車道定中與車道保持轉向系統(tǒng)之間的過渡中的顛簸減少的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及自主轉向系統(tǒng)，并且具體來說，涉及在從車道定中系統(tǒng)到車道保持系 統(tǒng)或者從車道保持系統(tǒng)到車道定中系統(tǒng)的轉向控制的轉換過程中的顛簸減少。
【背景技術】
[0002] 自主轉向系統(tǒng)的實例包括針對于維持定中在行駛車道內的車輛行駛的車道定中 系統(tǒng)和針對于當車道定中系統(tǒng)故障時恢復車道內的行駛的車道保持系統(tǒng)。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明包括以下方案： 1. 一種車輛自主轉向控制系統(tǒng)，包括： 配置成響應于車道定中系統(tǒng)的故障來啟動車道保持系統(tǒng)的車道保持系統(tǒng)，所述車道保 持系統(tǒng)被配置成產生多個校正轉向命令，所述轉向命令中的一個或多個至少部分地由隨時 間增加的取決于時間的轉向角極限所調整的最小化的成本函數(shù)限定。
[0004] 2.如方案1所述的系統(tǒng)，其中所述校正轉向命令中的一個或多個至少部分地由 最大角度變化率限定。
[0005] 3.如方案2所述的系統(tǒng)，其中所述最大角度變化率至少部分地由一個或多個車 輛動力學參數(shù)限定。
[0006] 4.如方案3所述的系統(tǒng)，其中所述最大角度變化率至少部分地由道路曲率限定。
[0007] 5.如方案1所述的系統(tǒng)，其中所述車道保持系統(tǒng)被進一步配置成響應于校正的 行駛路徑的實現(xiàn)來將轉向控制系統(tǒng)轉換到車道定中系統(tǒng)。
[0008] 6.如方案1所述的系統(tǒng)，其中被配置成基于數(shù)據(jù)響應于車道定中系統(tǒng)的故障來 啟動車道保持系統(tǒng)的車道保持系統(tǒng)以從至少一個側向觀察傳感器獲得的數(shù)據(jù)為基礎實施。
[0009] 7.如方案1所述的系統(tǒng)，其中被配置成響應于車道定中系統(tǒng)的故障來啟動車道 保持系統(tǒng)的車道保持系統(tǒng)以從至少一個后向觀察傳感器獲得的數(shù)據(jù)為基礎實施。
[0010] 8. -種用于自主地轉向車輛的方法，包括： 使用車道保持系統(tǒng)來響應于車道定中系統(tǒng)的故障產生多個校正車道保持轉向命令，所 述轉向命令中的一個或多個至少部分地由隨時間增加的取決于時間的轉向角極限所調整 的最小化的成本函數(shù)限定。
[0011] 9.如方案8所述的方法，其中所述校正轉向命令中的一個或多個至少部分地由 最大角度變化率限定。
[0012] 10.如方案9所述的方法，其中所述最大角度變化率至少部分地由一個或多個車 輛動力學參數(shù)限定。
[0013] 11.如方案8所述的方法，其中所述最大角度變化率至少部分地由道路曲率限 定。
[0014] 12.如方案8所述的方法，其進一步包括響應于校正的行駛路徑的實現(xiàn)來將轉向 控制轉換到車道定中系統(tǒng)。
[0015] 13.如方案8所述的方法，其中被配置成響應于車道定中系統(tǒng)的故障來啟動車道 保持系統(tǒng)的車道保持系統(tǒng)以從至少一個側向觀察傳感器獲得的數(shù)據(jù)為基礎實施。
[0016] 14.如方案8所述的方法，其中被配置成響應于車道定中系統(tǒng)的故障來啟動車道 保持系統(tǒng)的車道保持系統(tǒng)以從至少一個后向觀察傳感器獲得的數(shù)據(jù)為基礎實施。
【附圖說明】
