專利名稱：用于車道保持輔助調(diào)節(jié)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于車道保持輔助調(diào)節(jié)的方法和裝置。
背景技術(shù)：
具有自動(dòng)干預(yù)車輛動(dòng)態(tài)性(Fahrzeugdynamik)或者自動(dòng)車道修正的車道保持輔助系統(tǒng)也稱作干預(yù)式車道保持輔助系統(tǒng)，LDP (lane departureprevention :車道偏離預(yù)防)，LKS (lane keeping system :車道保持系統(tǒng))或者 LKAS (lane keeping assistant system 車道保持輔助系統(tǒng))。車道保持輔助系統(tǒng)借助于環(huán)境傳感機(jī)構(gòu)來(lái)探測(cè)車輛周圍環(huán)境并且干預(yù)車輛動(dòng)態(tài)性，以便防止車輛離開車道。在此，可以控制車輛的不同執(zhí)行器，尤其是車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和/或制動(dòng)器。尤其是在電機(jī)械轉(zhuǎn)向(EPS, electric powersteering :電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向)、主動(dòng)轉(zhuǎn)向(AFS, active front steering (主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向)或 RWS (rear wheel steering :后輪轉(zhuǎn)向)的情況下可以自動(dòng)干預(yù)車輛轉(zhuǎn)向。制動(dòng)干預(yù)尤其可以通過(guò)單方制動(dòng)干預(yù)或非對(duì)稱制動(dòng)干預(yù)進(jìn)行。通過(guò)干預(yù)車輛執(zhí)行機(jī)構(gòu)施加圍繞車輛縱軸線的橫擺力矩，所述橫擺力矩使車輛橫擺運(yùn)動(dòng)，從而防止離開車道。在此，基于連續(xù)的調(diào)節(jié)量、尤其是轉(zhuǎn)向力矩并且在整個(gè)行車道寬度上有效的LKS系統(tǒng)是已知的。這種調(diào)節(jié)會(huì)感到不舒適，因?yàn)檎{(diào)節(jié)量連續(xù)地且與駕駛員意圖無(wú)關(guān)地進(jìn)行干預(yù)。其他駕駛員輔助系統(tǒng)旨在根據(jù)超過(guò)調(diào)節(jié)閾值來(lái)進(jìn)行干預(yù)。然而這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于調(diào)節(jié)閾值典型地與車輛相對(duì)于行車道邊界的位置無(wú)關(guān)地起作用并且因此在行車道較寬時(shí)常常過(guò)早地進(jìn)行干預(yù)。DE 10 2008 040 627 Al描述用于運(yùn)行轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)的裝置和方法，具有環(huán)境對(duì)象接近方面的自適應(yīng)。在此，定義自已車道的邊緣處的不干預(yù)區(qū)域，在所述不干預(yù)區(qū)域以外不進(jìn)行車道保持輔助系統(tǒng)的行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明提出用于車道保持輔助調(diào)節(jié)的方法和裝置，其當(dāng)?shù)陀谥敝两徊嫦藿绲能嚨谰€的剩余行駛時(shí)間時(shí)開始自動(dòng)干預(yù)行駛動(dòng)態(tài)性。這因此可以是用于調(diào)節(jié)干預(yù)或者行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)的激活規(guī)則。因此，有利地提出車輛的車道的內(nèi)部地帶，在所述內(nèi)部地帶中不進(jìn)行車道保持輔助調(diào)節(jié)的行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)。用于結(jié)束自動(dòng)的行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)的去激活規(guī)則旨在將車輛取向與車道方向進(jìn)行比較。車輛取向在此例如可以通過(guò)行駛方向——即車輛的速度矢量的方向說(shuō)明或者通過(guò)車輛的縱軸線來(lái)確定。車道方向作為車道的當(dāng)前方向得出并且例如可以通過(guò)車道的中線處或限界的車道線處的切線來(lái)確定。