CN107031505B

CN107031505B - 车道偏离警示装置和方法

Info

Publication number: CN107031505B
Application number: CN201611042341.0A
Authority: CN
Inventors: 沈相均
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: Halla Creedong Electronics Co ltd
Priority date: 2015-11-20
Filing date: 2016-11-21
Publication date: 2019-08-13
Anticipated expiration: 2036-11-21
Also published as: US10643475B2; CN107031505A; DE102016222502A1; US20170148327A1; US20190172356A1; KR102433791B1; US10249195B2; KR20170059134A

Abstract

车道偏离警示装置和方法。本发明涉及一种车道偏离警示装置等，其在特殊道路环境中、在确认驾驶员具有车道偏离意图的情况下等，限制车道偏离警示。在使用一般车道偏离警示的同时通过综合地考虑车辆的相机所捕获的信息、导航地图信息等在车辆进入诸如道路交汇/分岔区域的特殊道路区域的情况下限制车道偏离警示，并且甚至还在确认驾驶员的车道偏离意图的情况下限制车道偏离警示，从而可确保车道偏离警示系统的可靠性并且提供驾驶员的便利。

Description

车道偏离警示装置和方法

技术领域

本发明涉及车辆的车道偏离警示装置和方法，更具体地讲，涉及一种在特殊道路环境中在确认驾驶员有车道偏离意图等的情况下限制车道偏离警示的技术。

背景技术

车辆的电动转向设备包括被配置为感测连接至方向盘的转向轴的扭矩的扭矩传感器、与转向输出轴或齿条联接以使转向输出轴或齿条旋转/移动的电动马达、被配置为根据扭矩传感器所测量的转向扭矩值来控制电动马达的旋转的转向ECU等。

电动转向设备基本上执行根据驾驶员对方向盘的操作来生成与转向扭矩成比例的转向辅助电流以使电动马达旋转的操作。即，电动转向设备执行辅助用户的转向力的基本操作。

然而，根据驾驶辅助系统(DAS)的发展以及对自主行驶等的需求，近来已开发出自主转向控制或主动转向控制，其除了简单地辅助驾驶员的转向力的基本功能之外，还自动地操作电动转向系统而不管用户的意图如何。

根据自主转向控制或主动转向控制，存在与转向有关的各种控制系统，其影响车辆的电动转向系统。

与车辆的转向有关的控制系统的示例包括车道保持辅助系统(LKAS)，其被配置为感测车道以控制车辆沿着该车道行驶，并且当担心车道偏离时与驾驶员的操作无关地操作转向系统以保持车道。

另外，存在车道偏离警示系统(LDWS)，其被配置为感测车道和车辆的当前位置，然后当车辆偏离与车道相邻的预定范围时警告车道偏离。

当然，上述LKAS和LDWS可彼此集成以实现单个系统，在这种集成的车道控制系统中可包括当存在车道偏离的可能性时进行警示的功能以及主动地控制转向系统以保持车道的功能二者。

当使用具有车道偏离警示装置的系统时，根据驾驶员的驾驶习惯可能发生太多车道偏离警示。

在车辆可能频繁地靠近车道的情况(例如，驾驶员实际地意图改变车道的情况、或者驾驶员是新手驾驶员从而难以在行驶道路的中心行驶的情况)下，每当车辆靠近车道时就生成车道偏离警示，这可能打扰驾驶。

考虑到这一点，在过去，已提出了一种当即使车辆进入车道偏离警示发生区域也可通过车道保持系统保持车道时、当安全地确认驾驶员的车道改变意图时等，不生成车道偏离警示的技术。

甚至在诸如交汇道路或分岔道路的特殊情况下，也可能有必要限制车道偏离警示，但是针对此问题还未提出任何技术。

发明内容

在此背景下，本发明的一个目的在于提供一种能够利用相机和导航地图信息来改进车道偏离警示的可靠性的车道偏离警示装置。

本发明的另一目的在于提供一种车道偏离感测装置，其利用前置相机和导航地图信息通过这样的方式在车道偏离警示的可靠性方面得以改进：当相机具有功能故障时，车道偏离功能被停用，并且当检测到少于两条车道时，车道偏离警示被限制。

本发明的另一目的在于提供一种车道偏离警示装置，其通过利用车辆的前置相机和导航地图信息中的一者或二者确认车辆当前正在其上行驶的道路的交汇点或分岔点，然后在进入交汇点或分岔点的时候限制车道偏离警示，来在车道偏离警示的可靠性方面得以改进。

本发明的另一目的在于提供一种车道偏离警示装置，其通过利用车辆的前置相机和导航地图信息中的一个或更多个确认车辆是否进入警示限制条件(例如，进入十字路口路段、进入收费站/Hi-pass路段、或者进入人行横道区域)，并且当确认车辆进入警示限制条件时限制车道偏离警示，来在车道偏离警示的可靠性方面得以改进。

本发明的另一目的在于提供一种车道偏离警示装置，其通过基于诸如车辆的横向速度、横向加速度、纵向加速度、航向角、转向角、转向角速度、转向信号是否操作以及危险信号是否操作的信息确认驾驶员是否具有车道偏离意图，并且当确认驾驶员具有车道偏离意图时限制车道偏离警示，来在车道偏离警示的可靠性方面得以改进。

