CN108510794A - 车道检测方法、装置和车辆控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车道检测方法、装置和车辆控制系统。该方法包括：在车辆行驶时，检测车辆的当前中心位置；当检测到的多个当前中心位置和对应的时间呈线性回归，确定第一回归线；当检测到的当前中心位置出现异常数据，并在跳变之后再次检测到多个当前中心位置和对应的时间呈线性回归，确定第二回归线；确定第一回归线和第二回归线的截距的差以确定车道宽度；确定车道宽度和当前检测到的当前中心位置之和，以作为车辆的全局中心位置。根据本发明实施例的方法，能够通过全局位置跟踪车道位置并在车辆穿过车道时保持全局位置，从而使得车辆接近或越过车道线时，也能够获得线路信息。

Description

车道检测方法、装置和车辆控制系统
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车道检测方法、装置和车辆控制系统。
背景技术
许多公路死亡事件发生在意外的车道偏离。在车辆将要漂移出车道时，可以警告驾驶员，以减少意外的车道偏离。相关技术中，可以通过视觉传感器、照相机等检测车道标记并确定车辆在车道中的位置。相关应用场景很多，例如，车道偏离警告系统(Lanedeparture warning system,LDWS)、车道保持系统(Lane keep system,LKS)、自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control,ACC)、车道偏离预防(Lane Departure Prevention,LDP)、盲点检测(Blind Spot Detection,BSD)、车道改变决策辅助系统(Lane ChangeDecision Aid System,LCDAS)等。然而，上述系统需要在任何时候都要掌握车辆相对于车道线的横向位置。如果无法获得到车辆的车道位置，系统则无法启动。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种车道检测方法，该方法可以平滑表达车辆横向位置。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车道检测方法，包括：确定基准车道，其中，基准车道包括基准左车道线和基准右车道线；测量车辆的左侧边缘至基准左车道线的第一基准距离；测量车辆的右侧边缘至基准右车道线的第二基准距离；根据第一基准距离和第二基准距离确定车辆的全局中心位置。
进一步的，根据第一基准距离和第二基准距离确定车辆的全局中心位置，包括：根据第一基准距离和第二基准距离按照以下公式确定车辆的全局中心位置，
其中，rg表示第二基准距离，lg表示第一基准距离，cg表示车辆的全局中心位置。
进一步的，基准车道为中间车道、最左侧车道或最右侧车道；或基准车道为车辆启动时所在的车道。
相对于现有技术，本发明所述的车道检测方法具有以下优势：
本发明所述的车道检测方法，能够通过全局位置跟踪车道位置并在车辆穿过车道时保持全局位置，从而使得车辆接近或越过车道线时，也能够获得线路信息，克服了相关技术中车辆接近或越过车道线时线路信息会暂时丢失的缺陷。另外，本发明实施例的方法过程简单，计算成本低。
另一种车道检测方法，包括：在车辆行驶时，检测车辆的当前中心位置；当检测到的多个当前中心位置和对应的时间呈线性回归，确定第一回归线；当检测到的当前中心位置出现异常数据，并在跳变之后再次检测到多个当前中心位置和对应的时间呈线性回归，确定第二回归线；确定第一回归线和第二回归线的截距的差以确定车道宽度；确定车道宽度和当前检测到的当前中心位置之和，以作为车辆的全局中心位置。
进一步的，检测车辆的当前中心位置，包括：确定车辆所在的车道左线和车道右线；测量车辆的左侧边缘至车道左线的第一距离；测量车辆的右侧边缘至车道右线的第二距离；根据第一距离和第二距离确定当前中心位置。
进一步的，根据第一距离和第二距离确定所述当前中心位置，包括：根据第一距离和第二距离按照以下公式获得所述当前中心位置，
其中，r表示第二距离，l表示第一距离，c表示当前中心位置。
