CN1577198A - 用于车辆的驾驶辅助装置及其方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于车辆的辅助装置及其方法，该装置及方法即使在车辆的初始状态为转向状态的情况下，也能够精确地将车辆引导到一个目标区域中。确定一个将偏转角θ改变为0的基本路径，并对其进行相似变换。在相似变换路径的基础上，一个把转向角从初始转向角开始的变化计算在内的路径得以设定。然后进行修正，使关于该路径的行驶距离－曲率图表上的面积等于关于基本路径上相应的面积，从而设定一个修正路径。对该修正路径进行相似变换，然后根据从初始转向角的变化对其进行重新修正。从而得到一个最终目标路径。

Description

用于车辆的驾驶辅助装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的驾驶辅助装置及其方法，用于将行驶轨迹确定到一个目标位置，并辅助车辆的驾驶，使车辆沿着该行驶轨迹行驶。

背景技术

一种通过使用自动操纵和操纵命令等方法来将车辆导向一个目标位置的相关技术，曾在日本专利申请5-297935种公开过。在该相关技术中，需要测量位置、方位角和曲率的误差；作为一种补偿误差的技术，一个预定的行驶轨迹(轨迹路线)——其中行驶距离与曲率相互关联——需服从相似变换，以确定出一个实际的控制轨迹。

该技术通过相似变换缩小了轨迹路线，从而使车辆在发生偏离轨迹的情况下能够迅速回正。作为该技术的一项应用，也可以通过相似变换来扩大该轨迹路线，从而可以设定一个导向路径，为操纵提供足够的裕度。

但是，在上述基于相似变换的技术中，若初始位置不是设定为中性位置，实际曲率与设定路径的曲率将不一致。这样，由于在初始阶段中所设定的导向路径的曲率与实际曲率有偏差，车辆行驶的目标方向将不能够把车辆引向目标位置。另外，即使转向轮处于中性位置上，曲率也可能有偏移。而且，若初始操纵状态被限制在中性位置上，该辅助装置的可操作性也将明显下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于车辆的驾驶辅助装置及其方法，该装置及其方法，即使车辆的初始状态为转向状态，也能够将车辆导向到一个目标区域。

为了达到上述的目的，本发明提供了一种用于车辆的驾驶辅助装置及其方法。该用于车辆的驾驶辅助装置设定一个目标路径，使车辆沿着该目标路径可以到达一个目标位置，并引导车辆沿该目标路径行驶，其特征在于，该装置包括：

设定装置，基于车辆在初始位置上的方向与目标位置上的方向之间的一个偏转角、以及初始实际转向角(车辆在初始位置上的实际转向角)，来设定一个基本路径，该基本路径改变在初始位置上的车辆的方向，以致与目标位置上的车辆的方向一致；

变换装置，用于计算一个路径，该路径通过在初始位置与目标位置之间的关系的基础上对基本路径进行相似变换而得到；以及

修正装置，基于初始实际转向角和发生在相似变换路径初始位置上的转向角之间的差，将相似变换路径修正为目标路径。

根据本发明的用于车辆的驾驶辅助方法是一种能设定一个目标路径、使车辆沿该目标路径可以到达一个目标位置，并引导该车辆沿该目标路径行驶的方法。该方法的特征在于，它包括以下步骤：基于车辆在初始位置上的方向与目标位置上的方向之间的一个偏转角、以及初始实际转向角(车辆在初始位置上的实际转向角)，来设定一个基本路径，该基本路径改变在初始位置上的车辆的方向，以致与目标位置上的车辆的方向一致；计算一个路径，该路径通过在初始位置与目标位置之间的关系的基础上对基本路径进行相似变换而得到；以及基于初始实际转向角和发生在相似变换路径初始位置上的转向角之间的差，将相似变换路径修正为目标路径。

