本发明提出一种车道保持辅助系统和车道保持辅助方法，通过车道环境检测模块、车辆状态检测模块、驾驶员驾驶状态检测模块、车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块对“人‑车‑路”驾驶环境进行全面检测，并将相应检测信号通过车道保持控制模块进行运算处理，判断车辆是否偏离车道，并且通过电动助力转向系统EPS和电子稳定程序ESP协同控制实现车道横向回正控制及通过电子稳定程序ESP控制实现纵向安全距离保持，并且可进行报警提醒。通过本发明的技术方案显著提升了行驶车辆的驾驶安全性，并采用电动助力转向系统EPS和电子稳定程序ESP协同控制方式来实现车道保持，在保证车辆行驶安全的前提下，最大程度的提高车道保持辅助系统工作时的舒适性。
1.一种车道保持辅助系统，其特征在于，包括：车道环境检测模块（10）、车辆状态检测模块（20）、驾驶员驾驶状态检测模块（30）、车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块（40）、车道保持控制模块（50）、车道保持执行模块（60）和报警系统模块（70），所述车道环境检测模块（10）、车辆状态检测模块（20）、驾驶员驾驶状态检测模块（30）、车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块（40）连接于车道保持控制模块（50）的数据采集输入部分，所述车道保持执行模块（60）和报警系统模块（70）连接于车道保持控制模块（50）的控制信号输出部分，所述车道保持控制模块（50）根据车道环境检测模块（10）、车辆状态检测模块（20）、驾驶员驾驶状态检测模块（30）和车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块（40）提供的“人-车-路”驾驶环境检测数据，判定车辆运行状态和驾驶员驾驶状态，当驾驶员驾驶状态出现异常时，所述车道保持控制模块（50）触发报警系统模块（70）进行报警提醒，当车辆横向偏离车道出现异常时，所述车道保持控制模块（50）控制车道保持执行模块（60）执行车辆横向回正控制，当车辆纵向未处在安全距离范围时，所述车道保持控制模块（50）控制车道保持执行模块（60）将车辆保持在安全距离范围；所述车道环境检测模块（10）包括CCD摄像机（110）和雷达（120），用于检测车道线标识、车道线宽度、车辆中心距两侧车道线距离、道路上行人、车辆航向角、车辆间距离信息和车辆间相对速度信息，所述车辆状态检测模块（20）包括加速度传感器（210）、横摆角速度传感器（220）和轮速传感器（658），用于检测车辆横向与纵向加速度、横摆角速度和车轮转速，所述驾驶员驾驶状态检测模块（30）包括触碰传感器（310）、转向灯信号器（320）、车道保持按钮开关信号器（330）、方向盘扭矩传感器（614）和方向盘转角传感器（615），用于检测车辆方向盘触碰情况、转向灯开闭状态、车道保持辅助系统开闭状态、方向盘转向扭矩、方向盘转向角度以及方向盘转向角速度，所述车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块（40）包括轮胎传感器，用于周期性检测车辆与道路路面的滚动摩擦系数；所述车道保持控制模块（50）包括输入模块（510）、数据存储模块（520）、微处理器（530）及输出模块（540），所述输入模块（510）连接于所述CCD摄像机（110）、雷达（120）、加速度传感器（210）、横摆角速度传感器（220）、轮速传感器（658）、触碰传感器（310）、转向灯信号器（320）、车道保持按钮开关信号器（330）、方向盘扭矩传感器（614）、方向盘转角传感器（615）和轮胎传感器，所述微处理器（530）连接于所述输入模块（510）、数据存储模块（520）和输出模块（540）；
所述车道保持执行模块（60）包括电动助力转向系统EPS控制装置（610）和电子稳定程序ESP控制装置（650），所述输出模块（540）连接于所述电动助力转向系统EPS控制装置（610）、电子稳定程序ESP控制装置（650）和报警系统模块（70）。
2.根据权利要求1所述的车道保持辅助系统，其特征在于，所述车道保持控制模块（50）基于驾驶员驾驶状态检测模块（30）提供的检测信息按下述方式判定驾驶员驾驶状态是否出现异常：当触碰传感器（310）检测到驾驶员没有握稳方向盘时判定驾驶状态异常；当方向盘扭矩传感器（614）在单位时间内检测到方向盘转向扭矩小于等于预设阈值、并且连续n个单位时间内均检测到方向盘转向扭矩小于等于预设阈值时，判定驾驶状态异常，n为检测次数；当方向盘转角传感器（615）在单位时间内检测到方向盘转向角度和方向盘转向角速度均大于预设阈值时判定驾驶状态异常；当转向灯信号器（320）在车辆转向的情况下未提供转向灯开启信号时判定驾驶状态异常。
3.根据权利要求1所述的车道保持辅助系统，其特征在于，所述车道保持控制模块（50）基于车道环境检测模块（10）提供的检测信息，首先判定车辆是否横向偏离车道，在车辆横向偏离车道的前提下再判定车辆横向偏离车道是否处于异常状态，当车辆横向偏离车道处于异常状态时，车道保持控制模块（50）触发车道保持执行模块（60）执行车辆横向回正控制操作。
4.根据权利要求3所述的车道保持辅助系统，其特征在于，所述车道保持控制模块（50）基于车道环境检测模块（10）提供的检测信息按照以下方式判定车辆是否横向偏离车道：当检测到的第i+1幅图像的车辆左边缘距左侧车道线的距离dli+1减去第i+1幅图像的车辆右边缘距右侧车道线的距离dri+1的绝对值大于第i幅图像的车辆左边缘距左侧车道线的距离dli减去第i幅图像的车辆右边缘距右侧车道线的距离dri的绝对值时，判定车辆已横向偏离车道，并且当检测到的第i幅图像的车辆左边缘距左侧车道线的距离dli的绝对值减去第i幅图像的车辆右边缘距右侧车道线的距离dri的绝对值大于等于预设阈值dT时，则判定车辆右向偏离车道，反之则左向偏离车道；当检测到车辆的第i+1幅图像的航向角的绝对值大于第i幅图像的航向角α的绝对值时，则判定车辆横向偏离车道，且当航向角沿车道中心线的右侧方向时进一步判定车辆右向偏离车道，当航向角沿车道中心线的左侧方向时进一步判定车辆左向偏离车道。
