CN105691453B - 转向扭矩补偿设备以及转向扭矩补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于转向扭矩的补偿技术。更特别地，本发明提供一种转向扭矩补偿设备以及一种转向扭矩补偿方法，转向扭矩补偿设备包括：参照物识别单元，其通过使用车辆的摄像机识别相应于道路的车道设置的固定参照物；距离测量单元，其测量车辆与固定参照物之间的距离差；以及操作确定单元，其计算距离变化率，并且通过使用距离变化率确定车辆是向前行驶还是向后行驶，其中距离变化率为每单位时间距离差的变化率。

Description

转向扭矩补偿设备以及转向扭矩补偿方法

相关申请的交叉引用

本申请要求在2014年12月9日提交的韩国专利申请第10-2014-0175588号的优先权和权益，为充分说明的目的，其全部内容在此通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种电子控制单元和一种用于补偿扭矩转向的方法。本发明涉及一种补偿转向扭矩的技术。更具体地，它涉及一种通过利用车辆与参照物之间的距离差识别车辆是向前行驶还是向后行驶以及然后根据该识别补偿转向扭矩的技术。

背景技术

本发明涉及一种车道保持辅助系统(LKAS)，其用于防止车辆从道路的车道偏离，偏离可能由于车辆中的驾驶员的粗心大意或疲劳驾驶而发生。

因为现有的车道保持辅助系统根据车辆的前进方向的角度进行操作，所以存在下列限制：转向辅助扭矩的方向由车辆的前进方向决定。

为了弥补该限制，车辆的向前行驶或向后行驶通过识别由于车辆的转向盘的横摆角速度的方向来确定，但难以确定车辆是在向前行驶状态或向后行驶状态中向前行驶或向后行驶，其中，在向前行驶状态或向后行驶状态中转向盘做出了小的转向。

此外，根据车辆的传动装置的齿轮位置可判定车辆是向前行驶还是向后行驶，但是当车辆以空挡行驶在下坡的道路上或甚至以前进挡D暂时滑动以向后行驶在上坡的道路上时，难以仅利用传动装置的齿轮状态完全识别车辆的向前行驶状态或向后行驶状态。

同时，因为现有的车道保持辅助系统自动地应用辅助的转向力而不管假设车辆向前行驶的驾驶员的驾驶意图，所以当车道保持辅助系统被打开时，它会产生转向辅助扭矩并当在车辆向后行驶时而由于驾驶员的粗心大意确定车辆向前行驶时，通过产生的转向辅助扭矩危及车辆的驾驶员。

发明内容

在此背景下，本发明提供了一种转向扭矩补偿设备和一种转向扭矩补偿方法，其中，转向扭矩补偿设备可仅通过使用摄像机单元确定车辆是向前行驶还是向后行驶。

本发明还提供了一种转向扭矩补偿设备和一种转向扭矩补偿方法，其中，转向扭矩补偿设备仅通过使用摄像机单元判定车辆是向前行驶还是向后行驶，并提供了适用于车道保持辅助系统操作的情况中的车辆的向前操作或向后操作的转向辅助扭矩。

根据本发明的一个方面，提供了转向扭矩补偿设备，其包括：参照物识别单元，其可通过使用车辆的摄像机来识别对应于道路的车道设置的固定参照物；距离测量单元，其测量车辆与固定参照物之间的距离差；以及操作确定单元，其计算距离变化率，并且通过使用距离变化率来确定车辆是向前行驶还是向后行驶，其中，距离变化率为每单位时间(pertime)距离差的变化率。

根据本发明的另一个方面，提供了转向扭矩补偿方法，其包括：通过使用车辆的摄像机来识别对应于道路的车道设置的固定参照物；测量车辆与固定参照物之间的距离差；以及计算距离变化率，并且通过使用距离变化率来确定车辆是向前行驶还是向后行驶，其中，距离变化率为每单位时间距离差的变化率。