根据上述的装置及其方法，在当前车辆位置上的车辆方向被改变，以致与目标位置上的车辆的方向一致。特别地，一个将偏转角改变为0的基本路径是通过相似变换而确定的，并服从于相似变换，从而确定一个相似变换路径。因此，该装置及其方法能够设定一个路径，针对车辆的转向曲率，该路径可以提供一个较好的裕度。若车辆的初始状态为转向状态，该相似变换本身可能会使车辆在该路径的终点位置上的方向和位置出现偏差。因此，这种偏差将基于相似变换路径的转向角与初始实际转向角之间的差异而得到修正。通过这种方式，在该路径终点位置上的位置与方向所出现的误差就可以从根本上被消除了，从而使车辆可以被精确地导向到在目标位置上或与目标位置相邻的区域中。

在上述的装置中，该设定装置可以基于车辆行驶距离与转向曲率之间的关系来设定一个基本路径。在上述的方法中，该基本路径可以是基于车辆行驶距离与转向曲率之间的关系而设定的。

此外，在上述的装置及其方法中，该基本路径可以包括车辆通过将转向角从初始实际转向角一直增大到一个预定转向角而行驶的第一路径，车辆保持该预定转向角而行驶的第二路径，以及车辆通过将转向角减小到0而行驶的第三路径。

在这种情况下，在上述的装置中，该修正装置可以通过改变车辆在第二路径上的行驶距离来将相似变换路径的终点位置上的车辆方向修正为目标位置上的车辆方向。在上述的方法中，相似变换路径的终点位置上的车辆方向可以通过改变车辆在第二路径上的行驶距离而被修正为目标位置上的车辆方向。

根据该结构，从车辆行驶距离与转向曲率之间的关系而被确定出的面积，即，转向曲率在行驶距离上的积分量，与偏转角的变化量一致。因此，若使关于该相似路径的积分量(即面积)与关于该基本路径的积分量相等，终点位置上的车辆的方向将与目标方向一致。在这种情况下，若通过改变车辆以一个固定转向角在其上行驶的路径的长度而进行相应的调整，就有可能在保持精度的情况下简化该面积的计算。

此外，在上述的装置中，该修正装置还可以进一步根据相似变换路径上初始位置和终点位置之间的一个预定坐标轴方向的距离、与初始位置和目标位置之间的预定坐标轴方向的距离两者之间的比率，将终点位置修正为目标位置。在上述的方法中，可以根据相似变换路径上初始位置和终点位置之间的一个预定坐标轴方向的距离、与初始位置和目标位置之间的预定坐标轴方向的距离两者之间的比率，而将终点位置修正为目标位置。

根据该结构，若进行了上述对车辆方向的修正之后，目标位置与终点位置之间仍然出现偏差，则可进一步对行驶距离进行修正，从而在保持车辆方向的情况下使车辆到达的位置得到调整。

此外，在上述的装置中，若初始实际转向角至多为通过对发生在基本路径上的一个预定转向角进行相似变换而得到的转向角，则该修正装置将用车辆保持初始实际转向角而行驶的路径来替换对基本路径的第一路径进行相似变换而得到的一部分路径。相反，若初始实际转向角大于通过对发生在基本路径上的一个预定转向角进行相似变换而得到的转向角，则该修正装置将用车辆从初始实际转向角减小到变换后的转向角而行驶的路径来替换对基本路径的第一路径进行相似变换而得到的一部分路径。

在上述的方法中，若初始实际转向角至多为通过对发生在基本路径上的一个预定转向角进行相似变换而得到的转向角，则对基本路径的第一路径进行相似变换而得到的一部分路径将被车辆保持初始实际转向角而行驶的路径所替代。相反，若初始实际转向角大于通过对发生在基本路径上的一个预定转向角进行相似变换而得到的转向角，则对基本路径的第一路径进行相似变换而得到的一部分路径将被车辆从初始实际转向角减小到变换后的转向角而行驶的路径所替代。