5.根据权利要求4所述的车道保持辅助系统，其特征在于，所述车道保持控制模块（50）基于车道环境检测模块（10）提供的检测信息按照以下方式判定车辆横向偏离车道是否处于异常：在确定车辆左向偏离车道下，当第i幅图像的车辆左边缘距左侧车道线的距离dli的绝对值小于等于左侧干涉区域内车道线距干涉区域内侧边界线的距离Hi1时，判定车辆左向偏离车道异常，需要启动回正控制操作；在确定车辆右向偏离车道下，当第i幅图像的车辆右边缘距右侧车道线的距离dri的绝对值小于等于右侧干涉区域内车道线距干涉区域内侧边界线的距离Hir时，判定车辆右向偏离车道异常，需要启动回正控制操作。
6.根据权利要求2-5任一项所述的车道保持辅助系统，其特征在于，当车辆横向偏离车道出现异常时，所述车道保持控制模块（50）按照以下方式进行车辆横向回正控制：首先车道保持控制模块（50）根据车辆状态检测模块（20）提供的横向与纵向加速度、横摆角速度和车轮转速信息以及车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块（40）提供的滚动摩擦系数信息精准计算所需的横向回正力矩；接着将所述横向回正力矩按预定比例分配给所述电动助力转向系统EPS控制装置（610）和电子稳定程序ESP控制装置（650），所述电动助力转向系统EPS控制装置（610）通过电动助力转向模块调整相应转向力和方向盘转角来提供第一辅助回正力矩，所述电子稳定程序ESP控制装置（650）通过对各个车轮轮速进行调整来提供第二辅助回正力矩，在第一辅助回正力矩和第二辅助回正力矩的协同配合作用下实现车辆横向回正控制。
7.根据权利要求6所述的车道保持辅助系统，其特征在于，所述车道保持控制模块（50）基于车道环境检测模块（10）提供的车辆间距信息，判定车辆纵向是否处于安全距离范围，当检测到本车和前车间的距离S小于等于预设的安全距离ST时，判定车辆纵向未处于安全距离范围，此时车道保持控制模块（50）根据车道环境检测模块（10）、车辆状态检测模块（20）和车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块（40）提供的车距信息、车速信息、加速度信息以及滚动摩擦系数信息，精准计算所需的制动力，并将计算好的制动力提供给电子稳定程序ESP控制装置（650），由电子稳定程序ESP控制装置（650）对各个车轮提供相应的制动力，从而通过调整车轮轮速将车辆纵向保持在安全距离范围。
8.一种基于权利要求1-7任一项所述车道保持辅助系统进行的车道保持辅助方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、车道保持控制模块（50）基于车道环境检测模块（10）提供的检测信息，按照如下方式判定车辆是否横向偏离车道，若是则执行步骤二：
（1）、当检测到的第i+1幅图像的车辆左边缘距左侧车道线的距离dli+1减去第i+1幅图像的车辆右边缘距右侧车道线的距离dri+1的绝对值大于第i幅图像的车辆左边缘距左侧车道线的距离dli减去第i幅图像的车辆右边缘距右侧车道线的距离dri的绝对值时，判定车辆已横向偏离车道，并且当检测到的第i幅图像的车辆左边缘距左侧车道线的距离dli的绝对值减去第i幅图像的车辆右边缘距右侧车道线的距离dri的绝对值大于等于预设的阈值dT时，则判定车辆右向偏离车道，反之则左向偏离车道；
（2）、当检测到车辆的第i+1幅图像的航向角的绝对值大于第i幅图像的航向角α的绝对值时，则判定车辆横向偏离车道，且当航向角沿车道中心线的右侧方向时进一步判定车辆右向偏离车道，当航向角沿车道中心线的左侧方向时进一步判定车辆左向偏离车道；
步骤二、当车辆横向偏离车道时，所述车道保持控制模块（50）基于车道环境检测模块（10）提供的检测信息按照以下方式判定车辆横向偏离车道是否属于异常情况，若属于异常情况则执行步骤三：
（1）、在确定车辆左向偏离车道下，当第i幅图像的车辆左边缘距左侧车道线的距离dli的绝对值小于等于左侧干涉区域内车道线距干涉区域内侧边界线的距离Hi1时，判定车辆左向偏离车道异常；
（2）、在确定车辆右向偏离车道下，当第i幅图像的车辆右边缘距右侧车道线的距离dri的绝对值小于等于右侧干涉区域内车道线距干涉区域内侧边界线的距离Hir时，判定车辆右向偏离车道异常；
步骤三、当车辆横向偏离车道出现异常时，所述车道保持控制模块（50）按照以下方式进行车辆横向回正控制：
（1）、车道保持控制模块（50）根据车辆状态检测模块（20）提供的横向与纵向加速度、横摆角速度和车轮转速信息以及车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块（40）提供的滚动摩擦系数信息精准计算所需的横向回正力矩；
（2）、车道保持控制模块（50）将所计算的横向回正力矩按预定比例分配给所述电动助力转向系统EPS控制装置（610）和电子稳定程序ESP控制装置（650）；
（3）、所述电动助力转向系统EPS控制装置（610）通过电动助力转向模块调整相应转向力和方向盘转角来提供第一辅助回正力矩，所述电子稳定程序ESP控制装置（650）通过对各个车轮轮速进行调整来提供第二辅助回正力矩，在第一辅助回正力矩和第二辅助回正力矩的协同配合作用下实现车辆横向回正控制。
9.根据权利要求8所述的车道保持辅助方法，其特征在于，其中还包括以下步骤：
步骤四、所述车道保持控制模块（50）基于驾驶员驾驶状态检测模块（30）提供的检测信息按照以下方式判定驾驶员驾驶状态是否出现异常，并在驾驶员驾驶状态出现异常时，触发报警系统模块（70）进行报警提醒：（1）、当触碰传感器（310）检测到驾驶员没有握稳方向盘时判定驾驶状态异常；
（2）、当方向盘扭矩传感器（614）在单位时间内检测到方向盘转向扭矩小于等于预设阈值、并且连续n个单位时间内均检测到方向盘转向扭矩小于等于预设阈值时，判定驾驶状态异常，n为检测次数；
（3）、当方向盘转角传感器（615）在单位时间内检测到方向盘转向角度和方向盘转向角速度均大于预设阈值时判定驾驶状态异常；
（4）、当转向灯信号器（320）在车辆转向的情况下未提供转向灯开启信号时判定驾驶状态异常；
步骤五、所述车道保持控制模块（50）基于车道环境检测模块（10）提供的车辆间距离信息，判定车辆纵向是否处于安全距离范围，当车辆纵向未处于安全距离范围时，所述车道保持控制模块（50）计算所需的制动力，并将计算好的制动力提供给电子稳定程序ESP控制装置（650），由电子稳定程序ESP控制装置（650）对各个车轮提供相应的制动力，从而通过调整车轮轮速将车辆纵向保持在安全距离范围。
一种车道保持辅助系统和车道保持辅助方法
技术领域