为了实现上述目的，本发明的一个实施方式提供了一种车道偏离警示装置。该车道偏离警示装置可包括：车道识别单元，其被配置为利用相机所捕获的图像信息来识别车辆正在其上行驶的车道的车道线；故障安全单元，其被配置为确定相机是否具有功能故障，并且当确定所述相机具有功能故障时将车道偏离警示功能停用；车道偏离警示单元，其被配置为根据所述车辆与所识别的车道线之间的相对位置来确定所述车辆是否偏离所述车道线；第一警示限制单元，其被配置为利用导航地图信息和所述相机所捕获的所述图像信息中的至少一个来确认所述车辆前方的道路交汇区域和道路分岔区域中的至少一个，然后当所述车辆进入所述道路交汇区域或所述道路分岔区域时限制所述车道偏离警示；以及第二警示限制单元，其被配置为利用包括所述车辆的横向速度、横向加速度、纵向加速度、航向角、转向角、转向角速度、转向信号是否操作和危险信号是否操作中的至少一个的信息来确认驾驶员的车道偏离意图，并且当所述驾驶员的车道偏离意图被确认时限制车道偏离警示。

本发明的另一实施方式的车道偏离警示装置可包括：车道识别单元，其被配置为利用相机所捕获的图像信息来识别车辆正在其上行驶的车道的车道线；车道偏离警示单元，其被配置为根据所述车辆与所识别的车道线之间的相对位置来确定所述车辆是否偏离所述车道线；以及第一警示限制单元，其被配置为利用导航地图信息和所述相机所捕获的所述图像信息中的至少一个来确定所述车辆前方的道路交汇区域和道路分岔区域中的至少一个，然后当所述车辆进入所述道路交汇区域或所述道路分岔区域时限制车道偏离警示。

本发明的另一实施方式提供了一种车道偏离警示方法。该车道偏离警示方法可包括：车道识别步骤，利用相机所捕获的图像信息来识别车辆正在其上行驶的车道周围的车道线；车道偏离警示步骤，根据所述车辆与所识别的车道线之间的相对位置来确定所述车辆是否偏离所述车道线；第一警示限制步骤，利用导航地图信息和所述相机所捕获的所述图像信息中的至少一个来确认所述车辆前方的道路交汇区域和道路分岔区域中的至少一个，然后当所述车辆进入所述道路交汇区域或所述道路分岔区域时限制所述车道偏离警示；以及第二警示限制步骤，利用包括所述车辆的横向速度、横向加速度、纵向加速度、航向角、转向角、转向角速度、转向信号是否操作和危险信号是否操作中的至少一个的信息来确认驾驶员的车道偏离意图，然后当所述驾驶员的车道偏离意图被确认时限制车道偏离警示。

根据以下将要描述的本发明，可利用相机和导航地图信息按照这样的方式改进车道偏离警示装置的车道偏离警示的可靠性：当相机具有功能故障时，车道偏离警示功能被停用，并且当检测到少于两条车道时，限制车道偏离警示。

另外，通过利用车辆的前置相机和导航地图信息中的至少一个确认一个或更多个警示限制条件(例如，车辆进入交汇点或分岔点、十字路口路段、进入收费站/Hi-pass路段以及进入人行横道区域)，然后当车辆进入警示限制条件时限制车道偏离警示，可改进车道偏离警示装置的可靠性。

另外，当使用本发明时，即使不对应于如上所述警示限制条件，通过基于诸如车辆的横向速度、横向加速度、纵向加速度、航向角、转向角、转向角速度、转向信号是否操作以及危险信号是否操作的信息确认驾驶员是否具有车道偏离意图，并且当确认驾驶员具有车道偏离意图时限制车道偏离警示，可进一步改进车道偏离警示的可靠性。

附图说明

本发明的以上和其它目的、特征和优点将从以下结合附图进行的详细描述更显而易见，附图中：

图1示出根据本发明的一个实施方式的车道偏离警示装置的完整配置；

图2是示出根据本发明的车道偏离警示装置中所包括的第一警示限制单元的详细功能的框图；

图3示出车道偏离警示单元的偏离区域确定算法；

图4A和图4B示出根据本发明的确定进入道路交汇区域的方法的示例；

图5A和图5B示出根据本发明的确定进入道路分岔区域的方法的示例；

图6示出根据本发明的警示限制单元的确定进入人行横道的方法的示例；

图7示出根据本发明的一个实施方式的车道偏离警示方法的完整流程；

图8是根据本发明的第一警示限制单元的确定道路交汇区域的方法的流程图；以及

图9是根据本发明的第一警示限制单元的确定道路分岔区域的方法的流程图。

具体实施方式

以下，将参照附图描述本发明的示例性实施方式。在给各个图中的元件增加标号时，如果可能，相同的元件将由相同的标号指代，尽管它们被示出于不同的图中。另外，在本发明的以下描述中，当确定包含于其中的已知功能和配置的详细描述可能使本发明的主题不清楚时，该描述将被省略。

另外，本文中在描述本发明的组件时可使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等的术语。这些术语仅用于将一个结构元件与其它结构元件相区分，对应结构元件的性质、顺序、序列等不受所述术语限制。应该注意的是，如果在说明书中描述了一个组件“连接”、“联接”或“接合”至另一组件，则尽管第一组件可直接连接、联接或接合至第二组件，第三组件可能“连接”、“联接”或“接合”在第一组件与第二组件之间。

图1示出根据本发明的一个实施方式的车道偏离警示装置的完整配置。

根据本发明的车道偏离警示装置100是实现于车辆中的装置，其包括具有车道线识别功能的相机112以及具有地图信息的导航装置132。

车道偏离警示装置100可包括：车道识别单元110，其被配置为利用相机所捕获的信息来识别与车辆的行驶道路相邻的车道线；车道偏离警示单元120，其被配置为根据所识别的车道与车辆之间的相对位置来确定车辆是否偏离所识别的车道线，并且当确定车辆偏离车道时进行警示；第一警示限制单元130，其被配置为利用相机所捕获的图像信息以及导航地图信息来确定车辆前方的道路交汇或分岔区域，并且当确定车辆进入道路交汇或分岔区域时进行控制以限制车道偏离警示；以及第二警示限制单元140，其被配置为在从车辆的各种传感器接收到测量信息之后确认驾驶员是否具有车道偏离意图，并且当确认驾驶员具有车道偏离意图时进行控制以限制车道偏离警示。

