一種基于自動(dòng)駕駛的轉(zhuǎn)向信號(hào)燈自動(dòng)控制方法及系統(tǒng)與流程

本發(fā)明涉及汽車電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于自動(dòng)駕駛的轉(zhuǎn)向信號(hào)燈自動(dòng)控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在車輛變道、轉(zhuǎn)彎、起步或停車時(shí)，汽車轉(zhuǎn)向信號(hào)燈是提醒周圍車輛駕駛員及行人等注意安全的重要信號(hào)裝置。人工駕駛時(shí)由駕駛員控制轉(zhuǎn)向信號(hào)燈，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)向信號(hào)燈自動(dòng)控制方法主要是直接或通過傳感器間接測(cè)量方向盤(或轉(zhuǎn)向機(jī))的轉(zhuǎn)動(dòng)來識(shí)別汽車轉(zhuǎn)向動(dòng)作而自動(dòng)控制轉(zhuǎn)向信號(hào)燈，也有通過采集汽車左右前輪轉(zhuǎn)速，通過輪速差異來識(shí)別汽車轉(zhuǎn)向動(dòng)作而自動(dòng)控制轉(zhuǎn)向信號(hào)燈，這些自動(dòng)控制方法的缺點(diǎn)是不能在汽車轉(zhuǎn)向動(dòng)作之前開啟轉(zhuǎn)向信號(hào)燈達(dá)到提前警示目的。還有通過輔助導(dǎo)航方法在汽車進(jìn)入彎道前開啟轉(zhuǎn)向信號(hào)燈提前警示，但不能滿足十字路口提前警示；以及車輛因主動(dòng)避讓前方車輛或行人變道時(shí)，不能提前開啟轉(zhuǎn)向信號(hào)燈的問題；還有車道線為彎道，車輛沿彎曲車道線行駛有轉(zhuǎn)向動(dòng)作無需變道情景，但不需開啟而誤開啟轉(zhuǎn)向信號(hào)燈問題隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)日漸成熟，汽車自動(dòng)駕駛將會(huì)得到越來越多的應(yīng)用。在汽車自動(dòng)駕駛模式時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)在汽車轉(zhuǎn)向前，提前自動(dòng)控制轉(zhuǎn)向信號(hào)燈從而滿足汽車自動(dòng)駕駛模式下的轉(zhuǎn)向行車安全提示是值得研究的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種在彎道及十字路口均適用，且在汽車變道轉(zhuǎn)向動(dòng)作之前需要開啟轉(zhuǎn)向燈時(shí)，能提前開啟相應(yīng)轉(zhuǎn)向信號(hào)燈的基于自動(dòng)駕駛的轉(zhuǎn)向信號(hào)燈自動(dòng)控制方法及系統(tǒng)。

對(duì)于本發(fā)明一種基于自動(dòng)駕駛的轉(zhuǎn)向信號(hào)燈自動(dòng)控制方法，其技術(shù)方案為，在汽車自動(dòng)駕駛模式下，利用車輛的定位導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行路徑規(guī)劃，并通過感知系統(tǒng)對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行感知；

當(dāng)規(guī)劃路徑曲率kj與車輛行駛路徑前方道路車道線曲率kr的差值k超出設(shè)定標(biāo)定值k0，同時(shí)規(guī)劃路徑上一時(shí)間位移p1p和下一時(shí)間位移pp2的角度差絕對(duì)值|θ|滿足|θ|-θ0>0，且p2點(diǎn)位于p1p延長(zhǎng)線的右側(cè)時(shí)，右轉(zhuǎn)向燈開啟，或

當(dāng)規(guī)劃路徑曲率kj與車輛行駛路徑前方道路車道線曲率kr差值k超出設(shè)定標(biāo)定值k0，同時(shí)規(guī)劃路徑上一時(shí)間位移p1p和下一時(shí)間位移pp2的角度差絕對(duì)值|θ|滿足|θ|-θ0>0，且p2點(diǎn)位于p1p延長(zhǎng)線的左側(cè)時(shí)，或

