用于车辆横向控制的系统和方法与流程

本发明涉及借助车道保持系统和车道对中系统的车辆的横向控制。

背景技术：
有限能力自主驾驶系统通常允许由车辆及其车载计算机掌管一些驾驶功能。该系统可按照包括下述的许多不同方式与驾驶人相互作用：肘开关触感驾驶员座椅，音频、视觉和触碰传感器，脚部开关，外部显示器，光和/或声音。有限能力自主驾驶系统的一些部件的示例可包括横向车辆控制系统，所述横向车辆控制系统自身可包括车道对中系统和车道保持系统，从而旨在于许多可能以及变化的环境下提供将车辆保持在驾驶车道内的宽范围的辅助。在自主驾驶期间，驾驶员应当能够在其想要的任何时刻超控所述转向控制。当检测到驾驶员转向超控时，那么车道对中/保持系统应当向驾驶员产生转向控制。在一些情况下，车道对中算法可能错误地检测到对系统的转向超控，可能将无意转向超控解释为有意转向超控，可能在转向时提供太多的横向运动，可能确定车辆的不精确路径，和/或可能以其他方式导致车辆无意地偏移出正确的车道。

技术实现要素：
用于车辆横向控制的执行算法可能容易错误地解释驾驶员的意图。在一些示例中，横向车辆控制系统可包括组合车道保持和车道对中系统和算法，以增强车道对中容错性。在一些示例中，系统通过接合如下文所述的车道对中系统以及如下文所述的接合车道保持系统而可将车辆自主地保持在车道内，车道对中系统构造成将车辆保持在车道内，车道保持系统构造成将所述车辆返回到所述车道。本发明还提供如下方案：1.一种构造成将车辆自主地保持在车道中的系统，包括：车道对中系统，所述车道对中系统构造成将所述车辆保持在所述车道内处于指定车道位置；车道保持系统，所述车道保持系统构造成当所述车辆正离开所述车道时将所述车辆返回到所述车道中；并且其中，由所述系统施加成本函数以控制所述车辆回到所述车道中的返回。2.根据方案1所述的系统，其特征在于，施加所述成本函数以确定用于将所述车辆转向回到所述车道中的扭矩量。3.根据方案1所述的系统，其特征在于，施加所述成本函数以确定用于将所述车辆转向回到所述车道中的转向角度。4.根据方案1所述的系统，其特征在于，所述车辆以渐进运动的方式返回到所述车道中。5.根据方案1所述的系统，其特征在于，所述车辆以颠簸运动的方式返回到所述车道中。6.一种将车辆自主地保持在车道中的方法，包括：接合车道对中系统，所述车道对中系统构造成将所述车辆保持在所述车道内；当所述车道对中系统未能将所述车辆保持在所述车道内时接合车道保持系统，所述车道保持系统构造成将所述车辆返回到所述车道；施加成本函数以确定所述车道保持系统的接合的性质；以及将所述车辆返回到所述车道中。7.根据方案6所述的方法，其特征在于，施加所述成本函数以确定用于将所述车辆转向回到所述车道中的扭矩量。8.根据方案6所述的方法，其特征在于，施加所述成本函数以确定用于将所述车辆转向回到所述车道中的转向角度。9.根据方案6所述的方法，其特征在于，所述车辆以渐进运动的方式返回到所述车道中。10.根据方案6所述的方法，其特征在于，所述车辆以颠簸运动的方式返回到所述车道中。11.根据方案6所述的方法，其特征在于，将所述车辆返回到所述车道中的方法取决于所述车辆相对于所述车道的位置。12.一种将车辆保持在车道中的非瞬态计算机可读介质，所述非瞬态计算机可读介质包括指令，所述指令在被执行时使处理器：接合车道对中系统以将所述车辆保持在所述车道内；当所述车道对中系统未能将所述车辆保持在所述车道内时接合车道保持系统，以将所述车辆返回到所述车道内；以及施加成本函数以确定所述车道保持系统的接合的性质。13.根据方案12所述的非瞬态计算机可读介质，其特征在于，还包括在被执行时使得处理器施加所述成本函数以确定用于将所述车辆转向回到所述车道中的扭矩量的指令。14.根据方案12所述的非瞬态计算机可读介质，其特征在于，还包括在被执行时使得处理器施加所述成本函数以确定用于将所述车辆转向回到所述车道中的转向角度的指令。15.根据方案12所述的非瞬态计算机可读介质，其特征在于，还包括在被执行时使得处理器将所述车辆以渐进运动的方式返回到所述车道中的指令。16.根据方案12所述的非瞬态计算机可读介质，其特征在于，还包括在被执行时使得处理器将所述车辆以颠簸运动的方式返回到所述车道中的指令。附图说明被认作本发明的主题在该申请文件的结尾部分中被具体地指出并且明确地要求保护。然而，本发明在其架构和操作方法方面连同其目的、特征和优势通过参考下述详细说明结合附图可被最佳地理解，在附图中：图1是根据示例的具有横向车辆控制系统的车辆的示意图；图2是根据示例的横向车辆控制系统的示意图，所述横向车辆控制系统包括车道对中系统和车道保持系统；图3a是根据示例的由横向车辆控制系统看到的标记车道环境的示例的示意图；图3b是根据示例的用于由横向车辆控制系统施加的转向控制的扭矩水平与车辆关于车道的位置之间的关系的示意图；图4是根据示例的用于车道对中和车道保持的方法的流程图；以及图5是根据示例的用于施加车道对中和车道保持的方法的流程图。