车道保持控制系统及车道保持控制方法、车辆与流程

本发明涉及车辆自动驾驶技术领域，特别是涉及一种车道保持控制系统及车道保持控制方法、车辆。

背景技术：

随着智能驾驶技术的发展，国际国内各大汽车企业陆续开发并推出主动安全功能，特别是车道保持辅助系统(lka)，此功能由三个字功能组成：包括车道偏离预警，车道偏离预防，车道保持辅助等功能，这些功能根据功能的种类以及当前的状态会有不同的功能表现，主要依靠摄像头和前雷达实现。

车道偏离预警在自身车辆发生了无意识车道偏离的情况下对驾驶员进行告警。

车道偏离预防在驾驶员提供转向辅助以防止车辆在驾驶员未意识到的情况之下偏离出自车道。车道保持辅助为驾驶员提供转向控制并辅助驾驶员使车辆保持实时保持在车道中间。在诸多功能应用过程中，会有由于内部电子电器元件失效而引起风险，并造成整车层面上的引起危害的情况，即功能安全问题。

技术实现要素：

本发明的一个目的是要提供一种车道保持控制系统，解决现有技术中的车道保持辅助装置在无触发或者执行错误命令的情况下保证车辆在车道内行驶，避免车辆偏离车道产生风险的问题。

本发明的另一个目的是解决现有技术中的车道保持辅助装置安全性能不够的问题。

本发明的另一个目的是提供一种具有该车道保持控制系统的车辆。

本发明的又一个目的是提供一种该车道保持控制方法。

特别地，本发明提供一种车道保持控制系统，包括：

车道保持辅助模块，用于控制车辆保持在车道中间位置行驶；和

横向控制模块，用于在所述车道保持辅助模块失效或执行了错误命令使得所述车辆相对于车道中间位置的实时横向偏移量大于预设值时，控制所述车辆朝所述车道中间位置…横向移动，以使所述车辆保持在所述车道内行驶。

可选地，还包括：

状态检测单元，用于检测所述车道保持辅助模块的状态，所述车道保持辅助模块的状态包括开启状态和关闭状态；以及

状态控制单元，用于控制所述横向控制模块在所述车道保持辅助模块处于所述开启状态时开启，在所述车道保持辅助模块处于所述关闭状态时关闭。

可选地，还包括横向偏移量检测模块，用于实时检测所述车辆的所述实时横向偏移量；

所述横向控制模块配置成，在所述状态检测单元检测到所述车道保持辅助模块为开启状态，且所述横向偏移量检测模块检测到车辆的所述实时横向偏移量大于所述预设值时，控制所述车辆保持在所述车道内行驶。

可选地，所述横向控制模块还包括：

第一横向偏移值获取单元，用于与所述车道保持辅助模块连接以获取所述车道保持辅助模块的第一横向偏移值，其中，所述第一横向偏移值为所述车道保持辅助模块内部设置的最大横向偏移值；

第二横向偏移值获取单元，用于获取第二横向偏移值，所述第二横向偏移值为所述车道线与所述车辆侧边的横向距离；和

预设值设定单元，用于预先自动设定所述预设值，所述预设值大于所述第一横向偏移值，小于所述第二横向偏移值。

可选地，所述横向控制模块还包括预设值设定单元，用于通过手动预先设定所述预设值，所述预设值为车道宽度与所述车辆宽度差值的一半。

可选地，所述横向控制模块还包括：

对比判断单元，用于接受所述预设值设定单元的所述预设值和所述横向偏移量检测模块的所述实时横向偏移量，判断所述车辆的所述实时横向偏移量是否大于所述预设值；和

控制单元，用于在所述对比判断单元判断所述车辆的所述实时横向偏移量大于所述预设值时控制所述车辆的横向偏移动作。

特别地，本发明还提供一种车辆，包括上面所述的车道保持控制系统。

特别地，本发明还提供一种车道保持控制方法，包括：

通过车道保持辅助模块控制车辆在车道中间位置行驶；

当所述车道保持辅助模块失效或执行了错误命令使得所述车辆相对于车道中间位置的实时横向偏移量大于预设值时，控制所述车辆朝所述车道中间位置的横向移动，使所述车辆保持在所述车道内行驶。

可选地，在车道保持辅助模块控制车辆在车道中间位置行驶之前还包括：

检测所述车道保持辅助模块的状态，判断所述车道保持辅助模块的状态，同时根据所述状态控制开启或关闭横向控制模块；所述车道保持辅助模块的状态包括开启状态和关闭状态，所述横向控制模块在所述车道保持辅助模块处于所述开启状态时开启，在所述车道保持辅助模块处于所述关闭状态时关闭。