附图说明

通过阅读下面结合附图的本发明的典型实施例的详细说明，将能够更好地明白本发明的上述实施例和其他的实施例、目的、特点、优势、技术和工业意义，附图中：

图1是根据本发明一个实施例的停车辅助装置的结构框图；

图2是如图1所示的装置所执行的在车库停车辅助操作过程中车辆的位置关系框图；

图3是如图2所示的辅助操作流程图；

图4A至4E是根据如图3所示的控制流程而设定的行驶轨迹图；

图5A至5B是将转向角从初始转向角开始变化的过程计算在内的设定行驶轨迹图；

图6描述了在一个相似变换路径上离目标位置的偏差；

图7描述了在偏转角经过修正之后发生的状态；

图8描述了在对位置进行修正之后发生的状态；以及

图9描述了根据如图3所示的控制流程而进行行驶轨迹设定的另一种方法。

具体实施方式

在下面的说明中，本发明将通过典型实施例进行更详细的描述。

根据本发明的一种驾驶辅助装置将通过引用一种停车辅助装置作为例子而进行说明。图1是根据本发明一个实施例的停车辅助装置100的结构框图。该停车辅助装置100具有一个自动转向装置20，受控制装置停车辅助ECU1的控制。该停车辅助ECU1由一个CPU、一个ROM、一个RAM、一个输入信号电路、一个输出信号电路和一个电源供给电路等组成。另外，该停车辅助ECU1具有一个图像处理部分10，可以对一个后摄像机32所获得的图象进行处理，还具有一个转向控制部分11，对自动转向装置进行控制。该图像处理部分10和转向控制部分11可以是在ECU1内部各自分离的两部分硬件，也可以是共享ECU1内同一个CPU、ROM和RAM等资源的在软件上各自分离的两部分。

一个转向角传感器23和一个转向执行器24与转向轴21相连，该转向角传感器用于检测将转向盘22的运动传递到转向车轮25的转向轴21的转动量，而转向执行器24则提供转向力。该转向执行器24除了在自动转向模式下提供转向力之外，还可以在驾驶员实施转向的时候充当一个动力转向装置，提供辅助转向力。转向控制部分11控制转向执行器24的动作。

转向控制部分11接受一个来自转向角传感器23的输出信号，一个车轮转速传感器41的输出信号，该车轮转速传感器安装在每个单独的车轮上用于检测车轮的旋转速度，还接受一个来自加速度传感器42的输出信号，该加速度传感器用于检测车辆的加速度。

上述的图像处理部分10接受一个图像信号，即，一个来自后摄像机32的输出信号，该摄像机安装在车辆的后方，用于获得后视方向的图像。该图像处理部分10与一个输入装置31、一个监视器34和一个扬声器33相连，该输入装置用于接受驾驶员与停车辅助有关的输入操作，监视器用于以图像的形式将信息提供给驾驶员，扬声器用于以声音的形式提供信息。

下面将专门介绍停车辅助装置的辅助操作。下面的说明将是如图2所示车辆200面对路面210而后退进入到一个车库220的“车库停车”情况下的辅助操作。图3是该辅助操作的控制流程。图4A至4E，以及图5A至5B是在该控制流程下设定行驶轨迹的框图。图6至8时车辆200在设定的不同行驶轨迹中的运动框图。

图3所示的控制从输入装置31的驾驶员操作向停车辅助ECU1输出一个开始停车辅助的命令开始，然后停车辅助ECU1一直执行下去，直到：i)车辆到达特定目标停车位置的附近，或者ii)确定出车辆在单次到车的情况下不能到达目标停车位置。该控制将一直持续，除非该辅助操作被驾驶员通过使用输入装置31取消。

特别地，在使车辆200在其参考点与如图2所示的A点一致的情况下运动之后，驾驶员通过输入装置31来下达开始停车辅助操作的命令。在下面的说明中，参考点被假设为车辆后轮轴的中心点。该参考点可以是其它位置，例如，车辆后端的中心、重心、侧面前端、侧面后端等。在开始停车辅助操作点上的车辆用200a表示。

驾驶员在观察由后摄像机32拍摄的并显示在监视器34上的图像的同时对输入装置31进行操作。此时，驾驶员将显示在屏幕上的一个停车画面移动到目标停车位置上，从而设定一个目标停车位置(步骤S2)。