进一步的，基准车道为中间车道、最左侧车道或最右侧车道；或基准车道为车辆启动时所在的车道。
相对于现有技术，本发明所述的车道检测方法具有以下优势：
本发明所述的车道检测方法，能够通过全局位置跟踪车道位置并在车辆穿过车道时保持全局位置，从而使得车辆接近或越过车道线时，也能够获得线路信息，克服了相关技术中车辆接近或越过车道线时线路信息会暂时丢失的缺陷。另外，本发明实施例的方法过程简单，计算成本低。此外，本发明实施例的方法还可以提供车道宽度。
本发明的另一个目的在于提出一种车道检测装置，该装置可以平滑表达车辆横向位置。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车道检测装置，包括：第一确定模块，用于确定基准车道，其中，基准车道包括基准左车道线和基准右车道线；测量模块，用于测量车辆的左侧边缘至基准左车道线的第一基准距离，以及测量车辆的右侧边缘至基准右车道线的第二基准距离；第二确定模块，用于根据第一基准距离和第二基准距离确定车辆的全局中心位置。
另一种车道检测装置，包括：检测模块，用于在车辆行驶时，检测车辆的当前中心位置；第一确定模块，用于当检测到的多个当前中心位置和对应的时间呈线性回归，确定第一回归线；第二确定模块，用于当检测到的当前中心位置出现异常数据，并在跳变之后再次检测到多个当前中心位置和对应的时间呈线性回归，确定第二回归线；第三确定模块，用于确定第一回归线和第二回归线的截距的差以确定车道宽度；第四确定模块，用于确定车道宽度和当前检测到的当前中心位置之和，以作为车辆的全局中心位置。
所述的车道检测装置与上述的车道检测方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的再一个目的在于提出一种车辆控制系统，该可以平滑表达车辆横向位置。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车辆控制系统，设置有如上述任意一个实施例所述的车道检测装置。
所述的车辆控制系统与上述的车道检测装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是相关技术中车道变化的坐标示意图；
图2是相关技术中车道变化的左右偏移的示意图；
图3是相关技术中车道变化的偏移量offset(左右车轮分别距离左右车道线的距离)的示意图；
图4是本发明实施例中车道变化的坐标示意图一；
图5是本发明实施例中车道变化的坐标示意图二；
图6是本发明一个实施例的车道检测方法的流程图；
图7是本发明另一实施例的车道检测方法的流程图；
图8是本发明实施例的5种模式的示意图；
图9是本发明实施例的车道变化的左右偏移的示意图；
图10是本发明一个实施例的车道检测装置的框图；
图11是本发明另一实施例的车道检测装置的框图。
附图标记说明：
车道检测装置10、第一确定模块11、测量模块12和第二确定模块13、车道检测装置20、检测模块21、第一确定模块22、第二确定模块23、第三确定模块24、第四确定模块25。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
申请人发现相关技术的车道检测方案存在以下缺陷：当车辆的中心接近或者穿越车道线时，车道检测会出现故障。例如，如图1所示，车辆从车道0(Lane#0)靠近并穿过对应的左线而进入左侧车道1(Lane#l1)，其中，l表示车辆的左侧边缘至最近的左线距离；r表示车辆的右侧边缘至最近的右线距离；yl表示从车辆的左侧边缘至最近的左线所延伸的坐标；yr表示从车辆的右侧边缘至最近的右线所延伸的坐标；yglobal表示相对于基准车道中心的车辆的全局中心位置；Lane#r1表示右侧车道1。如图2所示，如果车辆以45km/h的速度行驶，则当车辆从车道0靠近并穿越对应的左线而进入左侧车道1时，测量的左右偏移在车道变换(lane change)之处将会发生异常数据，即跳变。如图3所示，如果车辆以45km/h的速度行驶，则当车辆从车道0靠近并穿越对应的左线而进入左侧车道1时，左右偏移在车道变换之处发生异常数据，即跳变，导致偏移点不稳定，其中图中十字标注的点为偏移点。也就是说，当车辆穿越车道线时，车道线信息(例如偏移点)是不可用的；车道信息也是不可知的，即不知道车辆是在原来的车道还是进入新的车道；横向绝对位置也是不可知的，例如，图1中的yglobal是不可知的。