同一車道前方的障礙物t的實(shí)時(shí)距離l小于安全距離l0時(shí)，左轉(zhuǎn)向燈開啟；

所述θ0為上一時(shí)間位移p1p和下一時(shí)間位移pp2的角度差容許誤差值。

進(jìn)一步的，所述車輛行駛路徑前方道路車道線曲率kr的計(jì)算方法為：感知系統(tǒng)采集前方車道線信息并進(jìn)行濾波修正，在濾波修正后的車道線上從距車m米處向前等間距選取多個(gè)采樣點(diǎn)，分別計(jì)算車道線在每個(gè)采樣點(diǎn)的曲率，對(duì)所有采樣點(diǎn)的曲率求取平均值，得到車輛行駛路徑前方道路車道線曲率kr，所述m為標(biāo)定值。

進(jìn)一步的，所述安全距離l0的計(jì)算方法為：l0＝(v-vt)²/2a)，所述vt為障礙物t在本車道上的車速，v為本車輛速度，a為車輛制動(dòng)減速度。

進(jìn)一步的，所述右轉(zhuǎn)向燈開啟后，若規(guī)劃路徑曲率kj與車輛行駛路徑前方道路車道線曲率kr差值k不超出設(shè)定標(biāo)定值k0，或規(guī)劃路徑上一時(shí)間位移p1p和下一時(shí)間位移pp2的角度差絕對(duì)值|θ|滿足|θ|-θ0≤0，則將右轉(zhuǎn)向燈關(guān)閉。

進(jìn)一步的，所述當(dāng)規(guī)劃路徑曲率kj與車輛行駛路徑前方道路車道線曲率kr差值k超出設(shè)定標(biāo)定值k0，同時(shí)規(guī)劃路徑上一時(shí)間位移p1p和下一時(shí)間位移pp2的角度差絕對(duì)值|θ|滿足|θ|-θ0>0，且p2點(diǎn)位于p1p延長(zhǎng)線的左側(cè)，左轉(zhuǎn)向燈開啟后，若滿足規(guī)劃路徑曲率kj與車輛行駛路徑前方道路車道線曲率kr差值k不超出設(shè)定標(biāo)定值k0、規(guī)劃路徑上一時(shí)間位移p1p和下一時(shí)間位移pp2的角度差絕對(duì)值|θ|滿足|θ|-θ0≤0，則將左轉(zhuǎn)向燈關(guān)閉。

進(jìn)一步的，當(dāng)同一車道前方的障礙物t的實(shí)時(shí)距離l小于安全距離l0時(shí)，左轉(zhuǎn)向燈開啟后，若滿足同一車道前方的障礙物t的實(shí)時(shí)距離l不小于安全距離l0或設(shè)定時(shí)間內(nèi)方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)變化小于設(shè)定標(biāo)定值，則將左轉(zhuǎn)向燈關(guān)閉。

對(duì)于本發(fā)明一種基于自動(dòng)駕駛的轉(zhuǎn)向信號(hào)燈自動(dòng)控制系統(tǒng)，其技術(shù)方案為，包括

定位導(dǎo)航系統(tǒng)：用于根據(jù)用戶輸入的目的地進(jìn)行路徑規(guī)劃，并將規(guī)劃的路徑信息發(fā)送給自動(dòng)駕駛控制器；

感知系統(tǒng)：用于識(shí)別前方道路車道線以及同一車道前方的障礙物信息，并發(fā)送給自動(dòng)駕駛控制器；

行車系統(tǒng)：用于車速信號(hào)、制動(dòng)信號(hào)、方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)信息發(fā)送給自動(dòng)駕駛控制器；

自動(dòng)駕駛控制器：用于根據(jù)定位導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)送的路徑規(guī)劃信息、感知系統(tǒng)發(fā)送的前方道路車道線以及同一車道前方的障礙物信息、行車系統(tǒng)發(fā)送的車速信號(hào)、制動(dòng)信號(hào)、方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)向信號(hào)燈的啟閉判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果輸出相應(yīng)的控制信號(hào)指轉(zhuǎn)向信號(hào)燈控制系統(tǒng)；

轉(zhuǎn)向信號(hào)燈控制系統(tǒng)：根據(jù)自動(dòng)駕駛控制器發(fā)送的控制信號(hào)控制相應(yīng)的轉(zhuǎn)向信號(hào)燈開啟或關(guān)閉。