另外，尽管未示出，车道偏离警示装置100还可包括故障安全单元，其被配置为确定相机是否具有功能故障，并且当确定相机具有功能故障时将车道偏离警示功能停用。

以下，将详细描述构成根据本发明的车道偏离警示装置的各个组件。

安装在车辆上的相机112可以是安装在例如车辆挡风玻璃后面以捕获车辆的前方视野的图像的前置相机，并且可包括诸如CCD型和MOSFET型的所有类型的拍照装置。

术语“相机”可以是涵盖成像模块的概念，其除了简单的图像捕获功能之外，还处理所捕获的图像以输出诸如图像中的对象的位置、类型和距离的信息。

导航装置132是包括地图信息的行驶辅助装置，并且被配置为利用诸如GPS的定位手段来感测车辆的当前位置，然后将车辆的当前位置信息和行驶相关信息与地图信息一起显示。

导航装置132可以是嵌入车辆中的类型或者作为单独的装置另外安装在车辆上的类型，本发明可采用这两种类型的导航装置。

然而，适用于本发明的导航装置中应该包括地图信息，并且应该设置有利用预定信息发送/接收手段(例如，无线通信模块或有线通信线缆)由根据本发明的车道偏离警示装置发送地图信息的功能。

更具体地讲，根据本发明的由导航装置132发送给车道偏离警示装置的信息可以是行驶道路中的车道号信息、行驶道路中的交叉路口区域信息、人行横道区域信息、收费站或Hi-pass区域信息、道路交汇或分岔区域信息等。

车道识别单元110用于利用从相机发送来的输出信息来识别存在于行驶道路中的车道线。

车道识别单元110基于距离传感器所获取的距离数据从图像去除障碍物，将去除了障碍物的区域设定为自由空间，并且在该自由空间内检测图像的边缘。

预定边缘检测算法可用于检测边缘，在本发明中，可(但不仅限于)使用Sobel滤波器，与垂直边缘或水平边缘相比它对检测斜边缘更有效。

当检测到包括在图像中的对象的边缘(例如，水平边缘、垂直边缘或斜边缘)时，利用Hough变换算法从边缘信息检测直线分量。

然后，基于自由空间内的直线分量检测的检测结果，车道识别单元110设定识别车道线所需的至少一个关注区域(RoI)。

识别车道线所需的RoI被设定为包括车道线并且使用于识别车道线的图像搜索范围最小化。通常，由于车道线位于图像的下部，所以RoI被设定在图像的下侧。另外，由于随着距车道的距离增加，车道线看起来变小，所以RoI可被设定为使得RoI的大小也随着车道线变小而变小。

另外，由于车道线包括行驶道路的左车道线和右车道线，所以可针对左车道线和右车道线中的每一个设定RoI。

当设定用于识别车道线的RoI时，车道识别单元110从所设定的RoI提取车道线，并且当从RoI提取车道线时，车道识别单元110可检测车道线的消失点。

通过将所检测的消失点的位置与图像的中心点的位置进行比较，可估计车辆的航向角。即，当在行驶道路的相对侧车道的消失点与相机所捕获的图像的中心点重合时，它指示车辆的航向角为零(0)并且车辆在与道路的前进方向相同的方向上行驶，并且可从消失点与图像的中心点之间的偏移来估计车辆的航向角(指示车辆的行驶方向与车道的前进方向之间的角度)。

此外，如稍后将描述的，在感测到在识别中途突然无法识别行驶道路两侧的车道线之一的车道“消失”状态之后，根据本发明的车道偏离警示装置应该能够感测消失侧方向上的远处车道线。

为此，车道识别单元110具有当行驶道路两侧的车道线之一消失时将RoI向消失侧方向扩大的功能。

即，在普通行驶状态下在行驶道路的两侧设定具有相同大小的RoI。然而，当行驶道路两侧的车道线之一消失时，消失侧方向的RoI被进一步扩大以使得可识别存在于较远距离处的消失侧远处车道线。

当然，如稍后将描述的，也存在当车辆沿着从道路分岔区域分岔的道路行驶时非消失侧方向上的RoI被进一步扩大的情况。因此，根据本发明的车道识别单元110具有当行驶道路两侧的车道线之一消失时向消失侧和非消失侧二者扩大并重置RoI的功能。

另外，车道识别单元110可具有考虑相机的焦距和放大率来计算距包括在所捕获的图像帧中的车道线的距离的功能。

车道偏离警示单元120执行根据所识别的车道线与车辆之间的相对位置确定车辆是否偏离车道并且当确定车辆偏离车道时给予警示的功能。

图3示出车道偏离警示单元120的偏离区域确定算法。

如图3所示，参考在车辆当前正在其上行驶的道路两侧识别的车道线310和320，车道偏离警示单元120设定：内侧警示线(最早警示线)312和322，其相对于所识别的车道线310和320分别向内间隔开预定向内间隔距离；以及外侧警示线(最晚警示线)314和324，其相对于所识别的车道线310和320分别向外间隔开预定向外间隔距离。

内侧警示线312和322与外侧警示线314和324之间的空间是偏离警示区域(图3中的阴影线部分)。当在车辆进入偏离警示区域的时候发起偏离警示并且继续偏离警示直至车辆离开偏离警示区域。

即，当车辆的前轮进入偏离警示区域时发起偏离警示，并且当车辆的后轮离开偏离警示区域时，解除偏离警示。

在这种情况下，作为偏离警示区域的基础，向内间隔距离和向外间隔距离可根据车辆的速度、车道偏离的精度等来不同地设定。

例如，当车辆的速度较高时，车辆可更快速地偏离车道并且由于车道偏离而导致危险，内侧间隔距离和外侧间隔距离可被设定为较大，当车辆的速度较慢时，内侧间隔距离和外侧间隔距离可被设定为相对较小。

