1.一种多情景车道偏离预警方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
步骤1,实时采集车辆的当前车速、偏移距离和偏移角度、方向盘转向转角、当前道路车道线位置、车道宽度、道路曲率半径、转向灯和危险警报灯状态;
步骤2,根据步骤1中采集的数据,判断当前时刻是否满足抑制偏离预警条件;
若满足抑制条件,设定阻断时长,阻断后续操作,达到阻断时长后,继续判断下一时刻采集的数据;若不满足抑制条件,执行步骤3;
所述抑制偏离预警条件包括:当前车速、转向灯与危险警报灯状态、车辆偏离距离、方向盘转角速率、两次报警时间间隔;
步骤3,判断当前车速是否大于预先设定的车速阈值vth2,如果小于阈值vth2,执行步骤4;如果大于或等于阈值vth2,执行步骤5;
步骤4,判断当前道路曲率半径是否大于设定的曲率半径阈值rth;如果大于阈值rth,判断当前车道为直道,执行步骤6;如果小于或等于阈值rth,判断当前车道为弯道,执行步骤7;
步骤5,采用基于横向偏移速度的预警决策方法,判断车辆是否偏离当前车道,转入步骤8;
步骤6,采用基于车辆跨越车道线的剩余时间的预警决策方法,判断车辆是否偏离当前车道,转入步骤8;
步骤7,采用基于未来偏移距离的预警决策方法,判断车辆是否偏离当前车道,进入步骤8;
步骤8,若车辆没有偏离车道,则返回步骤1;若车辆偏离车道,发出偏离预警指令,阻止车辆的进一步偏离。
2.根据权利要求1所述的一种多情景车道偏离预警方法,其特征在于:所述步骤1中,采集当前道路车道线位置时,需要检测并识别两侧车道线和道路宽度;具体如下:
如果检测到车道线,获取道路线位置和道路宽度;
如果未检测到当前道路车道线,根据检测的路基宽度,分别在与车道两边路缘内侧一定距离处划分出虚拟车道线,以代替真实车道线;
车道宽度与路基宽度的计算方法为:
其中,d为车道宽度,dsubgrade为路基宽度,dsmax为路基宽度最大值。
3.根据权利要求1所述的一种多情景车道偏离预警方法,其特征在于:所述步骤2,根据采集的数据,判断当前时刻是否满足抑制偏离预警条件;具体如下:
2-1,当前车速v小于车速阈值vth1时,表明车辆处于起步或者预备靠边停车状况,满足抑制偏离预警条件;
2-2,驾驶员开启危险警报灯或偏离侧的转向灯时,表明驾驶员有变换车道、掉头或者停车意图,满足抑制偏离预警条件;
2-3,直道行驶时,检测到车辆距离其偏离侧车道线的横向距离小于设定的距离阈值时,表明车辆处于预备变换车道或者掉头的状况,满足抑制偏离预警条件;
2-4,检测到驾驶员向偏离侧相反方向转动转向盘,且转角速率大于设定速率阈值时,表明驾驶员发现车辆偏离并有调整偏离方向的意图,满足抑制偏离预警条件;
2-5,在距离上一次偏离报警的t1时间段内,满足抑制偏离预警条件;
2-6,在满足以上任意一种抑制偏离预警条件时,阻断后续操作,阻断时长设为t2,达到阻断时长后,继续判断下一时刻数据。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种多情景车道偏离预警方法,其特征在于:所述步骤5中,采用基于横向偏移速度的预警决策方法,判断车辆是否偏离当前车道,具体如下:
以车辆的当前侧向速度vy作为车辆是否偏离当前车道的决策指标;
所述侧向速度vy是与车辆当前纵向速度vx垂直方向的速度;
将侧向速度vy与给定的速度阈值vde进行比较,若vy>vde,车辆偏离当前车道,若vy≤vde,车辆没有偏离当前车道。
5.根据权利要求1-3任一所述的一种多情景车道偏离预警方法,其特征在于:所述步骤6中,采用基于车辆跨越车道线的剩余时间的预警决策方法,判断车辆是否偏离当前车道,具体如下:
车辆跨越车道线的剩余时间是指车辆从当前时刻位置到偏离侧车道线的剩余时间,其计算方法是:
