汽車變車道控制裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種汽車變車道控制裝置及其控制方法，具體而言，包括：生成目標(biāo)車道的目標(biāo)車道生成部；生成目標(biāo)距離的目標(biāo)距離生成部；到生成的目標(biāo)車道中心線為止，經(jīng)過汽車的當(dāng)前點和以車輛為準(zhǔn)還有目標(biāo)距離那么遠(yuǎn)的目標(biāo)車道中心線上的點，以行車方向為切線方向?qū)崟r生成圓軌跡的圓軌跡生成部；為了使汽車沿著生成的圓軌跡行駛，計算目標(biāo)比率和目標(biāo)操向角的操向控制部。該發(fā)明可以在變車道時，防止操向異質(zhì)感和汽車偏斜現(xiàn)象。
【專利說明】汽車變車道控制裝置及其控制方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車的變車道控制裝置及其控制方法，具體而言，基于從攝像頭獲取的路況信息和各種傳感器中獲取的行駛信息，控制汽車自動變更車道的變車道控制裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]智能型汽車控制系統(tǒng)中，車道維持控制裝置(Lane Keeping Assist System,以下簡稱LKAS)是保護(hù)駕駛?cè)藛T安全的必備系統(tǒng)。這些系統(tǒng)通常檢測車道，感應(yīng)汽車的行駛狀態(tài)，進(jìn)行車道維持控制以便汽車不偏離檢測的車道，或偏離車道時發(fā)出警告。
[0003]包括車道在內(nèi)的路況信息是，通過安裝在擋風(fēng)玻璃和車內(nèi)后視鏡之間的攝像頭傳感器獲取道路前方影像，在LKAS攝像頭系統(tǒng)對所獲取的道路影像進(jìn)行處理來獲取的。并且，行駛信息是通過安裝在汽車的各種傳感器和E⑶(Electronic Control Unit)來獲取的。
[0004]LKAS感應(yīng)到駕駛?cè)藛T的變車道意圖時，根據(jù)后方是否有汽車以及行駛狀態(tài)，向駕駛?cè)藛T發(fā)出警告的系統(tǒng)也出現(xiàn)過。在這些系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展，利用攝像頭系統(tǒng)的路況信息，自動變更為目標(biāo)車道的變車道系統(tǒng)也有。通常來講，變車道系統(tǒng)利用向目標(biāo)車道引導(dǎo)的虛擬的車道和汽車之間的相隔距離，完成變車道的控制。但是，這種車道變更系統(tǒng)只反映虛擬車道和汽車之間的相隔距離進(jìn)行控制，存在操向異質(zhì)感和汽車偏斜現(xiàn)象導(dǎo)致操向不安全的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)課題
為了解決上述的技術(shù)課題，本發(fā)明旨在于`提供，可以防止操向異質(zhì)感和汽車偏斜現(xiàn)象的汽車變車道控制裝置及其控制方法。
[0006]技術(shù)方案
為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供的汽車變車道控制裝置包括:生成目標(biāo)車道的目標(biāo)車道生成部；生成目標(biāo)距離的目標(biāo)距離生成部；經(jīng)過汽車的當(dāng)前點和以汽車為準(zhǔn)還有目標(biāo)距離那么遠(yuǎn)的目標(biāo)車道中心線上的點，以行車方向為切線方向?qū)崟r生成圓軌跡的圓軌跡生成部；為了使汽車沿著圓軌跡行駛，計算目標(biāo)比率和目標(biāo)操向角的操向控制部。
[0007]最理想的情況是，目標(biāo)車道生成部向某一個方向轉(zhuǎn)換當(dāng)前行車車道的寬幅那么寬，生成虛擬的目標(biāo)車道。
[0008]最理想的情況是，目標(biāo)距離生成部基于車速和目標(biāo)車道中心線與汽車的橫向偏離距離算出。
[0009]最理想的情況是，操向控制部在目標(biāo)車道中心線上，基于汽車偏離距離、目標(biāo)車道中心線和汽車形成的偏離角、汽車的側(cè)滑移量和車速，計算目標(biāo)比率。