[0001] 本发明涉及汽车安全驾驶领域，具体涉及一种适用于机动车辆的车道保持辅助系统和车道保持辅助方法。
背景技术
[0002] 车道保持辅助系统（Lane Keeping Assist System：LKAS）是指基于行驶中的车辆的行驶信息及道路信息，预测行驶车辆将要脱离车道时，通过控制车辆从而防止行驶车辆脱离车道的一种智能驾驶辅助系统。其重要功能是在高速或类似的公路环境中，辅助过度疲劳或长时间单调驾驶的驾驶员保持车辆在车道内行驶，提高车辆的安全性。
[0003] 现有技术中，发明专利CN 1244034C、CN 100469630C、CN 101965286 B的发明思路是当车辆要偏离其行驶的车道时，根据车辆相对该车道中心线的横向移动偏差量控制作用在每个车轮上的制动力或驱动力，以使车辆产生回到行驶车道的偏航力矩，从而防止车辆偏离车道行驶。但是以上几个专利中并未明确制动力是按照怎样的比例来施加或进行控制，如果制动力施加不合理，会使车辆运动趋向不稳定状态，重则导致车辆出现侧滑、侧翻的风险，轻则减速度过大会给驾驶员造成较大的冲击感，引起驾驶员恐慌，同时大大降低驾驶舒适性。
[0004] 发明专利CN 1154592C提出通过对车辆的转向系统施加一个转向偏置扭矩使运动车辆跟踪道路车道标志的设计中线。但其并未考虑，对于高速稳定运行的车辆，方向盘能够转动的角度通常是有限的，因此仅通过转向系统很难提供车辆所希望的足够的横摆力矩。若要产生足够的横摆力矩，转向角度过大会造成车辆不稳定，重则导致车辆出现侧滑、侧翻的风险，轻则会给驾驶员造成较大的横向冲击感，引起驾驶员恐慌，同样也会大大降低驾驶舒适性。
[0005] 发明专利CN 101778753 B提出将提供的车辆相关信息和环境相关信息进行组合来预测车辆的运行轨迹，进行车辆的车道保持控制。但未考虑“人-车-路”这一大系统中人作为关键因素的影响，未考虑驾驶员的驾驶行为特性。因此车道保持系统需同时考虑驾驶员的驾驶行为特性。
[0006] 同时，现有的这些车道保持辅助系统都只考虑车辆横向方向保持在左右车道标志线内即认为是安全的，并未考虑纵向车辆的影响，这有很大的安全风险。例如本车辆所在车道内前方有减速行驶的车辆，或相邻车道行驶的另一车辆突然变道至本车辆所在车道内，并且处于本车辆前方时，此时本车辆如果继续执行车道保持可能会与前方的车辆相撞，容易引起交通事故或造成人身伤害。另外行驶车辆与路面之间的滚动摩擦系数是不断变化的，现有的车道保持辅助系统在理论计算及实践应用中均将其作为常数进行简化处理，当遇上雨、雪、结冰天气及其他原因造成路面或局部路面摩擦系数变化较大时，现有车道保持辅助系统对摩擦系数的处理方式将直接影响到车道保持系统执行的效果，可能造成误判的情况出现。因此现有技术中的车道保持辅助系统没有达到高精度、高智能化、高安全性的车道保持辅助控制目的。
发明内容
[0007] 本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种创新性的车道保持辅助系统和车道保持辅助方法，通过车道环境检测模块、车辆状态检测模块、驾驶员驾驶状态检测模块、车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块对“人-车-路”驾驶环境进行全面检测，并将相应检测信号通过车道保持控制模块进行运算处理，判断车辆是否偏离车道，并且通过电动助力转向系统EPS（Electric Power Steering）和电子稳定程序ESP（Electronic Stability Programe）协同控制实现车道横向回正控制，同时通过电子稳定程序ESP控制实现纵向安全距离保持，并且在适当时候进行报警提醒。本发明可以提高行驶车辆的驾驶安全性，并且在保证驾驶安全性的前提下，显著改善车辆驾驶舒适性。
[0008] 本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
[0009] 一种车道保持辅助系统，包括：车道环境检测模块10、车辆状态检测模块20、驾驶员驾驶状态检测模块30、车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40、车道保持控制模块50、车道保持执行模块60和报警系统模块70，所述车道环境检测模块10、车辆状态检测模块20、驾驶员驾驶状态检测模块30、车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40连接于车道保持控制模块50的数据采集输入部分，所述车道保持执行模块60和报警系统模块70连接于车道保持控制模块50的控制信号输出部分，所述车道保持控制模块50根据车道环境检测模块10、车辆状态检测模块20、驾驶员驾驶状态检测模块30和车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40提供的“人-车-路”驾驶环境检测数据，判定车辆运行状态和驾驶员驾驶状态，当驾驶员驾驶状态出现异常时，所述车道保持控制模块50触发报警系统模块70进行报警提醒，当车辆横向偏离车道出现异常时，所述车道保持控制模块50控制车道保持执行模块60执行车辆横向回正控制，当车辆纵向未处在安全距离范围时，所述车道保持控制模块50控制车道保持执行模块60将车辆保持在安全距离范围。
[0010] 进一步的根据本发明所述的车道保持辅助系统，其中所述车道环境检测模块10包括CCD摄像机110和雷达120，用于检测车道线标识、车道线宽度、车辆中心距两侧车道线距离、道路上行人、车辆航向角、车辆间距离信息和车辆间相对速度信息，所述车辆状态检测模块20包括加速度传感器210、横摆角速度传感器220和轮速传感器658，用于检测车辆横向与纵向加速度、横摆角速度和车轮转速，所述驾驶员驾驶状态检测模块30包括触碰传感器310、转向灯信号器320、车道保持按钮开关信号器330、方向盘扭矩传感器614和方向盘转角传感器615，用于检测车辆方向盘触碰情况、转向灯开闭状态、车道保持辅助系统开闭状态、方向盘转向扭矩、方向盘转向角度以及方向盘转向角速度，所述车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40包括轮胎传感器，用于周期性检测车辆与道路路面的滚动摩擦系数；所述车道保持控制模块50包括输入模块510、数据存储模块520、微处理器530及输出模块540，所述输入模块510连接于所述CCD摄像机110、雷达120、加速度传感器210、横摆角速度传感器
