[发明专利]汽车高级驾驶辅助系统横向控制方法、设备、介质、产品

说明书

本发明提供汽车高级驾驶辅助系统横向控制方法，包括以下步骤：匹配人脸特征点，计算眼睛开闭程度，识别驾驶能力，建立车辆动力学模型，建立操控模型，提供辅助力矩。本发明能够在夜间行车时检测驾驶员的眩目并通过模糊逻辑算法识别驾驶能力，解决了驾驶员眩目检测及相应的驾驶能力的分析评价问题。本发明通过建立的车辆动力学模型、驾驶员操控模型和高级驾驶辅助系统模型，在驾驶员眩目状态下能够有效为驾驶员提供辅助力矩，帮助驾驶员进行横向控制，有效的进行车道保持，最大程度的保证驾驶安全。

技术领域

本发明涉及智能驾驶技术领域，尤其涉及汽车高级驾驶辅助系统横向控制方法、设备、介质、产品。

背景技术

夜间行车时，道路上的汽车车灯长时间的强光照射容易造成驾驶员视觉疲劳和眩目，极容易导致交通事故的产生，严重威胁驾驶员的生命安全。尤其是随着汽车车灯技术的发展，照明效果增强，照明的视野区域扩大，在会车时对向来车前照灯的远光灯产生强光照射，对驾驶员的眼睛产生强烈刺激，甚至眩晕和短暂的失明。在自车驾驶员睁不开眼睛的情况下，极容易失去对方向盘的正常操控能力。在这种夜间行车场景中，不仅对自车的正常行驶造成危险，也会威胁其他交通参与者的生命安全。

驾驶员监控系统(Driver Monitoring System，DMS)能够检测驾驶员的精神状态，在驾驶员出现疲劳、分心等情况时通过各类传感器获取驾驶员的状态信号并在检测到危险行为时及时预警，以提升汽车行驶的主动安全。当前，以摄像头微传感器利用视觉算法实现对驾驶员人脸特征的检测成为相关研究的热点。眼睛是基于视觉算法的人脸检测过程中的重要特征之一，夜间行车过程中在汽车前照灯的强光照射下，眼睛会发生非条件反射，睁开程度变小。因此，可以通过视觉算法检测并计算眼睛的睁开程度，以识别和判断驾驶员的眩目情况和驾驶能力。

目前高级驾驶辅助系统(Advanced Driving Assistance System，ADAS)的广泛应用，使得具有高级驾驶辅助系统能力的汽车能够及时对驾驶员提供转向辅助，有效提供驾驶过程中转向的辅助力矩。因此，在检测到驾驶员存在眩目情况下，及时由高级驾驶辅助系统提供辅助力矩，使汽车实现车道保持对于保障驾驶员安全十分必要。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供汽车高级驾驶辅助系统横向控制方法，在检测到驾驶员存在眩目情况下，及时由高级驾驶辅助系统提供辅助力矩，使汽车实现车道保持，保障驾驶员安全。

本发明提供汽车高级驾驶辅助系统横向控制方法，包括以下步骤：

匹配人脸特征点，以视觉传感器通过人脸匹配算法检测驾驶员人脸特征，对全脸的关键特征点进行标记；

计算眼睛开闭程度，从全脸的关键特征点中提取眼部关键特征点，通过所述眼部关键特征点标记眼部，计算眼睛的开闭程度及眼睛开闭程度随时间的变化率；

识别驾驶能力，通过所述眼睛的开闭程度及眼睛开闭程度随时间的变化率识别驾驶员眩目下的驾驶能力；

建立车辆动力学模型，以车辆的横向控制准确性和稳定性为控制的目标，建立车辆动力学模型；

建立操控模型，根据所述车辆动力学模型确定驾驶员的操作力矩的方程，通过操作力矩的方程得到高级驾驶辅助系统驾驶员操控的状态空间模型；

提供辅助力矩，设计PID控制器并确定参数，通过PID控制器提供辅助力矩为驾驶员提供相应的助力。

进一步地，所述匹配人脸特征点步骤中，以摄像头为视觉传感器，基于深度学习方法的人脸匹配算法检测驾驶员人脸特征，所述全脸的关键特征点包括眼睛关键特征点、眉毛关键特征点、鼻子关键特征点、嘴巴关键特征点、驾驶员人脸外轮廓关键特征点。

进一步地，所述计算眼睛开闭程度步骤中，用每个眼部关键特征点的外接矩形标记出眼部，计算眼睛的开闭程度的公式为：