1.LKA定义
车道保持辅助( Lane Keeping Assistance , LKA )系统是典型的横向先进驾驶员辅助系统( Advanced DriverAssistance System , ADAS )。
2.LKA控制策略
- LKA 系统可分为感知层、决策控制层和执行层三部分。
- 感知层用于采集车道信息和车辆信息;决策控制层即车道保持辅助控制器;执行层为EPS
2.1 LKA系统架构
2.2 决策控制层结构
2.3 车道保持辅助力矩控制模块组成
2.4 状态决策策略
- LKA系统具有关闭、待机、介入3种状态。
- 定义激活条件系数α和介入条件系数β,辅助系数α和β是逻辑与的关系
- 决策过程首先进行 LKA 开启条件判断,当 LKA 激活条件满足时LKA 介入条件判断,包括跨道时间判断和车辆返回车道中心判断。
- LKA开关状态判断:LKA需要具有开关接口(按钮或者HMI显示)
- 车道线检测质量判断:系统当检测两侧车道线的置信度,当一侧置信度比较低时,系统应该根据车道默认宽度计算出另一侧车道线,如果两侧车道线置信度均低于设定的阈值,LKA进入关闭状态。(例如某段车道线有一些地方段段续续)当然为防止系统检测到车道线立即触发LKA功能的误触发操作,应该给定一个时间阈值,只有检测到车道线的时间阈值超过一定时间系统才触发。
- 变道判断:变道判断考虑驾驶员力矩、转向灯开关、车辆横向偏移量等状态,判断流程如图7所示。如果力矩过大、CAN信号上传来转向灯、车辆横向偏移量过大(约1/2车身宽度)车辆LKA功能关闭。
- 跨道时间判断:跨道时间( Time to Lane Crossing , TLC )指从当前位置运动至左前轮或右前轮触及车道线为止所经历的时间。
- 车辆返回车道中心判断:LKA 系统作为辅助系统不会持续介入太久,如果以同一TLC阈值作为 LKA系统介入和退出的条件,会出现LKA系统介入后TLC变大,LKA退出,随后TLC又变小LKA 再次介入,尤其在弯道中LKA 易出现频繁介入和退出。因此TLC 条件仅作为LKA 系统的介入条件,当LKA 介入后,进行车辆返回车道中心判断,如果车辆横向偏移量和偏航角均小于设定阈值,则认为车辆返回车道中心,调整β=0。
2.5 车道跟随控制器
- 车道跟随控制器原理图如下:
- 主要包括:横向位置控制(知航向角可进行PD控制、知曲率可进行前馈控制)、转向盘转角控制