本发明涉及车辆控制技术领域，尤其是涉及一种车道保持装置及其控制方法。
背景技术：
相关技术中，车道保持系统接收车道保持开关开启信号后，车道识别装置收集路况信息，车道保持控制装置根据该路况信息及车体信息控制主动转向系统对车辆的行进方向进行调整，但当需要驾驶员主动改变行进方向时，电动助力转向系统控制器会控制转向电机将该转矩抵消，这样会导致车辆的控制可能会违背驾驶员的主观意图，进而让驾驶员产生抵触心理乃至关闭车道保持系统，，无法适配大多数驾驶员。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种车道保持装置，所述车道保持装置可以提升车辆的行驶安全性。
本发明还提出了一种车道保持装置的控制方法。
本发明还提出了一种具有上述车道保持装置的车辆。
根据发明第一方面实施例的车道保持装置，包括：车道信息检测组件、车辆信息检测组件和车道保持控制组件，所述车道信息检测组件用于获取车道信息和车辆与车道边界的位置关系，所述车辆信息检测组件用于获取车辆的运行状态信息和转向力矩t1，所述车道保持控制组件信号连接所述车道信息检测组件和车辆信息检测组件并控制车辆的转向参数，所述车道保持控制组件根据所述车道信息检测组件与所述车辆信息检测组件的反馈信息判断车辆是否偏离车道，当车辆偏离车道时，所述车辆信息检测组件检测车辆的转向力矩t1，当转向力矩小于预设转矩阈值t0时，所述车道保持控制组件根据所述车道信息检测组件反馈的车道信息调整车辆的转向参数。
根据本发明实施例的车道保持装置，根据本发明实施例的车道保持装置，通过车道信息检测组件对车辆与车道边界之间的位置关系的判断，以及通过车辆信息检测组件对转向力矩的收集，整体对车辆信息的监测以及控制，使用车道信息检测组件和车辆信息检测组件两个组件对车辆行驶信息的监测，当车辆偏移车道时，车道保持控制组件调整车辆回归车道，由此可以防止道路出现转向时驾驶员没有做出相应的调整造成的安全事故，提升了车辆的行驶安全性。
根据本发明的一些实施例，所述车道信息检测组件形成为实时检测路况图像信息的摄像头。
根据本发明的一些实施例，所述车道信息检测组件获取车辆行进方向与车道线的偏移夹角、车辆与两侧车道线之间的距离和车道线曲率半径。
根据本发明第二方面实施例的车道保持装置的控制方法，包括如下步骤：s1、激活车道保持装置的车道保持功能；s2、车道保持控制组件根据车道信息检测组件与车辆信息检测组件的反馈信息获取车辆是否偏离车道，当车辆不偏离车道时，车道保持装置不动作；当车辆偏离车道时，进行步骤s3；s3、车辆信息检测组件检测车辆方向盘的转向力矩t1，当t1大于等于预设转矩阈值t0时，车道保持功能不生效；当t1小于预设转矩阈值t0时进行步骤s4；s4、车道保持控制组件根据车道信息检测组件反馈的车道信息调整车辆的转向参数；s5、车道保持控制组件根据车道信息检测组件与车辆信息检测组件的反馈信息获取车辆是否回归车道，当车辆回归车道时，车道保持控制组件解除对车辆转向机构的控制，当车辆没有回归车道时，重复步骤s4。
根据本发明的一些实施例，所述步骤s1包括；s11、车道信息检测组件检测车道信息；s12、车辆信息检测组件检测车辆行驶速度v1，方向盘的转向力矩t1，当车辆行驶速度v1≥预定车速阈值v0，转向力矩t1≤预设转矩阈值t0时，车道保持装置激活车道保持功能。
根据本发明的一些实施例，所述步骤s2包括：s21、车辆信息检测组件获取车辆的行驶速度v1，车道信息检测组件获取车辆与车道的距离l1和车辆跨道时间t1；s22、判断行驶速度v1与预设速度阈值vd之间的关系，当v1＜vd时，进行步骤s23；当v1≥vd时，进行步骤s24；s23、判断车辆与车道的距离l1和预设距离阈值ld之间的关系，当l1≥ld时，车道保持装置不动作；当l1＜ld时，进行步骤s25；s24、判断车辆跨道时间t1与预设时间阈值td之间的关系，当t1≥td时，车道保持装置不动作；当t1＞td时，进行步骤s25；s25、车辆偏离车道，进行步骤s3。