進(jìn)一步的，還包括人車交互系統(tǒng)，所述人車交互系統(tǒng)包括觸屏圖像系統(tǒng)和語音系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，所述行車系統(tǒng)包括電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)、自動(dòng)變速箱控制單元和發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，所述感知系統(tǒng)包括攝像頭和雷達(dá)。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明在汽車開啟自動(dòng)駕駛模式下，自動(dòng)駕駛控制器根據(jù)定位導(dǎo)航系統(tǒng)的路徑規(guī)劃和路徑引導(dǎo)的定位導(dǎo)航并結(jié)合感知系統(tǒng)駕駛感知技術(shù)。根據(jù)障礙物的安全距離、規(guī)劃路徑曲率與實(shí)際道路曲率、規(guī)劃路徑下一時(shí)間位移與上一時(shí)間位移的角度差對(duì)車輛是否開啟轉(zhuǎn)向燈進(jìn)行提前判斷，并在合適時(shí)間關(guān)閉轉(zhuǎn)向燈，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛模式下轉(zhuǎn)向信號(hào)燈的提前控制，達(dá)到及時(shí)提醒周圍車輛駕駛員及行人注意安全的目的，從而提高汽車自動(dòng)駕駛的交通安全性，本具有使用方便可靠，可實(shí)施性好的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種基于自動(dòng)駕駛的轉(zhuǎn)向信號(hào)燈自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明一種基于自動(dòng)駕駛的轉(zhuǎn)向信號(hào)燈自動(dòng)控制方法流程圖；

圖3為本發(fā)明上一時(shí)間位移p1p和下一時(shí)間位移pp2的角度差示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

如圖1所示，一種基于自動(dòng)駕駛的轉(zhuǎn)向信號(hào)燈自動(dòng)控制系統(tǒng)包括定位導(dǎo)航系統(tǒng)1、感知系統(tǒng)2、人車交互系統(tǒng)3、行車系統(tǒng)4、自動(dòng)駕駛控制器9和轉(zhuǎn)向信號(hào)燈控制系統(tǒng)10。定位導(dǎo)航系統(tǒng)1用于根據(jù)用戶輸入的目的地進(jìn)行路徑規(guī)劃，并將規(guī)劃的路徑信息發(fā)送給自動(dòng)駕駛控制器9。它包括gps模塊1-1、a-gps模塊1-2和高精度地圖1-3。感知系統(tǒng)2用于識(shí)別前方道路車道線以及前方的障礙物信息，并發(fā)送給自動(dòng)駕駛控制器9。它包括但不限于攝像頭2-1和雷達(dá)2-2，其還可采用紅外線、激光等測(cè)量目標(biāo)圖像和距離。感知系統(tǒng)2的感知對(duì)象包括行人、車輛、道路標(biāo)示線、交通標(biāo)志及信號(hào)燈等，人車交互系統(tǒng)3包括觸屏圖像系統(tǒng)3-1和語音系統(tǒng)3-2。行車系統(tǒng)4通過can與自動(dòng)駕駛控制器9連接，它包括電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)eps5、電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)esc6、自動(dòng)變速箱控制單元tcu7和發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)ems8。其中電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)eps5提供方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)并執(zhí)行轉(zhuǎn)向動(dòng)作，電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)esc6提供車速信號(hào)、制動(dòng)信號(hào)，并執(zhí)行制動(dòng)動(dòng)作，自動(dòng)變速箱控制單元tcu7提供檔位信號(hào)，并執(zhí)行換擋動(dòng)作，發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)ems8提供油門信號(hào)、扭矩信號(hào)，并執(zhí)行加速動(dòng)作。

如圖2所示，本發(fā)明的工作過程如下：汽車自動(dòng)駕駛模式下，駕駛員通過人車交互系統(tǒng)3輸入行駛目的，定位導(dǎo)航系統(tǒng)1根據(jù)輸入的目的地對(duì)車輛的行駛路徑進(jìn)行規(guī)劃。自動(dòng)駕駛控制器9根據(jù)定位導(dǎo)航系統(tǒng)1發(fā)送的路徑規(guī)劃信息、感知系統(tǒng)2發(fā)送的前方道路車道線以及同一車道前方的障礙物信息、行車系統(tǒng)發(fā)送的車速信號(hào)、制動(dòng)信號(hào)、方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)信息等進(jìn)行轉(zhuǎn)向信號(hào)燈的啟閉判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給轉(zhuǎn)向信號(hào)燈控制系統(tǒng)10。