如上所述，根据本发明，车辆从车道偏离可通过利用成像装置确定由车道保持辅助系统操作的车辆是向前行驶还是向后行驶以及提供适合于车辆的向前或向后操作的转向辅助扭矩来避免。

附图说明

本发明的上述及其它的对象、特点及优势将从下述结合附图的详细说明中更显而易见。其中：

图1是示出了根据本发明的实施例的转向扭矩补偿设备的配置的框图；

图2是示出了用于解释根据本发明的转向扭矩补偿设备的操作的实例的视图；

图3是示出了用于解释根据本发明的操作确定单元的操作的实例的视图；

图4是示出了根据本发明的另一实施例的转向扭矩补偿设备的操作的流程图；

图5是示出了根据本发明的另一实施例的转向扭矩补偿设备的配置的框图；

图6是示出了本发明的另一实施例中的角度、纵向速度与距离差之间的关系的视图；

图7是示出了根据本发明的另一实施例的转向扭矩补偿设备的操作的流程图；

图8是示出了根据本发明的另一实施例的转向扭矩补偿方法的流程图。

具体实施方式

下文中，将参照附图详细地描述本发明的示例性实施例。在本发明的元件的描述中，术语“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”、“(b)”等可被使用。这些术语仅仅用于区分一个结构元件与其它的结构元件，且相应的结构元件的性质、顺序、次序等不受限于术语。应该注意的是，当在说明书中描述一个元件“连接”、“结合”或“连结”至另一个元件时，第三个元件可被“连接”、“结合”或“连结”在第一个元件和第二个元件之间，尽管第一个元件可以直接连接、结合或连结至第二个元件。

图1是示出了根据本发明的实施例的转向扭矩补偿设备的配置的框图。

根据本发明的实施例的转向扭矩补偿设备可包括：参照物识别单元，其能通过车辆的摄像机识别固定参照物，例如车道线、中央分隔带或护栏；距离测量单元，其测量车辆与固定参照物之间的距离差；以及操作确定单元，其计算距离变化率，并且通过使用距离变化率判断车辆是向前行驶还是向后行驶，其中，距离变化率为每单位时间距离差的变化率。

在说明书中，用于确定车辆是向前行驶还是向后行驶的固定参照物为一个概念，该概念包括所有固定结构或显示对象，例如沿道路连续设置的车道线、中央分隔带和护栏。

就是说，根据本发明，测量设置在与道路的延伸(progress)方向相同的方向上的固定参照物与车辆之间的距离(差)，并可根据距离差的变化率的正负号确定车辆是向前行驶还是向后行驶。

为方便起见，在以下描述中，车道线将被例示为固定参照物的实例，但本发明不限于此。

参照图1，根据本发明的转向扭矩补偿设备可包括车道识别单元110，其可通过使用车辆的摄像机识别作为固定参照物的道路的车道。

就是说，下面，作为参照物识别单元的实例的车道识别单元将被作为代表进行描述，其中，参照物识别单元为本发明的一个元件。

例如，车道识别单元110可识别道路上的中心线、第一线及第二线。具体地说，车道线可通过使用线的颜色信息和线信息来识别。道路的中心线用黄色表示，第一线及第二线用白色表示。此外，道路线的统一宽度为15cm。相应的，如果车辆的摄像机检测到15cm宽的黄线，则中心线可被识别，如果检测到15cm宽的白线，则第一线及第二线可被识别。此外，第一线及第二线可根据被识别的中心线来区分。本发明甚至可在不区分中心线、第一线和第二线的情况下被实现，但是为了方便理解，将参照车辆的前侧朝向的线。

根据本发明，作为用于测量距离差的参照的线由位于车道两侧的左侧线和右侧线中的一个确定，且车辆的方位角(heading angle)可在确定中被使用。

车辆的方位角可被定义为由车道的前进方向与车辆的纵向方向形成的角，且方位角可为由车辆的摄像机模块输出的值。

更详细地说，摄像机模块可通过比较消失点与拍摄的图像的中心位置来计算车辆方位角，并可输出方位角，其中，消失点为虚点，在虚点中当前车道的相对线共存于拍摄的前面图像中。