根据本发明的一些实施例，所述步骤s5包括：s51、车道信息检测组件获取车辆与车道的距离l1和车辆行进方向与车道线之间夹角α；s52、判断夹角α与预设夹角a之间的关系，当α＞a时，重复步骤s4；当α≤a时，进行步骤s53；s53、判断车辆与车道的距离l1和预设距离阈值ld之间的关系，当l1＞ld，重复步骤s4；当l1≤ld，进行步骤s54；s54、车辆回归车道，车道保持控制组件解除对车辆转向机构的控制。
根据本发明的一些实施例，在所述步骤s2与所述步骤s3之间，还包括：s26、向驾驶员发出车辆偏离车道报警提醒。
根据本发明的一些实施例，所述步骤27与所述步骤s3之间间隔0.5s。
根据本发明第三方面实施例的车辆，包括根据上述实施例所述的车道保持装置。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的车道保持系统的流程图；
图2是根据本发明实施例的车道保持系统的具体操作流程图；
图3是根据本发明实施例的步骤s1的流程图；
图4是根据本发明实施例的步骤s1的具体操作流程图；
图5是根据本发明实施例的步骤s2的流程图；
图6是根据本发明实施例的步骤s2的具体操作流程图；
图7是根据本发明实施例的步骤s5的流程图；
图8是根据本发明实施例的步骤s5的具体操作流程图；
图9是根据本发明实施例的车道保持装置的结构示意图；
图10是根据本发明实施例的车辆的结构示意图。
附图标记：
100：车辆；10：车体；20：车道保持装置；21：车道信息检测组件；22：车辆信息检测组件；23：车道保持控制组件。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
下面参考图1-图10描述根据本发明实施例的车道保持装置20及其控制方法。
如图9所示，根据发明实施例的车道保持装置20，包括：车道信息检测组件21、车辆信息检测组件22和车道保持控制组件23。
车道信息检测组件21用于获取车道信息和车辆100与车道边界的位置关系，进而通过车道信息检测组件21获取车辆100在行驶过程中是否有转向的信息，再将信息传递给车辆100，通过车辆100对信息的处理将控制车辆100的行驶参数。
车道信息检测组件21是智能车辆驾驶辅助系统中的重要环节，车道信息检测组件21主要是利用车道边界与道路环境的物理特征的差异进行后续图像的分割与处理,以突出车道边界特征,从而实现对车辆100与车道边界之间距离的检测，并且根据提取的不同特征,车道信息检测组件21可以分为对车辆边界颜色特征的检测、对车辆边界的纹理特征的检测和多特征融合的检测，通过车道信息检测组件21可以快速且有效地检测车辆100与车道边界间的距离，不仅有利于协助路径规划、进行道路偏移预警与车流分析等功能,并且能为精确导航提供参照。
车辆信息检测组件22用于获取车辆100的运行状态信息和转向力矩t1，通过收集车辆100在行驶过程中的状态信息，辅助驾驶员的驾驶，收集转向力矩t1可以监测驾驶员是否有转向的意图，进而做出是否关闭的车道保持装置20，由驾驶员自主实施对车辆100的转向控制。
车道保持控制组件23连接车道信息检测组件21和车辆信息检测组件22，并控制车辆100的转向参数，车道保持控制组件23根据车道信息检测组件21与车辆信息检测组件22的反馈信息是否一致获取车辆100是否偏离车道，当车辆100偏离车道时，车辆信息检测组件22检测车辆100的转向力矩t1，当转向力矩小于预设转矩阈值t0时，车道保持控制组件23根据车道信息检测组件21反馈的车道信息调整车辆100的转向参数，当转向力矩大于预设转矩阈值t0时，车道保持控制组件23失效，以免干扰驾驶员操控车辆100，通过车道保持控制组件23可以辅助驾驶员对车辆100的控制。
