CN112572433A - 车道保持的控制方法、装置及计算机存储介质 - Google Patents

车道保持的控制方法、装置及计算机存储介质 Download PDF

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CN112572433A CN202011546860.7A CN202011546860A CN112572433A CN 112572433 A CN112572433 A CN 112572433A CN 202011546860 A CN202011546860 A CN 202011546860A CN 112572433 A CN112572433 A CN 112572433A
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
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Abstract

本申请实施例公开了一种车道保持的控制方法、装置及计算机存储介质，属于智能汽车技术领域。所述方法包括：在汽车行驶过程中，获取当前所处环境的环境信息和所述汽车的行驶信息；根据所述环境信息、所述行驶信息和车道保持算法模型，确定所述汽车当前所处环境的车道保持参数；按照所述车道保持参数控制所述汽车保持在目标车道内进行行驶。本申请实施例中，由于通过环境信息、行驶信息和车道保持算法模型，就能够确定车道保持参数，从而保证了在任何环境下均能够控制汽车进行车道保持，提高了环境适应性和鲁棒性。

Description

车道保持的控制方法、装置及计算机存储介质
技术领域
本申请实施例涉及智能汽车技术领域，特别涉及一种车道保持的控制方法、装置及计算机存储介质。
背景技术
随着技术发展，汽车已经成为人们出现的主要代步工具。但是随着汽车数量的增加，交通事故也越来越频繁。其中，因汽车偏离所在车道而导致的交通事故越来越多，因此，为了降低因车道偏离而发生交通事故的可能性，通常需要控制汽车进行车道保持。
目前，汽车中能够安装车道保持辅助系统，通过车道保持辅助系统能够辅助驾驶员将汽车保持在车道内。其中，汽车能够通过摄像头来识别车道的边界线，当根据边界线识别到汽车偏离方向时，仪表盘会通过对应显示车道线由白色变成红色，方向盘也会发出振动来提醒驾驶员，从而驾驶员根据提醒控制方向盘，以将汽车保持在车道内。
但是，由于驾驶员有时候不能及时注意到该提醒，导致对汽车的控制不及时，从而造成交通事故，降低了汽车驾驶安全性。
发明内容
本申请实施例提供了一种车道保持的控制方法、装置及计算机存储介质，可以用于解决车道保持效率低，导致驾驶安全性低的问题。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种车道保持的控制方法，所述方法包括：
在汽车行驶过程中，当检测到所述汽车偏离目标车道时，获取当前所处环境的环境信息和所述汽车的行驶信息；
根据所述环境信息、所述行驶信息和车道保持算法模型，确定所述汽车当前所处环境的车道保持参数；
按照所述车道保持参数控制所述汽车保持在所述目标车道内进行行驶。
在一些实施例中，所述根据所述环境信息、所述行驶信息和车道保持算法模型，确定所述汽车当前所处环境的车道保持参数，包括：
根据所述环境信息和所述行驶信息构建虚拟环境模型；
根据所述虚拟环境模型，确定第一距离、第二距离、第一横摆角和第一航向角，所述第一距离为所述汽车偏离所述目标车道后，所述汽车的质心距离所述目标车道左侧车道线的距离、所述第二距离为所述汽车偏离所述目标车道后，所述汽车的质心距离所述目标车道右侧车道线的距离、所述第一横摆角为所述汽车偏离所述目标车道后，所述汽车与所述目标车道之间的横摆角，所述第一航向角为所述汽车偏离所述目标车道后的航向角；
将所述第一距离、所述第二距离、所述第一横摆角和所述第一航向角作为输入参数输入至所述车道保持算法模型中；
通过所述车道保持算法模型输出第三距离、第四距离、第二航向角和第二横摆角，所述第三距离为所述汽车保持在所述目标车道时，所述汽车的质心距离所述目标车道左侧车道线的距离、所述第四距离为所述汽车保持在所述目标车道时，所述汽车的质心距离所述目标车道右侧车道线的距离、所述第二横摆角为所述汽车保持在所述目标车道时，所述汽车与所述目标车道之间的横摆角，所述第二航向角为所述汽车保持在所述目标车道时的航向角。
在一些实施例中，所述根据所述环境信息和所述行驶信息构建虚拟环境模型，包括：
根据所述环境信息对所述目标车道进行模拟，得到单车道模型；
根据所述行驶信息，在所述单车道模型的基础上建立动态车道坐标系，得到所述虚拟环境模型，所述动态车道标系的原点位于所述单车道模型的中间线上，所述动态车道坐标系的横轴垂直于所述汽车当前所经过路边的切线且穿过所述汽车的质心，所述动态车道坐标系的纵轴与所述汽车当前所经过路边的切线平行。
在一些实施例中，所述车道保持参数包括第三距离、第四距离，第二航向角和第二横摆角；
所述按照所述车道保持参数控制所述汽车保持在所述目标车道内进行行驶，包括：
根据所述第三距离和所述第四距离，确定方向盘转角；
按照所述方向盘转角控制所述汽车进行转向；