220、轮速传感器658、触碰传感器310、转向灯信号器320、车道保持按钮开关信号器330、方向盘扭矩传感器614、方向盘转角传感器615和轮胎传感器，所述微处理器530连接于所述输入模块510、数据存储模块520和输出模块540；所述车道保持执行模块60包括电动助力转向系统EPS控制装置610和电子稳定程序ESP控制装置650，所述输出模块540连接于所述电动助力转向系统EPS控制装置610、电子稳定程序ESP控制装置650和报警系统模块70。
[0011] 进一步的根据本发明所述的车道保持辅助系统，其中所述车道保持控制模块50基于驾驶员驾驶状态检测模块30提供的检测信息按下述方式判定驾驶员驾驶状态是否出现异常：当触碰传感器310检测到驾驶员没有握稳方向盘时判定驾驶状态异常；当方向盘扭矩传感器614在单位时间内检测到方向盘转向扭矩小于等于预设阈值、并且连续n个单位时间内均检测到方向盘转向扭矩小于等于预设阈值时，判定驾驶状态异常，n为检测次数；当方向盘转角传感器615在单位时间内检测到方向盘转向角度和方向盘转向角速度均大于预设阈值时判定驾驶状态异常；当转向灯信号器320在车辆转向的情况下未提供转向灯开启信号时判定驾驶状态异常。
[0012] 进一步的根据本发明所述的车道保持辅助系统，其中所述车道保持控制模块50基于车道环境检测模块10提供的检测信息，首先判定车辆是否横向偏离车道，在车辆横向偏离车道的前提下再判定车辆横向偏离车道是否处于异常状态，当车辆横向偏离车道处于异常状态时，车道保持控制模块50触发车道保持执行模块60执行车辆横向回正控制操作。
[0013] 进一步的根据本发明所述的车道保持辅助系统，其中所述车道保持控制模块50基于车道环境检测模块10提供的检测信息按照以下方式判定车辆是否横向偏离车道：当检测到的第i+1幅图像的车辆左边缘距左侧车道线的距离dli+1减去第i+1幅图像的车辆右边缘距右侧车道线的距离dri+1的绝对值大于第i幅图像的车辆左边缘距左侧车道线的距离dli减去第i幅图像的车辆右边缘距右侧车道线的距离dri的绝对值时，判定车辆已横向偏离车道，并且当检测到的第i幅图像的车辆左边缘距左侧车道线的距离dli的绝对值减去第i幅图像的车辆右边缘距右侧车道线的距离dri的绝对值大于等于预设的阈值dt时，则判定车辆右向偏离车道，反之则左向偏离车道；当检测到车辆的第i+1幅图像的航向角的绝对值大于第i幅图像的航向角α的绝对值时，则判定车辆横向偏离车道，且当航向角沿车道中心线的右侧方向时进一步判定车辆右向偏离车道，当航向角沿车道中心线的左侧方向时进一步判定车辆左向偏离车道。
[0014] 进一步的根据本发明所述的车道保持辅助系统，其中所述车道保持控制模块50基于车道环境检测模块10提供的检测信息按照以下方式判定车辆横向偏离车道是否处于异常：在确定车辆左向偏离车道下，当第i幅图像的车辆左边缘距左侧车道线的距离dli小于等于左侧干涉区域内车道线距干涉区域内侧边界线的距离Hi1时，判定车辆左向偏离车道异常，需要启动回正控制操作；在确定车辆右向偏离车道下，当第i幅图像的车辆右边缘距右侧车道线的距离dri小于等于右侧干涉区域内车道线距干涉区域内侧边界线的距离Hir时，判定车辆右向偏离车道异常，需要启动回正控制操作。
[0015] 进一步的根据本发明所述的车道保持辅助系统，其中当车辆横向偏离车道出现异常时，所述车道保持控制模块50按照以下方式进行车辆横向回正控制：首先车道保持控制模块50根据车辆状态检测模块20提供的横向与纵向加速度、横摆角速度和车轮转速信息以及车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40提供的滚动摩擦系数信息精准计算所需的横向回正力矩；接着将所述横向回正力矩按预定比例分配给所述电动助力转向系统EPS控制装置610和电子稳定程序ESP控制装置650，所述电动助力转向系统EPS控制装置610通过电动助力转向模块调整相应转向力和方向盘转角来提供第一辅助回正力矩，所述电子稳定程序ESP控制装置650通过对各个车轮轮速进行调整来提供第二辅助回正力矩，在第一辅助回正力矩和第二辅助回正力矩的协同配合作用下实现车辆横向回正控制。
[0016] 进一步的根据本发明所述的车道保持辅助系统，其中所述车道保持控制模块50基于车道环境检测模块10提供的车辆间距信息，判定车辆纵向是否处于安全距离范围，当检测到本车和前车间的距离S小于等于预设的安全距离ST时，判定车辆纵向未处于安全距离范围，此时车道保持控制模块50根据车道环境检测模块10、车辆状态检测模块20和车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40提供的车距信息、车速信息、加速度信息以及滚动摩擦系数信息，精准计算所需的制动力，并将计算好的制动力提供给电子稳定程序ESP控制装置650，由电子稳定程序ESP控制装置650对各个车轮提供相应的制动力，从而通过调整车轮轮速将车辆纵向保持在安全距离范围。
[0017] 一种基于本发明所述车道保持辅助系统进行的车道保持辅助方法，包括以下步骤：
[0018] 步骤一、车道保持控制模块50基于车道环境检测模块10提供的检测信息，按照如下方式判定车辆是否横向偏离车道，若是则执行步骤二：
[0019] （1）、当检测到的第i+1幅图像的车辆左边缘距左侧车道线的距离dli+1减去第i+1幅图像的车辆右边缘距右侧车道线的距离dri+1的绝对值大于第i幅图像的车辆左边缘距左侧车道线的距离dli减去第i幅图像的车辆右边缘距右侧车道线的距离dri的绝对值时，判定车辆已横向偏离车道，并且当检测到的第i幅图像的车辆左边缘距左侧车道线的距离dli的绝对值减去第i幅图像的车辆右边缘距右侧车道线的距离dri的绝对值大于等于预设的阈值dt时，则判定车辆右向偏离车道，反之则左向偏离车道；
[0020] （2）、当检测到车辆的第i+1幅图像的航向角的绝对值大于第i幅图像的航向角α的绝对值时，则判定车辆横向偏离车道，且当航向角沿车道中心线的右侧方向时进一步判定车辆右向偏离车道，当航向角沿车道中心线的左侧方向时进一步判定车辆左向偏离车道；
[0021] 步骤二、当车辆横向偏离车道时，所述车道保持控制模块50基于车道环境检测模块10提供的检测信息按照以下方式判定车辆横向偏离车道是否属于异常情况，若属于异常情况则执行步骤三：
[0022] （1）、在确定车辆左向偏离车道下，当第i幅图像的车辆左边缘距左侧车道线的距离dli小于等于左侧干涉区域内车道线距干涉区域内侧边界线的距离Hi1时，判定车辆左向偏离车道异常；