由此，根据本发明实施例的车道保持装置20，通过车道信息检测组件21对车辆100与车道边界之间的位置关系的判断，以及通过车辆信息检测组件22对转向力矩的收集，整体对车辆信息的监测以及控制，使用车道信息检测组件21和车辆信息检测组件22两个组件对车辆100行驶信息的监测，当车辆100偏移车道时，车道保持控制组件23调整车辆100回归车道，由此可以防止道路出现转向时驾驶员没有做出相应的调整造成的安全事故，提升了车辆100的行驶安全性。
具体的，车道信息检测组件21形成为实时检测路况图像信息的摄像头，通过摄像头对车辆边界信息的提取，可以实现对车辆边界的颜色的提取或车辆边界纹理的提取，或者对车辆边界的颜色和纹理的提取，通过摄像头的使用可以实现对车道边界信息准确的提取，进而实现车道信息检测组件21对车辆100与车道边界之间的信息判断。
车道信息检测组件21获取车辆100行进方向与车道线的偏移夹角、车辆100与两侧车道线之间的距离和车道线曲率半径，通过对以上三种车辆信息的收集可以更准确的判断车辆100是否有转向的意图，而且上述车辆信息的收集方法较为简单，操作方便。
如图1所示，根据本发明第二方面实施例的车道保持装置控制方法，包括如下步骤：
s1、激活车道保持装置的车道保持功能，通过激活车道保持装置的车道保持功能可以保证车辆保持功能处于开启的状态，进而可以实现车道保持装置对车辆的控制；
s2、车道保持控制组件根据车道信息检测组件与车辆信息检测组件的反馈信息获取车辆是否偏离车道，当车辆不偏离车道时，车辆正常行驶，车道保持装置不动作；当车辆偏离车道时，进行步骤s3；
s3、车辆信息检测组件检测车辆方向盘的转向力矩t1，当t1大于等于预设转矩阈值t0时，车道保持功能不生效；当t1小于预设转矩阈值t0时进行步骤s4；
s4、车道保持控制组件根据车道信息检测组件反馈的车道信息调整车辆的转向参数；
s5、车道保持控制组件根据车道信息检测组件与车辆信息检测组件的反馈信息获取车辆是否回归车道，当车辆回归车道时，车道保持控制组件解除对车辆转向机构的控制，当车辆没有回归车道时，重复步骤s4。
具体地，如图2所示，车辆启动后，激活车道保持装置的车道保持功能，然后根据车道信息检测组件和车辆信息检测组件的反馈信息判断车辆是否偏离车道，如果车辆没有偏移车道，车道保持装置不作出动作，车辆正常行驶；如果车辆偏移车道，车道保持控制组件判断车辆方向盘的转向力矩，此时，车辆信息检测组件检测车辆方向盘的转向力矩t1，车辆预设的转矩阈值为t0，如果方向盘的转向力矩大于转矩阈值t0，说明方向盘转向时驾驶员根据道路转向做出的反应，驾驶员控制车辆行驶，车道保持装置无需做出干涉。如果方向盘的转向力矩小于等于转矩阈值t0，说明驾驶员没有意识到道路的转向，如果继续前进便会发生事故，此时，车道保持装置做出相应的应对措施，车道保持控制组件根据车道信息检测组件反馈的车道信息调整车辆的转向参数。
车辆完成转向后，车道保持控制组件再根据车道信息检测组件和车辆信息检测组件反馈的信息判断车辆是否回归车道，如果车辆回归车道，车道保持控制组件不再对车辆进行调整，车辆继续行驶，如果车辆没有回归车道，车道保持控制组件，根据车道信息检测组件反馈的信息继续对车辆进行调整，然后重复检测车辆是否回归车道，由此重复知道车辆回归车道中。
由此，根据本发明实施例的车道保持装置控制方法，在车道出现转向需要调整车辆时，利用车道保持装置根据车辆与车道的信息判断驾驶员是否根据车道情况做出相应的调整措施，在驾驶员没有做出相应调整措施的情况下，使用车道信息检测组件和车辆信息检测组件对车辆行驶信息的监测，并根据车道的转向情况调整车辆回归车道，由此可以防止道路出现转向时驾驶员没有做出相应的调整造成的安全事故，提升了车辆的行驶安全性。
如图3和4所示，根据本发明的一些实施例，车道保持装置的控制方法的步骤s1包括一下具体步骤：
s11、车道信息检测组件检测车道信息，获取车辆行进方向与车道线的偏移夹角、车辆与两侧车道线之间的距离和车道线曲率半径；
s12、车辆信息检测组件检测车辆行驶速度v1，方向盘的转向力矩t1，当车辆行驶速度v1≥预定车速阈值v0，也就是说，当车辆的车速较大时车道保持装置的车道保持功能才可能打开，因为车辆速度较大时，车辆调整难度较大，短时间难以调整回归，车辆速度较小时，车辆方便调整；转向力矩t1≤预设转矩阈值t0时，车道保持装置激活车道保持功能，车辆的转向力矩较小说明驾驶员没有对车辆的方向盘进行操作，容易发生安全事故。