当检测到所述汽车转向后的航向角与所述第二航向角相同，且横摆角与所述第二横摆角相同时，控制所述汽车的方向盘回正，以控制所述汽车在所述目标车道内行驶。
在一些实施例中，所述在汽车行驶过程中，当检测到所述汽车偏离目标车道时，获取当前所处环境的环境信息和所述汽车的行驶信息之后，还包括：
将所述环境信息和所述行驶信息发送至云设备，所述云设备用于根据所述环境信息和所述行驶信息对所述车道保持算法模型进行更新，并将更新后的车道保持算法模型发送至处于控制中的所有汽车；
当接收到所述云设备发送的更新后的车道保持算法模型时，更新所述车道保持算法模型。
另一方面，提供了一种车道保持的控制装置，所述装置包括：
获取模块，用于在汽车行驶过程中，获取当前所处环境的环境信息和所述汽车的行驶信息；
确定模块，用于根据所述环境信息、所述行驶信息和车道保持算法模型，确定所述汽车当前所处环境的车道保持参数；
控制模块，用于按照所述车道保持参数控制所述汽车保持在目标车道内进行行驶。
在一些实施例中，所述确定模块包括：
构建子模块，用于根据所述环境信息和所述行驶信息构建虚拟环境模型；
第一确定子模块，用于根据所述虚拟环境模型，确定第一距离、第二距离、第一横摆角和第一航向角，所述第一距离为所述汽车偏离所述目标车道后，所述汽车的质心距离所述目标车道左侧车道线的距离、所述第二距离为所述汽车偏离所述目标车道后，所述汽车的质心距离所述目标车道右侧车道线的距离、所述第一横摆角为所述汽车偏离所述目标车道后，所述汽车与所述目标车道之间的横摆角，所述第一航向角为所述汽车偏离所述目标车道后的航向角；
输入子模块，用于将所述第一距离、所述第二距离、所述第一横摆角和所述第一航向角作为输入参数输入至所述车道保持算法模型中；
输出子模块，用于通过所述车道保持算法模型输出第三距离、第四距离、第二航向角和第二横摆角，所述第三距离为所述汽车保持在所述目标车道时，所述汽车的质心距离所述目标车道左侧车道线的距离、所述第四距离为所述汽车保持在所述目标车道时，所述汽车的质心距离所述目标车道右侧车道线的距离、所述第二横摆角为所述汽车保持在所述目标车道时，所述汽车与所述目标车道之间的横摆角，所述第二航向角为所述汽车保持在所述目标车道时的航向角。
在一些实施例中，所述构建子模块用于：
根据所述环境信息对所述目标车道进行模拟，得到单车道模型；
根据所述行驶信息，在所述单车道模型的基础上建立动态车道坐标系，得到所述虚拟环境模型，所述动态车道标系的原点位于所述单车道模型的中间线上，所述动态车道坐标系的横轴垂直于所述汽车当前所经过路边的切线且穿过所述汽车的质心，所述动态车道坐标系的纵轴与所述汽车当前所经过路边的切线平行。
在一些实施例中，所述车道保持参数包括第三距离、第四距离，第二航向角和第二横摆角；
所述控制模块包括：
第二确定子模块，用于根据所述第三距离和所述第四距离，确定方向盘转角；
第一控制子模块，用于按照所述方向盘转角控制所述汽车进行转向；
第二控制子模块，用于当检测到所述汽车转向后的航向角与所述第二航向角相同，且横摆角与所述第二横摆角相同时，控制所述汽车的方向盘回正，以控制所述汽车在所述目标车道内行驶。
在一些实施例中，所述装置还包括：
发送模块，用于将所述环境信息和所述行驶信息发送至云设备，所述云设备用于根据所述环境信息和所述行驶信息对所述车道保持算法模型进行更新，并将更新后的车道保持算法模型发送至处于控制中的所有汽车；
更新模块，用于当接收到所述云设备发送的更新后的车道保持算法模型时，更新所述车道保持算法模型。
另一方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述一方面所述的车道保持的控制方法。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
在本申请实施例中，由于通过环境信息、行驶信息和车道保持算法模型，就能够确定车道保持参数，从而保证了在任何环境下均能够控制汽车进行车道保持，提高了环境适应性和鲁棒性。且由于能够控制汽车在目标车道内行驶，降低了因偏离车道而导致发生交通事故的可能性，从而提高了驾驶安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种车道保持的控制系统架构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种车道保持的控制方法流程图；
图3是本申请实施例提供的另一种车道保持的控制方法流程图；
图4是本申请实施例提供的一种虚拟环境模型示意图；
图5是本申请实施例提供的一种车道保持的控制装置的结构示意图；
图6是本申请实施例提供的一种确定模块的结构示意图；
图7是本申请实施例提供的一种控制模块的结构示意图；
图8是本申请实施例提供的一种车道保持的控制装置的结构示意图；
图9是本申请实施例提供的一种汽车的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
在对本申请实施例提供的汽车的变道控制方法进行详细的解释说明之前，先对本申请实施例提供的应用场景和系统架构进行介绍。
首先，对本申请实施例涉及的应用场景进行介绍。
目前，由于因汽车偏离所在车道而导致的交通事故越来越多，因此，为了降低因车道偏离而发生交通事故的可能性，在汽车行驶过程中，通常通过车道保持辅助系统获取车道线位置，当根据边界线识别到汽车偏离方向时，能够通过仪表盘和方向盘提醒驾驶员汽车已便宜车道。但是，由于驾驶员有时候不能及时注意到该提醒，导致对汽车的控制不及时，从而造成交通事故，降低了汽车驾驶安全性。