[0023] （2）、在确定车辆右向偏离车道下，当第i幅图像的车辆右边缘距右侧车道线的距离dri小于等于右侧干涉区域内车道线距干涉区域内侧边界线的距离Hir时，判定车辆右向偏离车道异常；
[0024] 步骤三、当车辆横向偏离车道出现异常时，所述车道保持控制模块50按照以下方式进行车辆横向回正控制：
[0025] （1）、车道保持控制模块50根据车辆状态检测模块20提供的横向与纵向加速度、横摆角速度和车轮转速信息以及车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40提供的滚动摩擦系数信息精准计算所需的横向回正力矩；
[0026] （2）、车道保持控制模块50将所计算的横向回正力矩按预定比例分配给所述电动助力转向系统EPS控制装置610和电子稳定程序ESP控制装置650；
[0027] （3）、所述电动助力转向系统EPS控制装置610通过电动助力转向模块调整相应转向力和方向盘转角来提供第一辅助回正力矩，所述电子稳定程序ESP控制装置650通过对各个车轮轮速进行调整来提供第二辅助回正力矩，在第一辅助回正力矩和第二辅助回正力矩的协同配合作用下实现车辆横向回正控制。
[0028] 进一步的根据本发明所述的车道保持辅助方法，其中还包括以下步骤：
[0029] 步骤四、所述车道保持控制模块50基于驾驶员驾驶状态检测模块30提供的检测信息按照以下方式判定驾驶员驾驶状态是否出现异常，并在驾驶员驾驶状态出现异常时，触发报警系统模块70进行报警提醒：
[0030] （1）、当触碰传感器310检测到驾驶员没有握稳方向盘时判定驾驶状态异常；
[0031] （2）、当方向盘扭矩传感器614在单位时间内检测到方向盘转向扭矩小于等于预设阈值、并且连续n个单位时间内均检测到方向盘转向扭矩小于等于预设阈值时，判定驾驶状态异常，n为检测次数；
[0032] （3）、当方向盘转角传感器615在单位时间内检测到方向盘转向角度和方向盘转向角速度均大于预设阈值时判定驾驶状态异常；
[0033] （4）、当转向灯信号器320在车辆转向的情况下未提供转向灯开启信号时判定驾驶状态异常；
[0034] 步骤五、所述车道保持控制模块50基于车道环境检测模块10提供的车辆间距离信息，判定车辆纵向是否处于安全距离范围，当车辆纵向未处于安全距离范围时，所述车道保持控制模块50计算所需的制动力，并将计算好的制动力提供给电子稳定程序ESP控制装置650，由电子稳定程序ESP控制装置650对各个车轮提供相应的制动力，从而通过调整车轮轮速将车辆纵向保持在安全距离范围。
[0035] 本发明具有的有益效果：
[0036] 1）、本发明专利通过车道环境检测、车辆状态检测、驾驶员驾驶状态检测、车辆与道路路面滚动摩擦系数检测四大模块对“人-车-路”驾驶环境的全面检测来实现车道保持，可以显著提升行驶车辆的驾驶安全性。
[0037] 2）、本发明专利采用EPS控制装置与ESP控制装置协同控制方式来实现车道保持，通过EPS控制装置实现第一辅助回正力矩，通过ESP控制装置实现第二辅助回正力矩，在保证车辆行驶安全的前提下，最大程度的提高车道保持辅助系统工作时的舒适性。
[0038] 3）、本该发明专利不仅通过横向偏离回正来实现车道保持，同时增加纵向安全距离保持功能，可以有效避免本车辆与所在车道内前方有减速行驶的车辆，或相邻车道行驶的另一车辆突然变道至本车辆所在车道内，并且处于本车辆前方时所造成的交通事故或人身伤害。
[0039] 4）、本发明专利具有较好的可扩展性，在现有技术方案的基础上，通过相应软件调整或少量的硬件投入，可实现自适应巡航、前向碰撞预警、驾驶员疲劳检测、全景影像等高级驾驶辅助系统功能扩展，对于提升车辆的主动安全大有裨益。
附图说明
[0040] 图1为本发明所述车道保持辅助系统的模块组成结构示意图；
[0041] 图2为本发明所述车道保持辅助系统在整车上的布置结构示意图；
[0042] 图3为本发明所述车道保持辅助系统的详细组成结构示意图；
[0043] 图4为本发明所述车道保持辅助系统的整体控制流程图；
[0044] 图5为驾驶员驾驶行为检测流程图；
[0045] 图6为车道偏离原理示意图；
[0046] 图7为车道偏离判断流程图；
[0047] 图8为车道保持执行（车道偏离异常）原理示意图；
[0048] 图9为车道保持执行（车道偏离异常）判断流程图；
[0049] 图10为车道保持控制示意图；
[0050] 图11为车道保持控制流程图。
具体实施方式
[0051] 以下结合附图对本发明的技术方案进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明的方案，但并不因此限制本发明的保护范围。
[0052] 图1为本发明所述车道保持辅助系统的模块结构示意图。如图所示，所述车道保持辅助系统由车道环境检测模块10、车辆状态检测模块20、驾驶员驾驶状态检测模块30、车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40、车道保持控制模块50、车道保持执行模块60和报警系统模块70七部分组成。所述车道环境检测模块10、车辆状态检测模块20、驾驶员驾驶状态检测模块30、车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40连接于车道保持控制模块50的数据采集输入部分，所述车道保持执行模块60和报警系统模块70连接于车道保持控制模块50的控制信号输出部分。通过车道环境检测模块10、车辆状态检测模块20、驾驶员驾驶状态检测模块30、车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40对“人-车-路”驾驶环境的全面检测，将相应检测信号通过车道保持控制模块50进行运算处理，判断车辆是否偏离车道，并且通过车道保持直行模块60的电动助力转向系统EPS控制装置610和电子稳定程序ESP控制装置650协同控制实现车道横向回正控制，同时通过电子稳定程序ESP控制装置650实现纵向安全距离保持，并且在适当的时候通过报警装置710进行报警提醒。
