CN107804319B - 一种基于盲区监测的车道保持辅助方法及系统 - Google Patents

一种基于盲区监测的车道保持辅助方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及汽车控制安全领域，具体涉及一种基于盲区监测的车道保持辅助方法及系统。设置车辆的报警阈值，使所述报警阈值包括低报警阈值和高报警阈值；采集车辆侧后方交通信息，当所述车辆侧后方交通信息表明有车辆侧后方有其他车辆高速驶入时，将车辆的报警阈值调整为低报警阈值；当所述车辆侧后方交通信息表明车辆侧后方无其他车辆高速驶入时，将车辆的报警阈值调整为高报警阈值；根据采集到的道路实时信息对车道偏离状态进行计算，当计算所得的车道偏离状态值大于相应的报警阈值时，进行报警信号输出。既提高了车辆的安全性，又避免了频繁报警引起驾驶员的抱怨。只需在已有控制单元中增加相应的软件模块，改造成本较低。

Description

一种基于盲区监测的车道保持辅助方法及系统
技术领域
本发明涉及汽车控制安全领域，具体涉及一种基于盲区监测的车道保持辅助方法及系统。
背景技术
随着高级驾驶辅助系统(ADAS)技术的发展，越来越多的车型开始配备车道保持等主动安全功能。当前的车道保持功能，仅仅通过位于前方的摄像头识别前方车道线，通过车辆接触车道线的时间和车辆边缘与车道线的距离判断是否对车辆进行报警和主动控制介入。实际的交通场景十分复杂，现有的车道保持功能大多只考虑了当前车道内的情况。当相邻车道线内有车辆以不同速度从侧后方驶入时，若此时车道保持功能不能及时报警和介入，那么发生交通事故的几率将大幅提升。即使此种情况下，车道保持系统能够及时介入，由于相邻车道线的车辆在超车时，两车之间的距离很近，也会造成驾驶员的抱怨和驾驶员操作车辆转向控制时的紧张情绪。
介入阈值的设置是主动安全功能开发过程中无法回避的问题，也是设计过程中的矛盾所在。如果将该阈值设置的过低，那么驾驶员在使用该功能时，会频繁触发报警甚至干预功能，一方面导致驾驶员对于该系统的抱怨，另一方面导致驾驶员对于该系统的不信任。相反，如果将该阈值设置的过高，会过晚触发预警和干预功能，驾驶员可能来不及反应，从而无法有效的避免交通安全事故的发生。
因此，现有的车道保持系统仍然无法在避免驾驶员的抱怨和避免交通安全事故的发生下取得一个均衡，其客户体验效果较差。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种既提高了车辆的安全性，又避免了频繁报警引起驾驶员抱怨的基于盲区监测的车道保持辅助方法及系统。
对于本发明所述的一种基于盲区监测的车道保持辅助方法，其技术方案为，包括：
设置车辆的报警阈值，使所述报警阈值包括低报警阈值和高报警阈值；
对所述报警阈值进行选取，其过程包括
采集车辆侧后方交通信息，当所述车辆侧后方交通信息表明有车辆侧后方有其他车辆高速驶入时，将车辆的报警阈值选定为低报警阈值；
当所述车辆侧后方交通信息表明车辆侧后方无其他车辆高速驶入时，将车辆的报警阈值选定为高报警阈值；
根据采集到的道路实时信息对车道偏离状态进行计算，当计算所得的车道偏离状态值大于选定的报警阈值时，进行报警信号输出。
进一步的，所述报警信号输出的方法包括：
将车辆偏离车道的程度划分为几个等级，每个所述等级对应一个危险因子取值区间；
基于车辆边缘与车道边线距离和/或基于车辆越线时间算法对车辆越线的危险因子进行计算，并将计算所得的危险因子数值与所述危险因子取值区间进行比对，当所述危险因子取值落入某一危险因子取值区间时，按照与所述危险因子取值区间对应的等级发送报警信号。
进一步的，所述车辆偏离车道的程度分为四个等级，所述四个等级分别为安全行驶区、危险较低区、危险较高区和危险极高区；
当所述危险因子取值位于安全行驶区时，车辆无动作；
当所述危险因子取值位于危险较低区时，车辆通过仪表指示灯视觉报警；
当所述危险因子取值位于危险较高区时，车辆通过仪表指示灯视觉报警，以及通过蜂鸣器鸣音报警；