基于这样的应用场景，本申请实施例提供了一种能够提高车道保持效率和驾车安全性的车道保持的控制方法。
接下来，对本申请实施例涉及的系统架构进行介绍。
图1为本申请实施例提供的一种车道保持的控制系统架构示意图，参见图1，该系统包括环境感知模块1、车道保持算法模块2、车辆控制器3和云设备4，环境感知模块1、车道保持算法模块2、车辆控制器3为汽车中的模块，云设备4能够与汽车进行通信。其中，环境感知模块1能够分别与车道保持算法模块2、车辆控制器3和云设备4通信连接，车道保持算法模块2还能够与车辆控制器3和云设备4通信连接。环境感知模块1能够包括摄像头、雷达、惯性测量单元等等，环境感知模块1用于获取汽车当前所处环境的环境信息和行驶信息，并将获取的环境信息和行驶信息发送至云设备4和车道保持算法模块2；车道保持算法模块2用于根据环境信息、行驶信息和车道保持算法模块内设置的车道保持算法模型，确定汽车当前所处环境的车道保持参数，并将车道保持参数发送至车辆控制3，车辆控制器3用于按照车道保持参数控制汽车保持在目标车道内进行行驶。云设备4用于在接收到环境信息和行驶信息后，根据环境信息和行驶信息对车道保持算法模型进行更新，并将更新后的车道保持算法模型发送至处于控制中的所有汽车。
本领域技术人员应能理解上述图1所示系统架构仅为举例，其他现有的或今后可能出现的系统架构如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
接下来将结合附图对本申请实施例提供的车道保持的控制方法进行详细的解释说明。
图2是本申请实施例提供的一种车道保持的控制方法流程图，该车道保持的控制方法可以包括如下几个步骤：
步骤201：在汽车行驶过程中，当检测到该汽车偏离目标车道时，获取当前所处环境的环境信息和该汽车的行驶信息。
步骤202：根据该环境信息、该行驶信息和车道保持算法模型，确定该汽车当前所处环境的车道保持参数。
步骤203：按照该车道保持参数控制该汽车保持在目标车道内进行行驶。
在本申请实施例中，由于通过环境信息、行驶信息和车道保持算法模型，就能够确定车道保持参数，从而保证了在任何环境下均能够控制汽车进行车道保持，提高了环境适应性和鲁棒性。且由于能够控制汽车在目标车道内行驶，降低了因偏离车道而导致发生交通事故的可能性，从而提高了驾驶安全性。
在一些实施例中，根据该环境信息、该行驶信息和车道保持算法模型，确定该汽车当前所处环境的车道保持参数，包括：
根据该环境信息和该行驶信息构建虚拟环境模型；
根据该虚拟环境模型，确定第一距离、第二距离、第一横摆角和第一航向角，该第一距离为该汽车偏离该目标车道后，该汽车的质心距离该目标车道左侧车道线的距离、该第二距离为该汽车偏离该目标车道后，该汽车的质心距离该目标车道右侧车道线的距离、该第一横摆角为该汽车偏离该目标车道后，该汽车与该目标车道之间的横摆角，该第一航向角为该汽车偏离该目标车道后的航向角；
将该第一距离、该第二距离、该第一横摆角和该第一航向角作为输入参数输入至该车道保持算法模型中；
通过该车道保持算法模型输出第三距离、第四距离、第二航向角和第二横摆角，该第三距离为该汽车保持在该目标车道时，该汽车的质心距离该目标车道左侧车道线的距离、该第四距离为该汽车保持在该目标车道时，该汽车的质心距离该目标车道右侧车道线的距离、该第二横摆角为该汽车保持在该目标车道时，该汽车与该目标车道之间的横摆角，该第二航向角为该汽车保持在该目标车道时的航向角。
在一些实施例中，根据该环境信息和该行驶信息构建虚拟环境模型，包括：
根据该环境信息对该目标车道进行模拟，得到单车道模型；
根据该行驶信息，在该单车道模型的基础上建立动态车道坐标系，得到该虚拟环境模型，该动态车道标系的原点位于该单车道模型的中间线上，该动态车道坐标系的横轴垂直于该汽车当前所经过路边的切线且穿过该汽车的质心，该动态车道坐标系的纵轴与该汽车当前所经过路边的切线平行。
在一些实施例中，该车道保持参数包括第三距离、第四距离，第二航向角和第二横摆角；
按照该车道保持参数控制该汽车保持在目标车道内进行行驶，包括：
根据该第三距离和该第四距离，确定方向盘转角；
按照该方向盘转角控制该汽车进行转向；
当检测到该汽车转向后的航向角与该第二航向角相同，且横摆角与该第二横摆角相同时，控制该汽车的方向盘回正，以控制该汽车在该目标车道内行驶。
在一些实施例中，在汽车行驶过程中，获取当前所处环境信息和行驶信息之后，还包括：
将该环境信息和该行驶信息发送至云设备，该云设备用于根据该环境信息和该行驶信息对该车道保持算法模型进行更新，并将更新后的车道保持算法模型发送至处于控制中的所有汽车；
当接收到该云设备发送的更新后的车道保持算法模型时，更新该车道保持算法模型。
上述所有可选技术方案，均可按照任意结合形成本申请的可选实施例，本申请实施例对此不再一一赘述。
图3是本申请实施例提供的一种车道保持的控制方法流程图，本实施例以该车道保持的控制方法应用于汽车中进行举例说明，该车道保持的控制方法可以包括如下几个步骤：
步骤301：在汽车行驶过程中，检测汽车是否偏离目标车道。