[0053] 图2为车道保持辅助系统的具体布置示意图，图3为车道保持辅助系统的具体连接结构示意图，下面结合附图2和3详细描述本发明所述车道保持辅助系统的组成结构。所述的车道环境检测模块10包括CCD摄像机110、图像处理器111、雷达120和信号处理器121，所述的CCD摄像机110布置在车内后视镜的后方，所述图像处理器111也布置在车内后视镜的后方距离CCD摄像机110不远处或与CCD摄像机110集成为一体，且所述CCD摄像机110通过相关连接线路连接于图像处理器111，所述图像处理器111通过相关连接线路连接于车道保持控制模块50中的输入模块510。所述雷达120布置在车标下方前格栅上，所述信号处理器121布置在驾驶舱内主驾驶座椅下方区域，且所述雷达120通过相关连接线路连接于信号处理器121，所述信号处理器121通过相关连接线路连接于车道保持控制模块50中的输入模块510。所述车道环境检测模块10用于检测车道及周围环境，具体的CCD摄像机110用于检测车道线标识、车道线宽度、车辆中心距两侧车道线的距离、道路上行人、车辆航向角、车辆之间的距离等相关信息，并通过相关连接线路将CCD摄像机110检测的相关信息经过图像处理器
111初步处理后传递给车道保持控制模块50的输入模块510。所述雷达120用于检测车辆之间的相对速度信息，将检测的相关信息经过信号处理器121初步处理后，通过相关连接线路传递给车道保持控制模块50的输入模块510。
[0054] 所述车辆状态检测模块20包括加速度传感器210、横摆角速度传感器220和四个轮速传感器658，所述加速度传感器210、横摆角速度传感器220均布置在整车质心位置附近区域，并分别连接于车道保持控制模块50中的输入模块510，四个轮速传感器658分别布置在四个轮胎区域，并通过相关连接线路连接于车道保持控制模块50的输入模块510。所述车辆状态检测模块20用于检测行驶车辆的位置与姿态，确认车辆是否稳定行驶，具体的加速度传感器210用于测量整车的横向及纵向加速度，通过相关连接线路将加速度信息传递给车道保持控制模块50的输入模块510。所述横摆角速度传感器220用于检测整车的横摆角速度，通过相关连接线路将横摆角速度传递给车道保持控制模块50的输入模块510。所述四个轮速传感器658用于检测四个车轮的转速，进而计算出车速信息，通过相关连接线路将轮速、车速信息传递给车道保持控制模块50的输入模块510。
[0055] 所述驾驶员驾驶状态检测模块30包括触碰传感器310、两个转向灯信号器320、车道保持按钮开关信号器330、方向盘扭矩传感器614和方向盘转角传感器615，均通过线路连接于车道保持控制模块50的输入模块510。所述触碰传感器310布置在方向盘617的轮缘内，用于感测驾驶员是否双手完全脱离方向盘。两个转向灯信号器320分别布置在靠近左、右转向灯的附近区域，提供转向灯处于开启状态还是关闭状态的信号，车道保持按钮开关信号器330布置在仪表板上或者换挡手柄周围便于操作的区域，用于提供车道保持辅助系统是否开启的信息，所述方向盘扭矩传感器614和方向盘转角传感器615布置于电动助力转向系统EPS控制装置610中的电动转向管柱611上。所述驾驶员驾驶状态检测模块30用于检测驾驶员的驾驶行为是否正常，是否存在引起风险的驾驶操作。具体的，所述方向盘转角传感器615用于检测车辆转向角度，进而计算出方向盘的角速度，通过相关连接线路将转向角度、角速度信息传递给车道保持控制模块50的输入模块510。所述方向盘扭矩传感器614用于检测驾驶者施加在方向盘上的扭矩，通过相关连接线路将方向盘扭矩信息传递给车道保持控制模块50的输入模块510。所述触碰传感器310用于检测驾驶员手握方向盘的情况，通过相关连接线路将驾驶员手握方向盘的信息传递给车道保持控制模块50的输入模块510。所述转向灯信号器320提供开关信号，用于确认转向灯是开启状态还是关闭状态，通过相关连接线路将转向灯开闭信号传递给车道保持控制模块50的输入模块510。所述车道保持按钮开关信号330用于确认车道保持控制模块是开启状态还是关闭状态，通过相关连接线路将车道保持控制模块开闭信号传递给车道保持控制模块50的输入模块510。
[0056] 所述车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40包括四个SAW轮胎传感器（表面轮廓轮胎传感器）410、接收器420及信号处理器430，四个SAW轮胎传感器（表面轮廓轮胎传感器）410分别安装在四个轮胎的花纹橡胶中，接收器420及信号处理器430设置在驾驶舱内主驾驶座椅下方区域，且四个SAW轮胎传感器410通过线路连接于接收器420，接收器420通过线路连接于信号处理器430，信号处理器430通过线路连接于车道保持控制模块50的输入模块510。所述车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40用于周期性检测车辆与道路路面滚动摩擦系数。安装于四个轮胎花纹橡胶中的SAW轮胎传感器410用于实时识别四个车轮的轮胎载荷、轮胎气压、路面附着系数及其变化历程，将测得的路面附着系数等参数经过接收器420接收、信号处理器430初步处理后，通过相关连接线路传递给车道保持控制模块50的输入模块510。
[0057] 所述车道保持控制模块50包括输入模块510、数据存储模块520、微处理器530及输出模块540，各模块布置在驾驶舱内前后两排座椅之间便于布置的区域，输入模块510和数据存储模块520连接于微处理器530，微处理器530连接于输出模块540，微处理器530通过输入模块510采集车道环境检测模块10、车辆状态检测模块20、驾驶员驾驶状态检测模块30和车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40检测的数据信息，数据存储模块520为微处理器530的运算处理提供存储空间，输出模块540作为微处理器530的控制信号输出端，连接于车道保持执行模块60和报警系统模块70。所述车道保持控制模块50用于对各测量模块输入的信号进行计算处理，并根据计算出的结果控制车道保持执行模块60、报警系统模块70协同工作，具体的输入模块510用于将车道环境检测模块10、车辆状态检测模块20、驾驶员驾驶状态检测模块30、车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40输入的各信号进行处理，转换成微处理器530能识别及便于处理的信号，数据存储模块520用于对微处理器530处理过程中的各个数据进行实时存储。微处理器530用于对输入模块510输入的信号进行详细的数据分析处理，实时判断车辆是否出现偏离车道、何时进行车道保持执行及保持执行需要的力及扭矩大小及如何分配等。输出模块540用于将微处理器530计算分析后的相关力及扭矩要求转换成车道保持执行模块60易于识别和处理的信号输出给车道保持执行模块60，并将微处理器530分析处理后的报警信号输出给报警系统模块70。