当所述危险因子取值位于危险极高区时，车辆通过仪表指示灯视觉报警、通过蜂鸣器鸣音报警，以及控制转向力矩介入。
进一步的，所述采集到的道路实时信息包括车辆前方道路信息、车辆侧后方的交通信息、车道线信息、车辆与车道边线的距离、自车车速、侧向加速度、横摆角速度、侧后方车辆的车速和距离信息。
对于本发明的一种基于盲区监测的车道保持辅助系统，其技术方案为，包括：
行驶环境感知单元：用于采集道路实时信息，并将所述道路实时信息发送给信息处理控制单元；
信息处理控制单元：根据接收到的道路实时信息进行车道偏离状态计算和报警阈值动态调整，当计算所得的车道偏离状态值大于相应的报警阈值时，输出报警信号给报警或介入动作执行单元；
报警或介入动作执行单元：根据接收到的报警信号执行相应的报警动作。
进一步的，所述行驶环境感知单元包括：
前置摄像头：用于采集车辆前方道路信息；
毫米波雷达：用于采集辆侧后方的交通信息；
CAN总线共享的相关传感器：用于采集车辆的车道线信息、车辆与车道边线的距离、自车车速、侧向加速度、横摆角速度、侧后方车辆的车速和距离信息。
进一步的，所述信息处理控制单元包括：
传感器信息处理模块：用于接收和处理行驶环境感知单元采集的道路实时信息，并将处理后的道路实时信息输出信号给阈值动态调整模块；
阈值动态调整模块：用于将车辆的报警阈值设置为低报警阈值和高报警阈值，根据传感器信息处理模块输入的信息将报警阈值动态调整为相应的低报警阈值或高报警阈值，对车道偏离状态进行计算，当计算所得的车道偏离状态值大于相应的报警阈值时，进行报警信号输出；
危险判断模块：接收报警信号，计算出车辆偏离车道的程度等级，并将相应的等级发送给报警或介入动作执行单元。
进一步的，所述危险判断模块计算车辆偏离车道程度等级的方法包括：
将车辆偏离车道的程度划分为几个等级，每个所述等级对应一个危险因子取值区间；
基于车辆边缘与车道边线距离和/或基于车辆越线时间算法对车辆越线的危险因子进行计算，并将计算所得的危险因子数值与所述危险因子取值区间进行比对，当所述危险因子取值落入某一危险因子取值区间时，按照与所述危险因子取值区间对应的等级发送报警信号。
进一步的，所述阈值动态调整模块对报警阈值进行动态调整的方法包括：
当车辆侧后方交通信息表明有车辆侧后方有其他车辆高速驶入时，将车辆的报警阈值调整为低报警阈值；
当车辆侧后方交通信息表明车辆侧后方无其他车辆高速驶入时，将车辆的报警阈值调整为高报警阈值。
本发明的有益效果：
1、在不影响车辆原有的车道保持功能的基础上，利用盲点监测系统采集到自车侧后方的交通信息，对车辆的报警阈值进行动态调整。在侧后方有车高速驶入时设置较低的阈值，在侧后方无车辆时设置较高的阈值。既提高了车辆的安全性，又避免了频繁报警引起驾驶员的抱怨。只需在已有控制单元中增加相应的软件模块，改造成本较低。
2、对车辆的越线危险程度进行了分级，对车辆的状态进行实时的评估，通过车辆当前越线的危险因子值进行分级报警和介入。在危险程度较低时，进行低级别的不显著的报警，在危险程度很高时，转向力矩直接介入，辅助驾驶员操作，减轻了频繁报警引起的驾驶员对于系统的不适感。
附图说明
图1为本发明模块示意图；
图2为本发明控制流程图(不包含报警信号输出)；
图中：1—行驶环境感知单元，1.1—前置摄像头，1.2—毫米波雷达，1.3—CAN总线共享的相关传感器，2—信息处理控制单元，2.1—传感器信息处理模块，2.2—阈值动态调整模块，2.3—危险判断模块，3—报警或介入动作执行单元。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据本发明的具体实例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明基于盲区监测的车道保持辅助系统包括行驶环境感知单元1、信息处理控制单元2和报警或介入动作执行单元3。其中行驶环境感知单元1包括车道保持系统置于前挡风玻璃处的前置摄像头1.1、盲点监测系统的毫米波雷达1.2和CAN总线共享的相关传感器1.3。信息处理控制单元2包括传感器信息处理模块2.1、阈值动态调整模块2.2和危险判断模块2.3。
