本發(fā)明屬于自動(dòng)駕駛技術(shù)，具體涉及一種自動(dòng)駕駛中車道線檢測(cè)短暫丟失的車輛安全控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

高速公路自動(dòng)駕駛系統(tǒng)是針對(duì)高速公路結(jié)構(gòu)化道路的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，在高速公路主路上通過(guò)前視攝像頭和圖像處理模塊的配合對(duì)車道線進(jìn)行檢測(cè)，以確定車輛和車道線的相對(duì)位置，從而控制方向盤沿著車道線行駛或切換道路；并通過(guò)車身周圍的雷達(dá)傳感器對(duì)車輛四周交通環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，從而確實(shí)安全狀況。

但如果道路上的車道線出現(xiàn)殘缺或光線不足時(shí)，圖像處理模塊就無(wú)法從攝像頭所采集的圖像中檢測(cè)到車道線，檢測(cè)不到車道線，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)就無(wú)法規(guī)劃出車輛的行駛路徑，這個(gè)時(shí)候就需要駕駛員來(lái)接管車輛，但如果駕駛員沒(méi)有關(guān)注駕駛行為，駕駛員就無(wú)法及時(shí)響應(yīng)車輛的提醒，但自動(dòng)駕駛系統(tǒng)會(huì)直接退出，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致不必要的交通事故。

因此，有必要開(kāi)發(fā)一種自動(dòng)駕駛中車道線檢測(cè)短暫丟失的車輛安全控制系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種自動(dòng)駕駛中車道線檢測(cè)短暫丟失的車輛安全控制系統(tǒng)及方法，當(dāng)車道線在短暫時(shí)間內(nèi)無(wú)法檢測(cè)到時(shí)，能確保車輛處于安全狀態(tài)，保證駕駛員的安全。

本發(fā)明所述的自動(dòng)駕駛中車道線檢測(cè)短暫丟失的車輛安全控制系統(tǒng)，包括攝像頭、雷達(dá)組、圖像處理模塊、燈光控制器、自動(dòng)駕駛決策模塊、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和HMI模塊；

所述攝像頭與圖像處理模塊連接；

所述自動(dòng)駕駛決策模塊分別與圖像處理模塊、燈光控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、HMI模塊連接；

所述攝像頭用于采集車輛前方路面的圖像；

所述雷達(dá)組至少包括分別安裝在車輛的四個(gè)角以及正前方的雷達(dá)，用于對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)；

所述圖像處理模塊對(duì)圖像進(jìn)行處理，并進(jìn)行車道線的檢測(cè)；

所述自動(dòng)駕駛決策模塊基于所檢測(cè)出的車道線規(guī)劃出車輛的行駛路徑，并控制車輛的執(zhí)行機(jī)構(gòu)使車輛按照行駛路徑行駛，并在圖像處理模塊無(wú)法檢測(cè)出車道線時(shí)，自動(dòng)駕駛決策模塊根據(jù)車輛的歷史軌跡以及雷達(dá)組對(duì)周圍環(huán)境的檢測(cè)結(jié)果得到道路可通行區(qū)域，執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制車輛在可通行區(qū)域內(nèi)減速行駛，且自動(dòng)駕駛決策模塊發(fā)送點(diǎn)亮應(yīng)急燈控制指令給燈光控制器，燈光控制器點(diǎn)亮應(yīng)急燈，并通過(guò)HMI模塊不斷提醒駕駛員接管車輛。

所述雷達(dá)采用毫米波雷達(dá)，用于對(duì)道路邊沿或高速路護(hù)欄，以及障礙物的檢測(cè)。

所述攝像頭安裝在車輛正前方的前擋風(fēng)玻璃上。

本發(fā)明所述的一種自動(dòng)駕駛中車道線檢測(cè)短暫丟失的車輛安全控制方法，采用本發(fā)明所述的自動(dòng)駕駛中車道線檢測(cè)短暫丟失的車輛安全控制系統(tǒng)，其方法包括以下步驟：

步驟一、攝像頭實(shí)時(shí)采集車輛前方路面的圖像，圖像處理模塊基于該圖像進(jìn)行車道線的檢測(cè)；

步驟二、判斷對(duì)車道線的檢測(cè)是否正常，若是，自動(dòng)駕駛決策模塊根據(jù)所檢測(cè)的車道線規(guī)劃出車輛的行駛路徑，控制車輛的執(zhí)行機(jī)構(gòu)使車輛按照該行駛路徑行駛，并返回步驟一；若否，則進(jìn)入步驟三；

步驟三、判斷在X個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)對(duì)車道線的檢測(cè)是否已恢復(fù)正常，若是，自動(dòng)駕駛決策模塊根據(jù)所檢測(cè)的車道線規(guī)劃出車輛的行駛路徑，并控制車輛的執(zhí)行機(jī)構(gòu)使車輛按照該行駛路徑行駛，并返回步驟一；若否，則進(jìn)入步驟四；

