CN112026767B - 自适应巡航对护栏误识别的处理方法、系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自适应巡航对护栏误识别的处理方法、系统及车辆，包括：检测车道宽度在连续两帧内是否发生跳变，若发生跳变，则判断连续两帧检测到的车道宽度差值是否大于预设阈值；若小于等于预设阈值，则按检测的车道宽度进行横向控制，若大于预设阈值，则根据左右车道宽度变化进行逻辑判断，并基于左侧或右侧车道线为基线进行持续判断并延时对中控制；在到达延时对中控制后若车道宽度仍未恢复为跳变前的宽度精度，则视觉传感器降低扭矩斜率，并基于新车道宽度进行缓慢偏移控制，并通过仪表通知驾驶员接管车辆，若在延时对中控制期间车道宽度恢复为跳变前的宽度精度，则按照检测的车道线进行对中控制。本发明在发生护栏误识别时能够实现横向稳定控制。

Description

自适应巡航对护栏误识别的处理方法、系统及车辆
技术领域
本发明属于自适应巡航技术领域，具体涉及一种自适应巡航对护栏误识别的处理方法、系统及车辆。
背景技术
智能辅助驾驶系统已被广泛应用于各种汽车车型，作为智能驾驶辅助系统之一的集成式自适应巡航系统亦成为了所有车型的高配或者高端车型的标配。随着集成式自适应巡航系统的广泛应用，其面临的来自复杂多样性的行车环境的挑战日趋严峻。
对于L2级和L2.5级的智能驾驶辅助系统，主要的应用道路条件为高速公路及城市快速路，虽然交通条件优于城市道路，但当前量产功能搭载的传感器识别检测性能受技术限制，两个智能驾驶等级仍处在较低等级，仍需要在决策控制层不断优化以提升系统性能。
以视觉传感器来说，主要是识别车道线来进行横向控制，但训练集并不能完全与每帧图像准确对应输出目标，这就造成了一定程度的误识别现象，误识别的存在会导致本车的横向控制失控的风险，造成驾驶员应用信心不足。在现阶段的视觉传感器领域，由于输出的是二值化黑白平面图像，最常见的误识别就是当某一侧车道线模糊或丢失导致护栏的误识别为本车道的车道线，进而以此控制。
当护栏误识别发生后，本车道宽度会突然发生变化，基于误识别的车道线控制会有以下几种结果：
如本车道宽度变化较小，扭矩波动也较小，本车的控制可能会突兀；
如本车道宽度变化较大，在既定的请求扭矩斜率下，请求扭矩可在短时间内到达峰值，本车方向盘会发生猛打，本车可能会直接偏离车道撞向护栏。
因此，有必要开发一种新的自适应巡航对护栏误识别的处理方法、系统及车辆。
发明内容
本发明提供一种自适应巡航对护栏误识别的处理方法、系统及车辆，在发生护栏误识别时，能实现横向稳定控制。
第一方面，本发明所述的自适应巡航对护栏误识别的处理方法，包括：检测车道宽度在连续两帧内是否发生跳变，若发生跳变，则判断连续两帧检测到的车道宽度差值是否大于预设阈值；若小于等于预设阈值，则按检测的车道宽度进行横向控制，若大于预设阈值，则根据左右车道宽度变化进行逻辑判断，并基于左侧或右侧车道线为基线进行持续判断并延时对中控制；在到达延时对中控制后若车道宽度仍未恢复为跳变前的宽度精度，则视觉传感器降低扭矩斜率，并基于新车道宽度进行缓慢偏移控制，并通过仪表通知驾驶员接管车辆，若在延时对中控制期间车道宽度恢复为跳变前的宽度精度，则按照检测的车道线进行对中控制。
进一步，所述检测车道宽度在连续两帧内是否发生跳变，具体为：
在横向稳态对中时，若t+1时刻和t时刻相邻两帧的车道宽值变化大于视觉传感器的车道宽识别精度，且在接下来的判断周期内持续大于该车道宽识别精度，则认为车道宽度在连续两帧内发生了跳变，否则认为车道宽度在连续两帧内未发生跳变。
进一步，所述连续两帧检测到的车道宽度差值为：t+1时刻的车道宽度减去t时刻的车道宽度的差值。
进一步，所述根据左右车道宽度变化进行逻辑判断，并基于左侧或右侧车道线为基线进行持续判断并延时对中控制，具体为：