[0010]最理想的情況是，操向控制部基于目標(biāo)比率計算目標(biāo)操向角。[0011]為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提供的變車道控制方法包括:a)生成目標(biāo)車道的階段；b)生成目標(biāo)距離的階段；c)經(jīng)過汽車的當(dāng)前點和以汽車為準(zhǔn)還有目標(biāo)距離那么遠(yuǎn)的目標(biāo)車道中心線上的點，以汽車的行駛方向為切線方向?qū)崟r生成圓軌跡的階段；d)為了使汽車沿著圓軌跡行駛，計算目標(biāo)比率和目標(biāo)操向角的階段。
[0012]最理想的情況是，在上述的a)階段，目標(biāo)車道是向某一個方向轉(zhuǎn)換當(dāng)前行車車道的寬幅那么寬，生成虛擬的目標(biāo)車道。
[0013]最理想的情況是，在上述的b)階段，目標(biāo)距離是基于車速和目標(biāo)車道中心線與汽車的橫向偏離距離計算。
[0014]最理想的情況是，在上述的d)階段，目標(biāo)比率是在目標(biāo)車道中心線上，基于汽車偏離距離、目標(biāo)車道中心線和汽車形成的偏離角、汽車的側(cè)滑移量和車速計算的。
[0015]最理想的情況是，在上述的d)階段，目標(biāo)操向角是基于目標(biāo)比率計算的。
[0016]有益效果
按照本發(fā)明的變車道控制裝置及其控制方法，基于車速和根據(jù)目標(biāo)車道中心線上橫向偏離距離實時變化的目標(biāo)距離，控制變車道，變車道時可以防止操向異質(zhì)感和汽車偏斜現(xiàn)象。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為根據(jù)本發(fā)明一個【具體實施方式】的變車道控制裝置的塊狀圖；
圖2為在當(dāng)前行車車道上圖示目標(biāo)距離和圓軌跡的圖紙；
圖3為車道變更中實時變化的目標(biāo)距離和圓軌跡的圖示；
圖4為根據(jù)本發(fā)明一個【具體實施方式】的變車道控制方法流程圖。
[0018]附圖標(biāo)記說明
10，20, 30:車道；40，50:車道中心線；
60:橫向偏離距離；70:目標(biāo)距離；
80:圓軌跡；110:目標(biāo)車道生成部；
120:目標(biāo)距離生成部；130:圓軌跡生成部；
140:操向控制部。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的【具體實施方式】。首先，給各個圖紙的構(gòu)成要素標(biāo)符合時，即使出現(xiàn)在不同的附圖上，對于相同的構(gòu)成要素要都標(biāo)上了相同的符號。并且，下面將介紹本發(fā)明的【具體實施方式】，但是本發(fā)明的技術(shù)要旨不會限定于此，本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的從業(yè)人員可以在基礎(chǔ)上進(jìn)行各種變形。
[0020]本發(fā)明基于自動變更車道的變車道控制裝置，具有在車道變更中基于實時變更的目標(biāo)距離和圓軌跡實時控制汽車操向的技術(shù)特點。
[0021]圖1為根據(jù)本發(fā)明一個【具體實施方式】的汽車變車道控制裝置塊狀圖。如圖1所示，本發(fā)明一個【具體實施方式】的變車道控制裝置100包括，目標(biāo)車道生成部110、目標(biāo)距離生成部120、圓軌跡生成部130以及操向控制部140。
[0022]首先，目標(biāo)車道生成部110在感應(yīng)到駕駛?cè)藛T的變車道意圖或根據(jù)行車路線計劃(route planner)需要變更車時，向某一個方向生成目標(biāo)車道。在一個【具體實施方式】上，目標(biāo)車道生成部110向某一個方向轉(zhuǎn)換當(dāng)前行車車道的寬幅那么寬，生成虛擬的目標(biāo)車道。
[0023]圖2為當(dāng)前行車車道上圖示目標(biāo)距離和圓軌跡的圖紙；圖3為車道變更中實時變更的目標(biāo)距離和圓軌跡的圖示。
[0024]如圖2所示，在當(dāng)前的行車車道10、20上，感應(yīng)到駕駛?cè)藛T向圖2的左側(cè)變更車道的意圖或根據(jù)行駛路線計劃判斷需要變更車道時，目標(biāo)車道生成部110向左側(cè)轉(zhuǎn)換當(dāng)前行車車道10、20的寬幅那么寬，生成虛擬的目標(biāo)車道30。當(dāng)前行車車道10、20相關(guān)的信息是，可以通過安裝在汽車4的攝像頭系統(tǒng)以及車道識別(lane detection)模塊獲取。