下面将描述的距离测量单元120根据方位角选择当前车道的相对线中的一条，并测量相应线与车辆之间的距离(差)。

例如，当车辆朝向车道的前进方向的右侧时，方位角可被定义为正的(+)，而当车辆朝向左侧时，方位角可被定义为负的(－)，且当方位角为正值时，与车辆的距离差参照车道的右侧线来测量，而当方位角为负值时，与车辆的距离差参照车道的左侧线来测量。

转向扭矩补偿设备包括距离测量单元120，其测量车辆与车道线的距离差。

例如，距离测量单元120可测量识别的线与车辆之间的距离差。尽管被测量的车辆的位置(例如，前部、中部或后部)在本发明中不重要，但是在以下的描述中为方便起见车辆的位置限于车辆的中部且距离差可为车辆的中部与车道线之间的最短距离。

在描述最短距离时，如果车辆的中部与车道线之间的距离从远侧向近侧(例如，从后侧向前侧或从前侧向后侧)被连续测量，则被测量的距离先变短然后在某一点不再变短的情况下再变长，最短距离是该点与车辆之间的距离且可以是车辆与车道线之间的距离差。在本文中，在通过使用摄像机测量距离的方法的简单说明中，距离可通过比较距离与已经已知的特定位置来测量。例如，如果与摄像机间隔1m距离的位置A(例如，二维中的连续位置)是已知的，则另一个位置B的距离可通过使用摄像机、位置A与位置B之间的关系来测量。在该实例中，如果位置B直接位于摄像机与位置A的中心，则可以得出位置B的距离为0.5m。即，摄像机与位置B之间的距离可根据摄像机与位置A之间的距离得出。其间，当只有一个摄像机被用于测量距离时，仅可知道与摄像机和位置A具有一维或二维关系的任意位置C，而不能测量具有三维关系的位置D的距离。然而，如果使用两个摄像机或一个摄像机与另一个装置，则可测量具有三维关系的位置D的距离。

转向扭矩补偿设备可包括操作确定单元130，其计算距离变化率并且通过使用距离变化率来确定车辆的向前操作或向后操作，其中，距离变化率为每单位时间距离差的变化率。

例如，距离变化率可通过使用公式1得到：

公式1：

dt:车辆移动的时间周期，t₁：车辆移动后的时间，t₀：车辆移动前的时间，dY：根据车辆的移动的距离差值，Y₁：当时间为t₁时的距离差，和Y₀：当时间为t₀时的距离差。

在公式1中，前侧朝向右侧车道线的车辆向前移动t₀到t₁的时间周期，Y₁小于Y₀且距离变化率为负值。如果前侧朝向右侧车道线行驶的车辆向后移动t₀到t₁的时间周期，则Y₁大于Y₀且距离变化率为正值。甚至对于前侧朝向左车道线的车辆，距离变化率也具有相同的距离变化率。

此外，操作确定单元130可连续计算在车辆的向前或向后操作后的预定时间周期内的距离变化率。根据连续计算的距离变化率可避免确定车辆的向前或向后操作的错误，且可减小可由向前或向后操作的错误的确定引起的危险。例如，如果操作确定单元130连续计算距离变化率两次且所有计算值都为负值，则在确定车辆向前行驶中不存在错误。然而，如果由操作确定单元130连续计算两次的距离变化率分别是负值和正值，则可确定车辆向前行驶与向后行驶。然而，因为这种情况在连续计算中是不可能的，所述可确定在计算距离变化率时存在错误或在车道识别单元110和距离测量单元120的操作中产生了错误使得操作确定单元130不能确定车辆的操作。这是因为连续计算快于车辆的操作变化。

如果使用车辆的速度传感器测量的纵向速度为0，则操作确定单元130会再次确定车辆的向前或向后操作。

这是因为以纵向速度向前或向后操作的车辆不能将向前操作变化为向后操作或将向后操作变化为向前操作，除非车辆的纵向速度变为0。当操作确定单元130计算距离变化率并通过使用该方面识别车辆的操作时，车辆的行进方向不再被确定，因为只要车辆的纵向速度不变为0，则车辆的行进方向是一样的。这也因为操作确定单元130的距离变化率的计算快于车辆的操作变化。

