用于車道感測(cè)傳感器的偏差糾正和診斷功能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于車道傳感系統(tǒng)的視覺傳感器的車道傳感校準(zhǔn)。
[0002] 車道偏離警告系統(tǒng)和車道居中系統(tǒng)是被設(shè)計(jì)用于當(dāng)車輛開始無意地移出其車道 時(shí)警告駕駛員或者用于將車輛保持在其車道中的車輛系統(tǒng)的兩個(gè)實(shí)例。視覺系統(tǒng)是通常用 于感測(cè)行駛道路的車道的裝置中的一種裝置。視覺傳感器要求正確的對(duì)準(zhǔn)，否則會(huì)使來自 車道傳感系統(tǒng)的結(jié)果發(fā)生偏移。例如，前向的圖像捕獲裝置在前進(jìn)方向上采集車輛外部的 場(chǎng)景。通常，如果被安裝在車輛的中心線上，那么前向的采集裝置將會(huì)與車輛中心線對(duì)準(zhǔn)。 視覺圖像裝置中的任何角偏差將會(huì)導(dǎo)致車輛在車道中的不準(zhǔn)確定位，這最終將會(huì)阻礙車輛 正確地檢測(cè)車道的偏離從而阻礙將車輛保持在車道中心的嘗試。
[0003] 存在其中通過將車輛帶入維修站而手動(dòng)地糾正車輛視覺捕獲裝置的系統(tǒng)，在所述 維修站中維修人員判斷是否存在角偏差并且維修人員手動(dòng)地糾正該偏差。將會(huì)有利的是具 有一種自主地檢測(cè)偏差并且可以自主地糾正偏差的自動(dòng)化系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)車道傳感系統(tǒng)中的圖像捕獲裝置的偏差的自主檢測(cè)、以 及對(duì)角偏差（anglemisalignment)的自主糾正。所述系統(tǒng)利用有關(guān)于車輛和道路的參數(shù)， 諸如車輛橫擺角速度、車輛側(cè)向偏移、車輛航向、車輛速度、車道曲率和預(yù)計(jì)行駛路徑的估 計(jì)曲率，用于檢測(cè)角偏差?；谒_定的概率而確定角偏差，如果偏差在各自的公差內(nèi)，那 么自主地糾正該角偏差。如果偏差在各自的公差之外，那么啟動(dòng)報(bào)警以使車道傳感系統(tǒng)進(jìn) 行維修。
[0005] 本發(fā)明的實(shí)施例構(gòu)想一種對(duì)車輛的基于視覺的車道傳感系統(tǒng)的健康狀態(tài)進(jìn)行診 斷的方法。計(jì)算作為車輛側(cè)向偏移和車輛航向的函數(shù)的第一偏差因子。計(jì)算作為車輛速度、 預(yù)計(jì)車輛行駛路徑的估計(jì)曲率、行駛道路的車道曲率和車輛航向的函數(shù)的第二偏差因子。 生成用于第一偏差因子的直方圖和用于第二偏差因子的直方圖?；诘谝黄钜蜃拥闹狈?圖和第二偏差因子的直方圖，確定健康狀態(tài)的概率。判斷健康狀態(tài)的概率是否在預(yù)定的閾 值內(nèi)。估計(jì)視覺系統(tǒng)的角偏差。響應(yīng)于健康狀態(tài)的概率是在預(yù)定閾值內(nèi)的判斷而糾正視覺 系統(tǒng)的角偏差，否則啟動(dòng)有故障的車道傳感系統(tǒng)的報(bào)警。
[0006] 本發(fā)明提供以下技術(shù)方案： 1. 一種對(duì)車輛的基于視覺的車道傳感系統(tǒng)的健康狀態(tài)進(jìn)行診斷的方法，所述方法包 括以下步驟： 計(jì)算作為車輛側(cè)向偏移和車輛航向的函數(shù)的第一偏差因子； 計(jì)算作為車輛速度、車輛的預(yù)計(jì)行駛路徑的估計(jì)曲率、行駛道路的車道曲率和車輛航 向的函數(shù)的第二偏差因子； 生成用于所述第一偏差因子的直方圖和用于所述第二偏差因子的直方圖； 基于所述第一偏差因子的直方圖和所述第二偏差因子的直方圖，確定健康狀態(tài)的概 率； 確定所述健康狀態(tài)的概率是否在預(yù)定閾值內(nèi)； 估計(jì)所述視覺系統(tǒng)的角偏差；和 響應(yīng)于所述健康狀態(tài)的概率在所述預(yù)定閾值內(nèi)的確定，糾正所述視覺系統(tǒng)的角偏差； 否則啟動(dòng)有故障的車道傳感系統(tǒng)的報(bào)警。
[0007] 2.如方案1所述的方法，其中確定健康狀態(tài)的概率包括以下步驟： 確定所述第一偏差因子的概率； 判斷所述第一偏差因子的概率是否小于第一分布閾值； 確定所述第二偏差因子的概率； 判斷所述第二偏差因子的概率是否小于第二分布閾值； 確定作為所述第一偏差因子的概率小于所述第一分布閾值和所述第二偏差因子的概 率小于所述第二分布閾值的函數(shù)的所述健康狀態(tài)的概率。
[0008] 3.如方案1所述的方法，其中用以下公式來確定所述第一偏差因子：
其中貨是車輛側(cè)向偏移的導(dǎo)數(shù)，％是車輛速度，逆是關(guān)于行駛車道的車輛航向。
[0009] 4.如方案3所述的方法，其中所述第一偏差因子基本上等于零表明沒有視覺系 統(tǒng)的角偏差。
[0010] 5.如方案3所述的方法，其中用以下公式來確定所述第二偏差因子：
其中#是關(guān)于行駛車道的車輛航向的導(dǎo)數(shù)，是車輛的預(yù)計(jì)行駛路徑的估計(jì)曲率，G是行駛道路的車道曲率，Vy是車輛速度。