可选地，在控制所述车辆的横向偏移动作之前还包括：

设定所述预设值；

实时检测所述车辆的实时横向偏移量；

判断所述车辆的所述实时横向偏移量是否大于所述预设值；

其中，所述预设值通过手动或者自动设定；

当所述预设值通过自动设定时，需要获取第一横向偏移值和第二横向偏移值，所述第一横向偏移值为所述车道保持辅助模块内部设置的最大横向偏移值，所述第二横向偏移值为所述车道线与所述车辆侧边的横向距离，所述预设值大于第一横向偏移值，小于第二横向偏移值；

当所述预设值通过手动设定时，所述预设值为车道宽度与所述车辆宽度差值的一半。

本发明在车道保持辅助模块的基础上增加了横向控制模块，当车辆的车道保持辅助模块失灵或执行了错误的命令而导致车辆相对于车道中间位置的横向偏移量大于预设值时，控制车辆的朝向车道中间位置横向移动，保持车辆在原先的车道内行驶，避免车辆的车道保持辅助模块因误操作导致车辆偏移，进而行驶至其它车道而导致危险的发生，提高车辆的安全性能。

进一步地，本发明的车道保持辅助系统既包括了车道保持辅助模块，又包含横向控制模块，使得车辆的车道保持辅助系统具有双重的保险，增加了车辆在利用车道保持辅助系统的安全性能。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的车道保持控制系统的示意性框图；

图2是根据本发明另一个实施例的车道保持控制系统的示意性框图；

图3是根据本发明另一个实施例的车道保持控制系统的示意性框图；

图4是根据本发明另一个实施例的车道保持控制系统的示意性框图；

图5是根据本发明另一个实施例的车道保持控制系统的示意性框图；

图6是根据本发明另一个实施例的车道保持控制系统的示意性框图；

图7是根据本发明另一个实施例的车道保持控制系统的示意性框图；

图8是根据本发明另一个实施例的车道保持控制系统的示意性框图；

图9是根据本发明另一个实施例的车辆的示意性框图；

图10是根据本发明一个实施例的利用了本实施例的车道保持控制系统的车辆在车道内的行驶轨迹的示意图；

图11是根据本发明另一个实施例的利用了本实施例的车道保持控制系统的车辆在车道内的行驶轨迹的示意图；

图12是根据本发明一个实施例的车道保持控制方法的示意性框图；

图13是根据本发明另一个实施例的车道保持控制方法的示意性框图；

图14是根据本发明另一个实施例的车道保持控制方法的示意性框图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的车道保持控制系统100的示意性框图。如图1所示，本实施例中提供一种车道保持控制系统100，该车道保持控制系统100可以包括车道保持辅助模块10和横向控制模块20。其中，车道保持辅助模块10用于控制车辆保持在车道中间位置行驶。横向控制模块20用于在车道保持辅助模块10失效或执行了错误命令使得车辆相对于车道中间位置的实时横向偏移量大于预设值时，控制车辆朝车道中间位置的横向移动，以使车辆保持在车道内行驶。

本实施例的车道保持控制系统100包括车道保持辅助模块10和横向控制模块20，该车道保持辅助模块10类似于现有技术中的车道保持系统，可以将车辆尽可能的保持在车道的中间位置行驶，当然该中间位置并非是指车辆行驶的车道的正中间，而是在中间位置小弧度的横向摆动。本实施例中，当车道保持辅助模块10中某一些功能在一些时间缺失、失灵或被误触发，例如车道保持辅助模块10中的摄像装置坏掉或者位置移动，或者雷达失灵等情况，导致车道保持辅助模块10失效，从而车辆在行驶的过程中可能出现连续的横向偏移的情况。此时，如果驾驶人员没有发现，或者发现的较晚，车辆很可能会偏移至其它车道上，从而导致危险的发生。

本实施例在车道保持辅助模块10的基础上增加了横向控制模块20，当车辆的车道保持辅助模块10失灵或执行了错误的命令而导致车辆相对于车道中间位置的横向偏移量大于预设值时，控制车辆朝车道中间位置横向移动，保持车辆在原先的车道内行驶，避免车辆行驶至其它车道而导致危险的发生，提高车辆的安全性能。

此外，本实施例的车道保持控制系统100既包括了车道保持辅助模块10，又包含横向控制模块20，使得车辆的车道保持控制系统100具有双重的保险，增加了车辆在利用车道保持控制系统100的安全性能。