图2是示出了用于解释根据本发明的转向扭矩补偿设备的操作的实例的视图。

参照图2，车辆A、B和C都朝向右侧线并且车辆的前进方向与右侧线形成θ角。即，车辆A、B和C的方位角都为正值，且方位角与上述的角θ的值相同。

然而，车辆A向前移动，且通过使用现有的转向扭矩设备以目标扭矩操作转向设备，车辆B向后移动，且通过使用现有的转向扭矩设备以目标扭矩操作转向设备，以及车辆C向后移动，且通过使用扭矩设备利用在目标扭矩的相反方向上的目标扭矩的量级(magnitude)操作转向设备。

在本文中，目标扭矩指的是使车辆平行于道路线的转向辅助扭矩，且为取决于车辆的前侧所朝向的侧的转向辅助扭矩。例如，当车辆的前侧朝向右侧线时，则转向辅助扭矩的方向为以逆时针方向操作转向设备的方向，且转向辅助扭矩的量级正比于θ角，而当车辆的前侧朝向右侧线时，转向辅助扭矩的方向为以顺时针方向操作转向设备的方向，且转向辅助扭矩的量级正比于θ＇角，θ＇表示由车辆的前进方向与左侧的车道线形成的角。

因此，如果图2的车辆A使用现有的转向扭矩设备，则转向设备在逆时针方向210进行操作且车辆A越线的危险不会发生。然而，如果车辆B使用现有的转向扭矩设备，则转向设备在逆时针方向220进行操作且车辆B在向后移动时穿越左侧线的危险可能发生。即，尽管不同于车辆A的转向设备的车辆B的转向设备理想情况下应该以顺时针方向进行操作，但是如果使用现有的转向扭矩设备使得车辆B可能处于危险中，则车辆B与车辆A的所有转向设备在逆时针方向进行操作。

不同的是，如果车辆C使用根据本发明的转向扭矩设备，则根据本发明的转向扭矩设备的距离变化率被计算为正数且确定车辆C向后移动，使得通过在顺时针方向230操作车辆C的转向设备来防止车辆C越线，顺时针方向230为目标扭矩的方向的相反方向。

图3是示出了用于解释根据本发明的操作确定单元的操作的实例的视图。

根据本发明的转向扭矩补偿设备可计算距离变化率并可当计算的距离变化率为负值时确定车辆向前行驶，以及可当计算的距离变化率为正值时确定车辆向后行驶，其中，距离变化率为每单位时间距离差的变化率。

参照图3，车辆A与车辆B的前侧都朝向右侧车道线，且车辆移动同时前进方向与车道线之间的角未变化。然而，车辆A向前移动预定时间周期以在其在时间t₀时具有距离差Y₀的情况下在时间t₁具有距离差Y₁，而车辆B向后移动预定时间周期以在其在时间t₀＇时具有距离差Y₀＇的情况下在时间t₁＇具有距离差Y₁＇。车辆A与车辆B的距离变化率可使用公式1来计算，且可被表示为公式2和公式3。车辆A的距离变化率为负数，使得操作确定单元可确定车辆A向前移动，车辆B的距离变化率为正数，使得操作确定单元可确定车辆B向后移动。

公式2：

公式3：

图4是示出了根据本发明的另一个实施例的转向扭矩补偿设备的操作的流程图，其形象阐明了。

根据本发明的转向扭矩补偿设备可计算距离变化率，并可当计算的距离变化率为负值时确定车辆向前行驶，以及可当计算的距离变化率为正值时确定车辆向后行驶，其中，距离变化率为每单位时间距离差的变化率。