通过车辆信息检测组件检测车辆行驶速度v1，可以判断车辆是否处于正常行驶状态，当车辆行驶速度v1≥预定车速阈值v0时，再通过对方向盘的转向力矩t1的检测，当转向力矩t1≤预设转矩阈值t0时，可以判断驾驶员没有主动改变车辆的行驶方向，也就是说，车辆速度较高，且驾驶员没有操控方向盘时，此时车辆的危险程度较大，安全风险系数较高，车道保持装置才会激活车道保持功能，防止安全事故。
如图5和6所示，根据本发明的一些实施例，车道保持装置的控制方法的步骤s2包括一下具体步骤：
s21、车辆信息检测组件获取车辆的行驶速度v1，车道信息检测组件获取车辆与车道的距离l1和车辆跨道时间t1；
s22、判断行驶速度v1与预设速度阈值vd之间的关系，当v1＜vd时，进行步骤s23；当v1≥vd时，进行步骤s24；
s23、判断车辆与车道的距离l1和预设距离阈值ld之间的关系，当l1≥ld时，车道保持装置不动作，当l1＜ld时，进行步骤s25；
s24、判断车辆跨道时间t1与预设时间阈值td之间的关系，当t1≥td时，车道保持装置不动作；当t1＞td时，进行步骤s25；
s25、车辆偏离车道，进行步骤s3。
在车道保持功能处于激活的情况下，通过车辆信息检测组件获取车辆的行驶速度v1，车道信息检测组件获取车辆与车道的距离l1和车辆跨道时间t1，当车辆行驶速度v1＜预定车速阈值v0时，再通过车辆与车道的距离l1和预设距离阈值ld之间的关系可以判断车辆是否偏移，当车辆行驶速度v1≥预定车速阈值v0时，再通过车辆跨道时间t1与预设时间阈值td之间的关系来判断车辆是否偏移，通过车辆与车道的距离l1和车辆跨道时间t1两个系数共同来判断车辆是否发生偏移，从而判断是否需要亮起警示灯来提示驾驶员，可以提升车辆驾驶的安全性。
如图7和8所示，根据本发明的一些实施例，车道保持装置的控制方法的步骤s5包括一下具体步骤：
s51、车道信息检测组件获取车辆与车道的距离l1和车辆行进方向与车道线之间夹角α，也就是偏航角为α；
s52、判断夹角α与预设夹角a之间的关系，当α＞a时，重复步骤s4；当α≤a时，进行步骤s53；
s53、判断车辆与车道的距离l1和预设距离阈值ld之间的关系，当l1＞ld，重复步骤s4；当l1≤ld，进行步骤s54；
s54、车辆回归车道，车道保持控制组件解除对车辆转向机构的控制。
车道信息检测组件可以获取车辆与车道的距离l1和车辆行进方向与车道线之间夹角α，通过车辆行进方向与车道线之间夹角α可以判断车辆是否脱离转向，再通过车辆与车道的距离l1来判断车辆是否在车道内行驶，以及有没有出现占道的情况，使得车辆能够再转向后能够继续安全、平稳的行驶。
此外，在步骤s2与步骤s3之间，还包括：s26、向驾驶员发出车辆偏离车道报警提醒，当车辆出现偏离车道的情况时，可以向驾驶员发出报警，从而确定偏离车道的情况是否是驾驶员主观造成的，进而是否通过车道保持控制组件对车辆的行驶进行修整，而且可以提醒驾驶员根据车道情况调整车辆。
进一步的，步骤s26与步骤s3之间间隔0.5s，可以在驾驶员发出车辆偏离车道报警提醒后来给驾驶员一定的反应时间，进而可以判断步骤s3是否是驾驶员的操作，保证车辆行驶的安全性和可靠性。
如图9所示，根据本发明第三方面实施例的车辆100，包括：车体10和上述实施例中描述的车道保持装置20，车道保持装置20的车道信息检测组件21设在车体10的前端，车辆信息检测组件22和车道保持控制组件23设在车体10内。
根据本发明实施例的车辆100，通过采用上述车道保持装置20可以防止道路出现转向时驾驶员没有做出相应的调整导致车辆100发生安全事故，提升了车辆100的行驶安全性。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