图2是根据本发明另一个实施例的车道保持控制系统的示意性框图；作为一个具体地实施例，本实施例的车道保持控制系统100还可以包括状态检测单元31和状态控制单元30，该状态检测单元31可以用于检测车道保持辅助模块10的状态，车道保持辅助模块10的状态包括开启状态和关闭状态。具体地，状态控制单元30可以用于控制横向控制模块20在车道保持辅助模块10处于开启状态时开启，在车道保持辅助模块10处于关闭状态时关闭。

具体地，本实施例中的横向控制模块20是车道保持辅助模块10的进一步地辅助，当车道保持辅助模块10处于开启状态开始工作时，横向控制模块20处于开始工作，避免车道保持辅助模块10因为执行了错误命令导致车辆横向偏移，从而提高车辆在车道保持辅助模块10开启的情况下的安全性能。当车道保持辅助模块10处于关闭状态时，说明此时车辆是有驾驶人员自主控制车辆，而驾驶人员自主控制时经常会出现变道等情况，因此并不需要横向控制模块20参与工作，此时将横向控制模块20关闭使得车辆驾驶更顺畅。

图3是根据本发明另一个实施例的车道保持控制系统的示意性框图；作为一个具体地实施例，本实施例的车道保持控制系统100还可以包括横向偏移量检测模块40。该横向偏移量检测模块40可以用于实时检测车辆的实时横向偏移量。横向控制模块20配置成在状态检测单元31检测到车道保持辅助模块10为开启状态，且横向偏移量检测模块40检测到车辆的实时横向偏移量大于预设值时，控制车辆保持在车道内行驶。

由于车道保持辅助模块10在工作的过程中也需要检测车辆的实时横向偏移量，该实施例的横向偏移量检测模块40可以与车道保持辅助模块10中的用于检测车辆的实时横向偏移量为同一个检测装置，从而既满足车辆对实时横向偏移量检测的要求，又节省了成本。

图4是根据本发明另一个实施例的车道保持控制系统100的示意性框图。作为一个具体地实施例，本实施例的横向控制模块20还可以包括第一横向偏移值获取单元21、第二横向偏移值获取单元22和预设值设定单元23。其中，第一横向偏移值获取单元21用于与车道保持辅助模块10连接以获取车道保持辅助模块10的第一横向偏移值，其中，第一横向偏移值为车道保持辅助模块10内部设置的最大横向偏移值。第二横向偏移值获取单元22用于获取第二横向偏移值，第二横向偏移值为车道线与车辆侧边的横向距离。预设值设定单元23用于预先自动设定预设值，预设值大于第一横向偏移值，小于第二横向偏移值。

具体地，一般情况下，为了保证车辆在车道保持辅助模块10开启的情况下车辆一直在车道的中心位置行驶，在车道保持辅助模块10内部的最大横向偏移量的设置的数值相对来说会较小，大概在5-20cm左右的距离。也就是，当车辆的车道保持辅助模块10开启时，正常行驶的情况下，车辆应该处于车道的中间位置，两边摆动的距离不超过5-20cm。也就是，本实施例中的第一横向偏移值不会超过5-20cm。此外，由于本实施例中为了保持车辆在车道内行驶，那么当车道保持辅助模块10失效的情况下，车辆在横向偏移时，最多也不能超车道线的位置。因此，该实施例中，第二横向偏移值为车辆侧边离该侧边所在的车道的横向距离。该实施例中，第一横向偏移值是固定值或动态值，而第二横向偏移值则是一个动态的值。预设值设定单元23中，由于第二横向偏移值是一个动态值，在正常情况下，预设值自动取第二横向偏移量的取动态值的最小值。该取值方法能够保证车辆在车道内部行驶，不偏离车道，保证车辆的安全性。

图5是根据本发明另一个实施例的车道保持控制系统的示意性框图；具体地，本实施例的车道保持控制系统100还可以包括摄像模块50和分析计算模块60。其中，摄像模块50用于接收并传递车辆及路况图像信号。分析计算模块60根据识别的车辆及路况图像信号，分析并计算获得车道线与车辆侧边的横向距离。该摄像模块50与分析计算模块60得到的车辆侧边与车道线横向距离即为第二横向偏移量。

图6是根据本发明另一个实施例的车道保持控制系统的示意性框图；作为另一个具体地实施例，本实施例的横向控制模块20还可以包括预设值设定单元24，用于通过手动预先设定预设值，预设值为车道宽度与车辆宽度差值的一半。当然，该种实施例是在车辆一直保持在车道的中间行驶时比较准确。当然，由于本实施例中的车道保持控制系统100中包含车道保持辅助模块10，该车道保持辅助模块10一般会控制车辆在车道的中间位置行驶，即便有一定的误差，其范围也不会太大。此外，由于车道线也具有一定的宽度，因此，采用本实施例方法受到设置的预设值也可以保证车辆在车道内行驶，几乎不会超过车道线。