第一警示限制单元130基本上具有利用相机所捕获的图像信息和导航地图信息来确定前方道路交汇或分岔区域，然后当确定车辆进入道路交汇或分岔区域时进行控制以限制车道偏离警示的功能。

此外，除了如上所述确定交汇/分岔区域的功能之外，第一警示限制单元130还可具有利用车辆的前置相机和导航地图信息中的至少一个确认车辆进入十字路口路段、进入收费站/Hi-pass路段以及进入人行横道区域当中的一个或更多个警示限制条件，然后当车辆进入任一个警示限制条件时限制车道偏离警示的功能。

图2是示出根据本发明的车道偏离警示装置中所包括的第一警示限制单元130的详细功能的框图。

如图2所示，第一警示限制单元130可包括道路交汇/分岔区域进入确定单元134、十字路口进入确定单元135、收费站进入确定单元136、人行横道区域进入确定单元137等。

当车辆当前正在其上行驶的车道两侧的车道线之一消失时，道路交汇/分岔区域进入确定单元134可以利用相机所捕获的图像信息识别存在于消失侧或非消失侧的远处车道线；然后计算车辆接近速率(针对预定距离在识别远处车道线的同时接近车辆的远处车道线的变化率)或者车辆远离速率(针对预定距离在识别远处车道线的同时远离车辆的远处车道线的变化率)；并且基于车辆接近速率或车辆远离速率确定道路交汇还是分岔。

下面将参照图4A和图4B以及图5A和图5B更详细地描述确定进入道路交汇/分岔区域的方法。

图4A和图4B示出根据本发明的确定进入道路交汇区域的方法的示例。

以下，为了描述方便，在车道识别单元110识别中途车辆正在其上行驶的车道两侧的车道线之一突然无法识别的事件将被称作“车道线消失”。

在如图4A和图4B所示的道路交汇的区域中，无法正确地识别车道线，传统车道偏离系统在无法识别车道线的一侧生成虚拟车道线420，然后继续应用车道偏离算法。

然而，在道路交汇区域中，即使车辆不处于实际车道偏离状态，也可能生成车道偏离警示，这可能给驾驶员造成麻烦，在这种情况下可操作第一警示限制单元130。

如图4A和图4B所示，我们假设在车道识别单元识别车辆正在其上行驶的车道两侧的车道线410和420的状态下，车道识别单元突然无法识别右车道线420(即，右车道消失)的情况。

在这种情况下，第一警示限制单元130控制车道识别单元110扩大消失侧的RoI，从而感测存在于消失侧的远处车道线430(以下，远处车道线430也可被称作“消失侧远处车道线430”)。

第一警示限制单元130感测消失侧远处车道线430的变化状态，并且计算车辆接近速率(消失侧远处车道线430接近车辆的变化率)。

消失侧远处车道线430的车辆接近速率可由通过车道识别单元测量的车辆与消失侧远处车道线430之间的垂直距离d1、d2、d3的每时间变化量(dd/dt)表示。

另外，消失侧远处车道线430的车辆接近速率还可由车辆的行驶方向A与消失侧远处车道线430延伸方向B之间的第一角度α限定。

仅当所计算的消失侧远处车道线430的车辆接近速率等于或大于预设车辆接近速率的阈值(以下，该阈值也可被称作“接近阈值”)时，第一警示限制单元130确定车辆进入道路交汇区域。

例如，当接近阈值被设定为0.2m/sec或20度时，仅当车辆与消失侧远处车道线430之间的垂直距离d1、d2、d3的每时间变化量(dd/dt)为0.2m/sec或更大时，或者当车辆的行驶方向A与消失侧远处车道线延伸方向B之间的第一角度α为20度或更大的状态维持了预定第一确定距离S1时，确定车辆进入道路交汇区域。

在这种情况下，仅当感测到消失侧远处车道线430，然后针对预定第一确定距离S1消失侧远处车道线430的车辆接近速率为预定阈值或更大时，第一警示限制单元可确定车辆进入道路交汇区域。

当如上所述确定车辆进入道路交汇区域时，第一警示限制单元130控制车道偏离警示单元120以阻止车道偏离警示。

此外，图4A示出了道路交汇区域存在于车辆前方并且车辆沿着在交汇之后维持的车道行驶的情况，图4B示出了车辆沿着在交汇之后消失的车道行驶的情况。

如图4A所示，当车辆沿着在交汇之后维持的车道行驶时，如上所述确定道路交汇以使得车道偏离警示可被限制，这将不再进一步描述以避免重复描述。

此外，当车辆沿着交汇以消失的车道(由车道线420'和车道线400’限定的车道)行驶时，在识别中途车辆正在其上行驶的车道的左侧线420’突然变得无法识别。

在这种情况下，第一警示限制单元130通过扩大车道识别单元的消失侧RoI来识别存在于消失侧方向上的远处车道线430’。

此时，消失侧远处车道线变为与车辆正在其上行驶的车道相邻的相邻车道的左车道线。

此外，由于车辆正在沿着交汇以消失的车道行驶，所以即使消失侧远处车道线430’在直线方向上延伸，消失侧远处车道线430’以恒定速率接近车辆。

因此，第一警示限制单元130按照与图4A中相似的方式来计算车辆接近速率(接近车辆的消失侧远处车道线430的变化率)。

即，基于车辆与消失侧远处车道线430’之间的垂直距离d1’、d2’、d3’的每时间变化量(dd’/dt)或者车辆的行驶方向A’与消失侧远处车道线延伸方向B’之间的第一角度α’来计算消失侧远处车道线430’的车辆接近速率。