[0011] 6.如方案5所述的方法，其中所述第一偏差因子和所述第二偏差因子存儲(chǔ)在緩 沖器中。
[0012] 7.如方案5所述的方法，其中所述第二偏差因子基本上等于零表明沒有視覺系 統(tǒng)的角偏差。
[0013] 8.如方案5所述的方法，還包括以下步驟：遞歸地估計(jì)用于所述第一偏差因子和 所述第二偏差因子的各自直方圖。
[0014] 9.如方案1所述的方法，其中判斷所述健康狀態(tài)的概率是否在預(yù)定閾值內(nèi)包括 判斷所述健康狀態(tài)的概率是否在〇. 8內(nèi)。
[0015] 10.如方案1所述的方法，還包括以下步驟： 響應(yīng)于對(duì)所述視覺系統(tǒng)的角偏差的糾正，獲得新的傳感器數(shù)據(jù)。
[0016] 11.如方案1所述的方法，其中僅響應(yīng)于意外車道變化運(yùn)動(dòng)的確定，確定所述第 一偏差因子和所述第二偏差因子。
[0017] 12.如方案11所述的方法，其中至少基于所述車輛速度大于預(yù)定速度，確定所述 意外車道變化運(yùn)動(dòng)。
[0018] 13.如方案11所述的方法，其中至少基于轉(zhuǎn)向信號(hào)不被啟動(dòng)，確定所述意外車道 變化運(yùn)動(dòng)。
[0019] 14.如方案9所述的方法，其中至少基于檢測(cè)到在預(yù)定量的時(shí)間內(nèi)沒有車道穿 越，確定所述意外車道變化運(yùn)動(dòng)。
【附圖說明】
[0020] 圖1是視角偏差系統(tǒng)的方框圖。
[0021] 圖2是示出側(cè)向偏移和車輛航向的圖示說明。
[0022] 圖3是檢測(cè)作為側(cè)向偏移和車輛航向的函數(shù)的角偏差的數(shù)學(xué)函數(shù)的方框圖。
[0023] 圖4是示出估計(jì)的路徑曲率、車道曲率和車輛航向的圖示說明。
[0024]圖5是用于檢測(cè)作為車道曲率、橫擺角速度和車輛速度的函數(shù)的角偏差的數(shù)學(xué)函 數(shù)的方框圖。
[0025] 圖6是利用所確定的偏差數(shù)據(jù)而生成的示例性直方圖。
[0026]圖7是用于確定車道傳感系統(tǒng)中的角偏差的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 圖1中示出了用于檢測(cè)基于視覺的車道傳感系統(tǒng)的健康狀態(tài)的視角偏差系統(tǒng)10。 車輛系統(tǒng)10對(duì)車輛所使用的視覺系統(tǒng)(例如但不限于車道偏離警告系統(tǒng)或者車道居中系 統(tǒng)）進(jìn)行分析，以便判斷關(guān)于視覺系統(tǒng)是否出現(xiàn)了任何偏差。車輛系統(tǒng)10包括用于捕獲車 輛外部圖像的基于視覺的捕獲裝置12。處理器14接收由基于視覺的捕獲裝置12所獲得的 數(shù)據(jù)，并且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以便確定車道傳感系統(tǒng)中的任何重大的違背?；谝曈X的捕獲 裝置12可用于檢測(cè)車輛航向凌、車輛側(cè)向偏移^預(yù)計(jì)車輛行駛路徑的估計(jì)曲率行駛 道路的車道曲率G。
[0028] 橫擺角速度傳感器16或者類似裝置可用于確定車輛的橫擺角速度。包括、但不限 于車輪速度傳感器、PCM、節(jié)氣門傳感器、加速踏板傳感器的車輛速度傳感器18可用于確定 車輛的速度。緩沖器20,優(yōu)選為環(huán)形緩沖器，可用于存儲(chǔ)包含可用于確定基于視覺的捕獲裝 置12中的偏差的歷史數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)。
[0029] 處理器14對(duì)來自各種裝置的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以判斷是否存在相當(dāng)大的誤差，該相 當(dāng)大的誤差表明基于視覺的車道傳感系統(tǒng)中的異常。如果確定角偏差沒有從標(biāo)準(zhǔn)值的相當(dāng) 大的變化，那么可以通過校準(zhǔn)模塊22自動(dòng)地校準(zhǔn)參數(shù)以便糾正較小的偏差。校準(zhǔn)模塊22 可以是獨(dú)立的單元或者可以合并成為處理器或基于視覺的捕獲裝置的一部分。如果確定存 在從標(biāo)準(zhǔn)值的相當(dāng)大的變化，那么啟動(dòng)報(bào)警裝置24從而告知駕駛員有故障并且需將車輛 帶到車輛維修站。
[0030] 圖2是車輛側(cè)向偏移與車輛航向之間的相互關(guān)系的圖示說明，用于檢測(cè)基于視覺 的成像裝置的角偏差。圖中顯示車輛30正在以一車輛速度沿行駛道路32行駛。用車輛航 向滅標(biāo)示車輛10正在駕駛的方向。圖中示出了車輛側(cè)向偏移^該車輛側(cè)向偏移_7是從車 輛到行駛道路的車道邊緣的距離。
[0031] 圖3中示出了說明被應(yīng)用于各種輸入數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)函數(shù)的方框圖，用于檢測(cè)車道傳 感系統(tǒng)中的角度測(cè)量。將側(cè)向偏移，、車輛速度:^、和車輛航向6各自作為輸入?yún)?shù)而應(yīng)用 于模型。在