参照图4，再次简要描述了根据本发明的转向扭矩补偿设备的车道识别单元识别车道线(S400)。车道识别单元可通过使用车辆的摄像机来识别线。简略地说，车道线可通过下列方法来识别：预先将线的颜色和线宽的长度信息输入到摄像机单元、由摄像机单元测量有颜色的对象或图案、比较测量的颜色和宽度与预先输入的线的颜色和宽度信息，以及判定它们是否与彼此一致以识别车道线。

其后，距离测量单元测量识别的线与车辆的距离差(S410)。距离差可意味着车道线与车辆之间的最短距离。接着，操作确定单元通过使用公式1来计算距离变化率(S420)。如果距离变化率的计算结束，则操作确定单元确定距离变化率是否为负值(S430)。如果确定距离变化率为负值，则操作确定单元确定车辆向前行驶然后结束确定(S440)。如果在步骤S430中确定距离变化率不是负值，则操作确定单元确定距离变化率是否为正值(S435)。如果确定距离变化率为正值，则操作确定单元确定车辆向后行驶然后结束确定(S445)。如果在步骤S435中确定距离变化率不是正值，即，如果计算的距离变化率为0，则操作确定单元不确定车辆是向前行驶还是向后行驶，且可再次执行步骤S400到S445。

图5是示出了根据本发明的另一个实施例的转向扭矩补偿设备的配置的框图。

根据本发明的转向扭矩补偿设备进一步包括：速度测量单元，其通过利用车辆的速度传感器测量纵向速度；以及角度计算单元，其计算车辆的前进方向与车道线之间的角度，并当距离变化率的量级在预定的错误范围内符合纵向速度和角度的乘积时，操作确定单元可通过使用距离变化率来确定车辆是向前行驶还是向后行驶。

参照图5，车道识别单元510和距离测量单元520执行与图1中的车道识别单元和距离测量单元同样的操作，且本发明的实施例的转向扭矩补偿设备进一步包括：速度测量单元530，其通过使用车辆的速度传感器来测量纵向速度；以及角度计算单元540，其计算车辆的前进方向与车道线之间的角度；以及操作确定单元550，当执行图1中的操作确定单元的功能时，其额外地具有确定距离变化率的量级在预定的错误范围内是否符合纵向速度和角度的乘积的功能。

然而，由速度测量单元530测量的纵向速度符合从量产车量中测量的速度信息，并仅被表示为正数，使得纵向速度信息不包含关于车辆的向前或向后移动的信息。

角度计算单元540可计算车辆的前进方向与车道线之间的角度[θ]。简要地说，车辆移动t₁到t₀的时间周期的纵向移动距离L可通过使用纵向速度来计算，且距离差的变化率dY可通过从时间t₁的距离差Y₁减去在时间t₀的距离差Y₀得到。纵向移动距离[L]、距离差的变化率[dY]与角度[θ]具有如公式4中的关系。

公式4：

因此，角度[θ]可通过使用公式4中的关系在公式5中得到。

公式5：

当距离变化率的量级在预定的错误范围内符合纵向速度和角度的乘积时，操作确定单元550可确定车辆是向前行驶还是向后行驶。详细地说，距离变化率的量级[dY/dt]、纵向速度[V]和角度[θ]具有公式6和7中的关系。

公式6：

公式7：

图6中详细描述了公式6。

图6是示出了本发明的另一个实施例中的角度、纵向速度与距离差之间的关系的视图。

参照图6，纵向移动距离[dL]为车辆以纵向速度在时间t₀和时间t₁之间移动的距离，时间t₁是时间t₀之后的时间[dt]，距离差的变化率的量级[dY]通过从时间t₁的距离差[Y₁]减去在时间t₀的距离差[Y₀]得到。纵向移动距离与角的弧长可表示为纵向移动距离和角的乘积。在本文中，角度为弧度值。此外，如可从公式4的关系中得出，纵向移动距离[dL]和距离差的变化率的量级[dY]具有关于角θ的正弦函数的关系。如从图6中可得出，弧长dL*θ的值大于距离差的变化率的量级[|dY|]，但弧长dL*θ与变化值[|dY|]彼此近似相似，因为它们对应于无穷小的值，且非常小，并可被表示在公式6中。此外，因为dL/dt表示纵向速度，所以dL/dt如公式7中所示，公式8可通过使用公式6和公式7来计算。