另外，仅当所计算的消失侧远处车道线430’的车辆接近速率等于或大于预设接近阈值时，第一警示限制单元130确定车辆进入道路交汇区域，并且限制车道偏离警示。

图5A和图5B示出根据本发明的确定进入道路分岔区域的方法的示例。

类似于道路交汇，在如图5A和图5B所示一条道路分岔为两条或更多条道路的区域中，无法正确地识别车道线，传统车道偏离系统在无法识别车道线的一侧生成虚拟车道线540，然后继续应用车道偏离算法。

然而，在道路分岔区域中，即使车辆不处于实际车道偏离状态，也可能生成车道偏离警示，这可能给驾驶员造成麻烦，在这种情况下可操作第一警示限制单元130。

此外，道路分岔的情况可被分成车辆继续沿着车辆当前正在其上行驶的维持车道行驶的情况以及车辆沿着分岔道路行驶的情况，其中前一种情况示出于图5A中，后一种情况示出于图5B中。

如图5A所示，在车辆沿着维持车道行驶的情况下，当在车道识别单元识别车辆当前正在其上行驶的车道两侧的车道线510和520的状态下车辆进入分岔区域时，右车道线520突然无法识别(即，消失)。

在这种情况下，第一警示限制单元130控制车道识别单元110以扩大消失侧RoI，使得存在于消失侧的远处车道线530被感测。

在这种情况下，消失侧远处车道线530可变为分岔车道的右车道线。

第一警示限制单元130感测存在于消失侧的远处车道线530的变化状态，以计算车辆远离速率(远离车辆移动的消失侧远处车道线530的变化率)。

消失侧远处车道线530的车辆远离速率可由通过车道识别单元测量的车辆与消失侧车辆远处车道线530之间的垂直距离d4、d5、d6的每时间变化量(dd/dt)表示。

另选地，消失侧远处车道线530的车辆远离速率也可由车辆的行驶方向A与消失侧远处车道线延伸方向C之间的第二角度β限定。

仅当所计算的消失侧远处车道线530的车辆远离速率等于或大于预设车辆远离速率的阈值(以下，该阈值也可被称作“远离阈值”)时，第一警示限制单元130确定车辆进入道路分岔区域。

在这种情况下，仅当感测到消失侧远处车道线530，然后针对预定第二确定距离S2消失侧远处车道线530的车辆远离速率为预定远离阈值或更大时，第一警示限制单元可确定车辆进入道路分岔区域。

具体地讲，与下面将要描述的图5B不同，当消失侧远处车道线530的车辆远离速率等于远离阈值或更大时，可确定车辆沿着在道路分岔区域之后维持的维持车道行驶。

当如上所述确定车辆进入道路分岔区域时，第一警示限制单元130控制车道偏离警示单元120以阻止车道偏离警示。

此外，如图5B所示，在车辆沿着分岔车道行驶的情况下，当在车道识别单元识别车辆当前正在其上行驶的车道两侧的车道线510和520的状态下车辆进入分岔区域时，右车道线520突然无法识别(即，消失)。

在这种情况下，第一警示限制单元130控制车道识别单元110以扩大位于消失侧的相对侧的非消失侧RoI，使得存在于非消失侧的方向上的远处车道线520’可被感测。

在这种情况下，非消失侧远处车道线520’是在分岔之后维持的维持车道的左侧车道线。

接下来，第一警示限制单元130感测存在于非消失侧的远处车道线520’的变化状态，以计算车辆远离速率(远离车辆移动的非消失侧远处车道线520’的变化率)。

非消失侧远处车道线520’的车辆远离速率可由通过车道识别单元测量的车辆与非消失侧车辆远处车道线520之间的垂直距离d4’、d5’、d6’的每时间变化量(dd’/dt)表示。

另选地，非消失侧远处车道线520’的车辆远离速率也可由车辆的行驶方向A与非消失侧远处车道线延伸方向C’之间的第二角度β限定。

仅当所计算的非消失侧远处车道线520’的车辆远离速率等于或大于预设车辆远离速率的阈值(以下，该阈值也可被称作“远离阈值”)时，第一警示限制单元130确定车辆进入道路分岔区域。

在这种情况下，仅当感测到非消失侧远处车道线520’，然后针对预定第二确定距离S2非消失侧远处车道线520’的车辆远离速率为预定远离阈值或更大时，第一警示限制单元可确定车辆进入道路分岔区域，并且可限制车道偏离警示。

具体地讲，与下面所述的图5A不同，当非消失侧远处车道线520’的车辆远离速率等于远离阈值或更大时，可确定车辆沿着从道路分岔区域分岔的分岔道路行驶。

即，除了确定道路分岔区域之外，本发明的第一警示限制单元130还可确定车辆是沿着在分岔之后维持的维持道路还是沿着在分岔之后分岔的分岔道路行驶。

具体地讲，当行驶道路两侧的车道线之一消失时，第一警示限制单元130识别消失侧远处车道线或非消失侧远处车道线，并且计算消失侧远处车道线和非消失侧远处车道线之一的车辆远离速率。当针对第二确定距离，消失侧远处车道线的车辆远离速率为远离阈值或更大时，确定车辆从道路分岔区域沿着原始行驶道路(维持道路)行驶。当非消失侧远处车道线的车辆远离速率为远离阈值或更大时，确定车辆进入从道路分岔区域分岔的分岔道路。

当然，如上所述，根据本发明的车道偏离警示装置在分岔区域中不进行车道偏离警示。另外，车道偏离警示装置可确定车辆是朝着维持道路(原始行驶道路)还是分岔道路之一前进，并且可根据确定来为前方提供正确的交通信息。

在道路分岔区域中，原始行驶道路前方的交通信息和分岔道路前方的交通信息彼此不同，现有导航系统等仅可在车辆的行驶道路最终确定之后提供车辆要在其上行驶的道路前方的交通信息。