停车辅助ECU1确定出假设车辆已经到达目标停车位置上的车辆位置200g，即，参考点G的位置和车辆在该位置上的方向(步骤S4)。

G点位置也可以确定为关于在当前车辆位置上的车辆的参考点A的相对坐标。下面的说明将参考如图2所示的坐标系统，在该坐标系统中，目标位置G被定义为原点，目标位置上的车辆的方向被定义为Z轴，与Z轴垂直的方向被定义为X轴。在下文中，车辆的当前方向相对Z轴的角度被称为偏转角θ。

下面，为将偏转角θ减小到0所需的最短的路径(下文中将称为“基本路径”)在当前位置(初始位置点A)、当前偏转角θ₀和当前转向角δ₀的基础上计算得出(步骤S6)。

行驶轨迹P₀被设定为转向曲率(转向半径的倒数)随行驶距离的变化。图4A显示了最短路径P₀的一张行驶距离-转向曲率图表。车辆在该最短路径P₀的基础上所行驶的轨迹如图6的实线所示。

最短路径P₀包括一个转向角增大的路径(第一路径)、一个转向角增大后保持的路径(第二路径)，和一个转向角恢复到中性的路径(第三路径)。在第一路径和第三路径中，转向曲率随行驶距离的变化量(转向曲率的变化率)被设定为一个常数。转向曲率的变化率如此设定，以致当车速等于驾驶辅助的上限值时，转向曲率的变化量也比通过转向执行器24最大转向率而获得的曲率变化量小。因此，可以计算出一个容许无误转向操作的路径。

这种情况的轨迹设定，代表性的例子如下所述。首先，从A点到B点转向角随行驶距离的变化率为一固定值时，转向角逐渐增大。在这种情况下，当到达B点之后，转向角和转向曲率与它们各自所设定的最大值相等，转向半径则等于所设定的最小转向半径(Rmin)(曲率γmax＝1/Rmin)(第一路径)。从B点到C点，转向角(转向曲率，转向半径)保持不变(第二路径)。从C点开始，转向角随行驶距离的变化率保持不变，而转向角逐渐减小。在这种情况下，当到达D点后，转向角变为中性状态，即，转向角为0(第三路径)。行驶轨迹P形成了一条回旋曲线，其中区域BC是半径为Rmin的弧线，区域AB是一端曲率为γ₀、另一端曲率为1/Rmin的曲线，区域CD是一端曲率为1/Rimn、另一端曲率为0的曲线。

在偏转角θ较小的情况下，行驶轨迹具有三个路径中的一个或两个。偏转角θ的变化量Δθ表达为Δθ＝∫δdp。即，偏转角θ的变化量Δθ是如图4A所示的面积S₀。

下面，通过对基本路径进行相似变换而得到的一个相似变换路径P₁将被确定(步骤S8)。

结合图4A至4E以及图6说明确定相似变换路径P₁的方法。如图6所示基本路径P₀在X方向上的宽度Xf表示为Xf＝∫sinθdp。在这，X轴方向上从初始点A到目标位置G的距离被定义为sXf，并规定了ε＝sXf/Xf。此外，基本路径P₀上距离A点p的位置上的转向角δ被定义为δ＝f(p)。因此，相似变换路径P₁上距离A点p的位置上的转向角δ’被定义为δ’＝1/ε×f(p/ε)。如图4B所示，相似变换路径P₁是通过将基本路径P₀的距离增大ε倍、曲率缩小1/ε而得到的。因此，关于相似变换路径P₁的面积S₁和关于基本路径P₀的面积S₀相等。

相似变换将最大曲率从基本路径的γmax减小为γmax的1/ε，即，γmax/ε。因此，转向速率变小，转向控制的可控性得到改善。此外，通过相似变换，车辆的初始曲率从原来的γ₀(对应转向角δ₀)减小到γ₀/ε。但是，对应上述曲率γ₀/ε的初始转向角为δ₀而不是δ₁。因此，转向角需要改为在相似变换之前出现的δ₀(初始曲率需要改为γ₀)。如果不进行这样的改变，终点位置上的车辆方向和目标位置上的车辆方向之间将出现偏差。即，在终点位置上出现一个偏转角。