公式8：

回到图5，如果在公式8的关系中距离变化率的量级在预定的错误范围内符合纵向速度和角度的乘积，则操作确定单元550可判定距离变化率的计算中不存在错误，且其可通过应用判定的距离变化率来准确确定车辆是向前行驶还是向后行驶。如从公式8中可得出，预定的错误范围可以是一个值，因为距离变化率的量级和V*θ是近似相同，所以在该值中反应的是近似值。

图7是示出了根据本发明的另一个实施例的转向扭矩补偿设备的操作的流程图。

车道识别单元识别车道线(S700)。简要地说，该线通过使用车辆的摄像机来识别，并可通过预先输入线的信息(如线的颜色和线的宽度)以及通过比较它与摄像机拍摄的对象或图案和线的信息来识别。

距离测量单元测量识别的线与车辆之间的距离差(S710)。即，相对的车道线中的一个被确定为基于车辆的方位角的相应于固定参照物的参照道路线，并测量线与车辆之间的距离差。距离差意味着线和车辆之间的最短距离，且当车道线被当作直线以及车辆被当作点A时，最短距离意味着点A与直线之间的最短距离。

速度测量单元测量车辆的纵向速度(S720)。纵向速度是在量产车辆中测量的值，且其在物理上是速度概念，因为其被表示为正数。因此，根据纵向速度不能确定车辆是向前行驶还是向后行驶。

角度计算单元计算车辆的前进方向与车道线之间的角度(S730).该角度可通过使用公式5得到。如果车道线是弯曲的，则得到正切于该线的直线并可计算对于正切线的角度。

操作确定单元计算距离变化率(S740)，其为每单位时间距离差的变化率。距离变化率可通过应用公式1得到。操作确定单元通过判定计算的距离变化率的量级在预定精度范围内是否为纵向速度和角度的乘积来确定在距离变化率的计算中是否存在错误(S750)。因为距离变化率、纵向速度和角度之间具有公式6到8的关系，所述纵向速度和角度的乘积高精度地与速度变化率相一致。步骤S750为精度为0.95的实例中，精度可基于实验数据来确定。

如果在步骤S750中距离变化率的量级在预定精度外为纵向速度与角度的乘积(例如，距离变化率为等于或小于0.95*纵向速度*角度的值)，则操作确定单元不确定车辆的操作并结束确定。不同的是，如果在步骤S750中在速度变化率中不存在错误，则操作确定单元确定距离变化率是否为负值(S760)。如果在步骤S760中确定距离变化率是负值，则操作确定单元确定车辆向前行驶并结束确定(S770)。如果在步骤S760中确定距离变化率不是负值，则操作确定单元确定距离变化率是否为正值(S765)。如果在步骤S765中确定距离变化率是正值，则操作确定单元确定车辆向后行驶并结束确定(S775)。如果在步骤S765中确定距离变化率不是正值，则操作确定单元不确定车辆是否行驶并结束确定。

根据本发明的转向扭矩补偿设备可执行步骤S700到S740的过程、步骤S700到S750的过程或步骤S700到S765的过程预定次数，然后可执行步骤S770到S775。因此，当在步骤S700到S765中存在一个或多个错误时，操作确定单元的错误确定可以被避免。

此外，如果操作确定单元确定车辆的操作且在步骤S720中测量的纵向速度为0，则操作确定单元再次确定车辆的操作。因此，步骤S700到S765的过程的次数可被最佳化地限制。

根据本发明的转向扭矩补偿设备可进一步包括控制器，其控制辅助转向扭矩。如果确定车辆向前行驶，则控制器可设置辅助转向扭矩为目标扭矩，如果确定车辆向后行驶，则控制器可设置辅助转向扭矩的量级为目标扭矩的量级，且可设置辅助转向扭矩的方向为与目标扭矩的方向相反的方向。

