挂车车道偏离警告系统.pdf

一种车道偏离警告系统，其具有用于检测挂车连接至车辆的挂车检测器、用于检测车辆正沿着行驶的道路上的车道边界的位置的车道边界检测器，以及包括用于生成使用于确定关于车道边界的无意识的车道偏离事件的校准参数的校准器的信息处理器。信息处理器发起用于当挂车检测器指示车辆正牵引挂车时允许操作者提供挂车宽度的程序。车道偏离警告系统也包括用于检测车辆和挂车之间的牵引线和阻力线夹角的传感器。控制器基于牵引线和阻力线夹角和挂车的长度确定相对于车辆的挂车的横向偏移，以当横向偏移越过车道边界时生成警告信号。

权利要求书
1.  一种用于牵引挂车的车辆的车道偏离警告系统，包含：
检测道路上的车道边界的成像器；
检测车辆和挂车之间的牵引线和阻力线夹角的传感器；
基于牵引线和阻力线夹角和挂车的长度确定相对于车辆的挂车的横向偏移的控制器；以及
当横向偏移越过车道边界时生成信号的警告装置。

2.  如权利要求1所述的车道偏离警告系统，其中成像器与车辆耦接并且包括车辆前方的视野。

3.  如权利要求1所述的车道偏离警告系统，进一步地包含：
确定道路的曲率的弯道分析器，其中当牵引线和阻力线夹角与曲率相关时，减小挂车的横向偏移。

4.  如权利要求3所述的车道偏离警告系统，其中弯道分析器基于车辆的转向角和随着时间流逝相对于车道边界的车辆的位置确定曲率。

5.  如权利要求3所述的车道偏离警告系统，其中弯道分析器基于由成像器提供的信息确定曲率。

6.  一种用于向牵引挂车的车辆的提供车道偏离警告的方法，包含：
用成像器检测道路上的车道边界；
感测车辆和挂车之间的牵引线和阻力线夹角；
基于牵引线和阻力线夹角和挂车的长度和宽度尺寸，确定相对于车辆的挂车的横向偏移；以及
当横向偏移越过车道边界时生成警告信号。