作為方向比較的補(bǔ)充，也可以將距車道線的最小距離包含到去激活規(guī)則中，以便不允許過(guò)快的隨后的激活。因此，去激活規(guī)則可以通過(guò)兩個(gè)或更多個(gè)子規(guī)則形成。方向的比較一方面可以如下進(jìn)行在車輛取向與車道方向平行時(shí)滿足去激活規(guī)貝U。此外，也可以當(dāng)越過(guò)平行性時(shí)一即當(dāng)車輛方向與車道方向之間的交角改變其符號(hào)時(shí)才達(dá)到去激活規(guī)則。根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一些優(yōu)點(diǎn)通過(guò)僅僅在車道的外部邊緣區(qū)域中進(jìn)行自動(dòng)的車輛調(diào)節(jié)，有利地由此不涉及內(nèi)部區(qū)域，從而在所述內(nèi)部區(qū)域中不出現(xiàn)干擾駕駛員的束縛或者不出現(xiàn)不期望的行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)。駕駛員例如可以不受干擾地在車道的內(nèi)部區(qū)域中略微向左駕駛，以便為了隨后從更大的在前行駛的車輛旁超車能夠更清楚地看到鄰接的反向車道，或者能夠在略遠(yuǎn)的右側(cè)位置中更好地注意到交通標(biāo)志牌和指示牌。為此，檢驗(yàn)剩余行駛時(shí)間比例如與距側(cè)向限界的車道線的橫向距離的閾值的純粹比較有利，因?yàn)楫?dāng)駕駛員有意識(shí)地想要看清前方的交通空間時(shí)其例如允許以小的角度接近直至車道線附近，而不是已經(jīng)進(jìn)行激活。通過(guò)去激活自動(dòng)的車輛干預(yù)不取決于橫向距離或者離開側(cè)面邊緣區(qū)域，而取決于車輛至少平行于車道方向的足夠橫擺運(yùn)動(dòng)，可以避免在邊緣區(qū)域中持續(xù)地實(shí)施并且在結(jié)束之后又立即進(jìn)行自動(dòng)的行駛動(dòng)態(tài)性調(diào)節(jié)干預(yù)。通過(guò)去激活規(guī)則有利地要求方向的交角進(jìn)行符號(hào)變換并且因此所述車輛經(jīng)由平行橫擺或擺動(dòng)到相反方向中，可以特別良好地抑制這種持續(xù)重新設(shè)置的調(diào)節(jié)。所基于的知識(shí)是尤其是在彎道情況中這種過(guò)橫擺也是有利的。在簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)彎中，低于最小距離更可能出現(xiàn)在彎道外部的車道線處，因此在左轉(zhuǎn)彎中出現(xiàn)在右側(cè)車道線處。行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)使得車輛的取向更強(qiáng)地進(jìn)到彎道中，在此有助于車輛隨后進(jìn)行從外部車道線離開。沒(méi)有繪出的中間車道線(其沒(méi)有繪在行車道中)可以根據(jù)本發(fā)明由攝像機(jī)信號(hào)和(必要時(shí))由導(dǎo)航信號(hào)求得。在此，當(dāng)由攝像機(jī)信號(hào)求得的車道線之間的橫向距離被識(shí)別為過(guò)大和/或由地圖信號(hào)和導(dǎo)航信號(hào)求得存在多車道的行車道時(shí)，可以識(shí)別所述情況。


圖1示出在實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的方法時(shí)車輛在行車道上的行駛情況；圖2以放大視圖示出圖1中的車輛；圖3示出相應(yīng)當(dāng)前的剩余行駛時(shí)間的時(shí)間變化過(guò)程的曲線圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)圖1，車輛I在行車道3的右車道2中行駛。行車道3如示出的那樣可以具有右車道2和左車道3并且在側(cè)面通過(guò)車道線4和5限界；中間車道線6將兩個(gè)車道2和7分開。車道2的車道方向Rs作為限界的車道線處的切線或者其平均值得出。車輛2以行駛速度V行駛，其方向Rv根據(jù)圖1通常可以偏離車道方向Rx。此外，車輛2的縱軸線的方向RL可以偏離Rv和Rx。根據(jù)圖1，索引X和y涉及車道2 ;x方向相應(yīng)于車道方向Rs,橫向方向y垂直于X。對(duì)于速度V的合成有v2=v2x+v2y其中Vx是速度相對(duì)于車道方向R的縱向分量而Vy表示橫向速度。車輛I以?shī)A角相對(duì)于車道方向Rs行駛。因此，得到VX = V smcp和vy = y coscp。