直道上的车道线丢失预警方法、系统与人机共驾方法与流程

1.本发明涉及人机共驾技术领域，具体涉及一种直道上的车道线丢失预警技术。


背景技术：

2.人机共驾是自动驾驶的初级阶段，人和机器组成的团队必须共同保持对外部环境有充分的感知，目前的侧重点在于对驾驶员状态的感知和监控，但是忽视了驾驶员对车辆驾驶状态的感知，不利于提升驾驶员在人机共驾过程中的掌控感与信任感。尤其是当遇到紧急情况，如原始车道线丢失时会导致自动驾驶横向控制系统失控，容易引发交通事故。
3.另外，现有技术中，根据车道线置信度判断车道线是否丢失，车道线丢失后，车辆的控制质量没有直观反馈给驾驶员，在无法控制时直接启动停车机制，在这种情况下驾驶员仅感知到因驾驶异常即将停车，而无法提前预防驾驶异常；而且车辆停止后需重新启动，造成驾驶不连续。虽然提高了安全性，但是整个驾驶过程不连续，停车后还需要重新启动车辆，导致用户体验感不佳。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术的不足，本发明提供一种直道上的车道线丢失预警方法，解决车道线丢失后如何提高人机共驾的协作性。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种直道上的车道线丢失预警方法，包括以下步骤：当行驶车道的车道线丢失时，获取当前控制模式类型；若当前控制模式为辅助控制模式，则显示相应辅助控制模式的动画，并从辅助控制模式开始时倒计时，倒计时还剩t1时长时，提醒驾驶员立即接管车辆；在辅助控制模式的倒计时剩余时长大于t1时长前，若辅助控制模式已退出或驾驶员已接管车辆，则不继续进行辅助控制模式的动画显示；在辅助控制模式的倒计时还剩t1时长期间，若辅助控制模式已退出或驾驶员已接管车辆，则不再继续进行辅助控制模式的动画显示和接管提醒；若当前控制模式为临时控制模式，则显示临时控制模式的动画，并同时提醒驾驶员立即接管车辆；若临时控制模式已退出或驾驶员已接管车辆，则不再继续进行临时控制模式的动画显示和接管提醒。
6.进一步的，辅助控制模式包括单线控制模式、跟车控制模式与护栏控制模式；其中，单线控制模式的优先级高于跟车控制模式，跟车控制模式的优先级高于护栏控制模式。
7.本发明还提供一种直道上的车道线丢失时的预警系统，包括车道线识别模块、控制模式切换模块与接管提示模块；所述车道线识别模块用于识别车道线是否丢失，并将判断结果发送给辅助控制切换模块；所述控制模式切换模块用于根据车道线丢失后所能获取到的参考信息，切换到相
应的控制模式；所述接管提示模块用于根据控制模式显示相应的预警信息，以提醒驾驶员接管车辆。
8.为解决车道线丢失后如何在保证安全性的前提下提高驾驶过程的连续性，本发明还一种直道上的车道线丢失时的人机共驾方法，包括以下步骤：当车道线丢失时，判断是否能够根据参考信息对车辆进行辅助控制；若能够根据参考信息进行辅助控制，则切换到相应的辅助控制模式，并显示相应辅助控制模式的动画，从辅助控制模式开始时倒计时，倒计时还剩时长t1时提醒驾驶员立即接管车辆，从而以倒计时方式让驾驶员知晓辅助控制模式的剩余时间；在辅助控制模式的倒计时期间，若辅助控制模式已退出或驾驶员已接管车辆，则不再继续进行辅助控制模式的动画显示和接管提醒；若不能够根据参考信息进行辅助控制，则切换至临时控制模式，显示临时控制模式的动画，并同时提醒驾驶员立即接管车辆；若临时控制模式已退出或驾驶员已接管车辆，则不再继续进行临时控制模式的动画显示和接管提醒。
9.进一步的，若从辅助控制模式切换至临时控制模式，则所述临时控制模式用于根据定位信息与可行驶区域信息进行控制，并且减速至标定速度s4，横向控制保持t1时长后退出；并且从临时控制模式开始时倒计时t1时长，倒计时开始的同时就提醒驾驶员立即接管车辆；在临时控制模式的倒计时期间，若临时控制模式已退出或驾驶员已接管车辆，则不再继续进行临时控制模式的动画显示和接管提醒。
