一种基于高精度地图和车载传感器的自适应车道保持控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于高精度地图和车载传感器的自适应车道保持控制系统及方法，系统包括摄像头(1)、雷达系统(2)、高精度地图模块(3)、域控制器(4)、转向控制系统(5)和车速传感器(6)；方法步骤为：1)获取道路位置信息和待控制车辆的位置信息；2)判断待控制车辆所在车道、待控制车辆所在车道的宽度；3)获取道路图像数据；4)若相邻车道不存在车辆，则向转向控制系统(5)传输行驶信号I，并进入步骤7)，否则，进入步骤5)；5)探测待控制车辆与相邻车辆的距离信息；6)生成新路径保持线。本发明专利技术能根据相邻车道车辆的大小、自身车辆的宽度以及行驶速度规划出更为合理、安全的路径，可用于各种多车道道路。车道道路。车道道路。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高精度地图和车载传感器的自适应车道保持控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及高级驾驶辅助系统(Advanced Driving AssistantSystem,ADAS)领域，具体是一种基于高精度地图和车载传感器的自适应车道保持控制系统及方法。

技术介绍

[0002]近年来，全世界均在大力发展车辆高级驾驶辅助系统，在实现 L5全自动驾驶的过程中，各种驾驶辅助技术与相关系统以及车辆的控制策略正在快速不断提高，诸如高精度地图与毫米波雷达、超声波雷达、激光雷达、惯性导航等传感器等。在高级辅助驾驶系统中，车道保持辅助系统是车辆行驶时借助摄像头识别行驶车道的标识线，并将车辆持续保持在车道内行驶。现如今车道保持的策略是主要以提取标识线的中心线为标准，当车身有偏离中心线时再通过控制转向系统及车速调整使车辆回到车道中心线，以达到实时保持车辆居中的目的。虽然这是一种在中低速且车流量较小的的道路上简洁明了的控制策略，但是在车速较大的多车道道路上，会出现多车道超车甚至并排行驶的情况，导致此时继续保持车道居中并非最优选择。一方面，由于车速较大，车与车之间的横向安全距离也应适当增加；另一方面，道路中也常有大型货车与大型客车，该型车辆通常车宽较大，即使是行驶在不同的车道，如果保持居中行驶，与大型车辆的横向距离会非常小，进而增加了交通事故发生的风险。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种基于高精度地图和车载传感器的自适应车道保持控制系统，包括摄像头、雷达系统、高精度地图模块、域控制器、转向控制系统和车速传感器。
[0004]所述摄像头获取道路图像数据，并传输至域控制器。
[0005]相邻车道存在车辆时，所述摄像头与雷达系统探测待控制车辆与相邻车辆的距离信息，并传递至域控制器。
[0006]所述高精度地图模块获取道路位置信息和待控制车辆的位置信息，并传输至域控制器。
[0007]所述车速传感器监测待控制车辆的车速，并传输至域控制器。
[0008]所述域控制器对道路图像数据进行处理，得到道路信息。
[0009]所述道路信息包括待控制车辆所在车道的边线、相邻车道车辆信息。
[0010]所述域控制器对相邻车辆距离信息进行处理，得到相邻车辆宽度尺寸。
[0011]所述域控制器存储有待控制车辆宽度尺寸。
[0012]所述域控制器根据道路位置信息和待控制车辆的位置信息判断待控制车辆所在车道、待控制车辆所在车道的宽度。待控制车辆所在车道包括中间车道和非中间车道。
[0013]若待控制车辆所在车道为中间车辆，则域控制器向转向控制系统传输行驶信号I。
[0014]若待控制车辆所在车道为非中间车道，则域控制器根据道路信息判断相邻车道是
否存在车辆，若相邻车道不存在车辆，则向转向控制系统传输行驶信号I。若相邻车道存在车辆，则域控制器根据相邻车辆宽度尺寸、待控制车辆宽度尺寸、待控制车辆的车速生成新路径保持线，并向转向控制系统传输行驶信号II。
[0015]所述转向控制系统接收到行驶信号I后，控制待控制汽车沿所在车道的中心线行驶。
[0016]所述转向控制系统接收到行驶信号II后，控制待控制汽车沿所在车道的新路径保持线行驶。
[0017]所述新路径保持线与中心线的偏离值ΔS如下所示：
[0018][0019]式中，K
S
为修正系数。
[0020]其中，待控制车辆与相邻车辆之间的最小侧向间距[W]、待控制车辆与相邻车辆之间的侧向间距W分别如下所示：
[0021][0022][0023]式中，V为待控制车辆的车速。K
V
为计算系数。LW为待控制车辆所在车道宽度。L
W
为待控制车辆的宽度尺寸。L
′
W
为相邻车辆的宽度尺寸。
[0024]当前车道的新路径保持线与中心线的偏离值ΔS满足如下约束：
[0025][0026]式中，[S]为待控制车辆与车道边线的最小距离。
[0027]若待控制车辆所在车道位于中间车道左侧，则新路径保持线位于待控制车辆所在车道中心线的左侧。若待控制车辆所在车道位于中间车道右侧，则新路径保持线位于待控制车辆所在车道中心线的右侧。