每隔一個(gè)采樣時(shí)間，選取一個(gè)采樣點(diǎn)，如圖3所示，本實(shí)施例中依次選取上一采樣時(shí)間點(diǎn)p1、當(dāng)前點(diǎn)p、下一采樣時(shí)間點(diǎn)p2。感知系統(tǒng)采集前方車道線信息并進(jìn)行濾波修正，在濾波修正后的車道線上從距車m米處向前等間距選取三個(gè)采樣點(diǎn)，分別計(jì)算車道線在三采樣點(diǎn)的曲率，對(duì)三采樣點(diǎn)的曲率求取平均值，得到車輛行駛路徑前方道路車道線曲率kr，其中m為標(biāo)定值。當(dāng)規(guī)劃路徑曲率kj與車輛行駛路徑前方道路車道線曲率kr的差值k超出設(shè)定標(biāo)定值k0，同時(shí)規(guī)劃路徑上一時(shí)間位移p1p和下一時(shí)間位移pp2的角度差絕對(duì)值|θ|滿足|θ|-θ0>0，且p2點(diǎn)位于p1p延長(zhǎng)線的右側(cè)時(shí)，右轉(zhuǎn)向燈開啟。右轉(zhuǎn)向燈開啟后，若規(guī)劃路徑曲率kj(即過p1pp2三點(diǎn)弧線的平均曲率)與車輛行駛路徑前方道路車道線曲率kr(無車道線或路口時(shí)，默認(rèn)曲率kr＝0)差值k不超出設(shè)定標(biāo)定值k0，或規(guī)劃路徑上一時(shí)間位移p1p和下一時(shí)間位移pp2的角度差絕對(duì)值|θ|滿足|θ|-θ0≤0，則將右轉(zhuǎn)向燈關(guān)閉。當(dāng)規(guī)劃路徑曲率kj與車輛行駛路徑前方道路車道線曲率kr差值k超出設(shè)定標(biāo)定值k0，同時(shí)規(guī)劃路徑上一時(shí)間位移p1p和下一時(shí)間位移pp2的角度差絕對(duì)值|θ|滿足|θ|-θ0>0，且p2點(diǎn)位于p1p延長(zhǎng)線的左側(cè)，或同一車道前方的障礙物t(車輛或行人等)的實(shí)時(shí)距離l小于安全距離l0時(shí)，左轉(zhuǎn)向燈開啟。當(dāng)規(guī)劃路徑曲率kj與車輛行駛路徑前方道路車道線曲率kr差值k超出設(shè)定標(biāo)定值k0，同時(shí)規(guī)劃路徑上一時(shí)間位移p1p和下一時(shí)間位移pp2的角度差絕對(duì)值|θ|滿足|θ|-θ0>0，且p2點(diǎn)位于p1p延長(zhǎng)線的左側(cè)，左轉(zhuǎn)向燈開啟后，若滿足規(guī)劃路徑曲率kj與車輛行駛路徑前方道路車道線曲率kr差值k不超出設(shè)定標(biāo)定值k0、規(guī)劃路徑上一時(shí)間位移p1p和下一時(shí)間位移pp2的角度差絕對(duì)值|θ|滿足|θ|-θ0≤0則將左轉(zhuǎn)向燈關(guān)閉；或當(dāng)同一車道前方的障礙物t的實(shí)時(shí)距離l小于安全距離l0時(shí)，左轉(zhuǎn)向燈開啟后，若滿足同一車道前方的障礙物t的實(shí)時(shí)距離l不小于安全距離l0或設(shè)定時(shí)間內(nèi)方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)變化小于設(shè)定標(biāo)定值，則將左轉(zhuǎn)向燈關(guān)閉。其中為上一時(shí)間位移p1p和下一時(shí)間位移pp2的角度差容許誤差值。安全距離l0的計(jì)算方法為：l0＝(v-vt)²/2a)，vt為障礙物t在本車道上的車速，v為本車輛速度，a為車輛制動(dòng)減速度。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。