更为具体地，一般情况下，假设车辆的宽度为w,车辆侧边距车道线距离为d,车道宽度为l.在此场景中,车辆宽度设置为2m，车道宽度l,根据<公路工程技术标准>,设计车速20km/h以下时，车道宽度为3m，设计车速为20km/h时，车道宽度为3.25m，设计时速为40km/h-60km/h时，车道宽度为3.5m，设计车速为60km/h-120km/h时，车道宽度为3.75m。因车道保持辅助模块10的工作车速区间为60km/h到180km/h。综合各方面原因考虑，将车道宽度设置为3.5m，即l＝3.5m，d＝(3.5-2)/2＝0.75m。故要求本实施例的预设值设置为0.75m。换句话说，当车辆横向偏移量大于0.75m时，横向控制模块20开始控制车辆的横向偏移动作，避免车辆进入到其他车道内。

图7是根据本发明另一个实施例的车道保持控制系统的示意性框图；图8是根据本发明另一个实施例的车道保持控制系统的示意性框图。作为另一个实施例，如图7和图8所示，本实施例中的横向控制模块20还包括对比判断单元25和控制单元26。其中，对比判断单元25用于接收预设值设定单元24的预设值和横向偏移量检测模块40的实时横向偏移量，判断车辆的实时横向偏移量是否大于预设值。控制单元26用于在对比判断单元25判断车辆的实时横向偏移量大于预设值时控制车辆的横向偏移动作。具体地，控制单元26控制车辆的横向偏移动作可以包括通过施加在车辆方向盘上一个扭矩，使得车辆保持在车道内行驶。更为智能的，控制单元26还可以将车辆控制到车道中间位置继续行驶。一般在实际的操作过程中，车道保持辅助模块10在执行了错误命令使得车辆一直横向偏移的情况可能在某个时刻至存在几秒或者更短的时间。当发生错误的时间过去之后，车辆还是会由车道保持辅助模块10继续控制车辆在车道中间位置行驶。或者，该错误是永久的，那么在横向控制模块20则会一直控制车辆在车道内行驶，避免车辆进入其它车道，保证车辆的安全性能。当然，一段时间后，由于车辆的横向偏移量大，驾驶员也会主动干预到车辆的行驶中。

图9是根据本发明另一个实施例的车辆的示意性框图。作为一个具体地实施例，如图9所示，本发明还提供一种车辆200，该车辆200可以包括上面的车道保持控制系统100。

图10是根据本发明一个实施例的利用了本实施例的车道保持控制系统的车辆在车道内的行驶轨迹的示意图；作为一个具体地实施例，利用了本实施例中的车道保持控制系统100的车辆200，该车辆200的运动过程包括：

t1时刻，在车辆200在车道保持辅助模块10的作用下，车辆200保持在车道的中间位置行驶；

t2时刻，在某一时刻，车道保持辅助模块10因执行了错误的命令导致车辆200向一侧偏移，例如本实施例中向右侧偏移；

t3时刻，车辆200向一侧偏移到了最大的横向偏移量(一般情况下偏移值车道的车道线附近位置)；

t4时刻，横向控制模块20会给车辆200一个反向的扭矩，使得车辆200不再继续偏移，保持在车道内行驶。

图11是根据本发明另一个实施例的利用了本实施例的车道保持控制系统100的车辆200在车道内的行驶轨迹的示意图。作为其它实施例，在t5时刻，横向控制模块10给车辆200一个向车道中间位置行驶的指令，或者车道保持辅助模块100执行的错误命令恢复正常，则在t5时刻，车辆200会再一次向车道中间位置行驶，保证车辆200在车道中间继续行驶。

本实施例的车辆利用了该车道保持控制系统100的车辆200可以在车辆200的车道保持辅助模块10失灵的情况下仍然保证车辆200在车道内行驶，不会驶入其它车道，从而保证车辆200的安全性能。

本实施例的车道保持控制系统100既包括了车道保持辅助模块10，又包含横向控制模块20，使得车辆的车道保持控制系统100具有双重的保险，增加了车辆在利用车道保持控制系统100的安全性能。