車道保持輔助調(diào)節(jié)包括用于自動(dòng)的行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)的激活規(guī)則(觸發(fā)規(guī)則)Kl和去激活規(guī)則K2。車輛I具有車道保持輔助系統(tǒng)11，其具有控制裝置10，其中所述車道保持輔助系統(tǒng)11例如也可以集成在行駛動(dòng)態(tài)性調(diào)節(jié)中。車輛上的行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)可以包括例如電機(jī)械轉(zhuǎn)向或者電轉(zhuǎn)向(EPS electricpower steering :電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向)時(shí)的自動(dòng)轉(zhuǎn)向干預(yù)和/或自動(dòng)制動(dòng)干預(yù)、尤其是單方制動(dòng)干預(yù)或非對(duì)稱的制動(dòng)干預(yù)。為了實(shí)施行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)，控制裝置10相應(yīng)地通過(guò)行駛動(dòng)態(tài)性控制信號(hào)S1、S2直接或間接地觸發(fā)輪制動(dòng)器12和/或轉(zhuǎn)向干預(yù)裝置15，所述轉(zhuǎn)向干預(yù)裝置例如是電的或電機(jī)械的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一部分。車道保持輔助調(diào)節(jié)的時(shí)間激活規(guī)則Kl通過(guò)直至越過(guò)車道線4、5的剩余行駛時(shí)間(TLC, time to line crossing :至越線的時(shí)間)t來(lái)確定,根據(jù)圖1因此是右車道線5。因此得出直至越 過(guò)車道線5的時(shí)間T T =Sy/Vy其中Sy例如定義為車輛I的外部物理邊界與車道線5的橫向距離。現(xiàn)在，作為觸發(fā)規(guī)則Kl比較剩余行駛時(shí)間T與一個(gè)下閾值Ts。因此適用于T ^ Ts即剩余行駛時(shí)間(至越線的時(shí)間)T達(dá)到或低于下閾值Ts。為此，如此選擇下閾值Ts，使得其恰好在人的反應(yīng)時(shí)間(驚恐時(shí)間)Tlteak以下，但仍在技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間Tlteal以上。
_] TEeak>Ts>TEeal以通過(guò)輪制動(dòng)器12的功能表現(xiàn)為例，這因此是壓力建立時(shí)間加上橫擺或方向改變所需的時(shí)間。圖3示例性地示出一個(gè)行駛場(chǎng)景在時(shí)刻t0，車輛I距右車道線5還具有足夠的距離，在時(shí)刻tl，TLC低于閾值Ts，使得隨后開始行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)。因此，車輛I從時(shí)刻tl起雖然首先仍繼續(xù)接近車道線5，但根據(jù)圖3具有減小的斜率，使得其隨后在t2達(dá)到最小值之后又遠(yuǎn)離車道線5。為了去激活行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)，設(shè)有去激活規(guī)則K2。所述去激活規(guī)則K2包含可以根據(jù)替代方案K2a或K2b構(gòu)建的檢驗(yàn)K2a :行駛方向Rv (v的矢量)和/或車輛方向& (縱軸線的方向)重新平行于車道方向Rs， K2b :已經(jīng)越過(guò)(一方面)行駛方向Rv (V的矢量)和/或車輛方向RL (縱軸線的方向)與(另一方面)車道方向Rs之間的平行性？
因此，K2可以根據(jù)變型方案K2a取決于Rv和Rs的純粹的平行性。因此，在行駛方向Rv與車道方向R平行的情況下，剩余行駛時(shí)間T變?yōu)闊o(wú)窮，如圖3的曲線圖中的時(shí)刻t3。交角變?yōu)榱?。?dāng)根據(jù)變型方案K2b檢驗(yàn)越過(guò)平行性時(shí)，因此檢驗(yàn)交角(P是否改變其符號(hào)。補(bǔ)充地，也可以將橫向距離Sy的評(píng)估包含到去激活規(guī)則中，使得Sy例如大于