10.进一步的，若车道线丢失后，不能够根据辅助信息进行辅助控制而直接进入临时控制模式，则所述临时控制模式用于根据定位信息与可行驶区域信息进行控制，并且减速至标定速度s4，同时根据车道线丢失长度，发送不同等级的提示信息以提醒驾驶员接管车辆；设置4个长度阈值l1、l2、l3、l4，并且l1《l2《l3《l4；当车道线丢失长度达到l1时，发送车道线丢失的黄色预警动画，以提示驾驶员立即接管车辆；当车道线丢失长度达到l2时，发送车道线丢失的红色预警动画和文字信息，以提示驶员立即接管车辆；当车道线丢失长度达到l3时，发送车道线丢失的红色预警动画、一级声音信息与文字信息，以提示驾驶员立即接管车辆；当车道线丢失长度达到l4时，发送车道线丢失的红色预警动画、二级声音信息与文字信息，以提示驾驶员立即接管车辆。
11.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1、本发明在车辆不同控制模式下，采用不同的预警方法，使得驾驶员能够非常直观、分明的感知到车辆的不同驾驶状态，同时，在车道线丢失后，若能够进行辅助控制，则不会立即提示驾驶员接管，为驾驶员留出反应时间，若在倒计时结束前驾驶员接管了车辆，则不进行或不再进行接管提示，避免过多的提示使驾驶员反感，提高人机共驾的协作性，为驾驶员带来掌控感与信任感。
12.2、现有技术中，车道线丢失后，车辆的控制质量没有直观反馈给驾驶员，在无法控
制时直接启动停车机制，在这种情况下驾驶员仅感知到因驾驶异常即将停车，而无法提前预防驾驶异常；而且车辆停止后需重新启动，造成驾驶不连续。本发明在车道线丢失时，在具备辅助控制的条件下对车辆进行辅助控制，同时倒计时后再提示驾驶员接管车辆，提高了安全性，同时提示驾驶员接管车辆，避免直接停车，提高了驾驶连续性。本发明在不具备辅助控制的条件下，进行临时控制并督促驾驶员立即接管车辆，提高了安全性，同时避免直接停车，提高了驾驶连续性。
13.3、本发明提供了多种辅助控制模式，可根据不同的情况进行辅助控制，能够很好的适应情境的变化，从而提高辅助控制的可靠性。
14.4、设置单线控制模式的优先级高于跟车控制模式，跟车控制模式的优先级高于护栏控制模式，有利于提高辅助控制模式的安全性。
15.5、对于临时控制模式下的预警，若是从辅助控制模式切换至临时控制模式，由于辅助控制模式下已经进行过预警，已经为驾驶员留出了足够的反应时间，那么立即进行倒计时预警，突出紧迫性，督促驾驶员立即接管。若是直接进入临时控制模式，则根据车道线丢失长度，进行不同程度的预警，为驾驶员留出足够的反应时间。
16.6、本发明根据车道线丢失长度，发送不同等级的强提示信息，匹配了需要人员接管车辆的紧迫度，保证预警必要性的同时，避免过度提醒造成的用户体验感差。
附图说明
图1是直道上的车道线丢失预警方法的流程图；图2是场景1下的车道线丢失情况的示意图；图3是场景2下的车道线丢失情况的示意图。
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。
18.参考图1所示，一种直道上的车道线丢失预警方法，当行驶车道的车道线丢失时（任一侧车道线不清晰或未识别到都视为车道线丢失）时，获取当前控制模式类型；若当前控制模式为辅助控制模式，则显示相应辅助控制模式的动画，并从辅助控制模式开始时倒计时，倒计时还剩t1时长时，提醒驾驶员立即接管车辆；在辅助控制模式的倒计时剩余时长大于t1时长前，若辅助控制模式已退出或驾驶员已接管车辆，则不继续进行辅助控制模式的动画显示；在辅助控制模式的倒计时还剩t1时长期间，若辅助控制模式已退出或驾驶员已接管车辆，则不再继续进行辅助控制模式的动画显示和接管提醒；若当前控制模式为临时控制模式，则显示临时控制模式的动画，并同时提醒驾驶员立即接管车辆；若临时控制模式已退出或驾驶员已接管车辆，则不再继续进行临时控制模式的动画显示和接管提醒。
