车道线跟踪控制系统及其控制方法
【专利摘要】本发明提供一种车道线跟踪控制系统及其控制方法，该控制系统包括：目标距离计算部，随着车速的输入算出目标距离；目标轨迹生成部，随着车辆信息和摄像头图像信息的输入生成按所述目标距离相离的目标地点坐标，以原轨迹形态生成到达所述目标地点的目标轨迹。根据本发明，随车速计算目标距离，以原轨迹形态轮廓（曲率）生成目标距离的车辆目标轨迹，并应用到车道线跟踪控制而灵活实施车道线跟踪控制，同时最大限度地减少转向时带给驾驶员的不适感。
【专利说明】车道线跟踪控制系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车道线跟踪控制系统及其控制方法，具体是利用从摄像头传感器及车辆传感器获得的信息，计算反映可变目标距离的车辆目标轨迹，以控制车辆转向跟踪根据算出的目标轨迹算出的目标横摆角速度的车道线跟踪控制系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]车道线跟踪控制系统是利用从摄像头传感器获得的图像信息检测车道线，根据车道线检测结果防止车辆偏离车道线的车辆控制系统。
[0003]车道线跟踪控制系统是使转向控制装置发生辅助转向力矩而控制转向，从而控制车辆在行驶中不偏离车道线。
[0004]所述车道线跟踪控制系统还开发有一种控制车辆转向使车辆跟踪道路中心行驶，以实施车道线跟踪控制的道路中心跟踪控制系统。
[0005]但所述传统的车道线跟踪控制系统是根据驾驶员的驾驶倾向设定车辆需要跟踪的基准跟踪位置，因此道路或者驾驶员的状态对其产生较大影响，或者车辆偏离基准跟踪位置时，为跟踪基准跟踪位置突然实施控制而容易给驾驶员造成不适感。或者利用已设定的目标距离计算横向误差对车辆实施控制而对车辆的状态反应迟钝，或者只会补偿已算出的目标轨迹横向误差，误判断发生偏离车道线的危险时因突然实施控制而有可能造成反应过大的问题。
【发明内容】
[0006]为解决上述问题，本发明提供一种车道线跟踪控制系统及其控制方法，该跟踪控制系统是在控制车辆车道线跟踪时，在各种行驶状况下仍然保持一贯的控制性能，设定可变目标距离，从而最大限度地减少因控制而产生的不适感。
[0007]同时本发明提供一种在实施车辆的车道线跟踪控制时在各种行驶状况下仍然保持一贯的控制性能，并设定可变目标距离，以最大限度地减少不适感的车道线跟踪控制方法。
[0008]为达到所述目的，本发明所采用的技术方案是提供一种车道跟踪控制系统，包括:目标距离计算部，随车速的输入计算目标距离；目标轨迹生成部，随车辆信息和摄像头图像信息的输入生成相离距离达所述目标距离的目标地点坐标，以原轨迹形态生成到达所述目标地点的目标轨迹。
[0009]所述车道线跟踪控制系统还包括:目标横摆角速度计算部，根据所述车辆和所述目标轨迹算出目标横摆角速度。
[0010]所述车道线跟踪控制系统还包括:目标转向角计算部，根据所述车辆和所述目标横摆角速度算出目标转向角。
[0011]所述车道线跟踪控制系统还包括:目标转向力矩控制部，基于车辆转向角和所述目标转向角算出目标转向力矩。[0012]所述目标距离是随速度增加而加大，最小值被设定为恒定值。
[0013]所述目标距离计算部是，使目标距离、车速以及车道线曲率变化的同时模拟车辆行驶，判断车辆达到正常状态所需的时间、车道线中心和车辆之间横向偏移角误差以及超调量程度，随之设定不同速度下的目标距离。
[0014]所述目标轨迹生成部是，按照以下计算公式计算所述目标地点的坐标:
【权利要求】
1.一种车道跟踪控制系统，其特征在于，包括: 目标距离计算部，随着车速的输入计算目标距离； 目标轨迹生成部，随着车辆信息和摄像头图像信息的输入生成相离距离达所述目标距离的目标地点坐标，以原轨迹形态生成到达所述目标地点的目标轨迹。
2.根据权利要求1所述的车道线跟踪控制系统，其特征在于，还包括: 目标横摆角速度计算部，根据所述车辆和所述目标轨迹算出目标横摆角速度。
3.根据权利要求2所述的车道线跟踪控制系统，其特征在于，还包括: 目标转向角计算部，根据所述车辆和所述目标横摆角速度算出目标转向角。
4.根据权利要求3所述的车道线跟踪控制系统，其特征在于，还包括: 目标转向力矩控制部，基于车辆转向角和所述目标转向角算出目标转向力矩。
5.根据权利要求1所述的车道线跟踪控制系统，其特征在于， 所述目标距离随速度增加而加大，最小值被设定为恒定值。
6.根据权利要求5所述的车道线跟踪控制系统，其特征在于， 所述目标距离计算部是，使目标距离、车速以及车道线曲率变化的同时模拟车辆行驶，判断车辆达到正常状态所需的时间、车道线中心和车辆之间横向偏移角误差以及超调量程度，随之设定不同速度下的目标距离。