将理解的是，为了简明和清楚描述目的，在附图中示出的元件不必要按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸相对于其他元件可能被放大。此外，在被认为合适的情况下，在附图之中可能重复附图标记以指明相应或相似的元件。具体实施方式在下述详细说明中，阐述许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。但是本领域技术人员将理解的是，本发明可在不具有这些具体细节的情况下被实施。在其他情况下，公知的方法、过程和部件未被详细地描述，以不模糊本发明。除非以其他方式具体地指出，如从下述说明显而易见的，将理解的是，贯穿申请文件，利用术语“处理”、“计算”、“存储”、“确定”、“估计”、“估算”、“测量”、“提供”、“传送”等的讨论是指计算机或计算系统或者类似电子计算装置的动作和/或处理，从而将表示为该计算系统的寄存器和/或存储器内的物理量（例如，电子的）的数据操纵和/或转换为类似地表示为计算系统的存储器、寄存器或其他这种信息存储、传输或显示装置中的物理量的其他数据。自主、半自主、自动、自动转向控制特征（例如，自动车道对中、适应性车道对中等）可保持或控制车辆相对于道路或相对于道路上的车道的位置，而具有减少的驾驶员输入（例如，方向盘的运动），所述车道典型地由车道标记来界定。在一些示例中，自主、半自主、自动、自动转向控制特征可包括横向车辆控制系统。典型地，横向车辆控制系统可包括：车道对中系统，所述车道对中系统构造成将车辆保持在车道的中心内或该车道的中心附近；以及车道保持系统，所述车道保持系统构造成将车辆保持在该车道内。典型地，车道保持系统可构造成独立于车道对中系统而将车辆保持在车道内，例如，车道保持系统与车道对中系统并行地运行，并且在车道对中未能将车辆保持在车道中的情况下可被启用。在一些示例中，车道保持系统可构造成当车道对中系统未能将车辆保持在车道中时将该车辆保持在车道中。在一些示例中，驾驶员可能需要再次获得对车辆转向控制的完全控制，并且停用或断开转向控制系统。例如当另一车辆突然转向到驾驶员的车道中、障碍物位于车辆的前方、车辆变得很接近护栏、驾驶员变更车道时或在驾驶员可能需要再次获得完全控制的其他情况下，驾驶员可再次获得对车辆的控制。当驾驶员面临需要该驾驶员再次获得对转向的控制以及甚至在一些示例中快速地再次获得控制的情形时，系统超控可能必须被快速且容易地执行，该系统超控通常由车载系统来执行。在一些示例中，横向车辆控制系统可能错误地判断驾驶员的意图，并且通常通过断开车道对中系统来允许系统超控。横向车辆控制系统可能检测到驾驶员并不以其他方式超控该系统，并且可能接合该车道保持系统以再对中车辆并且再次接合车道保持系统。在一些示例中，横向车辆控制系统可能在低速、高速、在弯曲道路上、在倾斜道路（bankedroad）上和/或在其他驾驶情形中以高精度运行。通常，在较低速度下，与高速相比可能需要更多的扭矩来将车辆转向；因此，超控该系统所需的最小扭矩在低速下可能比在高速下更高。在较高速度下，与低速相比可能需要较少的扭矩来将车辆转向；因此，在一些示例中，在高速下超控转向系统所需的最小扭矩可能更低，以确保驾驶员在需要时可容易地再次获得对车辆的控制。典型地，当驾驶在弯曲或倾斜的道路上的情况下车辆转弯时，取决于转弯方向，可能需要更大或更小的转向扭矩以使车辆转向。根据一些示例，自动车辆转向控制超控系统或车辆上的其他系统可适应于不同的驾驶情形或状况。通过基于测量的、计算的和/或预先确定的车辆转向测量和/或外部状况来计算预期转向扭矩和转向角度值，横向车辆控制系统可适应于这些驾驶情形。在一些示例中，车辆可配置有适应性或自动车道对中特征或应用，例如车道对中系统。典型地，车道对中特征可保持相对于车辆驾驶所处的道路上的车道来说的恒定车道偏移或车辆位置。在一些示例中，计算机视觉传感器（在一些示例中，照相机）、光探测和测距（LIDAR）光学远程感测技术传感器或其他类型的传感器可测量数据，从而允许适应性车道对中特征来确定相对于道路特征例如，车道标记、路肩、路中护栏、路缘以及其他物体或特征的车道偏移或车辆的相对位置。基于例如全球定位系统（GPS）位置数据、车辆的地图数据库、朝前照相机测量的与道路特征的相对距离和/或本领域已知的其他信息中的一种或组合，可确定相对于道路特征的车辆相对位置。