由于汽车在行驶过程中，可能会出现各种各样的工况，导致汽车很有可能随时偏移当前所处的目标车道，因此，为了控制汽车进行车道保持，在汽车行驶过程中，汽车能够检测是否偏移目标车道。
由上述图1可知，汽车上能够安装环境感知模块，且该环境感知模块能够包括摄像头，因此，汽车能够通过摄像头采集当前所处车道线的图像信息，通过所采集的车道线的图像信息，检测汽车是否偏离目标车道。
步骤302：当检测到该汽车偏离目标车道时，汽车获取当前所处环境的环境信息和汽车的行驶信息。
由上述图1可知，汽车上的环境感知模块不仅包括摄像头，还能够包括雷达、惯性测量单元等设备，因此，汽车能够通过摄像头和雷达采集当前环境信息和汽车的行驶信息。
需要说明的是，汽车的行驶信息包括行驶速度等，环境信息包括汽车当前所处车道的位置、车道的曲率、汽车和车道的夹角、天气情况等等。
作为一种示例，汽车能够通过摄像头获取当前所处环境的环境图像，对该环境图像进行图像识别，得到当前所处车道线的位置、车道的曲率、汽车和车道的夹角、天气情况等等。
在一些实施例中，由上述图1可知，汽车中还包括车道保持算法模块，且该车道保持算法模块中包括车道保持算法模型，因此，汽车在获取环境信息和汽车的行驶信息后，通过下述步骤302和步骤303控制汽车进行车道保持。
在一些实施例中，汽车还能够与云设备通信，因此，汽车在获取环境信息和汽车的行驶信息后，还能够将该环境信息和行驶信息发送至云设备；云设备接收到汽车发送的环境信息和行驶信息后，能够根据环境信息和行驶信息对车道保持算法模型进行更新，并将更新后的车道保持算法模型发送至处于控制中的所有汽车；当汽车接收到云设备发送的更新后的车道保持算法模型时，更新车道保持算法模型。
作为一种示例，云设备根据环境信息和行驶信息对车道保持算法模型进行更新的操作包括：获取极端驾驶条件下的环境信息和行驶信息，根据极端驾驶条件下的环境信息和行驶信息，以及获取的汽车当前的环境信息和行驶信息，对车道保持算法模型进行训练。
需要说明的是，极端驾驶条件包括阴天、雨天、雪天等等天气条件。
作为一种示例，由于道路中的汽车较多，因此，云设备可能实时接收到大量汽车发送的环境信息和行驶信息，因此，云设备能够实时进行车道保持算法模型的更新；或者，云设备还能够每隔指定时间间隔更新一次，该指定时间间隔能够根据需求事先进行设置，比如，该指定时间间隔能够为3天、7天、15天等等，当然，云设备还能够在汽车的系统通过OTA(Over-the-Air，空中下载技术)技术进行更新时，对车道保持算法模型进行更新。
值得说明的是，由于能够将极端驾驶条件的环境信息和行驶信息作为训练数据来训练车道保持算法模型，从而使得车道保持算法模型根据更具鲁棒性，提高了环境适应性。又由于不用申报专门针对车道保持系统试验汽车的资源，由其他系统开发进行路试，通过云设备能够不断训练更新软件，节省了开发成本。
作为一种示例，车道保持算法模型中，卷积神经用Caffe实现，网络结构使用标准的AlexNet，含有5个卷积层，其后含有4个全连接层。全连接层的维度分别为4096，4096，256和4；输出层为4个参数值；损失函数使用欧几里得函数。这4个参数值的取值范围被归一化到[0.1,0.9]中。卷积神经网络(ConvNet)的输入图像是经过环境感知模块采样的原始图像，大小为280*210。
步骤303：汽车根据环境信息、行驶信息和车道保持算法模型，确定汽车当前所处环境的车道保持参数。
作为一种示例，汽车根据环境信息、行驶信息和车道保持算法模型，确定汽车当前所处环境的车道保持参数的操作至少包括如下操作：根据环境信息和行驶信息构建虚拟环境模型；根据虚拟环境模型，确定第一距离、第二距离、第一横摆角和第一航向角，第一距离为汽车偏离目标车道后，汽车的质心距离目标车道左侧车道线的距离、第二距离为汽车偏离目标车道后，汽车的质心距离目标车道右侧车道线的距离、第一横摆角为汽车偏离目标车道后，汽车与目标车道之间的横摆角，第一航向角为汽车偏离目标车道后的航向角；将第一距离、第二距离、第一横摆角和第一航向角作为输入参数输入至车道保持算法模型中；通过车道保持算法模型输出第三距离、第四距离、第二航向角和第二横摆角，第三距离为汽车保持在目标车道时，汽车的质心距离目标车道左侧车道线的距离、第四距离为汽车保持在目标车道时，汽车的质心距离目标车道右侧车道线的距离、第二横摆角为汽车保持在目标车道时，汽车与目标车道之间的横摆角，第二航向角为汽车保持在目标车道时的航向角。
由于汽车偏离车道后，汽车的距离左右两侧车道线的距离、横摆角和航向角都会发生变化，因此，通过校正汽车的距离左右两侧车道线的距离、横摆角和航向角能够将汽车保持在目标车道内，因此，汽车能够根据虚拟环境模型确定第一距离、第二距离、第一横摆角和第一航向角，并将第一距离、第二距离、第一横摆角和第一航向角作为车道保持算法模型的输入，来使车道保持算法模型进行校正，得到第三距离、第四距离、第二航向角和第二横摆角。
需要说明的是，该车道保持算法模型运行在汽车的ADAS控制器上。
作为一种示例，汽车根据环境信息和行驶信息构建虚拟环境模型的操作至少包括如下操作：根据环境信息对目标车道进行模拟，得到单车道模型；根据行驶信息，在单车道模型的基础上建立动态车道坐标系，得到虚拟环境模型，该动态车道标系的原点位于单车道模型的中间线上，该动态车道坐标系的横轴垂直于汽车当前所经过路边的切线且穿过汽车的质心，动态车道坐标系的纵轴与汽车当前所经过路边的切线平行。
