CN108437989A - 一种基于动态车道边界的车道偏离预警方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于动态车道边界的车道偏离预警方法及系统，方法包括:采集车辆行进道路的道路图像；对道路图像进行检测，获得车道信息；获取设定的车辆驾驶类型；根据所述车道信息以及设定的车辆驾驶类型计算对应的动态车道边界；从车辆CAN总线获取包括车辆纵向速度、横摆角速度、相对偏航角在内的车辆当前状态信息；根据计算出的动态车道边界和车辆当前状态信息计算车道偏离时间；根据所述的车道偏离时间和设定的车道预警阈值，控制车辆实施车道预警。本发明能够根据不同的驾驶类型计算动态车道边界，从而动态调整预警阈值，能够有效适应驾驶类型多样化，降低车道预警的误警率，提高预警性能。

Description

一种基于动态车道边界的车道偏离预警方法及系统
技术领域
本发明属于车辆智能控制领域，具体涉及一种基于动态车道边界的车道偏离预警方法及系统。
背景技术
车道偏离预警系统(LDWS)能提醒驾驶员车辆有驶出原车道的危险，从而提高车辆主动安全，降低车辆因偏离车道而引发交通事故的概率。
车道偏离预警一般以检测到的车道线作为预警边界，计算车辆从当前位置行驶至车道线的剩余时间(TLC时间),作为LDWS系统触发警告的判断依据。因此，不同的预警边界直接影响LDWS系统触发警告的时间，从而直接关系驾驶员对LDWS系统的人机体验，例如激进型驾驶以车道边界线外侧一定距离为预警边界，其TLC时间相对延长；一般型驾驶以检测到的车道边界线为预警边界，其TLC时间不变；保守型驾驶以检测到的车道边界线内侧一定距离为预警边界，其TLC时间相对减少。
然而，现有车道偏离预警以检测到的固定车道线作为预警边界，并没有考虑不同类型驾驶员的驾驶习惯和驾驶特性，导致LDWS系统不能准确响应实际驾驶需求，人机体验较差。
发明内容
本发明的目的在于公开一种基于动态车道边界的车道偏离预警方法，能够依据驾驶员的驾驶习惯和驾驶特性动态调整预警边界，有效改善LDWS系统不能准确响应实际驾驶需求以及人机体验较差的问题，同时相应公开一种基于动态车道边界的车道偏离预警系统。
本发明公开的一种基于动态车道边界的车道偏离预警方法，主要包括以下步骤:
A1、采集车辆行进道路的道路图像；
A2、对所述道路图像进行检测，获得车道信息；
A3、获取设定的车辆驾驶类型；所述驾驶类型包括激进型、一般性、保守型中的任一种；
A4、根据所述车道信息以及设定的车辆驾驶类型计算对应的动态车道边界；所述动态车道边界对应包括激进型车道边界、一般型车道边界、保守型车道边界中的一种；
A5、从车辆CAN总线获取包括车辆纵向速度、横摆角速度、相对偏航角在内的车辆当前状态信息；
A6、根据计算出的动态车道边界和车辆当前状态信息计算车道偏离时间；
A7、根据所述的车道偏离时间和设定的车道预警阈值，控制车辆实施车道预警；所述车道预警阈值对应包括激进型预警阈值、一般型预警阈值、保守型预警阈值中的一种。
进一步的，激进型车道边界的计算方法为：
一般型车道边界的计算方法为：
保守型车道边界的计算方法为：
其中，Vdeparture为车辆偏离车道时垂直于车道边界线的速度，且Vdeparture＝vx·sinβ+vy·cosβ，vx为车辆纵向速度，vy为车辆横向速度，β为相对偏航角；D1是激进型车道边界与车道边界线外侧的最大距离，单位为米；D2是一般型车道边界与车道边界线内侧的最大距离，单位为米；D3是保守型车道边界与车道边界线内侧的最大距离，单位为米；a是车辆左前轮或右前轮到车道边缘的最短距离，单位为米。
进一步的，车道偏离时间为T＝dx/vx，其中，dx为车辆触及车道边界线时运动轨迹的长度，vx为车辆纵向速度。
进一步的，车辆触及车道边界线时运动轨迹的长度满足：dx＝Rv*α，其中，Rv是车辆运动轨迹的曲率半径，α是车辆从当前位置到运动轨迹与边界线相交时经历的圆心角；Rv＝vx/w，其中，vx为车辆纵向速度，w为车辆的横摆角速度；
圆心角其中，β为相对偏航角，Wwidth为车道宽度，yf为左前轮侧向坐标。
本发明相应公开的一种基于动态车道边界的车道偏离预警系统，包括车道图像获取单元、车道检测单元、驾驶类型设定单元、动态车道边界计算单元、车辆状态获取单元、车道偏离计算单元、预警阈值设定单元、预警控制单元；其中：
车道图像获取单元，用于采集车辆行进道路的道路图像；
车道检测单元，用于对道路图像进行检测，获得车道信息；