在一些示例中，车道对中系统的车道对中特征可基于所确定的车辆相对位置来控制车辆转向，以保持恒定或相对恒定的（典型地，具有5-30cm的精度，例如10cm）车辆车道偏移或车道内的位置。在一些示例中，通过向电动助力转向（EPS）、主动前轮转向（AFS）或本领域已知的其他系统输出转向角度控制指令来控制车辆的转向角度和/或转向扭矩，车道对中特征可控制车辆行驶的方向。在一些示例中，适应性车道对中特征可直接控制转向角度或者在具有或不具有EPS、AFS或其他系统的情况下来控制转向角度。在一些示例中，车辆可配置有自动车道保持辅助应用或特征，其典型地是车道保持系统的部件，而车道保持系统典型地是横向车辆控制系统的部件。在一些示例中，当车道对中系统已经被停用或未能将车辆保持在车道中时，车道保持辅助应用可自动地控制车辆转向，以确保车辆停留在预定车道或道路上的路径内、或其他行驶区域内。在一些示例中，车道保持系统可具有对车辆转向的一定控制或无控制，除非车辆开始移出车道，在此时该车道保持系统可自动地控制转向以将车辆保持在车道内。在一些示例中，当车道对中系统被启用时，车道保持系统可能不被启用。车道保持系统可通过确定车辆相对于道路特征（例如，车道标记、路肩、路中护栏或其他道路特征）的相对位置来起作用，并且调节转向控制以将车辆保持在车道内。车辆相对于道路特征的相对位置可基于车辆的GPS位置数据、来自前视照相机的数据、来自数字MAP175的数据、来自一个或多个车辆运动传感器的数据和/或关于车辆的其他数据（包括与道路特征的所测量相对距离或本领域已知的其他信息）来确定。车道保持系统可基于所确定的车辆相对位置来控制车辆转向，以便将车辆保持在车道内。通过向其他系统输出转向角度和/或转向扭矩控制指令来控制车辆的转向角度和/或转向扭矩，车道保持系统可控制车辆行驶的方向。在一些示例中，车道保持系统可直接控制转向角度，或者在具有或不具有EPS、AFS或本领域已知的其他系统的情况下控制转向角度。根据一些示例，横向车辆控制系统或车辆中的其他车载系统可利用与车辆相关的传感器来测量、评估或估计车辆转向测量值或车辆转向状况例如车辆的转向角度和转向扭矩、以及在一些示例中如本领域已知的其他测量值。当车辆处于运动中时，车辆转向测量值或车辆转向状况可以预定间隔在一些示例中每5-100毫秒、例如每10毫秒被测量、评估或估计。横向车辆控制系统可包括当转向控制系统例如车道对中系统被启用时测量转向角度、转向扭矩、加速度、横向加速度、纵向加速度、速度、偏航角速度和/或其他车辆动态或转向测量值的其他系统。在一些示例中，当车辆处于运动中时，这些测量值可被连续地编写。根据一些示例，横向车辆控制系统或其部件可基于测量的车辆转向测量值（例如，转向扭矩、转向角度）和/或车辆的其他信息（例如，速度、加速度、驶向、偏航角速度、其他驾驶员输入、以及本领域已知的其他信息）来确定是否超控、停用或断开转向控制系统，例如车道对中系统。根据一些示例，横向车辆控制系统可包括可被启用并且可向自动转向超控检测系统输出转向角度指令的其他系统。自动转向超控检测系统可基于例如转向角度和/或转向扭矩，其中自动车辆控制系统可计算预期转向角度和/或预期转向扭矩。在一些示例中，横向车辆控制系统可断开自动转向控制系统，典型地车道对中系统。典型地，如果测量的转向扭矩与预期转向扭矩之间的差的绝对值大于预定阈值扭矩值，那么自动转向控制系统例如车道对中系统可被断开。在一些示例中，如果测量的转向角度与预期转向角度之间的差的绝对值大于预定阈值角度值，那么自动转向控制系统可被断开。在一些示例中，当超控结束时，车道对中系统95可构造成再次接合。预定阈值转向角度和预定阈值扭矩值可取决于车辆速度、道路状况、道路曲率、转向系统动态特性、车辆类型和/或其他因素，或者基于车辆速度、道路状况、道路曲率、转向系统动态特性、车辆类型和/或其他因素而改变。本领域已知的其他或不同车辆转向或车辆动态特性测量值可成为超控的判定因素。在一些示例中，术语测量、参数、状况、值和其他术语可被互换地使用并且具有等同或类似的含义。图1是具有横向车辆控制系统的车辆的示意图，所述系统100包括车道对中系统95以及车道保持系统105。根据示例，车道保持系统105构造成与车道对中系统95相互作用。附图中任何具体部件的位置仅用于描述目的，并且不表明该部件的实际位置。典型地，车道对中系统95可构造成将车辆对中在道路上的车道内，并且在一些示例中构造成将车辆保持在车道内。车道典型地可被限制于一组车道标记之间的路面的区域，如本领域已知的。车道对中系统95可构造成允许最少的驾驶员输入并且构造成借助典型地车辆转向的平稳应用来将车辆对中在车道内。典型地，车道对中系统95可构造成由驾驶员来启用并且在一些情况下被停用和/或超控和/或断开。在一些示例中，车道对中系统95可构造成是自主的。