0.2 b，其中b是車道2的車道寬度。因此，也必須滿足兩個(gè)子規(guī)則。有利地，考慮車輛I前方的車道2的走向，以便考慮非直線的走向來(lái)求得剩余行駛時(shí)間(TLC) T。例如可以通過(guò)攝像機(jī)系統(tǒng)14、18——例如具有立體攝像機(jī)14及其控制裝置18的、位于車輛前部區(qū)域中的立體攝像機(jī)系統(tǒng)來(lái)監(jiān)視車道走向，將圖像信號(hào)S3輸出給控制裝置10。補(bǔ)充地或替代地，可以使用關(guān)于車道2或者整個(gè)行車道3的走向的地圖數(shù)據(jù)，所述地圖數(shù)據(jù)由導(dǎo)航系統(tǒng)16提供，所述導(dǎo)航系統(tǒng)以已知的方式具有用于接收GPS信號(hào)的GPS接收器20和地圖存儲(chǔ)器21以及控制裝置22，所述控制裝置實(shí)施地圖匹配。因此，可以進(jìn)行地圖數(shù)據(jù)中的地圖匹配或位置確定。在例如彎曲的車道2的情況下基于地圖數(shù)據(jù)來(lái)求得剩余行駛時(shí)間T或者至越線的時(shí)間的方法本身是已知的?；旧?，例如在地方公路的情況下或者在多車道高速路的施工工地中可能沒(méi)有繪出例如中間的車道線6。當(dāng)由攝像機(jī)信號(hào)求得的車道線4與5之間的橫向距離(在此例如2 *b)被識(shí)別為過(guò)大和/或由地圖信號(hào)和導(dǎo)航信號(hào)求得存在多車道的行車道3時(shí)，可以識(shí)別所述情況。在此情況下，可以求得中間車道線6，其方式是，由立體攝像機(jī)14檢測(cè)兩個(gè)側(cè)面車道線4、5并且由此直接或在參考導(dǎo)航數(shù)據(jù)的情況下求得中間車道6的位置。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法根據(jù)圖4在步驟StO中——即在開始行駛動(dòng)態(tài)性調(diào)節(jié)時(shí)或者起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)開始，或在 行駛期間(即v>0)才開始。隨后,根據(jù)步驟Stl連續(xù)地通過(guò)車輛I的CAN總線接收行駛動(dòng)態(tài)性數(shù)據(jù)，并且根據(jù)步驟St2求得直至交叉或達(dá)到車道4、5之一的剩余行駛時(shí)間(TLC) T。當(dāng)在判定步驟St3中沒(méi)有滿足激活規(guī)則Kl時(shí)，根據(jù)分支n使方法又返回到步驟Stl之前，因此繼續(xù)進(jìn)行由Stl和St2構(gòu)成的循環(huán)。如果滿足激活規(guī)則K1，即滿足T ( Ts,則根據(jù)支路yl隨后在步驟St4中通過(guò)例如輸出用于制動(dòng)干預(yù)或轉(zhuǎn)向干預(yù)的行駛動(dòng)態(tài)性控制信號(hào)S1、S2開始具有主動(dòng)行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)的行駛動(dòng)態(tài)性調(diào)節(jié)，并且繼續(xù)根據(jù)步驟St5檢驗(yàn)是否滿足去激活規(guī)則K2。只要不滿足K2，則根據(jù)支路n2在一個(gè)循環(huán)中持續(xù)地實(shí)施步驟St4，直至根據(jù)支路y2滿足去激活規(guī)則K2并且因此在步驟St6中結(jié)束行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)并且使所述方法返回至步驟Stl之前。根據(jù)本發(fā)明的車道保持輔助調(diào)節(jié)的控制裝置10具有用于接收攝像機(jī)信號(hào)S3、行駛動(dòng)態(tài)性信號(hào)S4和導(dǎo)航信號(hào)S5的接口 10-1以及用于輸出制動(dòng)控制信號(hào)SI和(必要時(shí))轉(zhuǎn)向控制信號(hào)S2的接口 10-2。接口 10-1和10-2例如可以通過(guò)CAN總線形成。
權(quán)利要求
1.用于車輛(I)的車道保持輔助方法，所述車輛(I)在車道(2)上行駛， 其中，檢驗(yàn)是否滿足用于自動(dòng)的行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)的激活規(guī)則，并且在滿足所述激活規(guī)則時(shí)輸出用于所述行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)的控制信號(hào)(SI，S2)，其特征在于，作為激活規(guī)則求得直至交叉或達(dá)到側(cè)面的車道線(4，5)的剩余行駛時(shí)間(τ )以及將所述剩余行駛時(shí)間與閾值(Ts)進(jìn)行比較，以及 在所述自動(dòng)的行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)期間檢驗(yàn)用于結(jié)束所述自動(dòng)的行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)的去激活規(guī)則(Κ2)，其中，所述去激活規(guī)則(Κ2)包含車輛取向(Rv，RL)與車道方向(Rs)的比較。