[发明专利]一种车辆的车道保持控制方法

说明书

本发明提供了一种车辆的车道保持控制方法。首先利用车载摄像机捕获的图片进行车道线检测。然后将检测到的车道线从图像坐标系转换到车体坐标系下。本专利提出“虚拟车道线”和“真实车道线”这两个概念，结合真实车道线位置信息和虚拟车道线位置信息计算车辆偏离车道的角度和偏离程度。最后根据偏离量计算转向控制量,实现车道保持。

技术领域

本发明涉及车辆自动控制领域，尤其涉及一种车辆的车道保持控制方法。

背景技术

随着科学技术的不断进步和人类生活水平的不断提高，汽车在人类生活中越来越扮演着不可或缺的角色。近些年来，汽车行驶的安全性已成为当今世界众多国家最为关注的焦点问题。据统计，在所有机动车事故中，由于车辆偏离车道而造成的交通事故占全部交通事故的比例高达百分之二十。由此可见，车辆偏离车道而造成的事故严重影响了人们的生命财产安全。

近年来，无人驾驶技术和高级辅助驾驶快速发展，车道保持是其中不可或缺的技术之一。现如今国内外很多研究机构都致力于研究车道保持系统。

车道保持系统，即：利用车道线图像计算出车辆相对于车道线的位置，并通过相应的控制算法使车辆保持在规定车道内行驶。

而现有技术大多是通过测定车辆中心点与两侧车道线的距离来判断车辆是否偏离车道线及偏离程度，此种方法鲁棒性不够理想，车道保持系统不稳定，行驶轨迹易震荡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在保证车辆按规定车道行驶，解决现有车道保持技术中存在的易震荡、不稳定问题，提高车辆行驶的舒适性和稳定性的车辆的车道保持控制方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)车载摄像机获取道路图像信息，并进行车道线检测得到二维图像中的车道线坐标；

2)将二维图像中的车道线坐标转换到车体坐标系下，得到真实车道线；

3)计算车体坐标系下的虚拟车道线；

4)结合真实车道线和虚拟车道线计算车辆偏离车道的角度以及偏离程度；

5)根据偏离量计算转向控制量。

所述步骤1)利用图像处理算法对车载摄像机获取道路图像进行车道线检测即进行特征提取，多层滤波和车道线拟合得到二维图像中的车道线坐标；

所述的特征提取利用LSD算法提取线段特征；

所述的多层滤波采用交点滤波器和结构三角滤波器进行筛选线段特征；

所述的车道线拟合为利用滤波后的线段特征即线段集进行车道线拟合。

所述步骤2)假设车道线位于同一物理平面上，首先，建立图像坐标与摄像机坐标之间的关联，然后建立摄像机坐标与车体坐标之间的关联，最后实现图像坐标系和车体坐标系之间的转换。

所述步骤3)利用得到的真实车道线与虚拟车道线平行的假设，得到虚拟车道线；

即利用所得真实车道线位置信息，计算车道线宽度D，这个宽度等同于虚拟车道线的宽度，然后根据车辆在理想状态下行驶时应该位于车道线正中央且车身与车道线平行这两个条件确定虚拟车道线的位置和角度，用V_x，V_y，V_h表示车体坐标下横、纵、高三个方向，假设车辆位于(0,0,0)处，则两条虚拟车道线的横向坐标分别为V_x＝-D/2,V_x＝D/2。