若是左侧车道线连续两帧变化大于预设阈值且在判断周期内仍然满足，则以本车道右侧车道线为基线，t时刻的车道宽度为阈值进行延时对中控制；
若是右侧车道线连续两帧变化大于预设阈值且在判断周期内仍然满足，则以本车道左侧车道线为基线，t时刻的车道宽度为阈值进行延时对中控制。
进一步，所述车道宽识别精度为10cm；所述判断周期为5帧CAN报文；所述预设阈值为30cm。
进一步，所述视觉传感器降低扭矩斜率的方法为：
建立以稳态横向偏移Dy和扭矩请求斜率Kslope为坐标系的Map图，并确定最大和最小阈值，在最大和最小阈值之间是下行渐变的平滑过度曲线，扭矩请求斜率基于Dy变化进行插值 。
进一步，所述仪表通过图像、文字和震动中的一种或多种组合方式进行报警，以提醒驾驶员接管车辆。
进一步，报警等级分为两个等级；
第一个报警等级为仪表边框为红色的图像闪烁，文字提示为驾驶员注意接管，持续时间为1s；
第二个报警等级是在第一个报警等级的基础上增加方向盘震动，震动扭矩随车速增益，持续时间为1s；
若驾驶员在第一个报警等级内没有接管，则马上进入第二个报警等级。
第二方面，本发明所述的自适应巡航对护栏误识别的处理系统，包括存储器和控制器，所述存储器内存储有计算机可读程序，所述控制器调用计算机可读程序能执行如发明所述的自适应巡航对护栏误识别的处理方法的步骤。
第三方面，本发明所述的车辆，采用如本发明所述的自适应巡航对护栏误识别的处理系统。
本发明具有以下优点：通过对车道宽度变化进行分层阈值判断，实施不同的控制逻辑。变化量在本车稳态控制范围内，则本车可按正常控制逻辑处理，无风险；变化量超出本车稳态控制，系统延时控制提高了本车应对护栏短暂丢失的能力，超出延时更进一步优化了系统力矩控制，系统多方位提示同步增加了驾驶员的接管能力，很大地提高了系统控制的可靠性。
附图说明
图1为本实施例的流程图；
图2为系统请求扭矩斜率和横向变化值的Map图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本实施例中，一种自适应巡航对护栏误识别的处理方法，包括：检测车道宽度在连续两帧内是否发生跳变，若发生跳变，则判断连续两帧检测到的车道宽度差值是否大于预设阈值；若小于等于预设阈值，则按检测的车道宽度进行横向控制，若大于预设阈值，则根据左右车道宽度变化进行逻辑判断，并基于左侧或右侧车道线为基线进行持续判断并延时对中控制；在到达延时对中控制后若车道宽度仍未恢复为跳变前的宽度精度，则视觉传感器降低扭矩斜率，并基于新车道宽度进行缓慢偏移控制，并通过仪表通知驾驶员接管车辆，若在延时对中控制期间车道宽度恢复为跳变前的宽度精度，则按照检测的车道线进行对中控制。
如图1所示，自适应巡航对护栏误识别的处理方法，具体步骤如下：
步骤1、横向稳态对中时，若t+1时刻和t时刻相邻两帧的车道宽值变化（即t+1时刻的车道宽度减去t时刻的车道宽度的差值）大于视觉传感器的车道宽识别精度，且在接下来的判断周期内持续大于该车道宽识别精度，则认为车道宽度发生了变化，则进入步骤2，否则按照t时刻输出的车道宽度进行对中控制。
前视摄像头的报文周期为20ms，即输出一帧图像的时间。假设某一帧的检测时刻为t时刻，则下一帧的检测时刻为t+1时刻，则相对应的距离输出值可记作Lt和L t+1。
前视摄像头的车道宽识别精度可控制在10cm，为了排除精度影响，第一层判断特将判断阈值规定为10cm作为连续帧之间跳变的依据，接下来进入逻辑判断周期，判断周期为5帧报文，即100ms，在此判断周期下：如果L t+1-Lt≤10cm，则认为车道宽度没有发生变化，如果L t+1-Lt＞10cm，则认为车道宽度已经发生变化。
步骤2、判断连续两帧检测到的车道宽度差值是否大于预设阈值，若否，则按照t+1时刻输出的车道宽度进行对中控制，若是，则进入步骤3。