驾驶类型设定单元，用于设定的车辆驾驶类型；所设定的驾驶类型包括激进型、一般性、保守型中的任一种；
动态车道边界计算单元，用于根据所述车道信息以及设定的车辆驾驶类型计算对应的动态车道边界；所述动态车道边界对应包括激进型车道边界、一般型车道边界、保守型车道边界中的一种；
车辆状态获取单元，用于从车辆CAN总线获取包括车辆纵向速度、横摆角速度、相对偏航角在内的车辆当前状态信息；
车道偏离计算单元，用于根据计算出的动态车道边界和车辆当前状态信息计算车道偏离时间；
预警阈值设定单元，用于设定车道预警阈值；所述车道预警阈值对应包括激进型预警阈值、一般型预警阈值、保守型预警阈值中的一种；
预警控制单元，用于根据车道偏离时间和车道预警阈值控制车辆实施车道预警。
进一步的，车道图像获取单元包括单目摄像头、双目摄像头、雷达中的一种或几种的组合。
本发明能够根据不同的驾驶类型计算动态车道边界，从而动态调整预警阈值，能够有效适应驾驶类型多样化，降低车道预警的误警率，提高预警性能。
附图说明
图1是实施例一公开的基于动态车道边界的车道偏离预警方法流程示意图。
图2是实施例一公开的基于动态车道边界的车道偏离预警方法中计算动态车道边界的原理示意图。
图3是实施例一公开的基于动态车道边界的车道偏离预警方法中计算车道偏离时间的原理示意图。
图4是实施例二公开的基于动态车道边界的车道偏离预警方法系统结构框图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步描述。
实施例一
请参阅图1，实施例一公开的一种基于动态车道边界的车道偏离预警方法，主要包括以下步骤S101至S107:
S101、采集车辆行进道路的道路图像。
S102、对所述道路图像进行检测，获得车道信息。
S103、获取设定的车辆驾驶类型；所述驾驶类型包括激进型、一般性、保守型中的任一种。
S104、根据所述车道信息以及设定的车辆驾驶类型计算对应的动态车道边界；所述动态车道边界对应包括激进型车道边界、一般型车道边界、保守型车道边界中的一种。
S105、从车辆CAN总线获取包括车辆纵向速度、横摆角速度、相对偏航角在内的车辆当前状态信息。
S106、根据计算出的动态车道边界和车辆当前状态信息计算车道偏离时间。
S107、根据所述的车道偏离时间和设定的车道预警阈值，控制车辆实施车道预警；所述车道预警阈值对应包括激进型预警阈值、一般型预警阈值、保守型预警阈值中的一种。
进一步的，请参考图2，本实施例的激进型车道边界的计算方法为：
一般型车道边界的计算方法为：
保守型车道边界的计算方法为：
其中，Vdeparture为车辆偏离车道时垂直于车道边界线的速度，且Vdeparture＝vx·sinβ+vy·cosβ，vx为车辆纵向速度(与车身纵向对应)，vy为车辆横向速度(与车身横向对应)，β为相对偏航角；D1是激进型车道边界与车道边界线外侧的最大距离，单位为米；D2是一般型车道边界与车道边界线内侧的最大距离，单位为米；D3是保守型车道边界与车道边界线内侧的最大距离，单位为米；a是车辆左前轮或右前轮到车道边缘的最短距离，单位为米。
进一步的，参阅图2及图3,采用基于跨界时间方法(TLC方法)计算车道偏离时间为T＝dx/vx，其中，dx为车辆触及车道边界线时运动轨迹的长度，vx为车辆纵向速度。
其中,参阅图3,本实施例的车辆触及车道边界线时运动轨迹的长度满足：dx＝BC＝Rv*α，其中，Rv是车辆运动轨迹的曲率半径，α是车辆从当前位置到运动轨迹与边界线相交时经历的圆心角；Rv＝vx/w，其中，vx为车辆纵向速度，w为车辆的横摆角速度；
圆心角其中，β为相对偏航角，Wwidth为车道宽度，yf为左前轮侧向坐标。
本实施例能够根据不同的驾驶类型计算动态车道边界，从而动态调整预警阈值，能够有效适应驾驶类型多样化，降低车道预警的误警率，提高预警性能。
实施例二
请参阅图4，实施例二相应公开的一种基于动态车道边界的车道偏离预警系统，包括车道图像获取单元100、车道检测单元200、驾驶类型设定单元300、动态车道边界计算单元400、车辆状态获取单元500、车道偏离计算单元600、预警阈值设定单元700、预警控制单元800；其中：
车道图像获取单元100，用于采集车辆行进道路的道路图像；
车道检测单元200，用于对道路图像进行检测，获得车道信息；
驾驶类型设定单元300，用于设定的车辆驾驶类型；所设定的驾驶类型包括激进型、一般性、保守型中的任一种；