然而，根据本发明，可在车辆完全进入分岔道路之一之前预先预测车辆要在其上前进的道路，并且正确地提供原始行驶道路或分岔道路之一的交通信息，从而改进驾驶员的便利。

此外，如图2所示，除了道路交汇/分岔区域进入确定单元134之外，第一警示限制单元130还可包括十字路口进入确定单元135、收费站进入确定单元136、人行横道区域进入确定单元137等，这些组件将在下面描述。

包括在第一警示限制单元中的十字路口进入确定单元135可利用导航地图信息确认车辆是否进入十字路口，并且当确认车辆进入十字路口时，十字路口进入确定单元135可限制车道偏离警示。

另外，包括在第一警示限制单元中的收费站进入确定单元136可利用导航地图信息确认车辆是否进入收费站或Hi-pass车道，并且当确认车辆进入收费站或Hi-pass车道时，收费站进入确定单元136可限制车道偏离警示。

当然，除了导航地图信息之外，十字路口进入确定单元135和收费站进入确定单元136还可使用相机所捕获的图像信息。

例如，通过相机所捕获的图像的分析，当确认存在在进入十字路口之前感测到的前方交通信号灯(具体地讲，左转/右转信号)时，可确定车辆进入十字路口。

另选地，通过经由相机所捕获的图像的分析确认在进入收费站之前的Hi-pass引导车道线的形状或颜色(蓝色)，可确定进入收费站的状态。

图6示出根据本发明的警示限制单元的确定进入人行横道的方法的示例。

如图6所示，当在从相机所捕获的图像识别的车道信息中在5m的行驶道路内检测到三个或更多个相似的图案，各个图案具有30cm或更大的宽度以及1m或更大的长度时，包括在第一警示限制单元中的人行横道区域进入确定单元137可确定车辆进入人行横道区域。

用于指示人行横道的标识图案可根据道路环境(例如，道路宽度或人行横道宽度)而具有各种形式。作为仿真的结果，已发现当在行驶路线上的5m内检测到三个或更多个相似的图案，各个图案具有30cm或更大的宽度以及1m或更大的长度时，人行横道识别率最高。

因此，利用如上所述确定进入人行横道的配置，根据本发明的第一警示限制单元可通过在车辆进入人行横道的情况下不进行车道偏离确定或车道偏离警示来改进车道偏离警示系统的可靠性。

如图1所示，除了上述第一警示限制功能之外，根据本发明的车道偏离警示装置还可包括第二警示限制单元140，其被配置为通过确定驾驶员的车道偏离意图来限制车道偏离警示。

通常，即使在LKAS或LDWS被启用的状态下，驾驶员也可能有意地进行车道偏离(例如，通过改变车道)，在这种情况下，现有车道控制系统可生成车道偏离警示，这可能导致对驾驶的干扰。

因此，根据本发明的第二警示限制单元140从车辆的各种传感器接收信息以确认驾驶员的车道偏离意图，并且当确认车道偏离意图时，第二警示限制单元140进行控制以使得不执行车道偏离确定或车道偏离警示。

具体地讲，当车辆进行的横向移动超出预定程度时(例如，当从横向加速度传感器接收的或者从偏航率传感器、车速传感器等估计的横向速度或横向加速度超过预定阈值时)，第二警示限制单元140确定存在驾驶员的车道偏离意图。

另外，当车辆的纵向速度(车速)或纵向加速度超出预定级别时，由于可能是车辆根据高速或突然加速进行车道改变，所以可确定存在驾驶员的车道偏离意图。

另外，当从转向装置的转向角传感器接收的转向角以及从其计算的转向角速度之一超出预定级别时，可估计出驾驶员有意地操作方向盘，从而可确定驾驶员具有车道偏离意图。

另外，当转向信号被打开或者转向信号在被打开之后被关闭之后未经过预定时间长度时，可估计出驾驶员具有车道改变意图，从而可确定驾驶员具有车道偏离意图。

另外，通常，当紧急信号或危险信号灯被打开时，可意味着在诸如恶劣天气或者车辆前方存在靠近的障碍物的紧急状态下驾驶员充分地注意驾驶车辆，并且两个相反的转向信号被打开。因此，在这种情况下，不可确定用户的车道偏离意图。

因此，仅当紧急信号或危险信号灯被关闭时，第二警示限制单元140可确定车道偏离意图。

因此，当确认存在驾驶员的车道偏离意图时，根据本发明的第二警示限制单元操作以限制车道偏离确定或车道偏离警示。当在如下的第一至第三条件当中满足一个或更多个条件时，第二警示限制单元可确定驾驶员具有车道偏离意图：第一条件，车辆的横向速度、横向加速度、纵向速度、转向角和转向角速度中的至少一个超过对应阈值；第二条件，转向信号被打开的时间段或者转向信号在被打开之后被关闭的时间未经过阈值时间；以及第三条件，紧急信号未被打开。

如上所述，当使用根据本发明的车道偏离警示装置时，在使用一般车道偏离警示的同时通过综合地考虑车辆的相机所捕获的信息、导航地图信息等在车辆进入特殊道路区域(例如，道路交汇/分岔区域)的情况下限制车道偏离警示，并且甚至还在确认驾驶员的车道偏离意图的情况下限制车道偏离警示，从而可确保车道偏离警示系统的可靠性并且提供驾驶员的便利。

此外，根据本发明的车道偏离警示方法可包括以下步骤：车道识别步骤，利用相机所捕获的图像信息来识别车辆正在其上行驶的车道周围的车道线；车道偏离警示步骤，根据车辆与所识别的车道线之间的相对位置来确定车辆是否偏离车道线；第一警示限制步骤，利用相机所捕获的图像信息和导航地图信息中的至少一个来确认车辆前方的道路交汇区域和道路分岔区域中的至少一个，然后当车辆进入道路交汇区域或道路分岔区域时限制车道偏离警示；以及第二警示限制步骤，利用包括车辆的横向速度、横向加速度、纵向加速度、航向角、转向角、转向角速度、转向信号是否操作和危险信号是否操作中的至少一个的信息来确认驾驶员的车道偏离意图，并且当驾驶员的车道偏离意图被确认时限制车道偏离警示。