需要说明的是，该动态车道坐标系随汽车的运动而沿着车道中间线的函数曲线移动且随车道线方向的改变而相应转动。
还需要说明的是，由于动态车道坐标系是随动坐标系，该动态车道坐标系对于直线道路和弯曲道路(指路边曲线(车道中间线)是光滑曲线，不包含折线尖角情况)是通用的。
比如，汽车能够根据环境信息和行驶信息构建如图4所示的虚拟环境模型，该虚拟环境模型中包括单车道模型，该单车道模型能够为实际环境中的任意车道。在图4中，D1是车辆质心到左侧车道线的距离，D2是车辆质心到右侧车道线的距离，α是横摆角，β是航向角，N点表示汽车的质心。
步骤304：汽车按照车道保持参数控制汽车保持在目标车道内进行行驶。
作为一种示例，按照车道保持参数控制汽车保持在目标车道内进行行驶的操作至少包括：根据第三距离和第四距离，确定方向盘转角；按照方向盘转角控制汽车进行转向；当检测到汽车转向后的航向角与第二航向角相同，且横摆角与该第二横摆角相同时，控制汽车的方向盘回正，以控制汽车在目标车道内行驶。
由于控制汽车方向的是汽车的方向盘，而三距离、第四距离，第二航向角和第二横摆角为汽车保持在目标车道内时的参数，因此，汽车能够根据第三距离和第四距离，确定方向盘转角，并在汽车按照方向盘转角转动方向盘时，监测汽车的横摆角和航向角；在汽车的横摆角与第二横摆角相同，且航向角与第二航向角相同时，说明汽车已保持在目标车道内，如果此时继续转动方向盘，那么汽车将会再一次偏离目标车道，因此，需要控制汽车方向盘回正。
作为一种示例，汽车通过第三距离和该第四距离，通过下述第一公式确定方向盘转角。
Sw＝C(α-|D1-D2|/2(D1+D2)) (1)
需要说明的是，在上述第一公式(1)中，Sw为方向盘转角，C为一个系数，α的取值范围为[-π，π]，D1为第三距离，D2为第四距离。
在一些实施例中，在汽车按照方向盘转角控制汽车的方向盘转动时，通过提示信息提示驾驶员汽车正在进行车道保持。
在本申请实施例中，汽车能够在行驶过程中，获取环境信息和行驶信息，且由于通过环境信息、行驶信息和车道保持算法模型，就能够确定车道保持参数，从而保证了在任何环境下均能够控制汽车进行车道保持，提高了环境适应性和鲁棒性。又由于能够控制汽车在目标车道内行驶，降低了因偏离车道而导致发生交通事故的可能性，从而提高了驾驶安全性。再者，由于车道保持算法模型具有自主学习能力，能够适应不同环境下的汽车控制需求，且云设备能够可以通过所有汽车的环境信息和行驶信息对车道保持算法模型进行更新，无需额外通过实验汽车获取数据，降低了开发成本。
图5是本申请实施例提供的一种车道保持的控制装置的结构示意图，该车道保持的控制装置可以由软件、硬件或者两者的结合实现。该车道保持的控制装置可以包括：获取模块501、确定模块502和控制模块503。
获取模块501，用于在汽车行驶过程中，当检测到所述汽车偏离目标车道时，获取当前所处环境的环境信息和所述汽车的行驶信息；
确定模块502，用于根据所述环境信息、所述行驶信息和车道保持算法模型，确定所述汽车当前所处环境的车道保持参数；
控制模块503，用于按照所述车道保持参数控制所述汽车保持在所述目标车道内进行行驶。
在一些实施例中，参见图6，所述确定模块502包括：
构建子模块5021，用于根据所述环境信息和所述行驶信息构建虚拟环境模型；
第一确定子模块5022，用于根据所述虚拟环境模型，确定第一距离、第二距离、第一横摆角和第一航向角，所述第一距离为所述汽车偏离所述目标车道后，所述汽车的质心距离所述目标车道左侧车道线的距离、所述第二距离为所述汽车偏离所述目标车道后，所述汽车的质心距离所述目标车道右侧车道线的距离、所述第一横摆角为所述汽车偏离所述目标车道后，所述汽车与所述目标车道之间的横摆角，所述第一航向角为所述汽车偏离所述目标车道后的航向角；
输入子模块5023，用于将所述第一距离、所述第二距离、所述第一横摆角和所述第一航向角作为输入参数输入至所述车道保持算法模型中；
输出子模块5024，用于通过所述车道保持算法模型输出第三距离、第四距离、第二航向角和第二横摆角，所述第三距离为所述汽车保持在所述目标车道时，所述汽车的质心距离所述目标车道左侧车道线的距离、所述第四距离为所述汽车保持在所述目标车道时，所述汽车的质心距离所述目标车道右侧车道线的距离、所述第二横摆角为所述汽车保持在所述目标车道时，所述汽车与所述目标车道之间的横摆角，所述第二航向角为所述汽车保持在所述目标车道时的航向角。
在一些实施例中，所述构建子模块5021用于：
根据所述环境信息对所述目标车道进行模拟，得到单车道模型；
根据所述行驶信息，在所述单车道模型的基础上建立动态车道坐标系，得到所述虚拟环境模型，所述动态车道标系的原点位于所述单车道模型的中间线上，所述动态车道坐标系的横轴垂直于所述汽车当前所经过路边的切线且穿过所述汽车的质心，所述动态车道坐标系的纵轴与所述汽车当前所经过路边的切线平行。
在一些实施例中，所述车道保持参数包括第三距离、第四距离，第二航向角和第二横摆角；
参见图7，所述控制模块503包括：
第二确定子模块5031，用于根据所述第三距离和所述第四距离，确定方向盘转角；
第一控制子模块5032，用于按照所述方向盘转角控制所述汽车进行转向；