[0025]圖2為汽車4以當(dāng)前行車車道10、20的中心線40為準(zhǔn)追蹤前方行駛的狀態(tài)。
[0026]目標(biāo)距離生成部120生成汽車4到規(guī)定的追蹤目標(biāo)地點72為止的目標(biāo)距離70。為了變更車道，需要生成比車道維持控制系統(tǒng)(Lane Keeping Assist System,以下簡稱LKAS)更大的目標(biāo)距離。這是因為維持車道時相比，變更車道時目標(biāo)車道中心線50和汽車4之間發(fā)生很大的橫向偏離距離60，圓軌跡的半徑變小，導(dǎo)致目標(biāo)比率變大，汽車偏斜現(xiàn)象加劇。目標(biāo)距離生成部120在LKAS使用的目標(biāo)距離乘以影響度(增益*橫向偏離距離+1)計算目標(biāo)距離70。在這里，LKAS中使用的目標(biāo)距離可以反映車速和道路的曲率來計算。車速可以從傳感器2獲取，道路的曲率可以通過安裝在汽車4的攝像頭系統(tǒng)以及車道識別(lane detection)模塊進(jìn)行檢測。
[0027]目標(biāo)距離70以橫向偏離距離60為變量，所以對應(yīng)于該汽車4變更車道的過程中實時變化的橫向偏離距離60，目標(biāo)距離70也會變化。如圖3所示，汽車4處于車道變更狀態(tài)時，可以發(fā)現(xiàn)橫向偏離距離60比圖2所示的橫向偏離距離60變小。因此，車道變更初期目標(biāo)距離70較大，但是隨著車道變更的實施，目標(biāo)距離70逐漸變小。并且，車道變更結(jié)束時，橫向偏離距離60為0，所以使用現(xiàn)有的LKAS中使用的目標(biāo)距離。這樣隨著車道變更過程實時變更目標(biāo)距離70，所以能最大限度降低駕駛?cè)藛T的操向異質(zhì)感和偏斜。
[0028]圓軌跡生成部130根據(jù)經(jīng)過汽車的4當(dāng)前點和以汽車4為準(zhǔn)還目標(biāo)距離那么遠(yuǎn)的目標(biāo)車道中心線上的點，以行車方向為切線方向?qū)崟r生成圓軌跡。一個【具體實施方式】中，可以生成經(jīng)過汽車4前端中心71和目標(biāo)車道上的地點72的圓軌跡80。變更車道時，控制汽車4追蹤實時生成的圓軌跡80，最大限度降低操向異質(zhì)感和偏斜。
[0029]操向控制部140計算目標(biāo)比率和目標(biāo)操向角以便追蹤實時生成的圓軌跡80。操向控制部140基于橫向偏離距離60、目標(biāo)車道中心線50和汽車4形成的偏離角、汽車4的側(cè)滑移量以及車速，首先可以計算目標(biāo)比率。操向控制部140基于算出的目標(biāo)比率，計算目標(biāo)操向角。操向控制部140將計算的目標(biāo)操向角傳遞給MDPS(Motor Driven Power Steering)3,以便該汽車4朝目標(biāo)的操向角轉(zhuǎn)向。
[0030]圖4為根據(jù)本發(fā)明一個【具體實施方式】的汽車變車道控制方法的流程圖。
[0031]如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明一個【具體實施方式】的變車道控制方法而言，首先目標(biāo)車道生成部110在感應(yīng)到駕駛?cè)藛T的車道變更意圖或根據(jù)行程路線計劃(route planner)需要變更車道時，向某一個方向生成目標(biāo)車道(S100步驟)。其次，目標(biāo)距離生成部120生成汽車4到規(guī)定追蹤目標(biāo)地點72的距離-目標(biāo)距離70 (S200步驟)。再其次，圓軌跡生成部130根據(jù)經(jīng)過汽車4的當(dāng)前地點和以汽車4為準(zhǔn)相隔與目標(biāo)距離相同距離的目標(biāo)車道中心線上的地點，以行車方向為切線方向?qū)崟r生成圓軌跡(S300步驟)。最后，操向控制部140計算目標(biāo)比率和目標(biāo)操向角以便追蹤實時生成的圓軌跡80 (S400步驟)。
