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原文传递一种车道保持辅助方法及系统

专利名称：	一种车道保持辅助方法及系统
摘要：	本发明实施例涉及车辆安全驾驶技术领域，公开了一种车道保持辅助方法及系统，该方法包括：分析路面图像以获得车道线参数信息；根据车道线的参数信息和车道线识别距离，计算出目标行驶轨迹在预设时间段内的第一横向位移值；根据车辆姿态参数信息和车道线识别距离，计算出车辆在预设的时间段内的第二横向位移值；根据第一横向位移值和第二横向位移值，计算出横向位移值的偏差量；根据横向位移值的偏差量以及各种外界因素，计算出车辆的方向盘需求力矩；再结合预设的前馈补偿控制力矩和驾驶员的手力矩计算出目标执行力矩；并根据目标执行力矩控制车辆，以使车辆按照预设的行驶轨迹行驶。实施本发明实施例，能够辅助用户将车辆保持在正确的车道上。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	广州小鹏汽车科技有限公司
发明人：	谢兆夫
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-13T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201910192397.1
公开号：	CN109760677A
代理机构：	广州德科知识产权代理有限公司
代理人：	万振雄;杨中强
分类号：	B60W30/12(2006.01);B;B60;B60W;B60W30
申请人地址：	510555 广东省广州市中新广州知识城九佛建设路333号245室
主权项：	1.一种车道保持辅助方法，其特征在于，所述方法包括：分析拍摄到的路面车道线图像信息，以获取车道线的参数信息和车道线识别距离；根据所述车道线的参数信息和所述车道线识别距离，计算出目标行驶轨迹在预设时间段内的第一横向位移值；根据车辆姿态参数信息和所述车道线识别距离，计算出车辆在所述预设的时间段内的第二横向位移值；根据所述第一横向位移值和所述第二横向位移值，计算出横向位移值的偏差量；根据所述横向位移值的偏差量以及所述车辆的运动学参数、外部环境参数和驾驶员介入参数，计算出所述车辆的方向盘需求力矩；根据所述车辆的方向盘需求力矩与预设的前馈补偿控制力矩计算出输出力矩；根据所述输出力矩和所述驾驶员的手力矩计算出目标执行力矩；根据所述目标执行力矩控制所述车辆，以使所述车辆按照预设的行驶轨迹行驶。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆的方向盘需求力矩与预设的前馈补偿控制力矩计算出输出力矩，包括：计算所述车辆的方向盘需求力矩与预设的前馈补偿控制力矩的总和的绝对值；判断所述绝对值是否小于或等于预设的力矩阈值；若所述绝对值小于或等于预设的力矩阈值，以所述车辆的方向盘需求力矩与预设的前馈补偿控制力矩的总和作为输出力矩。 3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在判断出所述绝对值小于或等于预设的力矩阈值之后，以及以所述车辆的方向盘需求力矩与预设的前馈补偿控制力矩的总和作为输出力矩之前，所述方法还包括：判断所述绝对值的增长速率是否小于或等于预设的速率阈值；若所述绝对值的增长速率小于或等于预设的速率阈值，执行所述以所述车辆的方向盘需求力矩与预设的前馈补偿控制力矩的总和作为输出力矩的步骤。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述车道线的参数信息和所述车道线识别距离，计算出目标行驶轨迹在预设时间段内的第一横向位移值，包括：根据所述车道线的参数信息、所述车道线识别距离以及结合以下公式，计算出目标行驶轨迹在预设时间段内的第一横向位移值，即：其中，dylane(Xp)表示第一横向位移值，所述车道线的参数信息包括：左侧车道线距离坐标原点的距离yl、右侧车道线距离坐标原点的距离yr、左侧车道线航向角εl、右侧车道线航向角εr、左侧车道线曲率C0l、右侧车道线曲率C0r、左侧车道线曲率变化率C1l和右侧车道线曲率变化率C1r；所述Xp表示所述车道线识别距离。 5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据已获得的车辆姿态参数信息和所述车道线识别距离，计算出车辆在所述预设的时间段内的第二横向位移值，包括：根据已获得的车辆姿态参数信息、所述车道线识别距离以及结合以下公式，计算出车辆在所述预设的时间段内的第二横向位移值，即：其中，dyvehicle(Xp)表示第二横向位移值，所述车辆姿态参数信息包括：车辆横摆角ψ、车辆质心偏侧角β和车辆横摆角速度所述Xp表示所述车道线识别距离；v为所述车辆的行驶速度。 6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述横向位移值的偏差量以及所述车辆的运动学参数、外部环境参数和驾驶员介入参数，计算出所述车辆的方向盘需求力矩，包括：根据所述车辆的运动学参数、所述车辆的外部环境参数和所述车辆的驾驶员介入参数计算出比例系数、积分系数和微分系数；根据所述比例系数、所述积分系数、所述微分系数、所述横向位移值的偏差量以及结合以下公式，计算出所述车辆的方向盘需求力矩，即：其中，Msteer表示所述车辆的方向盘需求力矩，所述Δdy表示所述横向位移值的偏差量，所述KP表示所述比例系数，所述KI表示所述积分系数，所述KD表示所述微分系数。 