19.本具体实施方式中的直道上的车道线丢失预警方法，通过如直道上的车道线丢失时的预警系统实现：包括车道线识别模块、控制模式切换模块与接管提示模块；所述车道线识别模块用于识别车道线是否丢失，并将判断结果发送给辅助控制切换模块；
所述控制模式切换模块用于根据车道线丢失后所能获取到的参考信息，切换到相应的控制模式；所述接管提示模块用于根据控制模式显示相应的预警信息，以提醒驾驶员接管车辆。
20.一种直道上的车道线丢失时的人机共驾方法，结合控制方法与本发明的预警方法，包括以下步骤：当车道线丢失时，判断是否能够根据参考信息对车辆进行辅助控制；若能够根据参考信息进行辅助控制，则切换到相应的辅助控制模式，并显示相应辅助控制模式的动画，从辅助控制模式开始时倒计时，倒计时还剩时长t1时提醒驾驶员立即接管车辆，从而以倒计时方式让驾驶员知晓辅助控制模式的剩余时间；在辅助控制模式的倒计时期间，若辅助控制模式已退出或驾驶员已接管车辆，则不再继续进行辅助控制模式的动画显示和接管提醒；若不能够根据参考信息进行辅助控制，则切换至临时控制模式，显示临时控制模式的动画，并同时提醒驾驶员立即接管车辆；若临时控制模式已退出或驾驶员已接管车辆，则不再继续进行临时控制模式的动画显示和接管提醒。
21.若从辅助控制模式切换至临时控制模式，则所述临时控制模式用于根据定位信息与可行驶区域信息进行控制，并且减速至标定速度s4，横向控制保持t1时长后退出；并且从临时控制模式开始时倒计时t1时长，倒计时开始的同时就提醒驾驶员立即接管车辆；在临时控制模式的倒计时期间，若临时控制模式已退出或驾驶员已接管车辆，则不再继续进行临时控制模式的动画显示和接管提醒。
22.定位信息可通过定位模块获得；可行驶区域信息可根据车辆的前方图像采集信息经过可行驶区域检测处理后获得，目前可行驶区域检测技术也是领域内一项较为成熟的现有技术。
23.若车道线丢失后，不能够根据辅助信息进行辅助控制而直接进入临时控制模式，则所述临时控制模式用于根据定位信息与可行驶区域信息进行控制，并且减速至标定速度s4，同时根据车道线丢失长度，发送不同等级的提示信息以提醒驾驶员接管车辆；设置4个长度阈值l1、l2、l3、l4，并且l1《l2《l3《l4；当车道线丢失长度达到l1时，发送车道线丢失的黄色预警动画，以提示驾驶员立即接管车辆；当车道线丢失长度达到l2时，发送车道线丢失的红色预警动画和文字信息，以提示驶员立即接管车辆；当车道线丢失长度达到l3时，发送车道线丢失的红色预警动画、一级声音信息与文字信息，以提示驾驶员立即接管车辆；当车道线丢失长度达到l4时，发送车道线丢失的红色预警动画、二级声音信息与文字信息，以提示驾驶员立即接管车辆。
24.本具体实施方式中，所述辅助控制模式包括单线控制模式、跟车控制模式与护栏控制模式；其中，单线控制模式的优先级高于跟车控制模式，跟车控制模式的优先级高于护栏控制模式。
25.下面对上述辅助控制模式进行说明：
1）若行驶车道的单侧车道线清晰，则切换到单线控制模式。具体的，立即向仪表发出单线控制模式信号；在仪表上显示单线控制模式动画，并且横向控制保持t4时长后退出，相应的单线控制的动画时长为t4，t4＞t1；并从单线控制模式开始时倒计时，倒计时还剩t1时长时，提醒驾驶员立即接管车辆；2）若若行驶车道的双侧车道线丢失且前方有目标车，则切换到辅助控制模式中的跟车控制模式。具体的，立即向仪表发出跟车控制模式信号，则在仪表上显示跟车动画，对所跟目标车辆进行特别显示，并且横向控制保持t3后退出，相应的跟车控制模式的动画时长为t3，t3＞t1；并从跟车控制模式开始时倒计，倒计时还剩t1时长时，提醒驾驶员立即接管车辆”。