因此，偏转角随后得到修正。首先，对相应于初始转向角δ₀的曲率γ₀和设定相似变换后的最大曲率γmax1(γmax/ε)两者进行比较(步骤S10)。

若γmax1大于或等于γ₀，在相似变换路径P₁的第一路径中，曲率小于或等于γ₀的初始区域被转向角保持不变而曲率为γ₀的区域所替换(步骤S12)。特别地，如图4C所示，第一路径的开始部分(若γmax1等于γ₀，则第一路径的全部)用转向角保持为初始转向角的部分所替换。

若γmax1小于γ₀(见图5A)，相似变换路径P₁的第一路径用曲率以等于第三路径的曲率变化率从γ₀减小到γmax1的路径(路径1a)、以及曲率保持为γmax1的路径(路径1b)所替换(步骤S14，见图5B)。

归功于步骤S12或S14，曲率从初始曲率γ₀平缓地变化到相似变换路径P₁的曲率，因而设定了沿相似变换路径P₁的一个路径P₂。从初始曲率γ₀开始对相似变换路径P₁的曲率进行改变路径设定的并不限于上述的例子。例如，曲率可以以恒定速率减小，以快速变化到相似变换路径P₁的曲率。

在设定的路径P₂上，初始转向角与该设定的路径之间的不一致得到了解决。但是，在这种情况下，又会出现下述的问题。关于设定的路径P₂的行驶距离-转向曲率图表的面积变得比关于相似变换路径P₁的行驶距离-转向曲率图表的面积大Sa，如图4C和5B中的阴影部分所示。因此，在整个路径上偏转角的变化量要比基本路径上偏转角的变化量大。这种偏差的结果如图6所示。即，实际到达目标地点的车辆200b的方向偏离于车辆200g的目标方向，即Z轴方向，并朝向与车辆200a的初始方向相反的方向(即，出现了一个偏转角θ₁)。简而言之，结果是发生了车辆的过度转向。

因此，在步骤S16中，计算多出的面积Sa，并将第二路径的行驶距离减小Sa/γmax1，从而确定出一个修正的路径P₃(见图4D)。即，对关于路径P₂的第二路径行驶距离-转向曲率图表所限定的面积中多出的Sa部分执行去掉的处理。关于修正路径P₃的面积S3与关于基本路径P₀的面积S₀相等。结果，终点位置上的偏转角为0，即，等于到达目标位置所需的偏转角。因此，当第二路径的行驶距离发生变化时，就无需改变转向控制的内容，而对比于从第一路径或第三路径去除一个面积的情况，所需的计算也相对简单。此外，可控性也变得更加良好，也能维持高的控制精度。

对于修正路径P₃，终点位置上的偏转角与目标位置上的偏转角相等，但终点位置在X轴方向上偏离与目标位置(见图7)。不同于跟随路径P₂的车辆200b，跟随修正路径P₃车辆200c与位于目标位置上的车辆200g平行。但是，车辆200c的位置从目标位置偏移到初始位置200a的一侧。随着A点到G点的距离增大，该偏移量也增大。因此，对通过修正偏转角而得到的路径P₃进行类似步骤S8到S14的相似变换处理和初始转向角变化处理，从而确定出路径P₄(步骤S18)。

特别地，将执行下述的处理。X方向上路径P₃初始点A到终点位置的距离表示为Sub_Xf，并假设ε₁＝sXf/Sub_Xf。路径P₃上离A点距离为p的位置上的转向角δ表示为δ＝g(p)。此时，除了在初始阶段之外，相似路径P₄上离A点距离为p的位置上的转向角δ’表示为δ’＝1/ε₁×εg(p/₁)。

如图4E所示，相似变换路径P₄是通过对路径P₃增大ε₁倍并在曲率方向上对路径P₃的曲率缩小1/ε₁而得到的。然后，如图4C所示的情况，初始曲率被改变为关于路径P₄的一个曲率，从而使面积比关于路径P₃或基本路径P₀的面积大Sb。与ε相比，由于ε₁接近为1，因此面积Sb比整个面积S₀或上述面积Sa小。因此，由于上述位置修正而导致的偏转角偏差落到了一个可容许的范围内(见图8)。

