CN103676949A - 车道线跟踪控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

车道线跟踪控制系统及其控制方法

技术领域

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

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。

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。

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。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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：

$y=\frac{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{road}}(L^2-{\mathrm{\ϵ}}^2)}{2(1-{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{road}}\mathrm{\ϵ})}-\mathrm{\ϵ},$ $x=\sqrt{L^2-y^2}$

在这里y是到目标地点的横向距离，x是离目标地点的纵向距离，ρ_road是车道线中心曲率，L是目标距离，ε是离车道线中心的偏移值。

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。

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：

${\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{des}}=\frac{1}{R_{\mathrm{des}}}=\frac{2}{L^2}(y\cos \mathrm{\φ}-x\sin \mathrm{\φ})$

在这里，ρ_des是目标轨迹的曲率，R_des是目标轨迹的曲率半径，L是目标距离，φ是根据车道线中心的车辆方位角，x和y分别表示离目标地点的纵向距离和横向距离。

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：

YR_des＝ρ_desV_x

在这里，YR_des是目标横摆角速度，ρ_des是目标轨迹的曲率，V_x是车速。

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。

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（Feedforward）和反馈（Feedback）控制算出所述目标转向角。

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。

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（Feedforward）和反馈（Feedback）控制算出所述目标转向力矩。

为达到所述目的，本发明提供一种车道线跟踪控制方法，其实施步骤包括：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。

所述车道线跟踪控制方法还包括：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。

所述车道线跟踪控制方法还包括：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。

所述车道线跟踪控制方法还包括：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。

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等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等，随之设定不同速度下的目标距离。

优选地，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。

所述目标轨迹的生成步骤是，可以利用以下计算公式算出所述目标地点的坐标：

$y=\frac{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{road}}(L^2-{\mathrm{\ϵ}}^2)}{2(1-{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{road}}\mathrm{\ϵ})}-\mathrm{\ϵ},$ $x=\sqrt{L^2-y^2}$

在这里y是离目标地点的横向距离，x是离目标地点的纵向距离，ρ_road是车道线中心的曲率，L是目标距离，ε是离车道线中心的偏移角值。

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。

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;

${\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{des}}=\frac{1}{R_{\mathrm{des}}}=\frac{2}{L^2}(y\cos \mathrm{\φ}-x\sin \mathrm{\φ})$

在这里ρ_des是目标轨迹的曲率，R_des是目标轨迹的曲率半径，L是目标距离，φ是从车道线中心的车辆方位角，x和y是离目标地点的纵和距离和横向距离。

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:

YR_des＝ρ_desV_x

在这里YR_des是目标横摆角速度，ρ_des是目标轨迹的曲率，V_x是车速。

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。

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（Feedforward）和反馈（Feedback）控制算出所述目标转向角。

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。

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（Feedforward）和反馈（Feedback）控制算出所述目标转向力矩。

本发明具有的优点在于：

根据本发明的车道线跟踪控制系统，可以根据车速算出可变目标距离，按照原轨迹形态轮廓（曲率）生成随目标距离的车辆目标轨迹。并按照原轨迹生成目标横摆角速度、目标转向角以及目标转向力矩控制量，再应用到车道线跟踪控制中，从而灵活实现车道线跟踪控制，并最大限度地减少转向时带给驾驶员的不适感。

附图说明

图1是本发明一个实施例的车道线跟踪控制系统结构图;

图2是图1的目标距离计算部中计算目标距离的图表;

图3是图1的目标轨迹生成部计算的目标轨迹图;

图4表示图1目标轨迹生成部的输入和输出的简略图示;

图5表示图1目标横摆角速度计算部的输入和输出的简略图示;

图6表示图1目标转向角计算部的输入和输出的简略图示;

图7表示图1的目标转向角计算部实施前馈和反馈控制过程的简略图示;

图8表示图1的目标转向力矩控制部的输入和输出的简略图示;