如上所示，当车辆穿越车道线时，检测的车道线信息会出现暂时性的丢失。同时也导致左右车道位置的横向异常数据。本发明旨在提出一种车道检测方法和装置以及车辆控制系统，当车道变化发生时，能够平滑表达车辆横向位置。首先介绍本发明实施例中车道变化的坐标。
如图4和5所示，当车辆位于中间车道时(即A)，也就是说位于中间车道Lane#0，相关的车道线表示为第一左线(1st left line)和第一右线(1st right line)、第二左线(2ndleft line)和第二右线(2nd right line)；当车辆位于左侧车道Lane#l1时(即B)，相关的车道线表示为当前第一左线(current 1st left line for B)和当前第一右线(current 1stright line for B)。其中，l表示车辆的左侧边缘至最近的左线距离；lg表示车辆的左侧边缘至基准左线距离；r表示车辆的右侧边缘至最近的右线距离；rg表示车辆的右侧边缘至基准右线距离；ygl表示从车辆的左侧边缘至基准左线所延伸的坐标；ygr表示从车辆的右侧边缘至基准右线所延伸的坐标。在本发明实施例中，距离也可以理解为偏移。
在本发明实施例中，如图5所示，yglobal表示基准车道(例如车道0，即lane#0)中心至车辆中心的距离，表示全局坐标；c表示相对于当前车道中心(当前车道中心)的车辆中心位置；cg表示相对于全局车道中心(基准车道中心)的车辆中心位置。
基于上述坐标，在本发明的实施例中公开了两种计算车道的方法。
在本发明的一个实施例中，如图6所示，车道检测方法包括：
S101，确定基准车道，其中，基准车道包括基准左车道线和基准右车道线。
在本发明的一个实施例中，基准车道为中间车道、最左侧车道或最右侧车道；或基准车道为车辆启动时所在的车道。基准车道可以根据实际应用设置，对此本发明的实施例不限定。
S102，测量车辆的左侧边缘至基准左车道线的第一基准距离，并测量车辆的右侧边缘至基准右车道线的第二基准距离。
在本发明的一个实施例中，例如，可以使用视觉传感器、摄像头等测量第一基准距离和第二基准距离。对此本发明的实施例不限定。
S103，根据第一基准距离和第二基准距离确定车辆的全局中心位置。
在本发明的一个实施例中，根据第一基准距离和第二基准距离按照以下公式确定车辆的全局中心位置，
其中，rg表示第二基准距离，lg表示第一基准距离，cg表示车辆的全局中心位置。
根据本发明实施例的方法，能够通过全局位置跟踪车道位置并在车辆穿过车道时保持全局位置，从而使得车辆接近或越过车道线时，也能够获得线路信息，克服了相关技术中车辆接近或越过车道线时线路信息会暂时丢失的缺陷。另外，本发明实施例的方法过程简单，计算成本低。
在本发明的一个实施例中，如图7所示，车道检测方法包括：
S201，在车辆行驶时，检测车辆的当前中心位置。
在本发明的一个实施例中，检测车辆的当前中心位置，包括：确定车辆所在的车道左线和车道右线；测量车辆的左侧边缘至车道左线的第一距离；测量车辆的右侧边缘至车道右线的第二距离；根据第一距离和第二距离确定当前中心位置。
在本发明的一个实施例中，例如，可以使用视觉传感器、摄像头等测量第一距离和第二距离。对此本发明的实施例不限定。
在本发明的一个实施例中，根据第一距离和第二距离按照以下公式获得当前中心位置，
其中，r表示第二距离，l表示第一距离，c表示当前中心位置。
S202，当检测到的多个当前中心位置和对应的时间呈线性回归，确定第一回归线。
S203，当检测到的当前中心位置出现异常数据，并在跳变之后再次检测到多个当前中心位置和对应的时间呈线性回归，确定第二回归线。
S204，确定第一回归线和第二回归线的截距的差以确定车道宽度。
S205，确定车道宽度和当前检测到的当前中心位置之和，以作为车辆的全局中心位置。
在图7所示的实施例中，车辆在行驶过程中，根据测量的数据可以分为5种模式(modes)。
Mode 0：数据无法获取，例如车辆处于熄火状态等。
Mode 1：数据较少，无法统计处理，例如车辆刚启动。
Mode 2：数据可以使用线性回归表示，此时车辆在所在车道上正常行驶。