集成式自适应巡航控制在不同的道路进行稳态控制时，最大的横向控制偏差为30cm，第二层判定将以此值来作为判定门限；
如果L t+1-Lt≤30cm，则认为车道宽度变化可满足稳态控制误差；
如果L t+1-Lt＞30cm，则认为车道宽度已经发生较大跳变。
步骤3、若是左侧车道线连续两帧变化大于预设阈值且在判断周期内仍然满足，则以本车道右侧车道线为基线，t时刻的车道宽度为阈值进行延时对中控制；若是右侧车道线连续两帧变化大于预设阈值且在判断周期内仍然满足，则以本车道左侧车道线为基线，t时刻的车道宽度为阈值进行延时对中控制。
在CAN总线信号中，左侧车道线的宽度信号以及右侧车道线的宽度信号可通过Datebase解析，输出的值代表是视觉传感器的中心线离左侧车道线或右侧车道线的距离，车道宽度变化必定是因为某一侧或两侧的信号发生跳变，跳变值超越门限就进入第二层的控制逻辑，基线的选择方式为：
若左侧车道线信号发生相应跳变，则以右侧车道线为基线，以t时刻的车道宽度为拟合宽度，重新计算本车道的中心线来实现延时对中控制。
若右侧车道线信号发生相应跳变，则以左侧车道线为基线，以t时刻的车道宽度为拟合宽度，重新计算本车道的中心线来实现延时对中控制。
步骤4、在延时对中控制期间内对车道宽度持续判断，若在延时对中控制期间内（比如：5s）的某一帧的车道宽度变回t时刻的车道宽度，则按照两侧识别的车道线进行对中控制；若在完成延时对中控制后，车道宽度仍为t+1时刻的车道宽度，则进入步骤5。
步骤5、视觉传感器降低本车的扭矩请求斜率，基于t+1时刻的车道宽度进行缓慢横向控制，并通过仪表通知驾驶员接管车辆。
本实施例中，视觉传感器会基于当前的横向偏差Dy、航向角、弯道曲率以及方向盘转角等信号内部计算请求扭矩值，然后将请求扭矩值以CAN信号方式发到CAN总线，EPS执行器接收到CAN总线的扭矩信号进行扭矩计算输出给转向器，作用在整车扭矩大小的输出主要是与视觉传感器内部的计算相关，在发生误识别后因为Dy的迅速变大，导致扭矩值的计算也会瞬间变大，在此情况下需根据Dy的变化调整扭矩上升斜率的变化，形成Dy变化和扭矩请求斜率的Map图。
基于现阶段视觉传感器的扭矩上升斜率最大为10nm/s，一帧报文扭矩上升步长为0.02nm，集成式自适应巡航系统在进行横向稳态控制时的扭矩范围根据工况大致为：
驾驶员的安全接管时间可视为为2s，在2s内增加的扭矩不超过1nm则不认为在任何道路条件下会发生方向盘猛打导致信心不足或无法接管冲出车道。
如图2所示的Dy和扭矩请求斜率的Map关系：
在Dy＞1.1m后，扭矩请求斜率降为2nm/s，每帧的扭矩上升步长为0.004nm，在2s时间内系统发出100帧报文，则扭矩增加为0.4nm，在安全阈值1nm范围内。
在0.3m＜Dy＜1.1m范围内，扭矩请求斜率在10nm/s和2nm/s之间线性插值，确定出线性关系为Kslope=-10*Dy+13；
进一步推算，高速公路的车道宽度为3.5-3.75m，如按照最小的车道宽度3.5m和车宽按1.85m计算，冲出车道的临界Dy小于等于0.8m，则Kslope为5nm/s，扭矩步长为0.01nm，在2s的接管时间内扭矩缓慢增加1nm，符合设计预期。
本实施例中，所述仪表通过图像、文字和震动中的一种或多种组合方式进行报警，以提醒驾驶员接管车辆。将报警等级分为两个等级；第一个报警等级为仪表边框为红色的图像闪烁，文字提示为驾驶员注意接管，持续时间为1s；第二个报警等级是在第一个报警等级的基础上增加方向盘震动，震动扭矩随车速增益，持续时间为1s。如驾驶员在第一个等级没有接管，则马上进入第二个报警等级，中间不做延时判断。
驾驶员接管方式的判断为扭矩传感器判断驾驶员的手力矩，手力矩标定在巡航车速（30，120）内随速可标，最小为0.5nm，最大为2nm，车速单位为km/h。