图9是本发明一个实施例的车道线跟踪控制方法的顺序图。

附图标记说明

1:车道线跟踪控制系统

100:目标距离计算部

200:目标轨迹生成部

300:目标横摆角速度计算部

400:目标转向角计算部

500:目标转向力矩控制部

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明一个实施例的车道线跟踪控制系统结构图。

参照图1，本发明一个实施例提供的车道线跟踪控制系统1包括：目标距离计算部100，车速被输入后计算目标距离；目标轨迹生成部200，车辆信息和摄像头图像信息被输入后生成按目标距离相离的目标地点的坐标，按原轨迹生成到目标地点的目标轨迹；目标横摆角速度计算部300，根据车辆信息和目标轨迹算出目标横摆角速度；目标转向角计算部400，根据车辆信息和目标横摆角速度算出目标转向角；目标转向力矩控制部500，基于车辆转向角和目标转向角算出目标转向力矩。

目标距离计算部100是根据车速计算可变目标距离。目标距离是随着车速增加而加大，最小值设定为恒定值。

更加具体地说就是先使目标距离、车速和车道线曲率变化的同时模拟车辆行驶。本实施例中根据所述模拟，判断车辆达到常规状态所需的时间、车道线中心和车辆之间的横向补偿误差以及超调量程度，随之设定各速度的目标距离，然后用一次式实施近似化。本实施例的目标距离计算部100是利用如此求出的一次式算出可随速度变化的目标距离。此时设定的目标距离随车速增加而加大，最小值设定为恒定值。

并根据速度算出的目标距离乘以随曲率变化的增益（gain）而决定最终目标距离，而且直道比弯道需要更快地实施控制输入，因此还需要考虑道路曲率的影响。

图2是表示目标距离计算部100模拟结果算出的不同车速目标距离的图表。

参照图2，可以用下列计算公式表示本实施例中计算的可变目标距离：

L＝A·V_x+B (L≥L_min)             （1）

在这里，L为目标距离，L_min是最小值，V_x是车速，A和B是从模拟结果值生成的表示直线倾斜和截距值的常数。本实施例中目标距离的最小值（L_min）定为10m，以防目标距离过度变小。但并不是对本发明的权利要求范围进行限制，所属领域的技术人员可以利用多种不同实施例使目标距离随车速变化，从而稳定实施车道线跟踪控制。

目标轨迹生成部200是根据目标距离计算部100计算的目标距离生成目标地点的坐标，以原轨迹形态生成目标轨迹。

图3是在目标轨迹生成部200计算的目标轨迹示意图。

参照图3，目标轨迹生成部200是根据目标距离计算部100计算的车速（Vx），利用可变目标距离（L）生成车辆旨在跟踪随车道线中心指定的任意偏移角(ε)生成虚拟线的轨迹。在这里，如果偏移角(ε)为0，则生成车道线中心的跟踪轨迹。

假如将从当前车辆位置（A）相离有目标距离（L）的车道线中心点（B）视为目标地点，则可以利用摄像头传感器获得的图像信息和从车辆传感器获得的车辆信息计算车辆的位置（A）、车辆的方位角（φ）、目标距离（L），用原形态轮廓实时显示到达道路上目标地点（B）的轨迹。

目标地点（B）的坐标B（x、y）是利用毕达哥拉斯的定义如下进行计算，其中x是到达目标地点的车辆纵向距离，y是到达目标地点的车辆横向距离：

R_road ²＝(R_road-y-ε)²+x², $x=\sqrt{L^2-y^2}---\left(2\right)$

通过公式（2），如下求出到达目标地点的横向距离：

$y=\frac{L^2-{\mathrm{\ϵ}}^{2}2\mathrm{\ϵ}(R_{\mathrm{road}}-\mathrm{\ϵ})}{2(R_{\mathrm{road}}-\mathrm{\ϵ})}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{road}}(L^2-{\mathrm{\ϵ}}^2)}{2(1-{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{road}}\mathrm{\ϵ})}-\mathrm{\ϵ},$ $\mathrm{where},{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{road}}=\frac{1}{R_{\mathrm{road}}}$

