[发明专利]用于确定道路数据的方法和系统

说明书

本发明涉及用于确定道路数据的方法和系统。

车辆正行驶的道路的知识是用于确定实际轨迹是否在正常范围内或者理想轨迹与实际轨迹间的横向偏移或横向偏移的模式是否可以指示出驾驶员的退化的横向控制特性。

理想轨迹是指在驾驶员的最佳横向控制特性(即驾驶员保持车道或沿预期路线的能力)下的车辆在实际道路上应当遵循的路线。实际轨迹是指车辆实际遵循的路线。

退化的横向控制特性进而可以是由于例如瞌睡、分心和/或工作负担造成的驾驶员的疏忽的指示。因此，在现有技术的公知的多个方法和系统中，实际轨迹和实际道路的车道间的横向偏移被用作用于评估驾驶员的疏忽的度量。

例如，US 6,335,689建议通过使用成像道路的左或右车道标记的CCD照相机来确定车辆正行驶的道路。可以根据从车辆的中心到左车道标记的横向距离和道路的宽度来计算车道内的车辆位置。作为照相机的替代，还可以使用基于埋在道路下的磁钉的道路车辆通信系统，并且可以使用基于GPS的导航系统来检测横向位移。此外，由于能够根据转向角检测横向位移，所以横向位移检测部能使用转向角传感器。此外，可以通过检测偏航角速度(yaw rate)或横向加速度来估计横向位移。为了获得频率分量功率，测量车辆的横向摇摆或波动，并且存储位移量的数据。根据横向位移的频率，系统能确定驾驶员是否漫不经心。

US 7,084,773涉及通过将基于频率的方法来检测驾驶员的觉醒状态，驾驶员觉醒状态的准确估计并不总是可能的问题。例如，在山间并且具有不同弯曲方向上的连续曲线的高速公路上，处于正常觉醒水平的驾驶员通过以相对小的转向角向左和向右转动方向盘来驾驶汽车。在这样的情况下的方向盘的转动很可能被提取为用于确定摇晃的低频率分量，这可以导致错误的确定。因此，本文中所描述的方法使用基于道路形状的校正值来指示出具有多个曲线的道路。根据车道跟踪传感器的输出来得到基于道路形状的校正值，该车道跟踪传感器基于利用装载在车辆上的CCD(固态摄像器件)的立体照相机或单镜头照相机获得的图像来在车辆的行驶方向上识别位于车辆前的左右车道标记。为了获得关于车道位移的准确数据，基于所识别的车道宽度，车道识别结果校正单元将画在道路上的车道标记的类型识别为多个预设车道标记类型中的一个。根据车道跟踪传感器识别的左右车道标记的位置之间的差来获得车道宽度。车道识别校正单元基于由此识别的车道标记类型来进一步检测垂直于车辆的行驶方向的方向上的车辆的位移(横向位移)。

在用于确定相对于道路的车辆的位置的所有上述引用的示例性方法中，使用“车道跟踪器”传感器，其能够测量道路上或车道中的车辆的实际位置，并且可选地也能够测量前向路面的形状，其中，车道边界或道路本身定义理想轨迹。车道跟踪器还能够基于很多不同的技术，最常见的是前视照相机传感器。安装在车辆中以测量车道位置的照相机传感器一段时间以来可在市场上获得，并且意在当非故意地跨过车道边界时，警告驾驶员(“车道偏离警告”)。

在一些情况下，用于向驾驶员告知退化的横向控制特性的时标不需要最小化到与例如用于车道偏离警告、碰撞警告或其他时间先决系统相同的程度。特别是，在应当检测驾驶员的疏忽的情况下，能够将时标延至几十秒或甚至几分钟，而不是仅几秒或小于一秒的时间。该可能延长的原因是驾驶员的疏忽，例如瞌睡，是缓慢的过程，并且在几十秒或甚至几分钟而不是几秒内进行演进。这提供了基于感测到的实际轨迹，例如，能够使用从感测车辆的实际位置的传感器收集的过去时间数据，来对驾驶员的状态作出结论的机会。

例如，在EP 1672389 A1中描述了这样的系统和方法，其中，由表示车辆环境的数据，即，相对于道路的车辆的横向位置，以及适当的车辆状态参数，诸如车辆速度和偏航角速度，来确定沿道路的车辆的实际轨迹和道路本身，其中，优选地由车道跟踪系统来观察道路或车道。基于在先前时间点收集的关于车辆动态的信息(例如偏航角速度)，已知系统和方法计算驾驶员计划路线(即驾驶员在先前时间点，似乎想要遵循的路线)的估计，并且将该计划的路线与实际观察到的车道作比较。在先前时间点的实际道路几何形状和驾驶员的计划路线之间的偏差被视为驾驶员疏忽的指示符。为了确定表示车辆环境的数据，使用车道位置系统，例如照相机，诸如前视单目照相机。