如图2所示，行驶环境感知单元1通过前置摄像头1.1获取车辆前方道路信息，通过盲点监测系统的毫米波雷达1.2获取车辆侧后方的交通信息，通过CAN总线共享的相关传感器1.3获取车辆的实时数据，例如车道线信息、车辆与车道边线的距离、自车车速、侧向加速度、横摆角速度等以及侧后方车辆的车速和距离信息。
信息处理控制单元2通过传感器信息处理模块2.1接收和处理行驶环境感知单元1采集的道路实时信息，并将处理后的道路实时信息输出信号给阈值动态调整模块2.2。
阈值动态调整模块2.2通过阈值调整策略将车辆的报警阈值设置为包括低报警阈值i和高报警阈值i*K(K>1)，并通过对车辆侧后方交通信息的判断，对报警阈值进行选定(即选定为低报警阈值i或高报警阈值i*K)，其具体过程为：在车辆侧后方交通信息表明有车辆侧后方有其他车辆高速驶入时，将车辆的报警阈值选定为低报警阈值i；在车辆侧后方交通信息表明车辆侧后方无其他车辆高速驶入时，将车辆的报警阈值选定为高报警阈值i*K。在阈值动态调整模块2.2内还根据采集到的道路实时信息对车道偏离状态进行计算，当计算所得的车道偏离状态值大于相应的报警阈值时，进行报警信号输出。
危险判断模块2.3若接收到阈值动态调整模块2.2输出的报警信号，需要根据接收到的报警信号执行相应的报警动作，具体如下：
危险判断模块2.3将车辆偏离车道的程度划分为四个等级，每个等级对应一个危险因子取值区间，这四个危险因子取值区间分别为：安全行驶区、危险较低区、危险较高区和危险极高区。
基于车辆边缘与车道边线距离和基于车辆越线时间这两种算法对车辆的越线危险程度进行量化，将其转换为车辆的越线危险因子，并将计算所得的危险因子数值与危险因子取值区间进行比对，当危险因子取值落入某一危险因子取值区间时，按照与该危险因子取值区间对应的等级发送相应程度的报警信号至报警或介入动作执行单元3，报警或介入动作执行单元3根据报警信号的等级执行相应的动作，具体如下：
当危险因子取值位于安全行驶区时，车辆无动作；
当危险因子取值位于危险较低区时，车辆通过仪表指示灯视觉报警；
当危险因子取值位于危险较高区时，车辆通过仪表指示灯视觉报警，以及通过蜂鸣器鸣音报警；
当危险因子取值位于危险极高区时，车辆通过仪表指示灯视觉报警、通过蜂鸣器鸣音报警，以及控制转向力矩介入。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于盲区监测的车道保持辅助方法，其特征在于，包括：
设置车辆的报警阈值，使所述报警阈值包括低报警阈值和高报警阈值；
对所述报警阈值进行选取，其过程包括
采集车辆侧后方交通信息，当所述车辆侧后方交通信息表明有车辆侧后方有其他车辆高速驶入时，将车辆的报警阈值选定为低报警阈值；
当所述车辆侧后方交通信息表明车辆侧后方无其他车辆高速驶入时，将车辆的报警阈值选定为高报警阈值；
根据采集到的道路实时信息对车道偏离状态进行计算，当计算所得的车道偏离状态值大于选定的报警阈值时，进行报警信号输出；
报警信号输出的方法包括：
将车辆偏离车道的程度划分为几个等级，每个所述等级对应一个危险因子取值区间；
基于车辆边缘与车道边线距离和/或基于车辆越线时间算法对车辆越线的危险因子进行计算，并将计算所得的危险因子数值与所述危险因子取值区间进行比对，当所述危险因子取值落入某一危险因子取值区间时，按照与所述危险因子取值区间对应的等级发送报警信号；
所述采集到的道路实时信息包括车辆前方道路信息、车辆侧后方的交通信息、车道线信息、车辆与车道边线的距离、自车车速、侧向加速度、横摆角速度、侧后方车辆的车速和距离信息；所述车辆偏离车道的程度分为四个等级，所述四个等级分别为安全行驶区、危险较低区、危险较高区和危险极高区；
当所述危险因子取值位于安全行驶区时，车辆无动作；
当所述危险因子取值位于危险较低区时，车辆通过仪表指示灯视觉报警；