其中φ是从车道线中心的车辆方位角，ε是车辆离车道线中心的偏移角距离，R_road是车道线中心的曲率半径，L是目标距离，ρ_road是车道线中心的曲率。

也可以通过公式（2）中第二个式求到目标地点的纵向距离。

求出目标轨迹的目标地点坐标B(x,y)之后，目标轨迹生成部200会计算旨在跟踪目标地点的目标轨迹曲率。目标轨迹的曲率可以如下计算：

$R_{\mathrm{des}}\cos (\mathrm{\φ}+\mathrm{\α})=\frac{R_{\mathrm{des}}}{L}(y\cos \mathrm{\φ}-x\sin \mathrm{\φ})=\frac{L}{2}$

${\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{des}}=\frac{1}{R_{\mathrm{des}}}=\frac{2}{L^2}(y\cos \mathrm{\φ}-x\sin \mathrm{\φ}),$ (x＝Lsinα,y＝Lcosα)

（4）

在这里，φ是对车道线中心的方位角，α是车辆与目标地点的角度，R_des是目标轨迹的曲率半径，ρ_des是目标轨迹的曲率，L是目标距离。

图4表示目标轨迹生成部200的输入和输出的简略图。

如图4所示，目标轨迹生成部200是从摄像头传感器的图像信息接收补偿值(ε)、方位角(φ)、车道线中心曲率(ρ_roadd)，接收目标距离计算部100计算的目标距离(L)，生成车辆的目标轨迹，然后计算目标轨迹的曲率(ρ_des)值。

进一步说明就是目标轨迹生成部200可以从摄像头传感器的图像信息获得对车辆左侧车道线和右侧车道线的车辆偏移角（Offset）(ε_left,ε_right)、方位角(φ_left,φ_right)、曲率(ρ_left,ρ_right)，而且从获得的值通过以下计算公式获得对车道线中心的偏移角(ε)、方位角(φ)、车道线中心曲率(ρ_road)值：

$\mathrm{\φ}=\frac{{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{left}}+{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{right}}}{2},$ $\mathrm{\ϵ}=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{left}}+{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{right}}}{2},$ ${\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{road}}=\frac{2{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{left}}{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{right}}}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{left}}+{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{right}}}---\left(5\right)$

图5表示图1目标横摆角速度计算部300的输入和输出的简略图。

参照图5，目标横摆角速度计算部300通过目标轨迹生成部(200)计算的目标轨迹曲率(ρ_des)和车速(V_x)算出目标横摆角速度(YR_des)。目标横摆角速度的算式如下：

YR_des＝ρ_desV_x              （6）

其中，YR_des是目标横摆角速度，ρ_des是目标轨迹的曲率，V_x是车速。

另外，在本实施例中目标横摆角速度计算部300是在目标轨迹的曲率上反映车辆转弯时侧滑而产生的误差。车辆转弯时侧滑而产生的误差修正曲率称为修正目标曲率，目标横摆角速度计算部300是使用修正目标曲率算出目标横摆角速度。因侧滑产生的误差是考虑曲率、速度和目标距离等因素计算。

图6是表示目标转向角计算部400的输入和输出的简略图，图7是表示目标转向角计算部400实施前馈和反馈控制过程的简略图。

图6中，目标转向角计算部400是利用从目标横摆转向角计算部300算出的目标横摆角速度(YR_des)和车辆传感器获得的车辆横摆角速度(YR)计算目标转向角(δ_des)。具体是，目标转向角计算部400如图7所示，利用目标横摆角速度和车辆横摆角速度并通过前馈(Feedforward)和反馈(Feedback)控制算出目标转向角。