Mode 3：数据出现异常数据，即跳变，此时车辆可能正在变换车道。
Mode 4：数据可以使用线性回归表示，此时车辆经过车道变换进入新的车道。如果mode 4持续，此时的数据可以使用线性回归表示。
应理解的是，上述数据可以是当前中心位置，还可以是左右偏移量offset等，例如，左偏移量是左车轮距左车道线的距离，右偏移量是右车轮距右车道线的距离。
如图8所示，纵坐标表示数据，例如偏移量offset(单位m)。在mode为0时，没有进行测量(non-measurement)；在mode为1时，少数数据可以获得(few data)；在mode为2时，数据可以回归为一条线，此时为正常模式(normal mode)；在mode为3时，数据出现异常数据，此时为暂态模式(transient mode)；在mode为4时，数据也可以回归为一条线，此时为正常模式(normal mode)，同时还表示车辆重新进入了正常(new to normal)。两条回归线分别表示新旧车道。两条回归线线之间的截距的差为车道宽度(lane width)。
根据本发明实施例的方法，能够通过全局位置跟踪车道位置并在车辆穿过车道时保持全局位置，从而使得车辆接近或越过车道线时，也能够获得线路信息，克服了相关技术中车辆接近或越过车道线时线路信息会暂时丢失的缺陷。另外，本发明实施例的方法过程简单，计算成本低。此外，本发明实施例的方法还可以提供车道宽度。
根据本发明上述任一项实施例所述的车道检测方法，可以在车道变化时获得平滑的车辆横向位置(全局位置)，如图9所示。
为了实现上述图6所示的实施例，本发明实施例还提出一种车道检测装置10。如图9所示，根据本发明实施例的车道检测装置10包括：第一确定模块11、测量模块12和第二确定模块13。
第一确定模块11用于确定基准车道。基准车道包括基准左车道线和基准右车道线。测量模块12用于测量车辆的左侧边缘至基准左车道线的第一基准距离，以及测量车辆的右侧边缘至基准右车道线的第二基准距离。第二确定模块13用于根据第一基准距离和第二基准距离确定车辆的全局中心位置。
在本发明的一个实施例中，基准车道为中间车道、最左侧车道或最右侧车道；或基准车道为车辆启动时所在的车道。基准车道可以根据实际应用设置，对此本发明的实施例不限定。
在本发明的一个实施例中，例如，可以使用视觉传感器、摄像头等测量第一基准距离和第二基准距离。对此本发明的实施例不限定。
在本发明的一个实施例中，根据第一基准距离和第二基准距离按照以下公式确定车辆的全局中心位置，
其中，rg表示第二基准距离，lg表示第一基准距离，cg表示车辆的全局中心位置。
根据本发明实施例的装置，能够通过全局位置跟踪车道位置并在车辆穿过车道时保持全局位置，从而使得车辆接近或越过车道线时，也能够获得线路信息，克服了相关技术中车辆接近或越过车道线时线路信息会暂时丢失的缺陷。另外，本发明实施例的方法过程简单，计算成本低。
为了实现上述图7所示的实施例，本发明的实施例还提出一种车道检测装置20。如图10所示，根据本发明实施例的车道检测装置20包括：检测模块21、第一确定模块22、第二确定模块23、第三确定模块24和第四确定模块25。
检测模块21用于在车辆行驶时，检测车辆的当前中心位置。第一确定模块22用于当检测到的多个当前中心位置和对应的时间呈线性回归，确定第一回归线。第二确定模块23用于当检测到的当前中心位置出现异常数据，并在跳变之后再次检测到多个当前中心位置和对应的时间呈线性回归，确定第二回归线。第三确定模块24用于确定第一回归线和第二回归线的截距的差以确定车道宽度。第四确定模块25用于确定车道宽度和当前检测到的当前中心位置之和，以作为车辆的全局中心位置。
在本发明的一个实施例中，检测车辆的当前中心位置，包括：确定车辆所在的车道左线和车道右线；测量车辆的左侧边缘至车道左线的第一距离；测量车辆的右侧边缘至车道右线的第二距离；根据第一距离和第二距离确定当前中心位置。
在本发明的一个实施例中，例如，可以使用视觉传感器、摄像头等测量第一距离和第二距离。对此本发明的实施例不限定。
在本发明的一个实施例中，根据第一距离和第二距离按照以下公式获得当前中心位置，
其中，r表示第二距离，l表示第一距离，c表示当前中心位置。