1.一种车道保持装置，其特征在于，包括：
车道信息检测组件，所述车道信息检测组件用于获取车道信息和车辆与车道边界的位置关系，
车辆信息检测组件，所述车辆信息检测组件用于获取车辆的运行状态信息和转向力矩t1；
车道保持控制组件，所述车道保持控制组件信号连接所述车道信息检测组件和车辆信息检测组件，并控制车辆的转向参数，所述车道保持控制组件根据所述车道信息检测组件与所述车辆信息检测组件的反馈信息判断车辆是否偏离车道，并当车辆偏离车道时，所述车辆信息检测组件检测车辆的转向力矩t1，当所述转向力矩t1小于预设转矩阈值t0时，所述车道保持控制组件根据所述车道信息检测组件反馈的车道信息调整车辆的转向参数。
2.根据权利要求1所述的车道保持装置，其特征在于，所述车道信息检测组件形成为实时检测路况图像信息的摄像头。
3.根据权利要求1所述的车道保持装置，其特征在于，所述车道信息检测组件获取车辆行进方向与车道线的偏移夹角、车辆与两侧车道线之间的距离和车道线曲率半径。
4.一种根据权利要求1-3中任意一项所述的车道保持装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：
s1、激活车道保持装置的车道保持功能；
s2、车道保持控制组件根据车道信息检测组件与车辆信息检测组件的反馈信息获取车辆是否偏离车道，当车辆不偏离车道时，车道保持装置不动作；当车辆偏离车道时，进行步骤s3；
s3、车辆信息检测组件检测车辆方向盘的转向力矩t1，当t1大于等于预设转矩阈值t0时，车道保持功能不生效；当t1小于预设转矩阈值t0时进行步骤s4；
s4、车道保持控制组件根据车道信息检测组件反馈的车道信息调整车辆的转向参数；
s5、车道保持控制组件根据车道信息检测组件与车辆信息检测组件的反馈信息获取车辆是否回归车道，当车辆回归车道时，车道保持控制组件解除对车辆转向机构的控制，当车辆没有回归车道时，重复步骤s4。
5.根据权利要求4所述的车道保持装置的控制方法，其特征在于，所述步骤s1包括；
s11、车道信息检测组件检测车道信息；
s12、车辆信息检测组件检测车辆行驶速度v1，方向盘的转向力矩t1，当车辆行驶速度v1≥预定车速阈值v0，转向力矩t1≤预设转矩阈值t0时，车道保持装置激活车道保持功能。
6.根据权利要求4所述的车道保持装置的控制方法，其特征在于，所述步骤s2包括：
s21、车辆信息检测组件获取车辆的行驶速度v1，车道信息检测组件获取车辆与车道的距离l1和车辆跨道时间t1；
s22、判断行驶速度v1与预设速度阈值vd之间的关系，当v1＜vd时，进行步骤s23；当v1≥vd时，进行步骤s24；
s23、判断车辆与车道的距离l1和预设距离阈值ld之间的关系，当l1≥ld时，车道保持装置不动作；当l1＜ld时，进行步骤s25；
s24、判断车辆跨道时间t1与预设时间阈值td之间的关系，当t1≥td时，车道保持装置不动作；当t1＞td时，进行步骤s25；
s25、车辆偏离车道，进行步骤s3。
7.根据权利要求4所述的车道保持装置的控制方法，其特征在于，所述步骤s5包括：
s51、车道信息检测组件获取车辆与车道的距离l1和车辆行进方向与车道线之间夹角α；
s52、判断夹角α与预设夹角a之间的关系，当α＞a时，重复步骤s4；当α≤a时，进行步骤s53；
s53、判断车辆与车道的距离l1和预设距离阈值ld之间的关系，当l1＞ld，重复步骤s4；当l1≤ld，进行步骤s54；
s54、车辆回归车道，车道保持控制组件解除对车辆转向机构的控制。
8.根据权利要求4所述的车道保持装置的控制方法，其特征在于，在所述步骤s2与所述步骤s3之间，还包括：
s26、向驾驶员发出车辆偏离车道报警提醒。
9.根据权利要求8所述的车道保持装置的控制方法，其特征在于，所述步骤s26与所述步骤s3之间间隔0.5s。
10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-3中任意一项所述的车道保持装置。
技术总结