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述去激活規(guī)則(K2)包含求得是否達(dá)到或越過(guò)所述車輛取向(Rv，RL)與所述車道方向(Rs)的平行性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，求得所述車輛取向(RI，Rv)與所述車道方向(Rs)之間的交角(φ)，并且所述去激活規(guī)則(K2)包含檢驗(yàn)是否出現(xiàn)所述交角(φ)的符號(hào)變換。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，僅僅通過(guò)所述車輛取向(Rv，RL)與所述車道方向(Rs)的比較來(lái)形成所述去激活規(guī)則(K2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述去激活規(guī)則(K2)包括其他子規(guī)則。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，作為其他子規(guī)則設(shè)有求得距車道線(4，5)的橫向距離(Sy)是否超過(guò)一個(gè)最小距離。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，求得是否沒(méi)有檢測(cè)到車道線(6)，以及在所述情況下由攝像機(jī)信號(hào)求得沒(méi)有檢測(cè)到的車道線(6)的位置。
8.用于車道保持輔助調(diào)節(jié)、尤其是用于實(shí)施根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法的控制裝置(10 )，其中，所述控制裝置(10 )具有用于接收行駛動(dòng)態(tài)性信號(hào)(S2 )和用于輸出用于改變車輛(I)的行駛動(dòng)態(tài)性的控制信號(hào)(SI，S2)的接口(10-1，10-2)， 其中，所述控制裝置檢驗(yàn)是否滿足用于自動(dòng)的行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)的激活規(guī)則(Kl)并且在滿足所述激活規(guī)則(Kl)時(shí)輸出用于所述行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)的控制信號(hào)(SI，S2)，其特征在于， 所述控制裝置(10)作為所述激活規(guī)則求得直至交叉或達(dá)到側(cè)面的車道線(4，5)的剩余行駛時(shí)間(τ )以及將所述剩余行駛時(shí)間與閾值(Ts)進(jìn)行比較，以及在所述行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)期間檢驗(yàn)用于結(jié)束所述自動(dòng)的行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)的去激活規(guī)則(Κ2)，其中，所述去激活規(guī)則(Κ2)包含車輛取向(Rv，RL)與車道方向(Rs)的比較。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于車輛(1)的車道保持輔助方法，所述車輛(1)在車道(2)上行駛，其中檢驗(yàn)是否滿足用于自動(dòng)的行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)的激活規(guī)則，并且在滿足所述激活規(guī)則時(shí)輸出用于所述行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)的控制信號(hào)。在此提出，作為激活規(guī)則求得直至交叉或達(dá)到側(cè)面的車道線(4，5)的剩余行駛時(shí)間以及將所述剩余行駛時(shí)間與閾值(Ts)進(jìn)行比較，以及在所述自動(dòng)的行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)期間檢驗(yàn)用于結(jié)束所述自動(dòng)的行駛動(dòng)態(tài)性干預(yù)的去激活規(guī)則，其中所述去激活規(guī)則包含車輛取向(Rv，RL)與車道方向(Rs)的比較。
文檔編號(hào)B60W30/12GK103043054SQ20121038910
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
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