也就是说，跟随路径P₄的车辆200d与位于目标位置上的车辆200g基本相合。结果，即使初始转向角不为0，即在车辆已经转向的状态下，也能够精确地进行路径的设定。与停车辅助联合，经常是在到达初始位置点A时车辆已经发生转向。在进行停车辅助之前要无误地将转向恢复到中性状态并不容易。若将恢复到中性位置来作为开始停车辅助的一个要求，该辅助装置的可操作性将降低。在该实施例中，即使在车辆已经发生转向的情况下也能完成路径的设定。因此，在开始辅助之前并不需要将转向恢复到中性状态，从而也改善了辅助装置的操作性。

路径P₄是在行驶距离-曲率的关系的基础上而设定的一个目标行驶轨迹，它与车辆的速度和加速度无关。因而简化了驾驶辅助控制。

在步骤S20，要确定目标路径是否已经设定。若确定出车辆即使保持最大转向曲率也不能够从当前点A到达目标位置G、从而不能对路径进行设定，程序将跳入步骤S50进行处理。在步骤S50，将通过监视器34和扬声器33告知驾驶员，车辆不能从当前位置A到达目标位置G。之后，程序结束。在程序跳到步骤S50进行处理的情况下，如有需要，驾驶员可在移动车辆200之后重新初始化停车辅助操作。

若目标路径已被设定，程序将执行步骤S22，在该步骤中将执行实际的辅助控制。此时，优选为在换档杆置于倒档位置上之后，停车辅助ECU1指示驱动力系统(图中没有显示)执行发动机转矩增大的控制。转矩增大控制是转变为高驱动力状态(转矩增大状态)的控制，是通过将发动机转速提高到高于正常怠速而实现的。这种控制增大了车速的范围，使驾驶员可以仅通过制动踏板而无需操作加速踏板来调整车速，因而改善了车辆的操作性。若驾驶员对制动踏板进行操作，作用在每个车轮上的制动力将根据踏板被踩下的程度而得到调整，因而车速也相应地得到调整。此时，优选地通过控制作用在每个车轮上的制动力来实现对车速上限的监控，使得由车轮转速传感器41检测到的车速不超过车速的上限。

在引导车辆到达目标位置的控制中，首先是确定出车辆的当前位置(步骤S22)。

当前位置的确定可以在后摄像机32所获得图像上的特性点运动的基础上完成。也可以基于行驶距离和转向角的变化来确定当前位置，其中行驶距离的变化是在车轮转速传感器41和加速度传感器42的输出信号的基础上获得，转向角的变化是在转向角传感器23的输出信号的基础上获得。

然后，在行驶距离-曲率(转向角)的设定轨迹的基础上进行实际转向角控制，该行驶距离-曲率(转向角)的设定轨迹预先在当前位置(行驶距离)的基础上设定(步骤S24)。特别地，转向控制部分11，在监控转向角传感器23的输出信号的同时，控制转向执行器24驱动转向轴21，使得转向轮25的转向角与转向角的设定位移一致。

由于车辆沿着上述设定的目标路径行驶，驾驶员便可以集中精神察看周围路面的安全因素以及调整车速。此外，由于每个车轮受到的制动力与驾驶员踩下制动踏板的下压量有关，因此即使路面有障碍或行人，驾驶员也可以安全地减速或停车。

在转向角控制之后，程序要确定当前位置是否与目标路径有偏差。若有较大的偏差，程序便确定出该路径需要修正(步骤S26)。

与目标路径之间的偏移量可以通过累计当前位置与目标位置之间的偏移量或实际转向量与关于行驶距离的目标转向量之间的偏差来确定。若需要进行路径修正，程序便转入执行步骤S6，在此重新设定一个路径。

在重新设定路径中，车辆已经发生转向，转向角δ常常不为0。根据本发明，即使在转向的过程中也能够精确地进行路径的设定。因此，路径的重新设定可以容易地通过如上述步骤所述的逻辑精确完成。