在一些示例中，车道对中系统可由驾驶员输入来接合。在一些示例中，车道对中系统可在没有驾驶员输入的情况下被接合。在一些示例中，车道对中系统95可构造成当检测到转向超控时被断开。在一些示例中，当超控结束时，车道对中系统95可构造成再次接合。车辆10还可包括车道保持系统105，该系统通常是横向车辆控制系统100的部分，并且在一些示例中可与车道对中系统95相互作用。车道保持系统105可典型地构造用于保持车辆不偏移出车道。在一些示例中，车道保持系统105可构造成在车辆10偏移、离开或以其他方式脱离车道的情况下将该车辆返回到车道。典型地，偏移可能是驾驶员的无意动作或不动作的结果。车道保持系统105构造成在其感觉到车辆偏移出车道时迫使车辆回到车道内。在一些示例中，车道保持系统105可构造成在车道对中系统95失效或响应于例如使得车辆离开车道的错误肯定的提示时使得车辆再次进入该车道中。车辆10（例如，汽车、卡车或本领域公知的其他车辆）可包括横向车辆控制系统100。典型地，横向车辆控制系统100包括车道对中系统95和车道保持系统105，如上所述。横向车辆控制系统100可与一个或多个自动车辆控制系统、自主驾驶应用或车辆自动转向控制系统90相结合来操作，或者与一个或多个自动车辆控制系统、自主驾驶应用或车辆自动转向控制系统90分离地操作。车辆自动转向控制系统90例如可以是一个或多个适应性车道对中应用、低速车道对中应用、车道保持辅助应用或其他应用。一个或多个车辆自动转向控制系统90可以是系统100的部件，或者车辆自动转向控制系统90可从系统100分离。车辆自动转向控制系统90在被接合时可完全或部分地控制车辆10的转向，并且减少借助方向盘82和/或转向系统的驾驶员（例如，车辆的操作者）转向控制输入，所述转向系统可包括电动助力转向（EPS）系统或本领域已知的其他部件。一个或多个传感器可被附接到车辆10或与车辆10相关联。传感器可包括计算机视觉传感器（例如，照相机）24、LIDAR和/或激光探测和测距（LADAR）传感器20、雷达传感器22、成像器、或可获得数据的本领域已知的其他远程感测装置，所述数据用于允许系统100来确定车辆相对于道路特征的相对位置，所述道路特征例如包括车道标记、路肩、路中护栏、路缘和/或其他物体或特征。照相机24例如可测量车道偏移、驶向角度、车道曲率和/或其他信息（例如，速度、加速度、偏航角速度、本领域已知的其他驾驶员输入）并且将该信息提供给系统90。基于传感器测量的车辆相对于道路特征的相对位置，车辆自动转向控制系统90或其他系统可保持或控制车辆10相对于道路的位置。在一些示例中，车辆10可包括一个或多个装置或传感器，以测量车辆转向控制、车辆转向状况、车辆转向参数、车辆动态特性、驾驶员输入、或其他与车辆相关的状况或测量值。车辆动态特性测量装置可包括一个或多个转向角度传感器70（例如，被连接到方向盘82和/或转向系统的其他部件）和/或转向扭矩传感器80（例如，扭力杆、扭力传感器、扭矩计、扭矩传感器或本领域已知的其他装置）。转向扭矩传感器80可连接到或关联于方向盘82、转向柱84、转向齿条和小齿轮、车辆车桥、和/或本领域已知的转向系统的其他部件。车辆动态特性测量装置还可包括一个或多个加速度计72、速度计74、车轮速度传感器76、惯性测量单元（IMU）78或本领域已知的其他装置。在一些示例中，转向柱84可连接到齿条和小齿轮系统86，其将方向盘82和转向柱84的旋转运动转换或变换为车辆轮胎或车轮88的直线运动或移位。转向角度传感器70可被安装到方向盘82、转向柱84、EPS系统、AFS系统，或者以其他方式与自动转向控制系统90相关联。转向扭矩传感器80（例如，转向扭力杆、扭力传感器、扭矩计、扭矩传感器或其他装置）可被安装到转向柱84、方向盘82、齿条和小齿轮车轮车桥，或者以其他方式与自动转向控制系统90相关联。转向扭矩传感器80和转向角度传感器70在一些示例中可与EPS、AFS或其他系统相关，或者安装到EPS、AFS或其他系统上。在一些示例中，车辆动态特性测量装置可测量车辆动态特性状况或驾驶员输入，包括转向角度、转向扭矩、转向方向、横向（即，角或向心）加速度、纵向加速度、偏航角速度、横向和纵向速度、速度、车轮旋转、以及本领域已知的车辆10的其他车辆动态特性特征。所测量的车辆动态特性、车辆状况、转向测量值、转向状况或驾驶员输入信息可例如借助有线链接（例如，控制器区域网（CAN）总线、Flexray、以太网或本领域已知的其他有线链接）40和/或无线链接被传送到系统10。所测量的车辆动态特性、车辆状况、转向测量值、转向状况或驾驶员输入信息可由系统100或其他系统使用，以计算转向角度、转向扭矩、基于推算定位的车辆位置以及其他计算。