本实施例中，一种自适应巡航对护栏误识别的处理系统，包括存储器和控制器，所述存储器内存储有计算机可读程序，所述控制器调用计算机可读程序能执行如本实施例中所述的自适应巡航对护栏误识别的处理方法的步骤。
本实施例中，一种车辆，采用如本实施例中所述的自适应巡航对护栏误识别的处理系统。

Claims (10)

1.一种自适应巡航对护栏误识别的处理方法，其特征在于，包括：
检测车道宽度在连续两帧内是否发生跳变，若发生跳变，则判断连续两帧检测到的车道宽度差值是否大于预设阈值；若小于等于预设阈值，则按检测的车道宽度进行横向控制，若大于预设阈值，则根据左右车道宽度变化进行逻辑判断，并基于左侧或右侧车道线为基线进行持续判断并延时对中控制；在到达延时对中控制后若车道宽度仍未恢复为跳变前的宽度精度，则视觉传感器计算请求扭矩值，将请求扭矩值以CAN信号方式发到CAN总线，根据当前的横向偏差Dy的变化来调整扭矩斜率；并基于新车道宽度进行缓慢偏移控制，并通过仪表通知驾驶员接管车辆，若在延时对中控制期间车道宽度恢复为跳变前的宽度精度，则按照检测的车道线进行对中控制；
所述延时对中控制是指延后对中控制的时间。
2.根据权利要求1所述的自适应巡航对护栏误识别的处理方法，其特征在于：所述检测车道宽度在连续两帧内是否发生跳变，具体为：
在横向稳态对中时，若t+1时刻和t时刻相邻两帧的车道宽值变化大于视觉传感器的车道宽识别精度，且在接下来的判断周期内持续大于该车道宽识别精度，则认为车道宽度在连续两帧内发生了跳变，否则认为车道宽度在连续两帧内未发生跳变。
3.根据权利要求2所述的自适应巡航对护栏误识别的处理方法，其特征在于：所述连续两帧检测到的车道宽度差值为：t+1时刻的车道宽度减去t时刻的车道宽度的差值。
4.根据权利要求2或3所述的自适应巡航对护栏误识别的处理方法，其特征在于：所述根据左右车道宽度变化进行逻辑判断，并基于左侧或右侧车道线为基线进行持续判断并延时对中控制，具体为：
若是左侧车道线连续两帧变化大于预设阈值且在判断周期内仍然满足，则以本车道右侧车道线为基线，t时刻的车道宽度为阈值进行延时对中控制；
若是右侧车道线连续两帧变化大于预设阈值且在判断周期内仍然满足，则以本车道左侧车道线为基线，t时刻的车道宽度为阈值进行延时对中控制。
5.根据权利要求4所述的自适应巡航对护栏误识别的处理方法，其特征在于：所述车道宽识别精度为10cm；所述判断周期为5帧CAN报文；所述预设阈值为30cm。
6.根据权利要求1或2或5所述的自适应巡航对护栏误识别的处理方法，其特征在于：建立以稳态横向偏移Dy和扭矩请求斜率Kslope为坐标系的Map图，并确定最大和最小阈值，在最大和最小阈值之间是下行渐变的平滑过度曲线，扭矩请求斜率基于Dy变化进行插值 。
7.根据权利要求6所述的自适应巡航对护栏误识别的处理方法，其特征在于：所述仪表通过图像、文字和震动中的一种或多种组合方式进行报警，以提醒驾驶员接管车辆。
8.根据权利要求7所述的自适应巡航对护栏误识别的处理方法，其特征在于：报警等级分为两个等级；
第一个报警等级为仪表边框为红色的图像闪烁，文字提示为驾驶员注意接管，持续时间为1s；
第二个报警等级是在第一个报警等级的基础上增加方向盘震动，震动扭矩随车速增益，持续时间为1s；
若驾驶员在第一个报警等级内没有接管，则马上进入第二个报警等级。
9.一种自适应巡航对护栏误识别的处理系统，包括存储器和控制器，所述存储器内存储有计算机可读程序，其特征在于：所述控制器调用计算机可读程序能执行如权利要求1至8任一所述的自适应巡航对护栏误识别的处理方法的步骤。
10.一种车辆，其特征在于：采用如权利要求9所述的自适应巡航对护栏误识别的处理系统。
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