[发明专利]车道跟踪系统

说明书

技术领域

本发明通常涉及用于提高汽车的车道跟踪能力的系统。

背景技术

汽车车道跟踪（lane tracking）系统可采用视觉目标识别来确定标示在路上的边界车道线。通过这些系统，视觉处理技术可估算车辆和相应的车道线之间的位置，以及车辆相对于车道的行驶方向（heading）。然而，这种处理/识别技术可能是处理器密集型的和/或需要大量的过滤。这可能导致位置估算相对于视频信息的获得在时间上有延迟。另外，由于视觉上的障碍物、环境能见度的限制、灰尘/碎物（其能够使摄像机镜头的视野模糊），和/或某些视频过滤方法对多个连续帧进行集合的需求，视觉信息的取得可能是偶发地获取的。如果准许了自动路径修正，则这种延迟和/或偶发或低刷新率会导致系统的不稳定性，或会危及车辆的响应时间/准确性。

发明内容

一种用于跟踪车道内车辆位置的车道跟踪系统包括，摄像机和视频处理器，所述摄像机被配置为提供代表视野视频馈送，所述视频处理器被配置为接收来自摄像机的视频馈送并产生表明车道内车辆的姿态（位置和行驶方向）的延迟的（latent）基于视频的位置数据。该系统进一步包括车辆运动传感器套件和车道跟踪处理器，其中车辆运动传感器套件被配置为产生表明车辆运动的车辆运动数据。

车道跟踪处理器可被配置为接收基于视频的位置数据，该位置数据以第一频率更新；接收感测到的车辆运动数据，该车辆运动数据以第二频率更新；由感测到的车辆运动数据来估算车道内车辆的位置；和利用改进的卡尔曼滤波器（Kalman filter）把基于视频的位置数据和车道内车辆位置的估算融合。

在一种配置中，车道跟踪处理器可被配置为，由感测到的车辆运动数据通过以第二频率递增地对该姿态进行航迹推算的方式，估算车道内车辆的位置。同样地，车道跟踪处理器可被配置为对感测到的车辆运动数据进行缓冲，以作未来参考。感测到的车辆运动数据例如可包括纵向速度、侧向速度、侧向加速度和偏航率。

接收更新/刷新的基于视频的位置数据时，车道跟踪处理器可被配置为按照预定的递增数量将车道内车辆的估算位置回滚（roll back）；将基于视频的位置数据与车道内车辆位置的估算融合（fusion）；更新协方差矩阵；和通过由缓冲的感测到的车辆运动数据对位置进行航迹推算，通过预定的递增数量来递增地估算车道内车辆的位置。在一种配置中，所述预定的递增数量可以与基于视频的位置数据的延迟成比例，且与第二频率成比例。

在融合传感数据（sensory data）之后，车道跟踪处理器可进一步被配置为控制车辆的运动，以使车辆保持在车道的中心。

从下文中对实现本发明的最佳模式的有附图的详细描述可知，本发明的上述特征和优势以及其他特征和优势是很明显的。

附图说明

图1是包括车道跟踪系统的车辆示意图。

图2是被置于路面的车道内的车辆示意图。

图3是将低频、延迟的视频数据与高速感测到的运动数据融合的方法流程图。

图4是大致显示了图3所述方法的时序图。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记在若干幅视图中代表相同的部件，图1示意性地显示了具有车道跟踪系统11的车辆10，所述车道跟踪系统11包括面向前的摄像机12、视频处理器14、车辆运动传感器16和车道跟踪处理器18。如将在下文中详述的，车道跟踪处理器18可融合基于视频的位置数据20和感测到的车辆运动数据22，以确定车辆10在行车道30内的位置（如图2大致所示）。例如，车道跟踪处理器18可几乎实时地确定车辆10与右车道线34之间的距离32、车辆10与左车道线38之间的距离36和/或车辆10相对于车道30的行驶方向40。

视频处理器14和车道跟踪处理器18中的每一个可分别地实施为一个或多个数字计算机或数字处理装置，其每一个都具有一个或多个微处理器或中央处理单元（CPU）、只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、高速时钟、模拟-数字（A/D）电路、数字-模拟（D/A）电路、输入/输出（I/O）电路、动力电子设备（power electronics）/变压器，和/或信号控制和缓冲电子设备。常驻于处理器14、18中的或易于存取的单独控制/处理程序可由此存储在ROM或其他合适的有形存储位置和/或其他存储装置中，并可以由处理器14、18的相关硬件部件自动执行，以提供各自的处理功能。在另一种配置中，该视频处理器14和车道跟踪处理器18可实施为单一的装置，例如数字计算机或数据处理装置。