图7示出根据本发明的一个实施方式的车道偏离警示方法的完整流程。

如图7所示，首先，确认相机的操作是否正常(S710)，当相机异常时，由于无法确保车道偏离感测装置的可靠性，所以车道偏离警示功能被停用(S760)。

当相机正常地操作时，根据上述配置，车道识别单元110识别行驶车道两侧的车道线，设定偏离警示区域，然后确定车辆是否进入偏离警示区域(S720)。

接下来，通过要参照图8和图9描述的配置，第一警示限制单元130通过确认道路交汇/分岔区域，或者确认是否进入十字路口、进入收费站或进入人行横道来确定是否为第一警示限制条件(S730)。

当在步骤S730中确定是第一警示限制条件时，处理终止，不执行车道偏离警示。

此外，当在步骤S730中确定不是第一警示限制条件时，第二警示限制单元140从车辆的各种传感器接收信息(例如，横向速度、横向加速度、纵向加速度、航向角、转向角、转向角速度、转向信号是否操作和危险信号是否操作)，然后通过上述方法确定是否存在驾驶员的车道偏离意图(S740)。

在步骤S750中，当确定是第二警示限制条件(驾驶员的车道偏离意图)时，处理终止，不执行车道偏离警示，并且仅当确定不与第一警示限制条件和第二警示限制条件中的任一者对应时，生成车道偏离警示。

图8是根据本发明的第一警示限制单元的确定道路交汇区域的方法的流程图。

如图8所示，第一警示限制单元130利用车道识别单元110确定车辆正在其上行驶的道路两侧的车道线之一是否消失(S810)。

接下来，将车道识别单元110的RoI向消失侧扩大以识别消失侧远处车道线(S820)。

计算消失侧远处车道线的车辆接近速率，并且将消失侧远处车道线的车辆接近速率与接近阈值彼此比较(S830)。当针对预定第一确定距离S1消失侧远处车道线的车辆接近速率超过接近阈值时，它被确定为道路交汇区域(S840)。

如图9所示，第一警示限制单元130利用车道识别单元110来确定车辆正在其上行驶的道路两侧的车道线之一是否消失(S910)。

接下来，将车道识别单元110的RoI向消失侧和非消失侧二者扩大以识别消失侧远处车道线或非消失侧远处车道线(S920)。

接下来，计算消失侧远处车道线或非消失侧远处车道线的车辆远离速率，并且将消失侧远处车道线的车辆远离速率与远离阈值彼此比较(S930)。当针对预定第二确定距离S2消失侧远处车道线的车辆接近速率超过远离阈值时，确定车辆进入道路分岔区域并且在道路分岔区域的原始行驶道路上行驶(S950)。

当识别出非消失侧远处车道线时，将非消失侧远处车道线的车辆远离速率与远离阈值彼此比较(S940)。当针对预定第二确定距离S2非消失侧远处车道线的车辆远离速率超过远离阈值时，确定车辆进入道路分岔区域并且在道路分岔区域的分岔道路上行驶(S960)。

如上所述，根据本发明，在使用一般车道偏离警示的同时通过综合地考虑车辆的相机所捕获的信息、导航地图信息等在车辆进入特殊道路区域(例如，道路交汇/分岔区域)的情况下限制车道偏离警示，并且甚至还在确认驾驶员的车道偏离意图的情况下限制车道偏离警示，从而可确保车道偏离警示系统的可靠性并且提供驾驶员的便利。

即使当上面将构成本发明的实施方式的所有元件描述为被组合成单个单元或者被组合以作为单个单元操作，本发明未必限于这样的实施方式。即，在不脱离本发明的范围的情况下，所有结构元件中的至少两个元件可被选择性地接合并且操作。尽管出于例示性目的描述了本发明的优选实施方式，本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求书中公开的本发明的范围和精神的情况下，可进行各种修改、添加和替代。本发明的范围将按照这样的方式基于所附权利要求书来解释，使得包括在权利要求书的等同范围内的所有技术构思属于本发明。

Claims

1.一种车道偏离警示装置，该车道偏离警示装置包括：

车道识别单元，该车道识别单元被配置为利用相机所捕获的图像信息来识别车辆正在其上行驶的车道的车道线；

车道偏离警示单元，该车道偏离警示单元被配置为根据所述车辆与所识别的车道线之间的相对位置来确定所述车辆是否偏离所述车道线；以及

第一警示限制单元，该第一警示限制单元被配置为利用导航地图信息和所述相机所捕获的所述图像信息中的至少一个来确认所述车辆前方的道路交汇区域和道路分岔区域中的至少一个，然后当所述车辆进入所述道路交汇区域或所述道路分岔区域时限制车道偏离警示，

其中，当所识别的行驶道路两侧的车道线之一消失时，所述第一警示限制单元识别消失侧远处车道线，计算所述消失侧远处车道线的车辆接近速率，然后当针对第一确定距离所述消失侧远处车道线的所述车辆接近速率等于或大于接近阈值时，确定所述车辆进入所述道路交汇区域。

2.根据权利要求1所述的车道偏离警示装置，其中，所述第一警示限制单元具有以下功能：利用所述车辆的前置相机和导航地图信息中的至少一个来确认所述车辆进入十字路口路段、进入收费站或Hi-pass路段以及进入人行横道区域当中的一个或更多个警示限制条件，然后当所述车辆进入所述警示限制条件中的任一个时限制所述车道偏离警示。