相反，若与目标路径只有很小的偏差，程序便转入执行步骤S28，确定车辆是否已经到达目标停车位置G的附近。若还没有达到目标停车位置，程序便返回到步骤S22，继续辅助控制。相反，若确定出已经到达目标停车位置，程序便转入执行步骤S30。在步骤S30，通过监视器34和扬声器33来指示驾驶员，目标停车位置已经到达。之后，程序结束。

这样，由于目标路径是通过对基本路径进行相似变换而设定的，因此所设定的目标路径在转向特性上具有较好的裕度。此外，由于该路径是根据相似变换后的转向角与初始转向角之间的偏差来修正的，因而即使初始转向角不为0，也可以避免出现偏移目标值的车辆偏转角。而且，在修正偏转角之后，还进行利用相似变换的位置修正，使得车辆能够可靠地被引导到接近目标位置的区域，偏转角的偏移量也被限制在一个容许的范围内。

上述的是转向角保持为初始曲率γ₀的结构。但是，该结构并不受此限制。例如，可以将相对距离的曲率变化率保持恒定(例如，在图4B中初始区域内相对距离的曲率变化率)，将车辆从初始曲率γ₀转向到曲率为γmax。与图4C的方法比较，这种方法的特点是转向角的变化少，因此使控制更加简单，也可以更精确地设定路径。

在使用这种方法的情况下，曲率到达γmax时的距离点变得比如图4C的情况曲率到达γmax时的距离点εB更短。结果，在该路径上行驶距离-转向曲率图表中的面积增加量Sa要大于图4C所示的情况。这样，在步骤S16中，确定出增加的面积Sa，然后再确定出修正后的路径P₃，在该路径P₃中，第二路径的行驶距离减小Sa/γmax1。在这种情况下执行如下处理，将路径P₂的第二路径上的面积减去从初始曲率γ₀变化到γmax而增加的面积Sa。因此，修正路径P₃的整个面积与基本路径P₀的整个面积相等。结果，终点位置的偏转角为0，从而与目标位置的偏转角一致。

上述的说明结合了这样的一个例子，其中车辆位置修正是在偏转角修正后进行的。但是，对比路径的整个长度，偏转角修正后所发生的位置偏移很小。特别地，若初始转向角接近于中性，位置偏移就会小到在一个可容许的范围内，从而不需要进行位置修正。因此，有可能只对偏转角进行修正而不对位置进行修正。

此外，车辆的位置误差和方向误差都能够通过重复修正偏转角和修正位置而得到减小。但是，这种减小误差的处理将增大计算量，因此这种处理进行一次便足够了。

上述的是具有自动转向功能的一种停车辅助装置的实施例。但是，本发明也可以应用在另外一种停车辅助装置中，该停车辅助装置除了能够进行自动转向之外，还可以进行转向引导，指示驾驶员一个合适的转向量。本发明不仅可以应用在倒车的停车辅助中，还可以应用在前进的停车辅助中。此外，本发明不仅可以应用在停车辅助装置中，还可以应用在驾驶辅助装置中，根据路径和车道保持系统等，来进行运动。

虽然本发明结合了典型实施例进行说明，但应当明白本发明并不仅限于这些典型实施例或结构。相反，本发明旨在包括各种变化以及相当的方案。另外，虽然典型实施例的各种典型部件都以多种组合和结构的方式进行描述，但其他的组合和结构，包括更多的、更少的或甚至只有一个的部件，也涵盖在本发明的精神和范围之内。

Claims (14)

1.一种用于车辆的驾驶辅助装置，该装置设定一个目标路径，使车辆沿着该目标路径可到达一个目标位置，并沿着该目标路径引导车辆，其特征在于包括：

设定装置，基于车辆在初始位置上的方向与目标位置上的方向之间形成的一个偏转角、以及一个初始实际转向角，设定一个基本路径，其中该初始实际转向角为车辆在初始位置上的实际转向角，该基本路径改变车辆在初始位置上的方向以致与车辆在目标位置上的方向一致；