[0058] 所述的车道保持执行模块60包括电动助力转向系统EPS控制装置610和电子稳定程序ESP控制装置650，进一步的所述电动助力转向系统EPS控制装置610由电动转向管柱611及机械转向器616组成，所述电动转向管柱611由机械转向管柱部分612和助力转向模块
613组成。所述电动转向管柱611布置在驾驶舱内方向盘617下方区域，所述机械转向器616布置在前舱副车架上方、左右前轮胎中间区域。所述电子稳定程序ESP控制装置650由ECU651、制动助力泵652、液压控制单元653和四个制动助力器654-657组成。ECU651、液压控制单元653布置在驾驶舱副驾驶座位下方区域，制动助力泵652布置在前舱右侧靠近防火墙部位，四个制动助力器654-657分别布置在四个轮胎区域。所述车道保持执行模块60用于控制电动助力转向系统EPS控制装置610和电子稳定程序ESP控制装置650协同工作实现车道横向偏离的回正及纵向安全距离保持。具体的所述电动助力转向系统EPS控制装置610通过由电动转向管柱611及机械转向器616组成的电动助力转向模块来调整相应的转向力及方向盘转角630来实现提供第一辅助回正力矩620。所述电子稳定程序ESP控制装置650通过ECU651、制动助力泵652和液压控制单元653控制向四个制动助力器654-657输出的制动信号，从而通过制动助力器654-657按一定比例关系分别对四个车轮轮速进行调整670来实现提供第二辅助回正力矩660。第一辅助回正力矩620与第二辅助回正力矩660的设置，是为了在保证车辆行驶安全的前提下，最大程度的提高车道保持辅助系统工作时的舒适性。同时电子稳定程序ESP控制装置650还通过对四个车轮轮速进行调整670来实现车辆纵向安全距离的保持。
[0059] 所述报警系统模块70的报警装置710包括报警器721、显示屏731、两个报警闪光灯732、方向盘振动传感器741、座椅振动传感器742，所述报警器721设置在显示屏731右侧区域，显示屏731设置于仪表显示区域，两个报警闪光灯732分别设置在左、右外后视镜上，所述方向盘振动传感器741设置在方向盘内侧，所述座椅振动传感器742设置在座椅内侧。所述报警系统模块70的各部件均直接连接于所述车道保持控制模块50的输出模块540，根据输出模块540输出的控制信号提供多种报警提醒，具体的所述报警系统模块70的报警方式包括声音提醒720（报警器721报警声等）、图像提醒730（显示屏731、报警闪光灯732等）及振动提醒740（方向盘振动传感器741、座椅振动传感器742等），从而在确定车辆有异常情况时，最大程度的提醒驾驶员注意。
[0060] 本发明所述车道保持辅助系统通过车道环境检测模块10、车辆状态检测模块20、驾驶员驾驶状态检测模块30、车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40对“人-车-路”驾驶环境的全面检测，将相应检测信号通过车道保持控制模块50进行运算处理，判断车辆是否偏离车道，并且通过车道保持直行模块60实现车道横向回正控制和纵向安全距离保持控制，同时在必要时通过报警装置710进行报警提醒。下面结合附图4至附图11具体说明这种控制车道保持控制过程。
[0061] 首先如附图4所示的给出所述车道保持辅助系统的整个工作控制流程。车辆启动后首先对车速进行判断，以确定是否要启动激活车道保持辅助系统。本发明所述车道保持辅助系统优选的适用车速范围为60Km/h-120Km/h。当车速低于60Km/h时，系统未激活；当车速高于120Km/h时，系统自动关闭，并通过报警提醒驾驶员接管驾驶权限；当车速介于60Km/h-120Km/h之间时，系统激活。
[0062] 当检测到车速处于60Km/h-120Km/h间时，激活所述车道保持辅助系统，然后通过对车道环境检测模块10、车辆状态检测模块20、驾驶员驾驶状态检测模块30、车辆与道路路面滚动摩擦系数检测模块40分别进行道路环境检测、车辆状态检测、驾驶行为检测和滚动摩擦系数检测，并由车道保持控制模块50对检测的数据进行分析处理，从而准确检测车辆所处的状态，并据此判定车辆是否出现车道偏离以及是否要车道保持控制操作，当判定需要进行车道保持时，系统进行车道保持控制模式，否则继续检测。
[0063] 下面结合原理图和流程图详细说明所述车道保持辅助系统的各种检测功能过程以及车道保持控制功能过程。
[0064] 所述车道保持辅助系统的驾驶行为检测功能如附图5所示的，包括如下过程：
[0065] 首先车道保持控制模块50先通过触碰传感器310检测驾驶员手握方向盘的情况，当检测到驾驶员没有握稳方向盘时，向报警系统模块70输出报警信号，直接报警提醒驾驶员集中注意力驾驶，可选择三种报警方式之一或组合。
[0066] 其次车道保持控制模块50根据车道保持按钮开关信号器330提供的信号判定车道保持辅助系统是否关闭。当检测到车道保持按钮开关信号器330处于关闭状态，则车道保持控制模块50向报警系统模块70输出报警提醒信号，通过报警提醒驾驶员系统已关闭，请求驾驶员接管车辆的驾驶权限。否则执行下述检测。
[0067] 然后车道保持控制模块50对单位时间内方向盘扭矩传感器614及单位时间内方向盘转角传感器615的信号进行检测，通过方向盘扭矩传感器614在单位时间内检测驾驶员转动方向盘的扭矩Td小于等于系统设置的阈值Tt、并且连续n个单位时间内(n为检测次数，根据系统调试结果设定)均检测到驾驶员转动方向盘的扭矩Td小于等于系统设置的阈值Tt时，则表示驾驶员行驶过程中未能正常修正方向、驾驶员处于非正常驾驶状态（驾驶员打瞌睡、疲劳、精神不集中等），则车道保持控制模块50向报警系统模块70输出报警信号，通过报警提醒驾驶员集中注意力驾驶。在检测到的扭矩Td大于系统设置的阈值Tt时，进一步通过方向盘转角传感器615检测方向盘的转角θ是否大于系统设置的阈值θt、以及方向盘的角速度ω是否大于系统设置的阈值ωt，若是则表示驾驶员处于非正常驾驶状态（驾驶员疏忽、打瞌睡、精神不集中、疲劳、打电话等），则通过报警提醒驾驶员集中注意力驾驶，若检测到的转角θ和角速度ω均小于设定的对应阈值，则执行下述转向灯信号检测。