第二控制子模块5033，用于当检测到所述汽车转向后的航向角与所述第二航向角相同，且横摆角与所述第二横摆角相同时，控制所述汽车的方向盘回正，以控制所述汽车在所述目标车道内行驶。
在一些实施例中，参见图8，所述装置还包括：
发送模块504，用于将所述环境信息和所述行驶信息发送至云设备，所述云设备用于根据所述环境信息和所述行驶信息对所述车道保持算法模型进行更新，并将更新后的车道保持算法模型发送至处于控制中的所有汽车；
更新模块505，用于当接收到所述云设备发送的更新后的车道保持算法模型时，更新所述车道保持算法模型。
在本申请实施例中，汽车能够在行驶过程中，获取环境信息和行驶信息，且由于通过环境信息、行驶信息和车道保持算法模型，就能够确定车道保持参数，从而保证了在任何环境下均能够控制汽车进行车道保持，提高了环境适应性和鲁棒性。又由于能够控制汽车在目标车道内行驶，降低了因偏离车道而导致发生交通事故的可能性，从而提高了驾驶安全性。再者，由于车道保持算法模型具有自主学习能力，能够适应不同环境下的汽车控制需求，且云设备能够可以通过所有汽车的环境信息和行驶信息对车道保持算法模型进行更新，无需额外通过实验汽车获取数据，降低了开发成本。
需要说明的是：上述实施例提供的车道保持的控制装置在控制车道保持时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的车道保持的控制装置与车道保持的控制方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
图9示出了本申请一个示例性实施例提供的汽车900的结构框图。通常，汽车900包括有：处理器901和存储器902。
处理器901可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器901可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器901也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器901可以集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器901还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器902可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器902还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器902中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器901所执行以实现本申请中方法实施例提供的车道保持的控制方法。
在一些实施例中，汽车900还可选包括有：外围设备接口903和至少一个外围设备。处理器901、存储器902和外围设备接口903之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与外围设备接口903相连。具体地，外围设备包括：射频电路904、显示屏905、摄像头组件906、音频电路907、定位组件908和电源909中的至少一种。
外围设备接口903可被用于将I/O(Input/Output，输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器901和存储器902。在一些实施例中，处理器901、存储器902和外围设备接口903被集成在同一芯片或电路板上；在一些其他实施例中，处理器901、存储器902和外围设备接口903中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现，本实施例对此不加以限定。
射频电路904用于接收和发射RF(Radio Frequency，射频)信号，也称电磁信号。射频电路904通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信。射频电路904将电信号转换为电磁信号进行发送，或者，将接收到的电磁信号转换为电信号。可选地，射频电路904包括：天线系统、RF收发器、一个或多个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等等。射频电路904可以通过至少一种无线通信协议来与其它终端进行通信。该无线通信协议包括但不限于：城域网、各代移动通信网络(2G、3G、4G及5G)、无线局域网和/或WiFi(Wireless Fidelity，无线保真)网络。在一些实施例中，射频电路904还可以包括NFC(Near Field Communication，近距离无线通信)有关的电路，本申请对此不加以限定。