变换装置，用于计算一个路径，该路径通过根据初始位置与目标位置之间的关系对基本路径进行相似变换而得到；以及

修正装置，基于初始实际转向角和发生在相似变换路径的初始位置上的转向角之间的差，将相似变换路径修正为目标路径。

2.根据权利要求1的驾驶辅助装置，其中该设定装置基于车辆的行驶距离和转向曲率的关系来设定该基本路径。

3.根据权利要求1的驾驶辅助装置，其中该基本路径包括通过将转向角从初始实际转向角增大到预定转向角来驾驶车辆的第一路径，通过保持该预定转向角来驾驶车辆的第二路径，以及通过将转向角减小到0来驾驶车辆的第三路径。

4.根据权利要求3的驾驶辅助装置，其中该修正装置通过改变第二路径上的车辆的行驶距离，将相似路径终点位置上的车辆的方向修正为目标位置上的车辆的方向。

5.根据权利要求4的驾驶辅助装置，其中该修正装置还根据相似变换路径上初始位置和终点位置之间的一个预定坐标轴方向的距离与初始位置和目标位置之间的预定坐标轴方向的距离两者之间的比率，来进一步将终点位置修正为目标位置。

6.根据权利要求3至5任何一个的驾驶辅助装置，其中若初始实际转向角至多为通过对发生在基本路径上的一个预定转向角进行相似变换而得到的转向角，则修正装置将对基本路径的第一路径进行相似变换而得到的一部分路径替换为车辆保持初始实际转向角而行驶的路径。

7.根据权利要求3至5任何一个的驾驶辅助装置，其中若初始实际转向角大于通过对发生在基本路径上的一个预定转向角进行相似变换而得到的转向角，则修正装置将对基本路径的第一路径进行相似变换而得到的一部分路径替换为车辆通过从初始实际转向角减小到变换后的转向角而行驶的路径。

8.一种用于车辆的驾驶辅助方法，该方法设定一个目标路径，使车辆沿着该目标路径可到达一个目标位置，并沿着该目标路径引导车辆，其特征在于，该方法包括以下步骤：

基于车辆在初始位置上的方向与目标位置上的方向之间形成的一个偏转角、以及一个初始实际转向角，设定一个基本路径，其中该初始实际转向角为车辆在初始位置上的实际转向角，该基本路径改变车辆在初始位置上的方向以致与车辆在目标位置上的方向一致；

计算一个路径，该路径通过根据初始位置与目标位置之间的关系对基本路径进行相似变换而得到；并且

基于初始实际转向角和发生在相似变换路径的初始位置上的转向角之间的差，将相似变换路径修正为目标路径。

9.根据权利要求8的驾驶辅助方法，其中该基本路径是基于车辆的行驶距离和转向曲率的关系而设定的。

10.根据权利要求8的驾驶辅助方法，其中该基本路径包括通过将转向角从初始实际转向角增大到预定转向角来驾驶车辆的第一路径，保持该预定转向角来驾驶车辆的第二路径，以及通过将转向角减小到0来驾驶车辆的第三路径。

11.根据权利要求10的驾驶辅助方法，进一步包括以下步骤：通过改变第二路径上的车辆的行驶距离，将相似路径终点位置上的车辆的方向修正为目标位置上的车辆的方向。

12.根据权利要求11的驾驶辅助方法，进一步包括以下步骤：根据相似变换路径上初始位置和终点位置之间的一个预定坐标轴方向的距离、与初始位置和目标位置之间的预定坐标轴方向的距离两者之间的比率，将终点位置修正为目标位置。

13.根据权利要求10至12任何一个的驾驶辅助方法，进一步包括以下步骤：若初始实际转向角至多为通过对发生在基本路径上的一个预定转向角进行相似变换而得到的转向角，则将对基本路径的第一路径进行相似变换而得到的一部分路径替换为车辆保持初始实际转向角而行驶的路径。

14.根据权利要求10至12任何一个的驾驶辅助方法，进一步包括以下步骤：若初始实际转向角大于通过对发生在基本路径上的一个预定转向角进行相似变换而得到的转向角，则将对基本路径的第一路径进行相似变换而得到的一部分路径替换为车辆通过从初始实际转向角减小到变换后的转向角而行驶的路径。

Images