[0068] 车道保持控制模块50通过两个转向灯信号器320对转向灯信号进行检测。在检测到驾驶员转动方向盘的扭矩Td大于系统设置的阈值Tt、方向盘转角θ小于等于系统设置的阈值θt、方向盘角速度ω小于等于系统设置的阈值ωt的情况下，车道保持控制模块50进一步通过转向灯信号器320检测车辆转向灯的情况，若此时转向灯未打开，则表示驾驶员仍处于非正常驾驶状态，则通过报警提醒驾驶员集中注意力驾驶；当在检测到驾驶员转动方向盘的扭矩Td大于系统设置的阈值Tt、方向盘转角θ小于等于系统设置的阈值θt、方向盘角速度ω小于等于系统设置的阈值ωt下，检测到车辆的转向灯处于打开时，则表示驾驶员处于正常换向或变道状态，系统不报警。通过上述过程能够对驾驶员的驾驶状态进行准确的检测，确保处于正常驾驶状态。
[0069] 所述车道保持辅助系统的车道偏离判定功能包括如下过程，其中附图6为车道偏离判定示意图，附图7为车道偏离判定流程图：
[0070] 首先车道保持控制模块50的输入模块接收车道环境检测模块10提供的车道线标识、车道线宽度、车辆中心距左右两侧车道线的距离、车辆航向角等信息，并将接收的相关信息输入微处理器，对连续采集的N幅图像进行航向角和/或车辆与左右车道线距离进行判断。
[0071] 当检测到车辆100的第i+1幅图像的航向角α的绝对值大于第i幅图像的航向角α的绝对值（0＜i＜N-1），表明车道有偏离加重的趋势，且航向角α小于零（此处定义航向角α位于车道中心线101右侧为正值，航向角α位于车道中心线101左侧为负值），则表示车辆左偏；反之则车辆右偏。检测到的第i+1幅图像的航向角α的绝对值小于第i幅图像的航向角α的绝对值时，表明未出现车道偏离。
[0072] 当检测到的第i+1幅图像的车辆左边缘距左侧车道线102的距离dli+1减去第i+1幅图像的车辆右边缘距右侧车道线102的距离dri+1的绝对值大于第i幅图像的车辆左边缘距左侧车道线102的距离dli减去第i幅图像的车辆右边缘距右侧车道线102的距离dri的绝对值，表明车道有偏离加重的趋势，并且第i幅图像的车辆左边缘距左侧车道线102的距离dli的绝对值减去第i幅图像的车辆右边缘距右侧车道线102的距离dri的绝对值大于等于系统设置的阈值dt，则表示车辆右偏；反之则车辆左偏。当检测到的第i+1幅图像的车辆左边缘距左侧车道线的距离dli+1减去第i+1幅图像的车辆右边缘距右侧车道线的距离dri+1的绝对值小于等于第i幅图像的车辆左边缘距左侧车道线的距离dli减去第i幅图像的车辆右边缘距右侧车道线的距离dri的绝对值，表明未出现车道偏离。
[0073] 所述车道保持辅助系统根据上述车道偏离的结果进一步判定是否需要执行车道保持控制操作（即上述车道偏离是否超出预设安全范围，属于异常状态），首先包括如下判断过程，其中图8为车道保持执行判断示意图，图9为车道保持执行判断流程图，根据以上两图对何时进行车道保持执行进行如下判断：
[0074] 当确定车辆有左偏趋势时，通过判断第i幅图像的车辆左边缘距左侧车道线102的距离dli的绝对值是否小于左侧干涉区域103内车道线102距干涉区域内侧边界线105的距离Hi1。当dli的绝对值小于等于Hi1，则表示车辆的左偏离超出了安全范围，属于横向偏离异常状态，需要执行车道保持回正控制。反之则说明车辆的左偏仍在可控的正常范围内，不需要进行回正控制。
[0075] 当确定车辆有右偏趋势时，通过判断第i幅图像的车辆右边缘距右侧车道线102的距离dri的绝对值是否小于右侧干涉区域104内车道线102距干涉区域内侧边界线106的距离Hir。当dri的绝对值小于等于Hir，则表示车辆的右偏超出了安全范围，属于横向偏离异常状态，需要执行车道保持回正控制。反之则说明车辆的右偏仍在可控的正常范围内，不需要进行回正控制。
[0076] 车辆纵向距离控制通过摄像头、雷达进行周围环境的检测，检测本车和前车的距离S与系统设置的安全距离ST进行对比（安全距离ST通过两车的相对速度与系统预设的安全运行事件t计算），当S小于等于ST时，进行纵向安全距离保持执行控制，反之则不需要进行纵向安全距离保持执行控制。
[0077] 最后所述车道保持辅助系统根据上述车道偏离判定结构执行回正操作，图10为车道保持控制示意图，图11为车道保持控制流程图。根据以上两图对如何进行车道回正保持进行描述。
[0078] 如上所述，当车辆直行过程中，遇到驾驶员非正常驾驶状态（驾驶员疏忽、打瞌睡、精神不集中、疲劳、打电话等）驾驶导致转向轮偏转，造成车辆偏离行驶车道，此偏离被车道保持辅助系统识别到并进行实时监控。首先如上所述的，通过检测判定车辆处于偏离状态且偏离进入干涉区域时，通过将系统计算好的横向回正力矩按照需求分别分配给EPS控制装置610与ESP控制装置650，使EPS和ESP协同配合控制，其中EPS控制装置610通过电动助力转向模块调整相应的转向力及方向盘转角630来实现提供第一辅助回正力矩620。ESP控制装置650通过按一定比例关系分别对四个车轮轮速进行调整670来实现提供第二辅助回正力矩660。在第一辅助回正力矩620和第二辅助回正力矩660共同作用下使车辆横向偏离回正，实现车道保持680。曲线107为经过车道保持控制的车辆质心行驶轨迹曲线。第一辅助回正力矩620与第二辅助回正力矩660的设置，是为了在保证车辆行驶安全的前提下，最大程度的提高车道保持辅助系统工作时的舒适性。同时当检测到需要进行纵向安全距离保持时，系统将计算好的制动力需求提供给ESP控制装置650，ESP通过对四个车轮提供相应的制动力，进行车轮轮速的调整，实现车辆纵向安全距离保持。
[0079] 本发明通过车道环境检测、车辆状态检测、驾驶员驾驶状态检测、车辆与道路路面滚动摩擦系数检测四大模块对“人-车-路”驾驶环境的全面检测，将相应检测信号通过车道保持控制模块进行运算处理，判断车辆是否偏离车道，并且通过电动助力转向系统EPS和电子稳定程序ESP协同控制实现车道横向回正控制及通过电子稳定程序ESP控制实现纵向安全距离保持，并且在适当的时候进行报警提醒，整个方案至少具有以下优点和创新之处：①、对“人-车-路”驾驶环境的全面检测来实现车道保持，显著提升行驶车辆的驾驶安全性。
②、采用EPS控制装置与ESP控制装置协同控制方式来实现车道保持，在保证车辆行驶安全的前提下，最大程度的提高车道保持辅助系统工作时的舒适性。③、通过横向偏离回正来实现车道保持，同时增加纵向安全距离保持功能，可以有效避免纵向车辆对车道保持系统的影响，提升行驶车辆的驾驶安全性。④、该发明专利具有较好的可扩展性。
[0080] 以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。