7.根据权利要求1所述的车道线跟踪控制系统，其特征在于， 所述目标轨迹生成部是， 按照以下计算公式计算所述目标地点的坐标:
8.根据权利要求7所述的车道跟踪控制系统，其特征在于， 所述目标轨迹生成部是，计算旨在跟踪所述目标地点的所述目标轨迹的曲率。
9.根据权利要求8所述的车道线跟踪控制系统，其特征在于， 旨在跟踪所述目标地点的所述目标轨迹的曲率是按照以下计算公式计算:
10.根据权利要求2所述的车道线跟踪控制系统，其特征在于， 所述目标横摆角速度计算部是，根据以下计算公式计算所述目标轨迹的曲率，以及根据所述车速计算所述目标横摆角速度:
11.根据权利要求10所述的车道跟踪控制系统，其特征在于， 所述目标横摆角速度计算部是，基于所述目标轨迹曲率上反映的车辆转弯时侧滑所致误差的修正目标曲率，算出所述目标横摆角速度。
12.根据权利要求3所述的车道线跟踪控制系统，其特征在于， 所述目标转向角计算部是，利用所述目标横摆角速度和车辆横摆角速度通过前馈和反馈控制算出所述目标转向角。
13.根据权利要求12所述的车道线跟踪控制系统，其特征在于， 所述目标转向角是基于利用对所述目标横摆角速度和正常状态下的横摆角速度的误差乘以积分增益加以补偿的方法算出的修正目标横摆角速度，算出所述目标转向角。
14.根据权利要求4所述的车道线跟踪控制系统，其特征在于， 所述目标转向力矩控制部是，利用所述目标转向角和车辆转向角通过前馈和反馈控制算出所述目标转向力矩。
15.一种车道线跟踪控制方法，其特征在于，其包括以下步骤: 接收车辆传感器和摄像头传感器输入的车辆信息和图像信息； 利用所述车辆信息和所述图像信息算出目标距离； 利用所述车辆信息和所述图像信息生成按所述目标距离相离的目标地点的坐标，以原轨迹形态生成到达所述目标地点的目标轨迹。
16.根据权利15所述的车道线跟踪控制方法，其特征在于，还包括: 在生成所述目标轨迹的步骤之后，根据所述车辆信息和所述目标轨迹算出目标横摆角速度的步骤。
17.根据权利要求16所述的车道线跟踪控制方法，其特征在于，还包括: 在所述目标横摆角速度的计算步骤之后，根据所述车辆信息和所述目标横摆角速度算出目标转向角的步骤。
18.根据权利要求17所述的车道线跟踪控制方法，其特征在于，还包括: 在所述目标转向角的计算步骤之后，基于车辆转向角和所述目标转向角算出目标转向力矩的步骤。
19.根据权利要求15所述的车道线跟踪控制方法，其特征在于， 所述目标距离的计算步骤是，使目标距离、车速以及车道线曲率变化的同时模拟车辆行驶，判断车辆达到正常状态所需的时间、车道线中心与车辆之间横向偏移角误差以及超调量程度，随之设定不同速度下的目标距离。
20.根据权利要求19所述的车道线跟踪控制方法，其特征在于， 所述目标距离是随速度增加而加大，最小值被设定为恒定值。
21.根据权利要求15所述的车道线跟踪控制方法，其特征在于， 所述目标轨迹的生成步骤是，利用以下计算公式算出所述目标地点的坐标:
22.根据权利要求21所述的车道线跟踪控制方法，其特征在于， 所述目标轨迹的生成步骤是，算出旨在跟踪所述目标地点的所述目标轨迹。
23.根据权利要求22所述的车道线跟踪控制方法，其特征在于， 旨在跟踪所述目标地点的所述目标轨迹的曲率是按照以下计算公式计算:
24.根据权利要求16所述的车道线跟踪控制方法，其特征在于， 所述目标横摆角速度的计算步骤是， 按照以下计算公式根据所述目标轨迹的曲率和所述车速算出所述目标横摆角速度: YRdes = P desVx 其中YRdejs是目标横摆角速度，P des是目标轨迹的曲率，Vx是车速。
25.根据权利要求24所述的车道线跟踪控制方法，其特征在于，` 所述目标横摆转向角的计算步骤是， 基于在所述目标轨迹的曲率上反映车辆转弯时侧滑所致误差的修正目标曲率算出所述目标横摆角速度。
26.根据权利要求17所述的车道线跟踪控制方法，其特征在于， 所述目标转向角的计算步骤是，利用所述目标横摆角速度和车辆横摆角速度通过前馈和反馈控制算出所述目标转向角。
27.根据权利要求26所述的车道线跟踪控制方法，其特征在于， 所述目标转向角的计算步骤是， 基于利用对所述目标横摆角速度和正常状态下的横摆角速度之间的误差乘以积分增益加以补偿的方法算出的修正目标横摆角速度算出所述目标转向角。
28.根据权利要求18所述的车道线跟踪控制方法，其特征在于， 所述目标转向力矩的计算步骤是，利用所述目标转向角和车辆的转向角通过前馈和反馈控制算出所述目标转向力矩。
【文档编号】G05D1/02GK103676949SQ201210384334
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年10月11日 优先权日:2012年9月3日
【发明者】柳恩英, 申光根 申请人:现代摩比斯株式会社