[发明专利]用于对拖曳车辆通过弯道提供校正的车道跟随路径的系统和方法

说明书

一种用于在牵引拖车的自主驱动或半自主驱动车辆中提供通过弯道的车辆转向控制的方法。该方法基于弯道的曲率和拖车的转弯半径确定拖车将驶出行驶车道。该方法针对弯道的起始位置计算车辆的起始转弯半径，针对弯道的结束位置计算车辆的结束转弯半径，以及邻近结束位置的转弯结束点或邻近起始位置的转弯起始点。该方法提供用于确定车辆通过弯道的期望路径的初始和边界条件，其防止拖车从车道驶出，并且该方法基于初始和边界条件通过求解多项式方程确定期望路径。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于在牵引拖车的自主驱动或半自主驱动的车辆中提供用于车道居中、车道保持和/或车道改变目的的横向控制的系统和方法，更特别地，涉及一种用于在牵引拖车的自主驱动或半自主驱动的车辆中提供用于车道居中、车道保持和/或车道改变目的的横向控制的如下的系统和方法：其中，在车辆跟随当前路径的情况下，当行驶通过弯道时，如果拖车将驶出车辆车道，该系统提供校正的车辆转向路径。

背景技术

现代车辆的操作变得越来越自动，即车辆能够提供具有更少驾驶员干预的驾驶控制。巡航控制系统已经在车辆上使用多年，其中，车辆操作员可以设置车辆的特定速度，并且车辆将维持该速度而无需驾驶员操作油门。本领域最近已经发展了自适应巡航控制系统，其中，该系统不仅可维持设置的速度，而且在利用各种传感器(例如，雷达和相机)检测到前边存在更慢移动的车辆的情况下将自动的减缓车辆。某些现代车辆还提供自动驻车，其中，车辆将自动地提供用于驻车的转向控制。一些车辆系统提供自动的制动以防止追尾碰撞。随着车辆系统的改进，它们将变得更加自动，其目标为完全自动地驱动车辆，其中，未来车辆可采用用于车道改变、通过、远离交通、驶入交通等的自动系统。

2012年5月1日授权给Lee的题目为“Path Generation Algorithm for AutomatedLane Centering and Lane Changing Control System”的美国专利号8,170,739被转让给本申请的受让人，并且通过引用并入本文中，其公开了一种用于提供用于自动车道居中和/或车道保持目的的车辆路径生成的系统。该系统检测道路上的车道标识，在行驶车道上生成期望的车辆路径，并且提供将车辆维持在车道内的自动转向。

尽管在′739专利中公开的用于提供用于自动车道居中和车道保持目的的路径生成的系统和方法对通过转向车辆使其保持在行驶车道内是有效的，但是该系统和方法并不能应用于当车辆绕弯道行驶时而将被牵引车辆维持在车道内，即使牵引车辆保持在车道内也是如此。

发明内容

本公开描述了一种用于在牵引拖车的自主驱动或半自主驱动的车辆中提供车辆转向控制以防止拖车通过车辆沿其行驶的弯道时驶出行驶车道的系统和方法。该方法确定道路的曲率半径、行驶车道的车道宽度、拖车的长度以及车辆的当前转向角。该方法使用当前转向角确定用于行驶通过弯道的车辆的当前转弯半径，并且使用车辆的当前转弯半径确定拖车的转弯半径。该方法基于弯道的曲率和拖车的转弯半径确定拖车将驶出行驶车道。该方法针对弯道的起始位置计算车辆的起始转弯半径，针对弯道的结束位置计算车辆的结束转弯半径，以及邻近结束位置的转弯结束点或邻近起始位置的转弯起始点。该方法提供用于确定车辆通过弯道的期望路径的初始和边界条件，其防止拖车从车道驶出，并且该方法基于初始和边界条件通过求解多项式方程确定期望路径。

从下面的描述和所附权利要求书结合附图，本发明的附加特征将变得明显。

附图说明

图1是牵引拖车并接近行驶车道中的弯道的车辆的图示；

图2是示出行驶通过弯道的车辆和拖车的图示；

图3是示出用于警告车辆驾驶员当行驶通过弯道时拖车可能驶出车道的过程的流程图；

图4是流程图，其类似于图3所示的流程图，并且包括为驾驶员提供转向建议，使得拖车不会驶出行驶车道；

图5是牵引拖车并沿着宽转弯半径行驶通过弯道的车辆的图示；