首先计算当前时刻车辆前轮到偏离侧车道线的纵向距离;
然后根据该纵向距离,以及车辆当前的纵向速度,计算车辆跨越车道线的剩余时间;
计算公式为:
其中,tlc表示车辆跨越车道线的剩余时间,vx表示车辆当前纵向速度,l表示从当前时刻车辆前轮到偏离侧车道线的纵向距离;
设车辆偏离过程中航向角,纵向和横向速度保持不变,转向盘转角保持恒定;
将车辆跨越车道线的剩余时间tlc与给定的时间阈值tde进行比较,若tlc<tde,车辆偏离当前车道,若tlc≥tde,车辆没有偏离当前车道。
6.根据权利要求1-3任一所述的一种多情景车道偏离预警方法,其特征在于:所述步骤7中,采用基于未来偏移距离的预警决策方法,判断车辆是否偏离当前车道;具体如下:
判断驾驶员在前n次行程中行驶至弯道处转向时是否存在跨越车道线的行为;
若跨越车道线,将实际车道线向外侧拓展一定距离,得到虚拟的车道边界线;
若没有跨越车道线,虚拟车道边界线和真实车道线重合;
计算预测汽车未来状态的时刻距当前时刻的时间,即前视时间tlookahead;
前视时间tlookahea的计算公式为:
式中,lvirtual是车辆跨越虚拟车道边界线的纵向距离,lwarning是偏离预警期望出发位置,vy是车辆当前侧向速度;
计算经过前视时间tlookahead后车辆的侧向位置lt;
车辆侧向位置lt的计算公式为:
lt=lcurrent+tlookahead*vy
式中,lcurrent是当前车辆与虚拟车道线的距离;
将车辆跨越虚拟车道边界线的纵向距离lvirtual与车辆的侧向位置lt进行比较;
若lt>lvirtual,车辆偏离当前车道,若lt≤lvirtual,车辆没有偏离当前车道。
7.根据权利要求1所述的一种多情景车道偏离预警方法,其特征在于:通过车速传感器获取当前车速;通过方向盘转角传感器获取方向盘转向转角;通过摄像头采集车辆的偏移距离和偏移角度、当前道路车道线位置、车道宽度、道路曲率半径;通过捕捉转向灯和危险警报灯信号线上的信号获取转向灯和危险警报灯状态。
8.一种多情景车道偏离预警系统,其特征在于:该系统包括数据采集单元、数据判断单元和偏离预警单元;
所述数据采集单元,安装于车辆内部,用于实时采集数据,并将采集到的数据传递至数据判断单元;
所述数据判断单元,用于接收采集到的数据,并进行偏离预警判断,将预警指令传递至偏离预警单元;
所述偏离预警单元,用于接收偏离预警指令,提醒驾驶员阻止车辆进一步偏离。
9.根据权利要求8所述的一种多情景车道偏离预警系统,其特征在于:
所述数据采集单元包括摄像头、车速传感器、方向盘转角传感器、转向灯和危险警报灯;
通过车速传感器获取当前车速;
通过方向盘转角传感器获取方向盘转向转角;
通过摄像头采集车辆的偏移距离和偏移角度、当前道路车道线位置、车道宽度、道路曲率半径;
通过捕捉转向灯和危险警报灯信号线上的信号获取转向灯和危险警报灯状态。
10.根据权利要求8或9所述的一种多情景车道偏离预警系统,其特征在于:
所述数据判断单元包括抑制偏离判断单元、车速判断单元、道路曲率半径判断单元、车道偏离判断单元;
所述抑制偏离判断单元,用于接收数据采集单元传递的数据,判断当前时刻是否满足抑制偏离预警条件,并将判断信号传递到车速判断单元;
所述车速判断单元,用于接收数据采集单元传递的数据,以及抑制偏离判断单元的判断信号,判断车辆是否大于预先设定的车速阈值,并将判断信号传递给车道偏离判断单元和道路曲率半径判断单元;
所述道路曲率半径判断单元,用于接收数据采集单元传递的数据,以及车速判断单元发送的判断信号,判断当前道路为直道或弯道,并将判断信号传递给车道偏离判断单元;
所述车道偏离判断单元,用于接收数据采集单元传递的数据,以及车速判断单元和道路曲率半径判断单元传递的判断信号,判断车辆是否偏离当前车道,并将判断信号传递给偏离预警单元。