显示屏905用于显示UI(User Interface，用户界面)。该UI可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。当显示屏905是触摸显示屏时，显示屏905还具有采集在显示屏905的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器901进行处理。此时，显示屏905还可以用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘，也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中，显示屏905可以为一个，设置汽车900的前面板；在另一些实施例中，显示屏905可以为至少两个，分别设置在汽车900的不同表面或呈折叠设计；在另一些实施例中，显示屏905可以是柔性显示屏，设置在汽车900的弯曲表面上或折叠面上。甚至，显示屏905还可以设置成非矩形的不规则图形，也即异形屏。显示屏905可以采用LCD(LiquidCrystal Display，液晶显示屏)、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)等材质制备。
摄像头组件906用于采集图像或视频。可选地，摄像头组件906包括前置摄像头和后置摄像头。通常，前置摄像头设置在终端的前面板，后置摄像头设置在终端的背面。在一些实施例中，后置摄像头为至少两个，分别为主摄像头、景深摄像头、广角摄像头、长焦摄像头中的任意一种，以实现主摄像头和景深摄像头融合实现背景虚化功能、主摄像头和广角摄像头融合实现全景拍摄以及VR(Virtual Reality，虚拟现实)拍摄功能或者其它融合拍摄功能。在一些实施例中，摄像头组件906还可以包括闪光灯。闪光灯可以是单色温闪光灯，也可以是双色温闪光灯。双色温闪光灯是指暖光闪光灯和冷光闪光灯的组合，可以用于不同色温下的光线补偿。
音频电路907可以包括麦克风和扬声器。麦克风用于采集用户及环境的声波，并将声波转换为电信号输入至处理器901进行处理，或者输入至射频电路904以实现语音通信。出于立体声采集或降噪的目的，麦克风可以为多个，分别设置在汽车900的不同部位。麦克风还可以是阵列麦克风或全向采集型麦克风。扬声器则用于将来自处理器901或射频电路904的电信号转换为声波。扬声器可以是传统的薄膜扬声器，也可以是压电陶瓷扬声器。当扬声器是压电陶瓷扬声器时，不仅可以将电信号转换为人类可听见的声波，也可以将电信号转换为人类听不见的声波以进行测距等用途。在一些实施例中，音频电路907还可以包括耳机插孔。
定位组件908用于定位汽车900的当前地理位置，以实现导航或LBS(LocationBased Service，基于位置的服务)。定位组件908可以是基于美国的GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)、中国的北斗系统、俄罗斯的格雷纳斯系统或欧盟的伽利略系统的定位组件。
电源909用于为汽车900中的各个组件进行供电。电源909可以是交流电、直流电、一次性电池或可充电电池。当电源909包括可充电电池时，该可充电电池可以支持有线充电或无线充电。该可充电电池还可以用于支持快充技术。
在一些实施例中，汽车900还包括有一个或多个传感器910。
本领域技术人员可以理解，图9中示出的结构并不构成对汽车900的限定，可以包括比图示更多或更少的组件，或者组合某些组件，或者采用不同的组件布置。
本申请实施例还提供了一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由终端的处理器执行时，使得终端能够执行上实施例提供的车道保持的控制方法。
本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在终端上运行时，使得终端执行上述实施例提供的车道保持的控制方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本申请实施例的较佳实施例，并不用以限制本申请实施例，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车道保持的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
在汽车行驶过程中，当检测到所述汽车偏离目标车道时，获取当前所处环境的环境信息和所述汽车的行驶信息；
根据所述环境信息、所述行驶信息和车道保持算法模型，确定所述汽车当前所处环境的车道保持参数；
按照所述车道保持参数控制所述汽车保持在所述目标车道内进行行驶。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述环境信息、所述行驶信息和车道保持算法模型，确定所述汽车当前所处环境的车道保持参数，包括：
根据所述环境信息和所述行驶信息构建虚拟环境模型；
根据所述虚拟环境模型，确定第一距离、第二距离、第一横摆角和第一航向角，所述第一距离为所述汽车偏离所述目标车道后，所述汽车的质心距离所述目标车道左侧车道线的距离、所述第二距离为所述汽车偏离所述目标车道后，所述汽车的质心距离所述目标车道右侧车道线的距离、所述第一横摆角为所述汽车偏离所述目标车道后，所述汽车与所述目标车道之间的横摆角，所述第一航向角为所述汽车偏离所述目标车道后的航向角；
将所述第一距离、所述第二距离、所述第一横摆角和所述第一航向角作为输入参数输入至所述车道保持算法模型中；