3.根据权利要求1所述的车道偏离警示装置，其中，所述消失侧远处车道线的所述车辆接近速率被确定为所述消失侧远处车道线与所述车辆之间的垂直距离的变化率或者所述车辆的行驶方向A与所述消失侧远处车道线的延伸方向B之间的第一角度α。

4.根据权利要求2所述的车道偏离警示装置，其中，当所识别的行驶道路两侧的车道线之一消失时，所述第一警示限制单元识别消失侧远处车道线或非消失侧远处车道线，计算所述消失侧远处车道线和所述非消失侧远处车道线之一的车辆远离速率，然后当针对第二确定距离所述消失侧远处车道线和所述非消失侧远处车道线之一的所述车辆远离速率等于或大于远离阈值时，确定所述车辆进入所述道路分岔区域。

5.根据权利要求4所述的车道偏离警示装置，其中，当所述消失侧远处车道线的所述车辆远离速率等于或大于所述远离阈值时，所述第一警示限制单元确定所述车辆在所述道路分岔区域中的原始行驶道路上行驶，并且当所述非消失侧远处车道线的所述车辆远离速率等于或大于所述远离阈值时，所述第一警示限制单元确定所述车辆进入在所述道路分岔区域中分岔的道路。

6.根据权利要求1所述的车道偏离警示装置，该车道偏离警示装置还包括：

第二警示限制单元，该第二警示限制单元被配置为利用包括所述车辆的横向速度、横向加速度、纵向加速度、航向角、转向角、转向角速度、转向信号是否操作和危险信号是否操作中的至少一个在内的信息来确认驾驶员的车道偏离意图，并且当所述驾驶员的车道偏离意图被确认时，限制所述车道偏离警示。

7.根据权利要求6所述的车道偏离警示装置，其中，当满足下列条件当中的一个或更多个条件时所述第二警示限制单元确定存在驾驶员的车道偏离意图：第一条件，所述车辆的横向速度、横向加速度、纵向速度、转向角和转向角速度中的至少一个超过对应阈值；第二条件，转向信号被打开的时间段或所述转向信号在被打开之后被关闭的时间没有经过阈值时间；以及第三条件，所述危险信号未被打开。

8.根据权利要求2所述的车道偏离警示装置，其中，当在从所述相机所捕获的所述图像识别的车道信息中在5 m的行驶道路内检测到各自具有30 cm或更大的宽度以及1 m或更大的长度的三个或更多个相似的图案时，所述第一警示限制单元确定所述车辆进入人行横道区域。

9.一种车道偏离警示方法，该车道偏离警示方法包括以下步骤：

车道识别步骤，利用相机所捕获的图像信息来识别车辆正在其上行驶的车道周围的车道线；

车道偏离警示步骤，根据所述车辆与所识别的车道线之间的相对位置来确定所述车辆是否偏离所述车道线；以及

第一警示限制步骤，利用导航地图信息和所述相机所捕获的所述图像信息中的至少一个来确认所述车辆前方的道路交汇区域和道路分岔区域中的至少一个，然后当所述车辆进入所述道路交汇区域或所述道路分岔区域时，限制车道偏离警示，

其中，在所述第一警示限制步骤中，当所识别的行驶道路两侧的车道线之一消失时，识别消失侧远处车道线，计算所述消失侧远处车道线的车辆接近速率，然后当针对第一确定距离所述消失侧远处车道线的所述车辆接近速率等于或大于接近阈值时，确定所述车辆进入所述道路交汇区域。

10.根据权利要求9所述的车道偏离警示方法，该车道偏离警示方法还包括以下步骤：

第二警示限制步骤，利用包括所述车辆的横向速度、横向加速度、纵向加速度、航向角、转向角、转向角速度、转向信号是否操作和危险信号是否操作中的至少一个在内的信息来确认驾驶员的车道偏离意图，然后当所述驾驶员的车道偏离意图被确认时，限制所述车道偏离警示。

11.根据权利要求10所述的车道偏离警示方法，该车道偏离警示方法还包括以下步骤：

故障安全步骤，确定相机是否具有功能故障，并且当确定所述相机具有功能故障时，将车道偏离警示功能停用。

12.根据权利要求9所述的车道偏离警示方法，其中，所述消失侧远处车道线的所述车辆接近速率被确定为所述消失侧远处车道线与所述车辆之间的垂直距离的变化率或者所述车辆的行驶方向A与所述消失侧远处车道线的延伸方向B之间的第一角度α。

13.根据权利要求11所述的车道偏离警示方法，其中，在所述第一警示限制步骤中，当所识别的行驶道路两侧的车道线之一消失时，识别消失侧远处车道线和非消失侧远处车道线之一，计算所述消失侧远处车道线和所述非消失侧远处车道线之一的车辆远离速率，然后当针对第二确定距离所述消失侧远处车道线和所述非消失侧远处车道线之一的所述车辆远离速率等于或大于远离阈值时，确定所述车辆进入所述道路分岔区域。

14.根据权利要求13所述的车道偏离警示方法，其中，当所述消失侧远处车道线的所述车辆远离速率等于或大于所述远离阈值时，确定所述车辆在所述道路分岔区域中的原始行驶道路上行驶，并且当所述非消失侧远处车道线的所述车辆远离速率等于或大于所述远离阈值时，确定所述车辆进入在所述道路分岔区域中分岔的道路。

15.根据权利要求10所述的车道偏离警示方法，其中，在所述第二警示限制步骤中，当满足下列条件当中的一个或更多个条件时确定存在驾驶员的车道偏离意图：第一条件，所述车辆的横向速度、横向加速度、纵向速度、所述车辆的航向角、转向角和转向角速度中的至少一个超过对应阈值；第二条件，转向信号被打开的时间段或所述转向信号在被打开之后被关闭的时间没有经过阈值时间；以及第三条件，所述危险信号未被打开。