步驟四、自動(dòng)駕駛決策模塊根據(jù)車輛的歷史軌跡以及雷達(dá)組所檢測(cè)的信息得到道路可通行區(qū)域，控制車輛在此可通行區(qū)域內(nèi)行駛，且自動(dòng)駕駛決策模塊發(fā)出減速指令給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制車輛減速，自動(dòng)駕駛決策模塊還發(fā)送點(diǎn)亮應(yīng)急燈控制指令給燈光控制器，燈光控制器點(diǎn)亮應(yīng)急燈，并通過(guò)HMI模塊不斷提醒駕駛員接管車輛，直到駕駛員接管車輛。

所述步驟四中，還包括：判斷對(duì)車道線的檢測(cè)是否已恢復(fù)正常，若是，則自動(dòng)駕駛決策模塊根據(jù)所檢測(cè)的車道線規(guī)劃出車輛的行駛路徑，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)使車輛按照該行駛路徑行駛，并控制車輛繼續(xù)減速，直到駕駛員接管車輛。

所述自動(dòng)駕駛決策模塊根據(jù)車輛的歷史軌跡以及雷達(dá)組所檢測(cè)的信息得到道路可通行區(qū)域，具體為：

自動(dòng)駕駛決策模塊根據(jù)歷史軌跡短暫預(yù)估車輛的運(yùn)行軌跡，并結(jié)合毫米波雷達(dá)所探測(cè)的護(hù)欄信息，獲得車道的變化情況，再結(jié)合毫米波雷達(dá)所探測(cè)的障礙物信息，得到道路可通行區(qū)域。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：在短時(shí)內(nèi)無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別出車道線的情況下，能夠?qū)囕v進(jìn)行安全控制，避免了駕駛員不及時(shí)接管車輛而造成的安全風(fēng)險(xiǎn)，大大提高了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)應(yīng)對(duì)特殊工況的能力。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的原理框圖；

圖2為本發(fā)明的流程圖；

圖中：1、雷達(dá)，2、圖像處理模塊，3、攝像頭，4、燈光控制器，5、自動(dòng)駕駛決策模塊，6、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，7、HMI模塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示的自動(dòng)駕駛中車道線檢測(cè)短暫丟失的車輛安全控制系統(tǒng)，包括攝像頭3、雷達(dá)組、圖像處理模塊2、燈光控制器4、自動(dòng)駕駛決策模塊5、執(zhí)行機(jī)構(gòu)6和HMI（即：人機(jī)界面）模塊7。本發(fā)明中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)6包括電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電子剎車系統(tǒng)和車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)及變速器。以上各模塊的連接關(guān)系如下：攝像頭3與圖像處理模塊2連接；自動(dòng)駕駛決策模塊5分別與圖像處理模塊2、燈光控制器4、執(zhí)行機(jī)構(gòu)6、HMI模塊7連接。

所述攝像頭3安裝在車輛正前方的前擋風(fēng)玻璃上，用于采集車輛前方路面的圖像。

所述雷達(dá)組包括分別安裝在車輛的四個(gè)角以及正前方的雷達(dá)1，用于對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)。雷達(dá)1的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需求適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。本實(shí)施例中雷達(dá)1采用毫米波雷達(dá)，用于對(duì)道路邊沿或高速路護(hù)欄的檢測(cè)，以提供道路邊沿信息；同時(shí)用于對(duì)障礙物的檢測(cè)，以躲避周圍車輛和障礙物。

所述圖像處理模塊2對(duì)圖像進(jìn)行處理，并進(jìn)行車道線的檢測(cè)。

所述自動(dòng)駕駛決策模塊5基于所檢測(cè)出的車道線規(guī)劃出車輛的行駛路徑，并控制車輛的執(zhí)行機(jī)構(gòu)6（即自動(dòng)駕駛決策模塊5給出方向盤（扭矩命令）及油門（扭矩命令）、制動(dòng)控制機(jī)構(gòu)（減速度命令）的控制目標(biāo)量）使車輛按照行駛路徑行駛。并在圖像處理模塊2無(wú)法檢測(cè)出車道線時(shí)，自動(dòng)駕駛決策模塊5根據(jù)車輛的歷史軌跡以及雷達(dá)組對(duì)周圍環(huán)境的檢測(cè)結(jié)果得到道路可通行區(qū)域，執(zhí)行機(jī)構(gòu)6控制車輛在可通行區(qū)域內(nèi)減速行駛，比如：自動(dòng)駕駛決策模塊5基于可通行區(qū)域內(nèi)控制方向盤，使方向盤不會(huì)有階躍性的跳變；同時(shí)取消對(duì)車輛縱向的駕駛控制。自動(dòng)駕駛決策模塊5發(fā)送點(diǎn)亮應(yīng)急燈控制指令給燈光控制器4，燈光控制器4點(diǎn)亮應(yīng)急燈，以提醒其他車輛注意；并通過(guò)HMI模塊7不斷提醒駕駛員接管車輛。

本發(fā)明所述的一種自動(dòng)駕駛中車道線檢測(cè)短暫丟失的車輛安全控制方法，采用本發(fā)明所述的自動(dòng)駕駛中車道線檢測(cè)短暫丟失的車輛安全控制系統(tǒng)，其方法包括以下步驟：