通过所述车道保持算法模型输出第三距离、第四距离、第二航向角和第二横摆角，所述第三距离为所述汽车保持在所述目标车道时，所述汽车的质心距离所述目标车道左侧车道线的距离、所述第四距离为所述汽车保持在所述目标车道时，所述汽车的质心距离所述目标车道右侧车道线的距离、所述第二横摆角为所述汽车保持在所述目标车道时，所述汽车与所述目标车道之间的横摆角，所述第二航向角为所述汽车保持在所述目标车道时的航向角。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述环境信息和所述行驶信息构建虚拟环境模型，包括：
根据所述环境信息对所述目标车道进行模拟，得到单车道模型；
根据所述行驶信息，在所述单车道模型的基础上建立动态车道坐标系，得到所述虚拟环境模型，所述动态车道标系的原点位于所述单车道模型的中间线上，所述动态车道坐标系的横轴垂直于所述汽车当前所经过路边的切线且穿过所述汽车的质心，所述动态车道坐标系的纵轴与所述汽车当前所经过路边的切线平行。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车道保持参数包括第三距离、第四距离，第二航向角和第二横摆角；
所述按照所述车道保持参数控制所述汽车保持在所述目标车道内进行行驶，包括：
根据所述第三距离和所述第四距离，确定方向盘转角；
按照所述方向盘转角控制所述汽车进行转向；
当检测到所述汽车转向后的航向角与所述第二航向角相同，且横摆角与所述第二横摆角相同时，控制所述汽车的方向盘回正，以控制所述汽车在所述目标车道内行驶。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在汽车行驶过程中，当检测到所述汽车偏离目标车道时，获取当前所处环境的环境信息和所述汽车的行驶信息之后，还包括：
将所述环境信息和所述行驶信息发送至云设备，所述云设备用于根据所述环境信息和所述行驶信息对所述车道保持算法模型进行更新，并将更新后的车道保持算法模型发送至处于控制中的所有汽车；
当接收到所述云设备发送的更新后的车道保持算法模型时，更新所述车道保持算法模型。
6.一种车道保持的控制装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于在汽车行驶过程中，当检测到所述汽车偏离目标车道时，获取当前所处环境的环境信息和所述汽车的行驶信息；
确定模块，用于根据所述环境信息、所述行驶信息和车道保持算法模型，确定所述汽车当前所处环境的车道保持参数；
控制模块，用于按照所述车道保持参数控制所述汽车保持在所述目标车道内进行行驶。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定模块包括：
构建子模块，用于根据所述环境信息和所述行驶信息构建虚拟环境模型；
第一确定子模块，用于根据所述虚拟环境模型，确定第一距离、第二距离、第一横摆角和第一航向角，所述第一距离为所述汽车偏离所述目标车道后，所述汽车的质心距离所述目标车道左侧车道线的距离、所述第二距离为所述汽车偏离所述目标车道后，所述汽车的质心距离所述目标车道右侧车道线的距离、所述第一横摆角为所述汽车偏离所述目标车道后，所述汽车与所述目标车道之间的横摆角，所述第一航向角为所述汽车偏离所述目标车道后的航向角；
输入子模块，用于将所述第一距离、所述第二距离、所述第一横摆角和所述第一航向角作为输入参数输入至所述车道保持算法模型中；
输出子模块，用于通过所述车道保持算法模型输出第三距离、第四距离、第二航向角和第二横摆角，所述第三距离为所述汽车保持在所述目标车道时，所述汽车的质心距离所述目标车道左侧车道线的距离、所述第四距离为所述汽车保持在所述目标车道时，所述汽车的质心距离所述目标车道右侧车道线的距离、所述第二横摆角为所述汽车保持在所述目标车道时，所述汽车与所述目标车道之间的横摆角，所述第二航向角为所述汽车保持在所述目标车道时的航向角。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述构建子模块用于：
根据所述环境信息对所述目标车道进行模拟，得到单车道模型；
根据所述行驶信息，在所述单车道模型的基础上建立动态车道坐标系，得到所述虚拟环境模型，所述动态车道标系的原点位于所述单车道模型的中间线上，所述动态车道坐标系的横轴垂直于所述汽车当前所经过路边的切线且穿过所述汽车的质心，所述动态车道坐标系的纵轴与所述汽车当前所经过路边的切线平行。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述车道保持参数包括第三距离、第四距离，第二航向角和第二横摆角；
所述控制模块包括：
第二确定子模块，用于根据所述第三距离和所述第四距离，确定方向盘转角；
第一控制子模块，用于按照所述方向盘转角控制所述汽车进行转向；
第二控制子模块，用于当检测到所述汽车转向后的航向角与所述第二航向角相同，且横摆角与所述第二横摆角相同时，控制所述汽车的方向盘回正，以控制所述汽车在所述目标车道内行驶。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有指令，所述指令被处理器执行时实现上述权利要求1至权利要求5中的任一项权利要求所述的方法的步骤。
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