目标扭矩为在不考虑车辆是向前行驶还是向后行驶的情况下使车辆的前进方向平行于车道线的转向辅助扭矩。即，如果车辆的前侧朝向右侧线，则目标扭矩允许车辆的转向盘逆时针操作，但是如果车辆的前侧朝向左侧线，则目标扭矩允许转向盘顺时针操作。

参考图2，如果控制器以与车辆A的情况相同的其量级和方向与目标扭矩相同的辅助转向扭矩控制向前行驶的车辆，则可防止车辆穿越右侧线，这是安全的。同时，如果以与车辆B的情况相同的其量级和方向与目标扭矩相同的辅助转向扭矩控制向后行驶的车辆，则车辆可穿越左侧的线，这可引起危险。因此，如果以与车辆C的情况相同的其量级与目标扭矩相同且其方向与目标扭矩的方向相反的辅助转向扭矩控制向后行驶的车辆，则可防止车辆就穿越左侧线，这是安全的。

在下文中，将简要描述对应于已经参照图1-7描述的转向扭矩补偿设备的操作的转向扭矩补偿方法。

图8是示出了根据本发明的实施例的转向扭矩补偿方法的流程图。

根据本发明的转向扭矩补偿方法包括使用车辆的摄像机识别车道线的车道识别步骤、测量车辆与线之间的距离差的距离测量步骤以及计算距离变化率并且通过使用距离变化率确定车辆是向前行驶还是向后行驶操作确定步骤，其中，距离变化率是每单位时间距离差的变化率。

转向扭矩补偿方法可包括通过使用车辆的摄像机识别车道线的车道识别步骤(S800)。在车道识别步骤中，车道线可通过预先输入线的信息(如线的颜色和线的宽度)并比较信息与摄像机拍摄的对象或预先输入的线的信息来识别。在比较方法中，例如，如果颜色和宽度以数字表示，则预先输入的线的信息与摄像机拍摄的对象或图案为具体数字。车道线可通过比较数字来识别。例如，如果假设预先输入的线的信息的数字为50，摄像机拍摄的五个对象或图案的数字分别为20、35、45、50和60，则对应于数字50的对象或图案可被识别为车道线。在本文中，如果预定允许0.1的错误，则对应于数字45和50的对象或图案可被识别为车道线。

转向扭矩补偿方法可包括测量识别的线与车辆之间的距离差的距离测量步骤(S810)。在距离测量步骤中，测量识别的线与车辆之间的最短距离。简要地说，线的距离值可通过比较已经已知距离值的对象A与识别的线来测量。当一台摄像机用于测量时，仅当摄像机、对象A和线存在于相同的一维或二维中时，它可测量对象A和线。当摄像机、对象A和线三维地存在时，可使用能够识别两台摄像机或一台摄像机和对象的设备。

转向扭矩补偿方法可包括操作确定步骤，其计算距离变化率并且通过确定计算的距离变化率的值为正数还是负数来确定车辆是向前行驶还是向后行驶(S820)，其中，距离变化率为每单位时间的距离差的变化率。简要地说，距离变化率通过使用公式1来计算，并当计算的距离变化率为负数或正数时，确定车辆是向前行驶或向后行驶。

当距离变化率为负数时，则确定车辆向前行驶，当距离变化率为正数时，则判断定辆向后行驶，因为用于计算距离变化率的距离差被定义为车辆的前侧朝向的线与车辆之间的最小距离值。因此，如果距离变化率是利用距离差为车辆的后侧朝向的线与车辆之间的最小距离值的定义来计算的，则当计算的距离变化率为负数或正数时，可确定车辆是向后行驶或向前行驶，使得下列关系是不成立的：当距离变化率为负数时，车辆向前行驶，当距离变化率为正数时，车辆向后行驶。