[0028]一种基于高精度地图和车载传感器的自适应车道保持控制系统的使用方法，包括以下步骤：
[0029]1)所述高精度地图模块获取道路位置信息和待控制车辆的位置信息，并传输至域控制器。
[0030]2)所述域控制器根据道路位置信息和待控制车辆的位置信息判断待控制车辆所在车道、待控制车辆所在车道的宽度。
[0031]若待控制车辆所在车道为中间车辆，则域控制器向转向控制系统传输行驶信号I，并进入步骤7)。若待控制车辆所在车道为非中间车道，则进入步骤3)。
[0032]3)所述摄像头获取道路图像数据，并传输至域控制器。
[0033]4)所述域控制器对道路图像数据进行处理，得到道路信息。
[0034]所述域控制器根据道路信息判断相邻车道是否存在车辆，若相邻车道不存在车辆，则向转向控制系统传输行驶信号I，并进入步骤 7)，否则，进入步骤5)。
[0035]5)所述摄像头与雷达系统共同探测待控制车辆与相邻车辆的距离信息，并传递至域控制器。
[0036]所述车速传感器监测待控制车辆的车速，并传输至域控制器。
[0037]6)所述域控制器对相邻车辆距离信息进行处理，得到相邻车辆宽度尺寸。
[0038]所述域控制器根据相邻车辆宽度尺寸、待控制车辆宽度尺寸、待控制车辆的车速生成新路径保持线，向转向控制系统传输行驶信号II。
[0039]7)当所述转向控制系统接收到行驶信号I时，转向控制系统控制待控制汽车沿所在车道的中心线行驶。
[0040]当所述转向控制系统接收到行驶信号II时，所述转向控制系统控制待控制汽车沿所在车道的新路径保持线行驶。
[0041]本专利技术的技术效果是毋庸置疑的，本专利技术提出的一种基于高精度地图和摄像头的自适应车道保持控制策略，使车辆行驶在道路上保持在一个更为安全的路径，具有非常重要的研究意义和应用价值。本专利技术能根据相邻车道车辆的大小、自身车辆的宽度以及行驶速度规划出更为合理、安全的路径，可用于各种多车道道路。
附图说明
[0042]图1为行驶场景示意图。
[0043]图2为控制系统示意图。
[0044]图3为控制策略流程图。
[0045]图中：摄像头1、雷达系统2、精度地图模块3、域控制器4、转向控制系统5和车速传感器6。
具体实施方式
[0046]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的保护范围内。
[0047]实施例1：
[0048]参见图1至图3，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于高精度地图和车载传感器的自适应车道保持控制系统，其特征在于：包括所述摄像头(1)、雷达系统(2)、高精度地图模块(3)、域控制器(4)、转向控制系统(5)和车速传感器(6)。所述摄像头(1)获取道路图像数据，并传输至域控制器(4)；相邻车道存在车辆时，所述摄像头(1)与雷达系统(2)共同探测待控制车辆与相邻车辆的距离信息，并传递至域控制器(4)；所述高精度地图模块(3)获取道路位置信息和待控制车辆的位置信息，并传输至域控制器(4)；所述车速传感器(6)监测待控制车辆的车速，并传输至域控制器(4)；所述域控制器(4)对道路图像数据进行处理，得到道路信息；所述域控制器(4)对相邻车辆距离信息进行处理，得到相邻车辆宽度尺寸；所述域控制器(4)存储有待控制车辆宽度尺寸；所述域控制器(4)根据道路位置信息和待控制车辆的位置信息判断待控制车辆所在车道、待控制车辆所在车道的宽度；待控制车辆所在车道包括中间车道和非中间车道；若待控制车辆所在车道为中间车辆，则域控制器(4)向转向控制系统(5)传输行驶信号I；若待控制车辆所在车道为非中间车道，则域控制器(4)根据道路信息判断相邻车道是否存在车辆，若相邻车道不存在车辆，则向转向控制系统(5)传输行驶信号I；若相邻车道存在车辆，则域控制器(4)根据相邻车辆宽度尺寸、待控制车辆宽度尺寸、待控制车辆的车速生成新路径保持线，并向转向控制系统(5)传输行驶信号II；所述转向控制系统(5)接收到行驶信号I后，控制待控制汽车沿所在车道的中心线行驶；所述转向控制系统(5)接收到行驶信号II后，控制待控制汽车沿所在车道的新路径保持线行驶；所述新路径保持线与中心线的偏离值ΔS如下所示：式中，K
S
为修正系数；其中，待控制车辆与相邻车辆之间的最小侧向间距[W]、待控制车辆与相邻车辆之间的侧向间距W分别如下所示：侧向间距W分别如下所示：式中，V为待控制车辆的车速；K
V
为计算系数；LW为待控制车辆所在车道宽度；L
W
为待控制车辆的宽度尺寸；L
′
W
为相邻车辆的宽度尺寸。2.根据权利要求1所述的一种基于高精度地图和车载传感器的自适应车道保持控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：康哲，白杨，傅春耘，胡建军，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：