根据本发明实施例的装置，能够通过全局位置跟踪车道位置并在车辆穿过车道时保持全局位置，从而使得车辆接近或越过车道线时，也能够获得线路信息，克服了相关技术中车辆接近或越过车道线时线路信息会暂时丢失的缺陷。另外，本发明实施例的方法过程简单，计算成本低。此外，本发明实施例的方法还可以提供车道宽度。
为了实现上述实施例，本发明实施例还提出一种车辆控制系统，包括上述任一项实施例所述的车道检测装置。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种车道检测方法，其特征在于，包括：
确定基准车道，其中，所述基准车道包括基准左车道线和基准右车道线；
测量所述车辆的左侧边缘至所述基准左车道线的第一基准距离；
测量所述车辆的右侧边缘至所述基准右车道线的第二基准距离；
根据所述第一基准距离和所述第二基准距离确定所述车辆的全局中心位置。
2.根据权利要求1所述的车道检测方法，其特征在于，所述根据所述第一基准距离和所述第二基准距离确定所述车辆的全局中心位置，包括：
根据所述第一基准距离和所述第二基准距离按照以下公式确定所述车辆的全局中心位置，
其中，所述rg表示所述第二基准距离，所述lg表示所述第一基准距离，所述cg表示所述车辆的全局中心位置。
3.根据权利要求1或2所述的车道检测方法，其特征在于，
所述基准车道为中间车道、最左侧车道或最右侧车道；或
所述基准车道为所述车辆启动时所在的车道。
4.一种车道检测方法，其特征在于，包括：
在车辆行驶时，检测所述车辆的当前中心位置；
当检测到的多个所述当前中心位置和对应的时间呈线性回归，确定第一回归线；
当检测到的当前中心位置出现异常数据，并在跳变之后再次检测到多个所述当前中心位置和对应的时间呈线性回归，确定第二回归线；
确定所述第一回归线和所述第二回归线的截距的差以确定车道宽度；
确定所述车道宽度和当前检测到的当前中心位置之和，以作为所述车辆的 全局中心位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述检测所述车辆的当前中心位置，包括：
确定所述车辆所在的车道左线和车道右线；
测量所述车辆的左侧边缘至所述车道左线的第一距离；
测量所述车辆的右侧边缘至所述车道右线的第二距离；
根据所述第一距离和所述第二距离确定所述当前中心位置。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一距离和所述第二距离确定所述当前中心位置，包括：
根据所述第一距离和所述第二距离按照以下公式获得所述当前中心位置，
其中，r表示所述第二距离，l表示所述第一距离，c表示所述当前中心位置。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的车道检测方法，其特征在于，
所述基准车道为中间车道、最左侧车道或最右侧车道；或
所述基准车道为所述车辆启动时所在的车道。
8.一种车道检测装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于确定基准车道，其中，所述基准车道包括基准左车道线和基准右车道线；
测量模块，用于测量所述车辆的左侧边缘至所述基准左车道线的第一基准距离，以及测量所述车辆的右侧边缘至所述基准右车道线的第二基准距离；
第二确定模块，用于根据所述第一基准距离和所述第二基准距离确定所述车辆的全局中心位置。
9.一种车道检测装置，其特征在于，包括：
检测模块，用于在车辆行驶时，检测所述车辆的当前中心位置；
第一确定模块，用于当检测到的多个所述当前中心位置和对应的时间呈线 性回归，确定第一回归线；
第二确定模块，用于当检测到的当前中心位置出现异常数据，并在跳变之后再次检测到多个所述当前中心位置和对应的时间呈线性回归，确定第二回归线；
第三确定模块，用于确定所述第一回归线和所述第二回归线的截距的差以确定车道宽度；
第四确定模块，用于确定所述车道宽度和当前检测到的当前中心位置之和，以作为所述车辆的全局中心位置。
10.一种车辆控制系统，其特征在于，包括权利要求8或9所述的车道检测装置。
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