7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述输出力矩和所述驾驶员的手力矩计算出目标执行力矩，包括：根据所述输出力矩和所述驾驶员的手力矩，运用预设的电子转向助力函数计算出电子转向助力力矩；计算所述输出力矩、所述驾驶员的手力矩和所述电子转向助力力矩的和作为目标执行力矩。 8.一种车道保持辅助系统，其特征在于，所述车道保持辅助系统包括：前视摄像装置、主控电子控制单元、转向单元和车辆传感器；其中：所述前视摄像装置，用于分析拍摄到的路面车道线图像信息，以获取车道线的参数信息和车道线识别距离；所述主控电子控制单元，用于根据所述前视摄像装置获取的车道线的参数信息和所述车道线识别距离，计算出目标行驶轨迹在预设时间段内的第一横向位移值；所述主控电子控制单元，还用于根据所述车道线识别距离和所述车辆传感器获得的车辆姿态参数信息，计算出车辆在所述预设的时间段内的第二横向位移值；所述主控电子控制单元，还用于根据所述第一横向位移值和所述第二横向位移值，计算出横向位移值的偏差量；所述主控电子控制单元，还用于根据所述横向位移值的偏差量以及所述车辆传感器获取的车辆运动学参数、外部环境参数和驾驶员介入参数，计算出所述车辆的方向盘需求力矩；所述主控电子控制单元，还用于根据所述车辆的方向盘需求力矩与预设的前馈补偿控制力矩计算出输出力矩；所述转向单元，用于根据所述输出力矩和所述驾驶员的手力矩计算出目标执行力矩；所述转向单元，还用于根据所述目标执行力矩控制所述车辆，以使所述车辆按照预设的行驶轨迹行驶。 9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述主控电子控制单元用于根据所述车辆的方向盘需求力矩与预设的前馈补偿控制力矩计算出输出力矩的方式具体为：所述主控电子控制单元，用于计算所述车辆的方向盘需求力矩与预设的前馈补偿控制力矩的总和的绝对值；以及，判断所述绝对值是否小于或等于预设的力矩阈值；以及，若所述绝对值小于或等于预设的力矩阈值，以所述车辆的方向盘需求力矩与预设的前馈补偿控制力矩的总和作为输出力矩。 10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述主控电子控制单元用于在判断出所述绝对值小于或等于预设的力矩阈值时，以所述车辆的方向盘需求力矩与预设的前馈补偿控制力矩的总和作为输出力矩的方式具体为：所述主控电子控制单元，用于在判断出所述绝对值小于或等于预设的力矩阈值时，判断所述绝对值的增长速率是否小于或等于预设的速率阈值；以及，若所述绝对值的增长速率小于或等于预设的速率阈值，以所述车辆的方向盘需求力矩与预设的前馈补偿控制力矩的总和作为输出力矩。 11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述主控电子控制单元用于根据所述前视摄像装置获取的车道线的参数信息和所述车道线识别距离，计算出目标行驶轨迹在预设时间段内的第一横向位移值的方式具体为：所述主控电子控制单元，用于根据所述前视摄像装置获取的车道线的参数信息、所述车道线识别距离以及结合以下公式，计算出目标行驶轨迹在预设时间段内的第一横向位移值，即：其中，dylane(Xp)表示第一横向位移值，所述车道线的参数信息包括：左侧车道线距离坐标原点的距离yl、右侧车道线距离坐标原点的距离yr、左侧车道线航向角εl、右侧车道线航向角εr、左侧车道线曲率C0l、右侧车道线曲率C0r、左侧车道线曲率变化率C1l和右侧车道线曲率变化率C1r；所述Xp表示所述车道线识别距离。 12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述主控电子控制单元用于根据所述车道线识别距离和所述车辆传感器获得的车辆姿态参数信息，计算出车辆在所述预设的时间段内的第二横向位移值的方式具体为：所述主控电子控制单元，用于根据所述车道线识别距离、所述车辆传感器获得的车辆姿态参数信息以及结合以下公式，计算出车辆在所述预设的时间段内的第二横向位移值，即：其中，dyvehicle(Xp)表示第二横向位移值，所述车辆姿态参数信息包括：车辆横摆角ψ、车辆质心偏侧角β和车辆横摆角速度所述Xp表示所述车道线识别距离；v为所述车辆的行驶速度。 13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述主控电子控制单元用于根据所述横向位移值的偏差量以及所述车辆传感器获取的车辆运动学参数、外部环境参数和驾驶员介入参数，计算出所述车辆的方向盘需求力矩的方式具体为：所述主控电子控制单元，用于根据所述车辆传感器获取的车辆运动学参数、所述车辆传感器获取的车辆外部环境参数和所述车辆传感器获取的车辆驾驶员介入参数计算出比例系数、积分系数和微分系数；以及，根据所述比例系数、所述积分系数、所述微分系数和所述横向位移值的偏差量结合以下公式，计算出所述车辆的方向盘需求力矩，即：其中，MsteerPID表示所述车辆的方向盘需求力矩，所述Δdy表示所述横向位移值的偏差量，所述KP表示所述比例系数，所述KI表示所述积分系数，所述KD表示所述微分系数。 14.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述转向单元用于根据所述输出力矩和所述驾驶员的手力矩计算出目标执行力矩的方式具体为：所述转向单元，用于根据所述输出力矩和所述驾驶员的手力矩，运用预设的电子转向助力函数计算出电子转向助力力矩；以及，计算所述输出力矩、所述驾驶员的手力矩和所述电子转向助力力矩的和作为目标执行力矩。 15.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求8～14任一项所述的车道保持辅助系统。
所属类别：	发明专利