图12是根据本发明一个实施例的车道保持控制方法的示意性框图。作为一个具体地实施例，本实施例还提供一种车道保持控制方法，可以包括如下步骤：

s10通过车道保持辅助模块10控制车辆在车道中间位置行驶；

s20当车道保持辅助模块10失效或执行了错误命令使得车辆相对于车道中间位置的实时横向偏移量大于预设值时，控制车辆朝车道中间位置横向移动，使车辆保持在车道内行驶。

本实施例的车道保持控制方法使得车辆保持在车道内行驶，不会因为车道保持辅助模块10执行错误命令而横向偏移值其它车道，保证车辆驾驶的安全性。

图13是根据本发明另一个实施例的车道保持控制方法的示意性框图；

作为一个具体地实施例，在车道保持辅助模块10控制车辆在车道中间位置行驶之前还包括：

s30检测车道保持辅助模块10的状态，判断车道保持辅助模块10的状态，同时根据状态控制开启或关闭横向控制模块20；车道保持辅助模块10的状态包括开启状态和关闭状态，横向控制模块20在车道保持辅助模块10处于开启状态时开启，在车道保持辅助模块10处于关闭状态时关闭。

本实施例中的横向控制模块20是车道保持辅助模块10的进一步地辅助，当车道保持辅助模块10处于开启状态开始工作时，横向控制模块20处于开始工作，避免车道保持辅助模块10因为执行了错误命令导致车辆横向偏移，从而提高车辆在车道保持辅助模块10开启的情况下的安全性能。当车道保持辅助模块10处于关闭状态时，说明此时车辆是有驾驶人员自主控制车辆，而驾驶人员自主控制时经常会出现变道等情况，因此并不需要横向控制模块20参与工作，此时将横向控制模块20关闭使得车辆驾驶更顺畅。

图13是根据本发明另一个实施例的车道保持控制方法的示意性框图。作为另一个具体地实施例，在控制车辆的横向偏移动作之前还包括：

s40设定预设值；

s50实时检测车辆的实时横向偏移量；

s60判断车辆的实时横向偏移量是否大于预设值；

其中，预设值通过手动或者自动设定。

具体地，当预设值通过自动设定时，需要获取第一横向偏移值和第二横向偏移值，第一横向偏移值为车道保持辅助模块10内部设置的最大横向偏移值，第二横向偏移值为车道线与车辆侧边的横向距离，预设值大于第一横向偏移值，小于第二横向偏移值。

具体地，一般情况下，为了保证车辆在车道保持辅助模块10开启的情况下车辆一直在车道的中心位置行驶，那么，在车道保持辅助模块10内部的最大横向偏移量的设置的数值相对来说会较小，大概在5-20cm左右的距离。也就是，当车辆的车道保证辅助模块开启时，正常行驶的情况下，车辆应该处于车道的中间位置，两边摆动的距离不超过5-20cm。也就是，本实施例中的第一横向偏移值不会超过5-10cm。此外，由于本实施例中为了保持车辆在车道内行驶，那么当车道保持辅助模块10失效的情况下，车辆在横向偏移时，最多也不能超过车道线的位置。因此，该实施例中，第二横向偏移值为车辆侧边离该侧边所在的车道的横向距离。该实施例中，第一横向偏移值是固定值或动态值，而第二横向偏移值则是一个动态的值。预设值设定单元24中由于第二横向偏移值是一个动态值，在正常情况下，预设值自动取第二横向偏移量的取动态值的最小值。该取值方法能够保证车辆在车道内部行驶，不偏离车道，保证车辆的安全性。

当预设值是通过手动设定时，预设值为车道宽度与车辆宽度差值的一半。当然，该种实施例是在车辆一直保持在车道的中间行驶时比较准确。当然，由于本实施例中的车道保持控制系统100中包含车道保持辅助模块10，该车道保持辅助模块10一般会控制车辆在车道的中间位置行驶，即便有一定的误差，其范围也不会太大。此外，由于车道线也具有一定的宽度，因此，采用本实施例的方法设置的预设值也可以保证车辆在车道内行驶，几乎不会超过车道线。

更为具体地，一般情况下，假设车辆的宽度为w,车辆侧边距车道线距离为d,车道宽度为l.在此场景中,车辆宽度设置为2m，车道宽度l,根据<公路工程技术标准>,设计车速20km/h以下时，车道宽度为3m，设计车速为20km/h时，车道宽度为3.25m，设计时速为40km/h-60km/h时，车道宽度为3.5m，设计车速为60km/h-120km/h时，车道宽度为3.75m。因车道保持辅助模块10的工作车速区间为60km/h到180km/h。综合各方面原因考虑，将车道宽度设置为3.5m，即l＝3.5m，d＝(3.5-2)/2＝0.75m。故要求本实施例的预设值设置为0.75m。换句话说，当车辆横向偏移量大于0.75m时，横向控制模块20开始控制车辆的横向偏移动作，避免车辆进入到其他车道内。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。