26.3）若识别到路肩护栏，则切换到辅助控制模式中的护栏控制模式。具体的，立即向仪表发出护栏控制模式信号；在仪表上显示护栏控制动画，对用来控制车辆的护栏进行有效且特别的显示，并且减速至标定速度s3，横向控制保持t2后退出，相应的护栏控制模式的动画时长为t2，t2＞t1；并从护栏控制模式开始时倒计时，倒计时还剩t1时长时，提醒驾驶员立即接管车辆。
27.下面对临时控制模式进行说明。
28.若从辅助控制模式切换至临时控制模式，则所述临时控制模式是根据定位信息与可行驶区域信息进行控制的，具体的，立即向仪表发出临时控制模式信号；并且减速至标定速度s4，横向控制保持t1时长后退出。对临时控制模式进行t1时长倒计时，同时提醒驾驶员立即接管。
29.在直道上行驶时，辅助控制模式下驾驶员立即接管提醒为：
②
该模式下的红色预警动画
②
一级声音提醒：提示声音、音量及频次能引起驾驶员警觉。
30.②
文字提示“请立即接管方向盘”；在直到上行驶时，辅助控制模式切换为临时控制模式时，驾驶员立即接管提醒为：
②
临时控制模式下的红色预警动画
②ꢀ
二级声音提醒：提示声音、音量及频次较一级提醒更能引起驾驶员警觉。
31.③
文字提示“请立即接管方向盘”。
32.本发明能够适用不同场景，在不同场景下自适应的切换到不同的控制模式。
33.场景1：道路笔直，路面平整且无障碍物，车辆不在临近路肩安全设施（路沿、护栏、施工围墙等）的车道中，所在车道两侧车道线丢失或不清晰，参考图2所示。
34.场景2：道路笔直，路面平整且无障碍物，车辆行驶在临近路肩安全设施（路沿、护栏、施工围墙等）的车道中，所在车道两侧车道线丢失或不清晰，参考图3所示。
35.对于场景1，由于距离路肩安全设施较远，识别不清晰，不能被视为车道线的替代线，在不能进行护栏控制模式时，会自动跳转到临时控制模式。对于场景2，则三种辅助控制模式会自动按照辅助控制模式的优先级进行。
36.若不能够根据辅助信息进行辅助控制，在直道上行驶时，双侧车道线控制直接切换到临时控制模式时，根据车道线丢失长度，发送不同等级的提示信息以提醒驾驶员接管车辆。
37.具体的，设置4个长度阈值l1、l2、l3、l4，并且l1《l2《l3《l4；
当车道线丢失长度达到l1时，发送车道线丢失的黄色预警动画，以提示驾驶员立即接管车辆；例如，当车道线丢失达到10m时，辅助驾驶系统立即向仪表发出驾驶员1级立即接管请求；仪表应在100ms内快速发出车道线丢失的黄色预警动画提示；当车道线丢失长度达到l2时，发送车道线丢失的红色预警动画和文字信息，以提示驶员立即接管车辆；例如，车道线丢失达到20m时，仪表应在100ms内快速发出车道线丢失的红色预警动画和文字提示；当车道线丢失长度达到l3时，发送车道线丢失的红色预警动画、一级声音信息与文字信息，以提示驾驶员立即接管车辆。例如，车道线丢失达到30m时，辅助驾驶系统立即向仪表发出驾驶员一级立即接管请求；仪表应在100ms内快速发出：
④
车道线丢失的红色预警动画
②
一级声音提醒；（提示声音、音量及频次能引起驾驶员警觉）
③
文字提示“请立即接管方向盘”；当车道线丢失长度达到l4时，发送车道线丢失的红色预警动画、二级声音信息与文字信息，以提示驾驶员立即接管车辆。例如，当车道线丢失达到55m时，辅助驾驶系统立即向仪表发出驾驶员二级立即接管请求；仪表应在100ms内快速发出：
①
车道线丢失的红色预警动画
②
二级声音提醒；（提示的声音、音量及频次较一级提醒更能引起驾驶员警觉）
③
文字提示“请立即接管方向盘”。