当所述危险因子取值位于危险较高区时，车辆通过仪表指示灯视觉报警，以及通过蜂鸣器鸣音报警；
当所述危险因子取值位于危险极高区时，车辆通过仪表指示灯视觉报警、通过蜂鸣器鸣音报警，以及控制转向力矩介入。
2.一种基于盲区监测的车道保持辅助系统，其特征在于，包括：
行驶环境感知单元(1)：用于采集道路实时信息，并将所述道路实时信息发送给信息处理控制单元(2)；
信息处理控制单元(2)：根据接收到的道路实时信息进行车道偏离状态计算和报警阈值动态调整，当计算所得的车道偏离状态值大于相应的报警阈值时，输出报警信号给报警或介入动作执行单元(3)；
报警或介入动作执行单元(3)：根据接收到的报警信号执行相应的报警动作；报警信号输出的方法包括：
将车辆偏离车道的程度划分为几个等级，每个所述等级对应一个危险因子取值区间；
基于车辆边缘与车道边线距离和/或基于车辆越线时间算法对车辆越线的危险因子进行计算，并将计算所得的危险因子数值与所述危险因子取值区间进行比对，当所述危险因子取值落入某一危险因子取值区间时，按照与所述危险因子取值区间对应的等级发送报警信号；
所述采集到的道路实时信息包括车辆前方道路信息、车辆侧后方的交通信息、车道线信息、车辆与车道边线的距离、自车车速、侧向加速度、横摆角速度、侧后方车辆的车速和距离信息；
所述车辆偏离车道的程度分为四个等级，所述四个等级分别为安全行驶区、危险较低区、危险较高区和危险极高区；
当所述危险因子取值位于安全行驶区时，车辆无动作；
当所述危险因子取值位于危险较低区时，车辆通过仪表指示灯视觉报警；
当所述危险因子取值位于危险较高区时，车辆通过仪表指示灯视觉报警，以及通过蜂鸣器鸣音报警；
当所述危险因子取值位于危险极高区时，车辆通过仪表指示灯视觉报警、通过蜂鸣器鸣音报警，以及控制转向力矩介入。
3.如权利要求2所述的基于盲区监测的车道保持辅助系统，其特征在于，所述行驶环境感知单元(1)包括：
前置摄像头(1.1)：用于采集车辆前方道路信息；
毫米波雷达(1.2)：用于采集辆侧后方的交通信息；
CAN总线共享的相关传感器(1.3)：用于采集车辆的车道线信息、车辆与车道边线的距离、自车车速、侧向加速度、横摆角速度、侧后方车辆的车速和距离信息。
4.如权利要求2所述的基于盲区监测的车道保持辅助系统，其特征在于，所述信息处理控制单元(2)包括：
传感器信息处理模块(2.1)：用于接收和处理行驶环境感知单元采集的道路实时信息，并将处理后的道路实时信息输出信号给阈值动态调整模块；
阈值动态调整模块(2.2)：用于将车辆的报警阈值设置为低报警阈值和高报警阈值，根据传感器信息处理模块输入的信息将报警阈值动态调整为相应的低报警阈值或高报警阈值，对车道偏离状态进行计算，当计算所得的车道偏离状态值大于相应的报警阈值时，进行报警信号输出；
危险判断模块(2.3)：接收报警信号，计算出车辆偏离车道的程度等级，并将相应的等级发送给报警或介入动作执行单元(3)。
5.如权利要求4所述的基于盲区监测的车道保持辅助系统，其特征在于，所述危险判断模块(2.3)计算车辆偏离车道程度等级的方法包括：
将车辆偏离车道的程度划分为几个等级，每个所述等级对应一个危险因子取值区间；
基于车辆边缘与车道边线距离和/或基于车辆越线时间算法对车辆越线的危险因子进行计算，并将计算所得的危险因子数值与所述危险因子取值区间进行比对，当所述危险因子取值落入某一危险因子取值区间时，按照与所述危险因子取值区间对应的等级发送报警信号。
6.如权利要求4所述的基于盲区监测的车道保持辅助系统，其特征在于，所述阈值动态调整模块(2.2)对报警阈值进行动态调整的方法包括：
当车辆侧后方交通信息表明有车辆侧后方有其他车辆高速驶入时，将车辆的报警阈值调整为低报警阈值；
当车辆侧后方交通信息表明车辆侧后方无其他车辆高速驶入时，将车辆的报警阈值调整为高报警阈值。
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