[0017] 轉向控制系統(tǒng)的部件及其配置、特征、操作和優(yōu)點可以參照以下詳細描述來最好 理解，其中： 圖1是根據(jù)一個實例的配備有轉向控制系統(tǒng)的車輛的示意性透視圖； 圖2是根據(jù)一個實例的轉向控制系統(tǒng)的方框圖； 圖3是根據(jù)一個實例的如通過轉向控制系統(tǒng)的傳感器陣列觀看到的車道環(huán)境示意性 頂視圖； 圖4是根據(jù)一個實例的用于當轉向控制從車道定中系統(tǒng)轉換到車道保持系統(tǒng)時減少 顛簸的方法的流程圖； 圖4A是根據(jù)一個實例的正在過彎道的車輛的示意圖，該圖描繪以給定時間間隔基于 車輛和道路曲率動力學的多個轉向角計算； 圖4B是根據(jù)一個實例的圖4A的車輛的車輛動力學模型的示意圖； 圖5是根據(jù)一個實例描繪幾個極限函數(shù)的圖，所述極限函數(shù)將轉向角極限描繪為時間 的函數(shù)； 圖5A是根據(jù)一個實例將轉向角命令描繪為時間函數(shù)的數(shù)據(jù)圖，其中未強加轉向角極 限； 圖5B是根據(jù)一個實例將轉向角命令描繪為時間函數(shù)的數(shù)據(jù)圖，其中強加1. 0°轉向角 極限； 圖5C是根據(jù)一個實例將轉向角命令描繪為時間函數(shù)的數(shù)據(jù)圖，其中強加1. 5°轉向角 極限； 應了解，為了清晰起見，圖中的某些元件未按比例繪制并且全部圖中可以重復參考標 記以指示對應或類似元件。
【具體實施方式】
[0018] 以下描述闡述若干細節(jié)以提供顛簸減少系統(tǒng)的透徹理解，并且可以在沒有這些具 體細節(jié)的情況下實踐該系統(tǒng)。還應了解，為了清晰起見，省略了本領域技術人員熟知的部件 和方法。
[0019] 術語"自主"、"半自主"、"自動化"和"自動"都指代配置成以減少的駕駛者輸入來 控制在道路或車道上的行駛路徑的機動車輛的轉向控制系統(tǒng)。
[0020] 根據(jù)一個實例，轉向控制系統(tǒng)包括：主要轉向系統(tǒng)，該主要轉向系統(tǒng)被實施為配置 成維持定中在車道或指定行駛區(qū)域內的車輛行駛的車道定中系統(tǒng)；以及備用系統(tǒng)，該備用 系統(tǒng)被實施為配置成響應車輛行駛偏離行駛區(qū)域來恢復行駛到指定行駛區(qū)域的車道保持 系統(tǒng)。
[0021] 在一些實例中，轉向控制系統(tǒng)被配置成使得駕駛者能夠重新獲得車輛從車道定中 系統(tǒng)或車道保持系統(tǒng)的長期或瞬時控制。在一些實例中，在車道保持系統(tǒng)成功恢復行駛到 適當?shù)男旭倕^(qū)域后，轉向控制被自動地返回到車道定中系統(tǒng)。
[0022] 車道定中系統(tǒng)故障可能特別由錯誤的禁用、校正轉向角的誤算和行駛位置的誤解 導致。
[0023] 在某些實例中，車道定中系統(tǒng)或車道保持系統(tǒng)將校正轉向角命令發(fā)送到轉向系 統(tǒng)，諸如特別是電動助力轉向（EPS)系統(tǒng)或主動前輪轉向（AFS)系統(tǒng)或其他轉向系統(tǒng)。
[0024] 現(xiàn)在轉向圖，圖1是車輛10的示意性說明，該車輛配備有包括車道定中系統(tǒng)和車 道保持系統(tǒng)、傳感器陣列40以及車輛動力學傳感器30的自主轉向控制系統(tǒng)100。
[0025] 道路傳感器陣列40被配置成捕捉可以由轉向控制系統(tǒng)100使用或處理以識別車 輛位置的數(shù)據(jù)。傳感器陣列40可以被實施為諸如(尤其是）以下傳感器的中的任一個或組 合：攝像機、光探測和測距（LIDAR)傳感器、激光探測和測距（LADAR)傳感器、雷達、光學遙 感器、或者提供相對于道路特征(如車道標志、路肩、中央護欄、道路邊緣以及其他物體或特 征)而言與車輛位置有關的數(shù)據(jù)的其他傳感器。在不會減小范圍的情況下，本論述將討論實 施為攝像機陣列的傳感器陣列40。
[0026] 在一些實例中，車輛10包括車輛動力學傳感器30,諸如尤其是轉向角傳感器、轉 向扭矩傳感器、車輪轉速傳感器、慣性測量單元，其被配置成捕捉車輛動力學參數(shù)，諸如尤 其是轉向角和扭矩、橫向和縱向速度、橫向和縱向速度改變、橫擺率以及車輪旋轉。
[0027] 圖2是