尽管到此为止只描述了直的车道线，但鉴于关于曲线的无穷小的时间(time)，本发明同样也可适用于曲线，所以本发明不仅仅适用于直线。

另外，在根据本发明的转向扭矩补偿方法中，可执行由已经参照图1-7描述的转向扭矩补偿设备执行的所有操作。

根据本发明，在自动行驶、自动停车和车道保持辅助系统中，车辆的转向设备不管驾驶员的转向意图而被自动驱动，通过判定车辆是向前行驶还是向后行驶并根据该判定产生辅助转向力，安全转向控制是可能的。

即使以上描述了本发明的实施例的所有元件结合为单一单元或结合为作为单一单元进行操作，但本发明不一定受限于这样的实施例。即，所有结构元件中的至少两个元件可在不脱离本发明的范围的情况下选择性地结合并操作。尽管为了说明的目的已经描述了本发明的优选实施例，但本领域技术人员将认为：在不脱离如权利要求公开的发明的范围和精神的情况下，各种变型、添加与替换是可能的。应该基于所附权利要求以包含在等同于权利要求的范围内的所有技术理念都属于本发明的方式来解释本发明的范围。

Claims (9)

1.一种转向扭矩补偿设备，其包括：

参照物识别单元，其通过使用车辆的摄像机识别对应于道路的车道设置的固定参照物；

距离测量单元，其测量所述车辆与所述固定参照物之间的距离差；

操作确定单元，其计算距离变化率，并且通过使用所述距离变化率确定所述车辆是向前行驶还是向后行驶，其中，所述距离变化率为每单位时间所述距离差的变化率；以及

控制器，其控制辅助转向扭矩，其中当确定所述车辆向前行驶时，所述控制器设置辅助转向扭矩为目标扭矩，当确定所述车辆向后行驶时，所述控制器设置辅助转向扭矩的量级为目标扭矩的量级并设置辅助转向扭矩的方向为与目标扭矩的方向相反的方向。

2.根据权利要求1所述的转向扭矩补偿设备，其中所述固定参照物为相对的车道线中的一条，对应的车道线根据所述车辆的方位角来确定。

3.根据权利要求2所述的转向扭矩补偿设备，其中当所述距离变化率被计算为负值时，所述操作确定单元确定所述车辆向前行驶，当所述距离变化率被计算为正值时，所述操作确定单元确定所述车辆向后行驶。

4.根据权利要求2所述的转向扭矩补偿设备，其进一步包括：

速度计算单元，其通过使用所述车辆的速度传感器测量纵向速度；以及

角度计算单元，其计算所述车辆的前进方向与所述车道线之间的角度，

其中当所述距离变化率的量级在预定的错误范围内符合所述纵向速度和所述角度的乘积时，所述操作确定单元通过使用所述距离变化率确定所述车辆是向前行驶还是向后行驶。

5.根据权利要求2所述的转向扭矩补偿设备，其中所述操作确定单元在所述车辆向前行驶或向后行驶之后连续计算预定时间周期内的距离变化率。

6.根据权利要求2所述的转向扭矩补偿设备，其进一步包括：

速度计算单元，其通过使用所述车辆的速度传感器测量纵向速度，

其中当所述纵向速度为0时，所述操作确定单元再次确定所述车辆的操作。

7.根据权利要求1所述的转向扭矩补偿设备，其中所述目标扭矩为转向辅助扭矩，所述转向辅助扭矩使所述车辆平行于所述车道线。

8.一种转向扭矩补偿方法，其包括：

通过使用车辆的摄像机来识别对应于道路的车道设置的固定参照物；

测量所述车辆与所述固定参照物之间的距离差；以及

计算距离变化率，并且通过使用所述距离变化率确定所述车辆是向前行驶还是向后行驶，其中，所述距离变化率为每单位时间所述距离差的变化率；

当确定所述车辆向前行驶时，设置辅助转向扭矩为目标扭矩；

当确定所述车辆向后行驶时，设置辅助转向扭矩的量级为目标扭矩的量级；并

设置辅助转向扭矩的方向为与目标扭矩的方向相反的方向。

9.根据权利要求8所述的转向扭矩补偿方法，其中所述固定参照物为相对的车道线中的一条，对应的车道线根据所述车辆的方位角来确定。