动态车道边界计算单元400，用于根据所述车道信息以及设定的车辆驾驶类型计算对应的动态车道边界；所述动态车道边界对应包括激进型车道边界、一般型车道边界、保守型车道边界中的一种；
车辆状态获取单元500，用于从车辆CAN总线获取包括车辆纵向速度、横摆角速度、相对偏航角在内的车辆当前状态信息；
车道偏离计算单元600，用于根据计算出的动态车道边界和车辆当前状态信息计算车道偏离时间；
预警阈值设定单元700，用于设定车道预警阈值；所述车道预警阈值对应包括激进型预警阈值、一般型预警阈值、保守型预警阈值中的一种；
预警控制单元800，用于根据车道偏离时间和车道预警阈值控制车辆实施车道预警。
进一步的，车道图像获取单元100包括单目摄像头、双目摄像头、雷达中的一种或几种的组合。
实施例二的工作原理及有益效果参考实施例一，这里不再赘述。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种基于动态车道边界的车道偏离预警方法，其特征在于，包括以下步骤:
A1、采集车辆行进道路的道路图像；
A2、对所述道路图像进行检测，获得车道信息；
A3、获取设定的车辆驾驶类型；所述驾驶类型包括激进型、一般性、保守型中的任一种；
A4、根据所述车道信息以及设定的车辆驾驶类型计算对应的动态车道边界；所述动态车道边界对应包括激进型车道边界、一般型车道边界、保守型车道边界中的一种；
A5、从车辆CAN总线获取包括车辆纵向速度、横摆角速度、相对偏航角在内的车辆当前状态信息；
A6、根据计算出的动态车道边界和车辆当前状态信息计算车道偏离时间；
A7、根据所述的车道偏离时间和设定的车道预警阈值，控制车辆实施车道预警；所述车道预警阈值对应包括激进型预警阈值、一般型预警阈值、保守型预警阈值中的一种。
2.根据权利要求1所述的基于动态车道边界的车道偏离预警方法，其特征在于，激进型车道边界的计算方法为：
一般型车道边界的计算方法为：
保守型车道边界的计算方法为：
其中，Vdeparture为车辆偏离车道时垂直于车道边界线的速度，且Vdeparture＝vx·sinβ+vy·cosβ，vx为车辆纵向速度，vy为车辆横向速度，β为相对偏航角；D1是激进型车道边界与车道边界线外侧的最大距离，单位为米；D2是一般型车道边界与车道边界线内侧的最大距离，单位为米；D3是保守型车道边界与车道边界线内侧的最大距离，单位为米；a是车辆左前轮或右前轮到车道边缘的最短距离，单位为米。
3.根据权利要求2所述的基于动态车道边界的车道偏离预警方法，其特征在于，车道偏离时间为T＝dx/vx，其中，dx为车辆触及车道边界线时运动轨迹的长度，vx为车辆纵向速度。
4.根据权利要求3所述的基于动态车道边界的车道偏离预警方法，其特征在于，车辆触及车道边界线时运动轨迹的长度满足：dx＝Rv*α，其中，Rv是车辆运动轨迹的曲率半径，α是车辆从当前位置到运动轨迹与边界线相交时经历的圆心角；Rv＝vx/w，其中，vx为车辆纵向速度，w为车辆的横摆角速度；
圆心角其中，β为相对偏航角，Wwidth为车道宽度，yf为左前轮侧向坐标。
5.一种基于动态车道边界的车道偏离预警系统，其特征在于，包括车道图像获取单元、车道检测单元、驾驶类型设定单元、动态车道边界计算单元、车辆状态获取单元、车道偏离计算单元、预警阈值设定单元、预警控制单元；其中：
车道图像获取单元，用于采集车辆行进道路的道路图像；
车道检测单元，用于对道路图像进行检测，获得车道信息；
驾驶类型设定单元，用于设定的车辆驾驶类型；所设定的驾驶类型包括激进型、一般性、保守型中的任一种；
动态车道边界计算单元，用于根据所述车道信息以及设定的车辆驾驶类型计算对应的动态车道边界；所述动态车道边界对应包括激进型车道边界、一般型车道边界、保守型车道边界中的一种；
车辆状态获取单元，用于从车辆CAN总线获取包括车辆纵向速度、横摆角速度、相对偏航角在内的车辆当前状态信息；
车道偏离计算单元，用于根据计算出的动态车道边界和车辆当前状态信息计算车道偏离时间；
预警阈值设定单元，用于设定车道预警阈值；所述车道预警阈值对应包括激进型预警阈值、一般型预警阈值、保守型预警阈值中的一种；
预警控制单元，用于根据车道偏离时间和车道预警阈值控制车辆实施车道预警。
6.根据权利要求5所述的基于动态车道边界的车道偏离预警系统，其特征在于，车道图像获取单元包括单目摄像头、双目摄像头、雷达中的一种或几种的组合。
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