此时在目标转向角计算部400使用的目标横摆角速度是使用与车辆正常行驶状态下的横摆角速度比较并加以修正的值，以便将车辆在弯道行驶时由目标横摆角速度计算部300计算的目标横摆角速度的误差与正常状态下的横摆角速度做比较加以补偿而更加准确地跟踪目标地点（B）。

修正目标横摆角速度(YR_des,com)是利用对目标横摆角速度计算部（300）算出的目标横摆角速度与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计算。

图8是表示图1目标转向力矩控制部500的输入和输出的简略图。

参照图8，目标转向力矩控制部500是从目标转向角计算部400接收目标转向角、从车辆传感器接收车辆转向角而计算目标转向力矩。

本实施例的目标转向力矩控制部500与目标转向角计算部400类似，是利用目标转向角和车辆的转向角并通过前馈（Feedforward）和后馈（Feedback）控制算出目标转向力矩。

按所述结构形成的车道线跟踪控制系统1的作用如下。

驾驶员行驶中启动车道线跟踪控制系统1，则图像信息（偏移角、方位角、车道线曲率等）和车辆信息（车速、横摆角速度、转向角等）从摄像头传感器和车辆传感器输入到车道线跟踪控制系统1。

目标距离计算部100是根据车速算出可变目标距离。通过算出的目标距离和图像信息由目标轨迹生成部200按原轨迹形态生成目标轨迹。

目标轨迹生成部200将所生成目标轨迹的曲率传送到目标横摆角速度计算部300，目标横摆角速度计算部300利用目标轨迹的曲率和车速计算目标横摆角速度。

算出的目标横摆角速度被输入到目标转向角计算部400，目标转向角计算部400利用目标横摆角速度和车辆的横摆角速度通过前馈和反馈控制算出目标转向角。

算出的目标转向角被输入到目标转向力矩控制部500，目标转向力矩控制部500利用目标转向角和车辆转向角通过前馈和反馈控制算出目标转向力矩。

算出的目标转向力矩被输入到转向控制装置20，由转向控制装置20根据目标转向力矩值控制车辆转向。随之控制车辆沿虚拟的目标轨迹跟踪目标地点（B）。

本发明的车道线跟踪控制系统1目标距离随车速变化，根据目标距离和图像信息指定目标地点。由此算出目标转向力矩，实时设定目标转向力矩而控制车辆转向，从而在各种行驶环境下也可以实施车道线跟踪控制，最大限度地减少因实施车道线跟踪控制而造成的不适感。

下面参照附图对本发明一个实施例的车道线跟踪控制方法进行说明。但，与本发明一个实施例的车道线跟踪控制系统1中的说明相一致的则省略说明。

图9是本发明一个实施例的车道线跟踪控制方法的顺序图。

参照图9，本发明一个实施例的车道线跟踪控制方法的实施步骤包括：从车辆传感器和摄像头传感器接收车辆信息和图像信息（步骤S100）；利用车辆信息和图像信息算出目标距离（步骤S200）；利用车辆信息和图像信息生成相离距离达到目标距离的目标地点的坐标，将到目标地点的目标轨迹按原轨迹形态生成（步骤S300）；根据车辆信息和目标轨迹算出目标横摆角速度（步骤S400）；根据车辆信息和目标横摆角速度算出目标转向角（步骤S500）。

在目标距离的计算步骤（步骤S200）计算具有恒定的横向加速度值的圆半径，按算出的圆半径、车速、目标距离实施模拟，并考虑停留时间和误差，生成使车辆正常状态下运行的随速度变化的目标距离。但此方法与本发明一个实施例的车道线跟踪控制系统1的目标距离计算部100实施的计算方法相一致，故不再进行说明。

生成目标轨迹的步骤（步骤S300）是计算旨在跟踪目标地点的目标轨迹的曲率。计算旨在跟踪目标地点的目标轨迹曲率的过程与本发明一个实施例的车道线跟踪控制系统1的目标轨迹生成部200实施的计算方法相一致，故不再进行说明。