在一些示例中，横向车辆控制系统100可以是或可以包括安装在车辆的仪表板55上、乘员舱50或行李箱60中的计算装置。在一些示例中，横向车辆控制系统100可定位在车辆的其他部位中，可定位在车辆的多个部位中，或者可将其功能的全部或一部分远程地定位（例如，在远程服务器中、在诸如蜂窝电话的便携式计算装置或本领域已知的其他装置中）。虽然在一些示例中在上文呈现了各个传感器和输入，但是可使用来自上述传感器的信息的子集或它们的输入。图2是根据示例的车辆的横向车辆控制系统的示意图，在一些示例中，包括车道对中系统95和车道保持系统105。自主或自动横向车辆控制系统100可包括一个或多个处理器或控制器110、存储器120、长期存储装置130、输入装置或区域140、输出装置或区域150。输入装置或区域140例如可以是触摸屏、键盘、麦克风、指针装置或其他装置。输出装置或区域150例如可以是显示器、屏幕、诸如扬声器或头戴式受话器的音频装置、或其他装置。输入装置或区域140、输出装置或区域150可结合到例如触摸屏显示器和输入中，其可以是系统100的一部分。系统100可包括一个或多个数据库170，所述数据库例如可包括关于转向角度阈值、转向扭矩阈值的信息和数据、转向惯性信息、转向阻尼信息、转向刚度（stiffness）信息以及其他信息或数据。数据库170可被全部或部分地存储在存储器120、长期存储装置130或其他装置中的一者或两者中。系统100还可包括全球定位系统（GPS）180。处理器或控制器110例如可以是中央处理单元（CPU）、芯片或任何合适的计算或估算装置。处理器或控制器110可包括多个处理器，并且可包括通用目的处理器和/或专用处理器，例如图形处理芯片。处理器110可执行例如存储在存储器120或长期非瞬态存储装置130中的代码或指令，以实施本实施方式的示例。存储器120可以是或可以包括例如随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SD-RAM）、双倍数据速率（DDR）存储器芯片、闪存、易失性存储器、非易失性存储器、缓存存储器、缓冲器、短期存储单元、长期存储单元、或其他合适的存储单元或贮存单元。存储器120可以是或可以包括多个存储单元。长期非瞬态存储装置130可以是或可以包括例如硬盘驱动器、软盘驱动器、光盘（CD）驱动器、可记录CD（CD-R）驱动器、通用串行总线（USB）装置或其他合适的可移除和/或固定的存储单元，并且可包括多个这种单元或这种单元的组合。图3a是如从横向车辆控制系统100看到的界定车道环境的示例的示意图，并且在一些示例中所述横向车辆控制系统包括如下系统：车道对中系统95和车道保持系统105。诸如车道保持控制区域（LKCZ）210的车道妨碍（violation）区域可被限定为在具有宽度W的车道200上的一组车道标记260附近的区域。典型地，LKCZ210的尺寸和宽度可取决于期望横向偏移而改变。典型地，该期望偏移不是零。典型地，LKCZ210位于车道200之外，但是可在第二车道、路边、路肩或行驶表面的其他组成内。在一些示例中，当车辆10行驶在车道对中区域（LCZ）220、即车道对中系统意图保持车辆10的车道200区域中时，车道对中系统95可能监测、控制和或保持车辆10的横向运动。典型地，该区域被限定为车道的内部的65-95%，例如车道的72%，通常被限定为一组车道标记之间的路面的区域。在一些示例中，当车道是3.5米或12英尺宽时，车道对中区域可以是2.5米宽。典型地，当车辆10采用车道对中系统95时，车道保持系统105被保持在备用模式。在一些示例中，车道保持系统105可保持在备用模式，直到方向盘和/或转向柱中的传感器或者如上所述的其他车辆传感器确定驾驶员可能想要再次获得对车辆的主动控制。在一些示例中，当车辆10偏移、转向或以其他方式移出或离开LCZ220而进入到车道保持过渡控制区域（LKTZ）230中时，车道保持系统105可被启用。在一些示例中，在车道保持系统105被启用的情况下，可停用车道对中系统。在一些示例中，车道保持系统可在LKTZ230中尚未被启用，并且车道对中系统95或本领域已知的任何其他系统可被启用。在一些示例中，车道保持系统105可在LKTZ230中被部分地启用，例如，车道保持系统105可在车道对中系统95的转向扭矩指令上添加附加转向扭矩指令。该附加转向扭矩可能是相对小的，例如不如当在车辆进入LKCZ210中的情况下车道保持被完全接合时那么大。在一些示例中，LKTZ230可凭经验限定，和/或取决于车辆的特征、环境和车辆的速度被实时限定。在一些示例中，LKTZ230可被限定为在给定具体车辆特征（包括车辆尺寸、重量和速度）、环境因素例如路面的性质和天气状况以及其他状况例如车道的宽度和车道标记的宽度、以及本领域已知的其他因素的情况下汽车在离开车道之前在给定时间量将横越的路面区域。