[发明专利]一种基于预瞄点的车道保持方法及其辅助系统

说明书

本发明涉及汽车车道保持领域，具体涉及一种基于预瞄点的车道保持方法及其辅助系统。本发明的方法是建立车辆坐标系，通过在车辆前方的目标轨迹上选取预瞄点，同时选取相应的对比点，计算车辆沿着不同圆弧到达预瞄点和对比点时车辆和圆弧交点处的切线与车辆前进方向的夹角，通过对夹角设置不同的加权值，从而计算得到需要的转角控制量，并根据转角控制量控制车辆。本发明能够在车辆无意识偏离车道时主动控制方向盘，使车辆保持在本车道内行驶，避免意外事故发生。

技术领域

本发明涉及汽车车道保持领域，具体涉及一种基于预瞄点的车道保持方法及其辅助系统。

背景技术

随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，我国汽车保有量不断增长，但随之而来的是严峻的道路交通安全形势，交通事故数一直高居不下。

据交通部统计，约20％的交通事故是由于车道偏离引起的，虽然目前车道偏离预警系统已在中高端车型普遍推广，但其仅能通过报警提醒驾驶员尽快修正车辆方向，而驾驶员可能来不及反应或慌乱下做出误操作引发更严重的事故，如转向过度造成车辆侧翻。

中国专利CN103183028A《用于机动车辆的车道保持方法》提供了一种用于机动车辆的车道保持方法，其不足之处：①控制原理是基于车辆当前位置与目标轨迹的横向位置偏差及方向偏差进行计算，因此该控制理论仅在直线道路上效果较好，在弯道上则会存在方向控制不稳定的现象；②系统未对方向盘当前转角信号及车轮当前转角信号进行采集和处理，未形成闭环控制，因此稳定性和可靠性较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于预瞄点的车道保持方法及其辅助系统，用以解决车辆在弯道行驶时由于无意识偏离车道导致车辆控制不稳的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种基于预瞄点的车道保持方法，包括以下步骤：

(1)建立车辆坐标系，确定车辆的目标轨迹，在车辆前方的车辆目标轨迹上选定一个预瞄点；

(2)检测所述预瞄点和对比点的偏差值L_m、第一夹角θ₁和第二夹角θ₂；

在所述预瞄点的水平方向上选取一个对比点，所述预瞄点和所述对比点的距离为设定偏差值L_m；

当所述车辆上的设定点沿着第一圆弧行进到所述预瞄点时，所述车辆上的设定点处与所述第一圆弧相切的切线和当前车辆前进方向形成的锐角为第一夹角θ₁；所述第一圆弧连接所述预瞄点和所述车辆上的设定点，且所述第一圆弧的圆心O₁和车辆后轮的连线与车辆前进方向垂直；

当所述车辆上的设定点沿着第二圆弧行进到所述对比点时，所述车辆上的设定点处与所述第二圆弧相切的切线和当前车辆前进方向形成的锐角为第二夹角θ₂；所述第二圆弧连接所述车辆上的设定点和所述对比点，且所述第二圆弧的圆心O₂和车辆后轮的连线与车辆前进方向垂直；

所述对比点的选取要使得θ₁和θ₂满足θ₁θ₂；

(3)确定转角控制量θ＝k1*θ₁+k2*θ₂，其中k1和k2分别是θ₁和θ₂的加权值，且k1+k2＝1；

(4)根据所述转角控制量控制车辆。

相应的，本发明还提供了一种基于预瞄点的车道保持辅助系统，包括感知单元和控制单元，所述感知单元用于：获取车辆前方道路车道线信息，所述车道线信息包括车道线清晰度、车道线曲率、道路宽度、车道线标线宽度和车道线类型；