计算目标横摆脚速度的步骤（步骤S400）与本发明一个实施例的车道线跟踪控制系统1的目标横摆角速度计算部300实施的计算方法相一致，故不再进行说明。

目标转向角的计算步骤（步骤S500）与本发明一个实施例的车道线跟踪控制系统1的目标转向角计算部400的计算方法相一致，故不再详细说明。

目标转向力矩的计算步骤（步骤S600）与本发明一个实施例的车道线跟踪控制系统1的目标转向力矩控制部500的计算方法相一致，故不再详细说明。

下面对按所述结构组成的车道线跟踪控制方法的作用详细进行描述。

驾驶员在行驶中启动车道线跟踪控制系统1，则从摄像头传感器和车辆传感器输入到图像信息（偏移角、方位角、车道线曲率等）以及车辆信息（车速、横摆角速度、转向角）（S100）。

根据输出的车速算出可变目标距离。通过算出的目标距离和图像信息按原轨迹形态生成目标轨迹。

按生成的目标轨迹算出曲率，并利用目标轨迹的曲率和车速计算目标横摆角速度。

然后利用算出的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目标转向角。

利用算出的目标转向角和车辆转向角通过前馈和反馈控制算出目标转向力矩。

算出的目标转向力矩被输入到转向控制装置20，在转向控制装置20根据目标转向力矩控制车辆转向。随之控制车辆沿虚拟的目标轨迹跟踪目标地点（B）。

如上所述，根据本发明的车道线跟踪控制方法，随着车速算出可变目标距离，以原轨迹形态轮廓（曲率）生成按目标距离的车辆目标轨迹。然后按照原轨迹生成目标横摆角速度、目标转向角以及目标转向力矩控制量，再应用到车道线跟踪控制而灵活控制车道线跟踪控制，同时最大限度地减少转向时带给驾驶员的不适感。

以上实施例和附图仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所述的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例所述技术方案的范围。

Claims (28)

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：

$y=\frac{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{road}}(L^2-{\mathrm{\ϵ}}^2)}{2(1-{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{road}}\mathrm{\ϵ})}-\mathrm{\ϵ},$ $x=\sqrt{L^2-y^2}$

其中y是到目标地点的横向距离，x是离目标地点的纵向距离，ρ_road是车道线中心曲率，L是目标距离，ε是离车道线中心的偏移值。

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：

${\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{des}}=\frac{1}{R_{\mathrm{des}}}=\frac{2}{L^2}(y\cos \mathrm{\φ}-x\sin \mathrm{\φ})$

在这里，ρ_des是目标轨迹的曲率，R_des是目标轨迹的曲率半径，L是目标距离，φ是从车道线中心的车辆方位角，x和y是离目标地点的纵向距离和横向距离。

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:

YR_des＝ρ_desV_x

其中YR_des是目标横摆角速度，ρ_des是目标轨迹的曲率，V_x是车速。

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：

$y=\frac{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{road}}(L^2-{\mathrm{\ϵ}}^2)}{2(1-{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{road}}\mathrm{\ϵ})}-\mathrm{\ϵ},$ $x=\sqrt{L^2-y^2}$

其中y是离目标地点的横向距离，x是离目标地点的纵向距离，ρ_road是车道线中心的曲率，L是目标距离，ε是离车道线中心的偏移值。

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：

${\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{des}}=\frac{1}{R_{\mathrm{des}}}=\frac{2}{L^2}(y\cos \mathrm{\φ}-x\sin \mathrm{\φ})$

其中ρ_des是目标轨迹的曲率，R_des是目标轨迹的曲率半径，L是目标距离，φ是从车道线中心的车辆方位角，x和y是离目标地点的纵和距离和横向距离。

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：

YR_des＝ρ_desV_x

其中YR_des是目标横摆角速度，ρ_des是目标轨迹的曲率，V_x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。

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