在一些示例中，当转向控制已经由驾驶员超控时可启用车道保持系统105，但是其中移出车道的意图的其他指示（例如，发送信号或本领域已知的其他指示）并不是明显的。在一些示例中，LKCZ210可定位在车道标记260处或车道标记260附近。在一些示例中，LKCZ210可以是如下区域，该区域被限定为距车道标记260的左侧10cm并且距其右侧10cm。车道妨碍区域（LVZ）250可被限定为车道标记260之外的区域，并且不包括LKCZ210所限定的区域。当车辆10处于LKTZ230中时，车道保持系统105可构造成预测车辆10的轨迹以确定车辆10在预定时间量内是否将进入LKCZ210，所述预定时间量在0.1-1秒的范围，例如0.5秒。图3b是用于由横向车辆控制系统100施加的转向控制的扭矩水平与车辆10关于车道和/或路面上的车道标记的位置之间的关系的示意图，具体位置在上文关于图3a被描述。在图示的X轴上测量车辆位置，并且代表车辆自动转向控制系统90表示的控制水平的扭矩指令以牛米（Nm）为单位，并且在Y轴上被测量。典型地，X和Y轴的交点代表用于车道对中系统95的最大可允许转向扭矩，例如车道对中所允许的可能最大转向扭矩，典型地在1.0Nm和2.5Nm之间，例如是1.5Nm。典型地，其可通过车道对中性能规格和/或车辆规格来预先确定。典型地，用于车道保持系统105中的最大可允许转向扭矩例如可包括车道保持和车道对中系统95的横向车辆控制系统100的最大扭矩水平，典型地可例如是3Nm。在一些示例中，车道保持系统105可施加其他最大可允许转向扭矩水平。典型地，当车辆10位于LCZ220内时，由横向车辆控制系统100施加的扭矩水平可在0Nm到1.5Nm之间。当车辆10的位置沿X轴的宽度W偏移、移出LCZ220并且进入LKTZ230中时，扭矩可被施加到车辆10的转向柱，所施加的扭矩将典型地作为渐进运动而不是通过应用扭矩的颠簸式（jerky）或颠簸运动由驾驶员所感知。如果车辆10进入LKCZ210，则预定可允许量的扭矩的最大量将被提供给转向柱，以转动该车辆。典型地，该扭矩量将在2Nm至5Nm之间，例如是3Nm。在一些示例中，3Nm的施加扭矩量是涉及由驾驶员感知到的扭矩量的相对值，并且可代表超过由横向车辆控制系统100的车道对中系统95部件提供的基准扭矩量的扭矩量。当车辆10处于LKTZ230中时，横向车辆控制系统100可确定提供何种扭矩水平给车辆10的转向，扭矩水平由附图的曲线表示并且通常在1.5Nm和3.0Nm之间。典型地，当车辆进入LKTZ230时，施加成本函数（其示例在下文被描述）以确定转向角度以及在一些示例中可施加给车辆10的转向柱或其他部件的扭矩。典型地，可由车道保持系统105来施加成本函数，以确定车辆返回到车道的性质。典型地，车辆返回到车道200的性质可由车辆再进入车道200的角度来表征，该角度可借助将车辆转向来控制。在一些示例中，车辆返回到车道200的性质可由施加到将车辆返回到车道200的转向的扭矩量来表征。在一些示例中，车辆返回到车道200的性质可由车辆返回到车道200所处的速度来表征。在一些示例中，车辆10返回到车道200的性质可由车辆10在其返回到车道200时做出的步进函数的数量来表征。在一些示例中，车辆10返回到车道200的性质可由上述示例中的一个或多个来表征。在一些示例中，求解成本函数可能导致返回到车道的陡峭角度。在一些示例中，求解成本函数可能导致其中渐进角度可被用于将车辆返回到车道的判定。在一些示例中，求解成本函数可能导致施加较大量的扭矩以将车辆转向回到车道中。在一些示例中，求解成本函数可能导致该系统确定需要较少量的扭矩以将车辆返回到车道。在一些示例中，求解成本函数可能导致该系统确定可能需要不止一个步骤来将车辆返回到车道。在一些示例中，所述不止一个步骤可包括：车辆首先以具体角度转向，以及其中车辆以另一角度转向的第二步骤，并且这些步骤的结合可将车辆返回到车道。成本函数可考虑到偏航角速度、车辆的横向速度、与车道标记260的距离、转向角度和时间。典型地，可施加本领域已知的成本函数，其中：其中：yerr是横向偏移误差，例如(ydesired–ypredicted)；err是驶向角度误差，例如(desired–predicted)；以及Q(t)和R(t)是凭经验得到的加权因子。在一些示例中，可施加成本函数，其中：其中：Y是相对于车道中心的预测横向车辆偏移；是车道的取向角度；vx是车辆的纵向速度；vy是车辆的横向速度；r是车辆的偏航速率；是转向角度；是道路曲率；Cf和Cr代表转弯刚度；m是车辆的质量；以及I是如本领域已知的车辆的惯性。