[0032]以上的說明只是本發(fā)明技術(shù)思想的例示性描述。在本發(fā)明所屬的【技術(shù)領(lǐng)域】掌握一般知識的從業(yè)人員，在不超出本發(fā)明本質(zhì)特性的范圍內(nèi)都可以進(jìn)行各種修改、變更和置換。因此，本發(fā)明中采用的實施方式以及附圖都是以說明為目的，并不用來限定本發(fā)明的技術(shù)思想范圍。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求為準(zhǔn)，在同等范圍內(nèi)的所有技術(shù)思想，都應(yīng)理解為屬于本發(fā)明權(quán)利范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車變車道控制裝置，其特征在于，包括: 生成目標(biāo)車道的目標(biāo)車道生成部； 生成目標(biāo)距離的目標(biāo)距離生成部； 經(jīng)過汽車的當(dāng)前點和以汽車為準(zhǔn)還有目標(biāo)距離那么遠(yuǎn)的目標(biāo)車道中心線上的點，以行車方向為切線方向?qū)崟r生成圓軌跡的圓軌跡生成部；以及 為了使汽車沿著圓軌跡行駛，計算目標(biāo)比率和目標(biāo)操向角的操向控制部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車變車道控制裝置，其特征在于， 上述目標(biāo)車道生成部向某一個方向轉(zhuǎn)換當(dāng)前行車車道寬幅那么寬，生成虛擬的目標(biāo)車道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車變車道控制裝置，其特征在于， 目標(biāo)距離生成部是基于車速和目標(biāo)車道中心線與汽車的橫向偏離距離算出的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車變車道控制裝置，其特征在于， 上述操向控制部是在目標(biāo)車道中心線上，基于汽車偏離距離、目標(biāo)車道中心線和汽車形成的偏離角、汽車的側(cè)滑移量以及車速，計算目標(biāo)比率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車變車道控制裝置，其特征在于， 上述操向控制部基于目標(biāo)比率計算目標(biāo)操向角。
6.一種汽車變車道控制方法，其特征在于，包括: a)生成目標(biāo)車道的階段； b)生成目標(biāo)距離的階段； c)生成的目標(biāo)車道中心線為止，經(jīng)過汽車的當(dāng)前點和以汽車為準(zhǔn)還有目標(biāo)距離那么遠(yuǎn)的目標(biāo)車道中心線上的點，以行車方向的切線方向?qū)崟r生成圓軌跡的階段；以及 d)為了使汽車沿著圓軌跡行駛，計算目標(biāo)比率和目標(biāo)操向角的階段。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的汽車變車道控制方法，其特征在于， 在上述的a)階段，上述的目標(biāo)車道是向某一個方向轉(zhuǎn)換當(dāng)前行車車道的寬幅那么寬，生成虛擬的目標(biāo)車道的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的汽車變車道控制方法，其特征在于， 在上述的b)階段，上述的目標(biāo)距離是基于車速以及目標(biāo)車道中心線與汽車的橫向偏離距離算出的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的汽車變車道控制方法，其特征在于， 在上述的d)階段，上述的目標(biāo)比率是在目標(biāo)車道中心線上，基于汽車偏離距離、目標(biāo)車道中心線和汽車形成的偏離角、汽車的側(cè)滑移量以及車速算出的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的汽車變車道控制方法，其特征在于， 在上述的d)階段，目標(biāo)操向角是基于目標(biāo)比率算出的。
【文檔編號】G05D1/02GK103809593SQ201310003363
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月6日
【發(fā)明者】李正熙 申請人:現(xiàn)代摩比斯株式會社