步驟一、攝像頭3實(shí)時(shí)采集車輛前方路面的圖像，圖像處理模塊2基于該圖像進(jìn)行車道線的檢測(cè)。

步驟二、判斷對(duì)車道線的檢測(cè)是否正常，若是，自動(dòng)駕駛決策模塊5根據(jù)所檢測(cè)的車道線規(guī)劃出車輛的行駛路徑并保留一段駛過(guò)的路徑規(guī)劃信息（即歷史軌跡）和還未到達(dá)路段的路徑規(guī)劃信息，自動(dòng)駕駛決策模塊5控制車輛的執(zhí)行機(jī)構(gòu)6使車輛按照該行駛路徑行駛，并返回步驟一；若否，開(kāi)啟安全模式，即進(jìn)入自動(dòng)駕駛中車道線檢測(cè)短暫丟失的車輛安全控制系統(tǒng)，則進(jìn)入步驟三。

步驟三、判斷在X個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)對(duì)車道線的檢測(cè)是否已恢復(fù)正常，若是，自動(dòng)駕駛決策模塊5根據(jù)所檢測(cè)的車道線規(guī)劃出車輛的行駛路徑，并控制車輛的執(zhí)行機(jī)構(gòu)6使車輛按照該行駛路徑行駛，在車道線未檢測(cè)到這段期間，車輛會(huì)根據(jù)所存儲(chǔ)的還未到達(dá)路段的路徑規(guī)劃信息繼續(xù)行駛，并返回步驟一；若否，即表示車輛已駛出了已存儲(chǔ)的路段，此時(shí)已無(wú)規(guī)劃好的行駛路徑，則進(jìn)入步驟四。

步驟四、自動(dòng)駕駛決策模塊5根據(jù)車輛的歷史軌跡以及雷達(dá)組所檢測(cè)的信息得到道路可通行區(qū)域，控制車輛在此可通行區(qū)域內(nèi)行駛，且自動(dòng)駕駛決策模塊5發(fā)出減速指令給執(zhí)行機(jī)構(gòu)6，執(zhí)行機(jī)構(gòu)6控制車輛減速（即不再給發(fā)動(dòng)機(jī)施加扭矩請(qǐng)求），自動(dòng)駕駛決策模塊5還發(fā)送點(diǎn)亮應(yīng)急燈控制指令給燈光控制器4，燈光控制器4點(diǎn)亮應(yīng)急燈，以提醒其他車輛注意；同時(shí)通過(guò)HMI模塊7不斷提醒駕駛員接管車輛，直到駕駛員接管車輛，退出安全模式，即退出自動(dòng)駕駛中車道線檢測(cè)短暫丟失的車輛安全控制系統(tǒng)。

所述步驟四中，所述自動(dòng)駕駛決策模塊5根據(jù)車輛的歷史軌跡以及雷達(dá)組所檢測(cè)的信息得到道路可通行區(qū)域，具體為：自動(dòng)駕駛決策模塊5根據(jù)歷史軌跡短暫預(yù)估車輛的運(yùn)行軌跡，并結(jié)合毫米波雷達(dá)所探測(cè)的護(hù)欄信息，獲得車道的變化情況（比如：車道是彎道還是直道，彎道有多彎等，通過(guò)毫米波雷達(dá)可以得到車輛與高速公路兩旁的護(hù)欄的距離變化情況，通過(guò)此，來(lái)估計(jì)車道的變化），再結(jié)合毫米波雷達(dá)所探測(cè)的障礙物信息，得到道路可通行區(qū)域。

所述步驟四中，還包括：判斷對(duì)車道線的檢測(cè)是否已恢復(fù)正常，若是，則自動(dòng)駕駛決策模塊5根據(jù)所檢測(cè)的車道線規(guī)劃出車輛的行駛路徑，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)6使車輛按照該行駛路徑行駛，并控制車輛繼續(xù)減速，直到駕駛員接管車輛。

本發(fā)明所述的自動(dòng)駕駛中車道線檢測(cè)短暫丟失的車輛安全控制系統(tǒng)作為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的子系統(tǒng)，當(dāng)車道線檢測(cè)正常時(shí)，即自動(dòng)駕駛系統(tǒng)運(yùn)行正常，當(dāng)車道線檢測(cè)不正常時(shí)，通過(guò)自動(dòng)駕駛中車道線檢測(cè)短暫丟失的車輛安全控制系統(tǒng)來(lái)對(duì)車輛進(jìn)行控制。當(dāng)駕駛員接管車輛后，自動(dòng)駕駛中車道線檢測(cè)短暫丟失的車輛安全控制系統(tǒng)自動(dòng)退出，當(dāng)駕駛員在X個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)未再激活自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，則在X個(gè)檢測(cè)周期后退出自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。

本發(fā)明在現(xiàn)有自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的傳感器架構(gòu)不變的情況下（即五個(gè)毫米波雷達(dá)和一個(gè)攝像頭的組合），通過(guò)增加更安全的控制邏輯，在車道線短暫丟失的時(shí)候?qū)囕v進(jìn)行安全控制，降低了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)因車道線短暫丟失而完全退出所導(dǎo)致的車輛安全風(fēng)險(xiǎn)。