求解和/或施加成本函数典型地将提供使得车辆10再对中所必要的转向角度。转向角度可借助本领域已知的方程被转换为必要的扭矩。在一些示例中，转向角度可能太大而不能由车道保持系统105在横向车辆控制系统100的规定参数内执行。典型地，当转向角度太大时，转向速率可按照凭经验得到的变化率来更缓慢地变化。在一些示例中，当车辆10达到LKCZ210时，最大扭矩量可被提供给转向柱，以将车辆10再对中。在一些示例中，最大扭矩量可能直到车辆10开始横穿车道标记260或在一些示例中正横穿车道标记260时才被提供。在一些示例中，当车辆10到达LKCZ210时，最大扭矩量可被提供给转向柱以使得车辆10再对中。图4是根据示例的用于自动横向控制的方法的流程图。该流程图的操作可由车辆的自动转向控制系统和/或横向车辆控制系统100或由与车辆10相关联或分立的其他系统来执行。如框402中所述的，系统可构造成被启动。在一些示例中，该系统可由第二系统来启动，如本领域已知的。在一些示例中，该系统可由车辆10的驾驶员来启动。在一些示例中，当车辆10发动时，该系统可被默认启动。在一些示例中，该系统可在给定道路状况、车辆10的速度或本领域已知的其他状况下被默认启动。在一些示例中，当由驾驶员执行动作（例如，按下按钮、激活开关或本领域已知的其他启用）以接合该系统时，该系统可被启动。如框404中所述的，当车道对中系统95也被接合时可启动该系统或过程。典型地，系统将直到车道对中系统95也被接合才被启动。在一些示例中，车道对中系统95可包括在横向车辆控制系统100内。当车道对中系统95被接合时，该系统于是可自动控制车辆行驶的方向和/或驶向，如本领域已知的。如果车道对中系统95被启动，那么该系统可选择并存储期望变量，也包括如上所述的期望横向偏移以及如上所述的任何车道妨碍区域。这两个变量分别在框406和408中被描述。在一些应用中，本领域已知的其他变量也可由该系统选择并存储。如菱形块410所述的，该系统可然后借助任何车道感测能力来确定该系统所具有的置信度，该车道感测能力是该系统的部件或者本领域已知的车辆10中的其他系统的部件。在该系统缺乏必要置信度的情况下，该系统可返回到备用阶段或返回到框402。在一些示例中，其中该系统确定其在车道感测中具有必要置信度，那么该系统将继续下一步骤。如框412中所述的，该系统可上传在过往时间段内（例如，在过往数秒内，例如0-60秒、例如30秒）被记录的过往转向指令。典型地，该数据被用于计算如上所述的成本函数。在一些示例中，预期转向扭矩和预期转向角度可由系统100来计算、确定或表达。在一些示例中，可利用简单二阶模型、差分方程的求解、查询表、线性变换或其他数学模型或方法来计算预期转向扭矩和预期转向角度。预期转向扭矩和预期转向角度可在规则间隔（在一些示例中，每5-30毫秒）被计算，或者在自动转向控制系统90被接合时可由系统100连续地计算。典型地，系统100或车辆10中的其他系统在很少至没有驾驶员介入的情况下将车辆保持在车道中。其中系统并不将车辆10保持在车道200内的示例可能是轮胎或车载系统失效的结果。典型地，当系统或轮胎失效时，车辆10可开始在车道200内偏移。在其中车辆10开始偏移的情况下，系统100可确定由驾驶员或由车辆10中的车载系统非对称地应用转向扭矩。在一些示例中，转向致动器可能错误地经历太多的横向运动，从而致使车辆朝向车道200之外的车道推动。在一些示例中，车载系统可能错误地检测到转向超控并且在无驾驶员意图的情况下允许车辆10移出车道200。在一些应用中，车载系统可能错误地确定车辆10的路径，从而将车辆10引出车道200。在一些示例中，通过估计预期转向扭矩和由如上所述的车载传感器确定的经验值之间的差以及预期转向角度和车载传感器确定的经验值之间的差，可确定非对称扭矩，所述传感器是如上所述的。如框414中所述的，车辆10可估计由传感器确定的车道偏移，如上所述。在一些示例中，车辆10可利用与车辆10相关的多个传感器来估计多个车辆转向状况。在一些示例中，系统100可读取所测量的与车道标记260的横向偏移数据。如框416中所述的，车辆10可基于车道感测以及如上文所述的其他标准来估计车辆10是否在车道妨碍区域（包括LKTZ230和LKZ240）内。如果确定车辆10在车道妨碍区域（包括LKTZ230和LKZ240）内，则车辆10可确定驾驶员是否意图移出当前车道200。在一些示例中，可由车载系统检查是否已经启用转向信号来作出所述确定。在一些示例中，车辆10可确定是否启用自动车道变更请求系统。如框418中所示的，车辆10还可采用驾驶员意图离开当前车道的其他指示，如本领域公知的。