆与车辆所在车道线的左侧偏离距离dL、右侧偏离距离dR以及车道线的预锚曲率k1；C、车道偏离补偿模块使用左侧偏离距离信息dL、右侧偏离距离信息dR及车辆速度V计算用于抑制车道偏离的偏离方向盘转角δ1；根据左侧偏离距离信息dL及右侧偏离距离dR信息计算出车道偏离量d＝dL
‑
dR；以车道偏离量d为输入，典型的使用PI算法计算用于抑制车道偏离的偏离方向盘转角δ1；D、方向盘转角前馈模块使用车道线预锚曲率k1、车辆车速V得出前馈方向盘转角δ2；根据车道线预锚曲率K1计算出车辆期望转向半径R1，根据车辆车速V计算车辆允许的最小转向半径R2：若R1≥R2，则根据车辆期望转向半径R1计算出车辆前轮转向角δf，根据前轮转向角δf查一维表得到前馈方向盘转角δ2；若R1＜R2，则输出前馈方向盘转角δ2为无效值，退出车道居中保持算法；E、方向盘转角计算模块使用偏离方向盘转角δ1、前馈方向盘转角δ2、车辆车速V以及当前方向盘转角δ计算出目标方向盘转角δ3；根据偏离方向盘转角δ1、前馈方向盘转角δ2计算期望方向盘转角δ4＝δ1+δ2，根据当前车速V查一维表得到当前车辆允许的方向盘转角最大限值δmax：若
‑
δmax≤δ4≤δmax，则输出期望目标方向盘转角δ5＝δ4；若δ4＞δmax，输出期望目标方向盘转角δ5＝δmax；若δ4＜
‑
δmax，则输出期望目标方向盘转角δ5＝
‑
δmax。根据当前方向盘转角δ及期望目标方向盘转角δ5计算差值δ6＝δ
‑
δ5：若
‑
0.5
°
≤δ6≤0.5
°
，则输出目标方向盘转角δ3＝δ；若δ6＞0.5
°
...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹包华，潘泽洵，吴迪，陈浩，田雨禾，王志伟，李红吉，石莹，刘光远，刘鹏程，刘健禹，
申请(专利权)人：长春一汽富晟集团有限公司，
类型：发明
国别省市：