典型地，如果车辆10确定驾驶员意图移出车道200，那么车辆的车道对中系统95可被断开（例如，通过系统100），并且转向控制可完全或部分地让与车道保持系统105，如框420中所述的。在断开和/或停用车道对中系统95之前或之后，警告、指示、警报或信号可由系统100提供给驾驶员，警告例如可以是音频警告、光、信号、通知或其他形式的警告。图5是根据示例的横向车辆控制系统的方法的流程图。在一些示例中，系统95和105提供用于将车辆自主地保持在车道中的方法。典型地，该方法包括接合车道对中系统95。车道对中系统95可构造成将车辆保持在车道内，如框500所示的。在一些示例中，当车道对中系统95未能将车辆保持在车道内时，车辆可接合车道保持系统105，如框510中所示的。在一些示例中，车道保持系统105可典型地构造成将车辆返回到车道中。典型地，当车道保持系统105被接合时，车道对中系统95被断开或进入备用模式。在一些示例中，当车道对中系统95错误地确定车辆10的驾驶员意图再次获得对车辆10的转向的控制时，车道保持系统105可被接合。在一些示例中，当驾驶员以足够或充分的力转动方向盘以提示该驾驶员想要改变车辆的方向时，车道对中系统95可能错误地确定车辆10的驾驶员意图再次获得对车辆的控制。在一些示例中，如本领域已知的其他提示可表明，车辆10的驾驶员意图断开车道对中系统95和/或再次获得对车辆10的控制。在一些示例中，车道保持系统105可确定，由车道对中系统95使用的提示是错误肯定。在一些示例中，车道保持系统105可确定，当驾驶员并未借助车辆发送信号系统来发出其意图移出当前车道的信号时由车道对中系统95所依赖的提示是错误肯定。在一些示例中，可采用本领域已知的其他指示来确定所述提示是否是错误肯定。典型地，当车道保持系统105检测到由车道对中系统95依赖的错误肯定的提示时，其可施加成本函数以确定如何将车辆10返回到车道200，即车道保持系统105的接合的性质。在一些示例中，在应用成本函数的情况下，车道保持系统105可在施加到转向柱的较少扭矩量的情况下将车辆10渐进地返回到车道200。在一些示例中，取决于车辆10在车道200中的位置，车道保持系统105可施加较多或较少量的扭矩。在一些示例中，当车辆10尚未横越车道标记260时，可提供较少量的扭矩并且所提供扭矩的性质可能是更渐进并且较少颠簸的运动。在一些示例中，如果车辆10已经横越车道标记260、或者在一些示例中已经部分地横越该车道标记、或者将要横越车道200的车道标记260，那么车道保持系统105可施加更大量的扭矩给转向柱，该扭矩在一些示例中是高达3Nm的扭矩，以将车辆10返回到车道200。在一些示例中，当车辆10正离开车道200时由车道保持系统105施加的扭矩可能是颠簸运动，该运动通常是显著的但可控的。在一些示例中，成本函数可确定要由车道保持系统105提供以将车辆10返回到车道中的扭矩量。在一些示例中，成本函数可被施加，以确定车辆10可能以多大角度返回到车道200。在一些示例中，车道保持系统105可确定，不是施加大转向角度以使得车辆10返回，车道保持系统105可以两个或更多个步骤施加两个或更多个较小转向角度以使得车辆10返回到车道200，如框520中所述的。典型地，在车道保持系统105施加借助施加成本函数确定的转向角度和/或扭矩之后，车辆10可返回到车道200，如框530所述的。本发明的示例可包括用于执行本文所述的操作的设备。这些设备可特定地构造用于期望目的，或者可包括由存储在计算机中的计算机程序选择性地启用或重构的计算机或处理器。这种计算机程序可存储在计算机可读或处理器可读的非瞬态存储介质、任何类型的盘（包括软盘、光盘、CD-ROM、磁光盘）、只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、可电编程只读存储器（EPROM）、可电擦除和编程的只读存储器（EEPROM）、磁卡或光卡或者适合于存储电子指令的任何其他类型的介质中。将理解的是，各种编程语言可被用于执行本文所述的本发明的教导。本发明的示例可包括物品例如非瞬态计算机或处理器可读非瞬态存储介质，例如存储器、磁盘驱动器或USB闪存编码，包括或存储诸如计算机可执行指令的指令，所述指令在由处理器或控制器执行时使得该处理器或控制器执行本文所公开的方法。指令可使处理器或控制器执行实施本文所公开的方法的过程。在本文公开了不同的示例。一些示例的特征可与其他示例的特征结合；因此，一些示例可能是多个示例的特征的组合。本发明的示例的前述说明用于描述和说明目的而被示出。其不旨在是穷尽性的或将本发明局限于所公开的确切形式。本领域技术人员应当理解的是，鉴于上述教导，许多修改、变化、替代、变换和等同物都是可能的。因此，要理解的是，所附权利要求书旨在涵盖落入本发明的实质精神内的全部这些修改和变化。