7.  如权利要求6所述的方法，进一步地包含：
确定邻接车辆的道路的曲率，其中当牵引线和阻力线夹角与曲率相关时，减小挂车的横向偏移。

8.  如权利要求7所述的方法，其中当牵引线和阻力线夹角偏离与邻接挂车的道路的方向相同的车辆的中心线时，牵引线和阻力线夹角与曲率相关。

9.  如权利要求8所述的方法，其中基于由成像器监控的车辆前方的视野提供的信息，确定道路的曲率。

10.  如权利要求9所述的方法，其中基于随着时间流逝相对于车道边界的车辆的位置的运动，曲率与车辆的转向角相关。

说明书挂车车道偏离警告系统
相关申请的交叉引用
本申请是2011年7月25日提交的美国专利申请号13/190,010的名称为“车道偏离警告系统的宽度校准(Width Calibration Of Lane Departure Warning System)”的部分延续。上述相关申请通过引用的方式合并与此。
技术领域
这里提供的公开总体上涉及驾驶员辅助功能部件，以及更具体地涉及用于使用于牵引挂车的车辆的车道偏离警告功能的实施。
背景技术
车道偏离警告(LDW)系统提供当在不使用车道变化指示器的情况下车辆偏离它正行驶的车道时警告车辆的驾驶员的功能。在这点上，LDW系统在不使用转向指示灯的情况下解释车道偏离(例如，当车辆以特定速度或高于特定速度行驶时)是无意识的车道偏离。典型地，基于实施特定LDW系统的车辆的已知宽度(例如，轮距宽度和/或总宽度)，可以校准LDW系统以用于检测无意识的车道偏离的情况。目前，如果基于不同的轮距宽度和/或总宽度的通过车辆的LDW系统的警告是必要的，则现有的LDW系统不提供用于适当地更新/修改用于车辆的预先设置的轮距宽度和/或总宽度校准的解决方案。例如，当装备有LDW系统的车辆拉挂车时，挂车通常比车辆宽或者车辆可以具有比标准设备镜子更远离车辆延伸的临时侧视镜。此外，目前的LDW系统通常不适应连接的挂车的牵引线和阻力线夹角，牵引线和阻力线夹角说明挂车摇摆或无意地在车辆正行驶的车道的外面定位挂车的其他挂车条件。因此，需要允许车辆操作者校准关于一组至少部分基于挂车的宽度的参数的车辆的LDW系统，并且操作考 虑连接的挂车的位置的LDW系统。
通过研究下述说明书、权利要求和附图，本发明的这些和其它方面、目的和特征将被本领域技术人员所理解和领会。
发明内容
根据本发明的一个实施例，用于牵引挂车的车辆的车道偏离警告系统包括检测道路上的车道边界的成像器和检测车辆和挂车之间的牵引线和阻力线夹角的传感器。控制器基于牵引线和阻力线夹角和挂车的长度确定相对于车辆的挂车的横向偏移。当横向偏移越过车道边界时，警告装置生成信号。
在本发明的另一实施例中，其中成像器与车辆耦接并且包括车辆前方的视野。
在本发明的另一实施例中，进一步地包含：
确定道路的曲率的弯道分析器，其中当牵引线和阻力线夹角与曲率相关时，减小挂车的横向偏移。
在本发明的另一实施例中，其中弯道分析器基于车辆的转向角和随着时间流逝相对于车道边界的车辆的位置确定曲率。
在本发明的另一实施例中，其中弯道分析器基于由成像器提供的信息确定曲率。
在本发明的另一实施例中，其中弯道分析器基于由车辆的全球定位系统提供的信息确定曲率。
在本发明的另一实施例中，其中控制器包括基于挂车的宽度通过估计从车辆的中心线至距离中心线最远的挂车的后角的距离确定横向偏移的挂车定位程序。
在本发明的另一实施例中，其中控制器包括确定道路的曲率的弯道轮廓程序，从而基于曲率的紧密减小横向偏移。
根据本发明的另一实施例，一种用于向牵引挂车的车辆提供车道偏离 警告的方法包括用成像器检测道路上的车道边界。方法还提供感测车辆和挂车之间的牵引线和阻力线夹角。另外，方法提供基于牵引线和阻力线夹角和挂车的长度和宽度尺寸确定相对于车辆的挂车的横向偏移。方法进一步地提供当横向偏移越过车道边界时生成警告信号。
在本发明的另一实施例中，进一步地包含：
确定邻接车辆的道路的曲率，其中当牵引线和阻力线夹角与曲率相关时，减小挂车的横向偏移。
在本发明的另一实施例中，其中当牵引线和阻力线夹角偏离与邻接挂车的道路的方向相同的车辆的中心线时，牵引线和阻力线夹角与曲率相关。
在本发明的另一实施例中，其中基于由成像器监控的车辆前方的视野提供的信息，确定道路的曲率。
在本发明的另一实施例中，其中基于随着时间流逝相对于车道边界的车辆的位置的运动，曲率与车辆的转向角相关。
在本发明的另一实施例中，其中基于与如由全球定位系统提供的测绘信息有关的车辆的位置，确定道路的曲率。
在本发明的另一实施例中，本发明的方法进一步地包含：
基于挂车的识别，接收挂车的长度尺寸和挂车的宽度尺寸。
在本发明的另一实施例中，进一步地包含：
确定定义为从车辆的边缘的纵向延伸垂直至距离中心线最远的挂车的后角的距离的横向偏移；以及
选择容许值，其中当结合容许值的横向偏移足够大到越过车道边界时，生成警告信号。
根据本发明的又一实施例，一种用于向牵引挂车的车辆提供车辆偏离警告的方法包括检测邻接车辆的道路上的车道边界并且确定邻接车辆的道路的曲率。方法还提供感测车辆和挂车之间的牵引线和阻力线夹角并且基于牵引线和阻力线夹角、挂车的长度和挂车的宽度确定相对于车辆的挂 车的外侧后部的横向偏移。方法进一步地提供当曲率大于阈值曲率紧密(curvature tightness)并且与牵引线和阻力线夹角的方向相关时减小横向偏移，使得方法也提供当横向偏移越过车道边界时生成警告信号。
在本发明的另一实施例中，其中当牵引线和阻力线夹角偏离与邻接挂车的道路的方向相同的车辆的中心线时，牵引线和阻力线夹角的方向与曲率相关。
在本发明的另一实施例中，其中横向偏移定义为从车辆的中心线垂直至距离中心线最远的挂车的后角的距离。
在本发明的另一实施例中，其中基于与由全球定位系统提供的测绘信息有关的车辆的位置，确定道路的曲率。
根据下面说明书的进一步评论，相关的附图和权利要求，本发明的这些和其他目的、实施例、优点和/或区别将变得易于显而易见。
附图说明
图1A是车辆和挂车的说明性俯视图，表明连接至车辆的挂车的宽度已经导致挂车突破车道边界的情况，虽然牵引挂车的车辆还没有突破车道边界；
图1B是图1的车辆和挂车的说明性俯视图，在图中车辆的车道偏离警告系统配置成用于基于由挂车定义的宽度而不是由车辆定义的宽度监控无意识的车道偏离；
图1C是图1A的车辆和挂车的说明性俯视图，在图中车辆的车道偏离警告系统配置成用于基于由增加至车辆的侧视镜定义的宽度而不是由车辆或由挂车定义的宽度监控无意识的车道偏离；
图2A和2B共同表明根据本公开的实施例的用于提供车道偏离警告功能的方法的流程图；
图3是具有根据本公开的实施例配置的车道偏离警告系统的车辆的示意框图；
图4是根据本公开的另一实施例的牵引在沿着道路的直线部分直线配置的挂车的车辆的说明性俯视图；
图5是具有引起挂车越过车道边界的非零牵引线和阻力线夹角的牵引挂车的车辆的说明性俯视图；
图5A是在图5的部分VA获得的车辆和挂车之间的牵引线和阻力线夹角的放大截面图；
图6是具有沿着道路的弯曲部分的非零牵引线和阻力线夹角的弯曲配置的牵引挂车的车辆的说明性俯视图；
图6A是在图6的部分VIA获得的在车辆和挂车之间的牵引线和阻力线夹角的放大截面图；
图7是根据本公开的一个实施例的车道偏离警告系统的示意框图；
图8是用于使用挂车定位程序提供车道偏离警告的方法的流程图；以及
图9是用于使用弯道轮廓程序提供车道偏离警告的方法的流程图。
具体实施方式
为了在此说明的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”及其派生词应当如图4-9中所示的取向与本发明相关联。然而，可以理解的是，除非有明确的相反指明，本发明可以采用各种可选的方向。还可以理解的是，在附图中表明的和在下述说明书中描述的具体装置和过程，仅仅是所附权利要求所定义的发明构思的示例性实施例。因此，除非权利要求中另有明确定义，与这里公开的实施例有关的具体尺寸和其他物理特性不应认为是限制。
参考图1A和1B，车辆100具有连接至其的挂车105。车辆100具有各自宽度W1并且挂车105具有各自宽度W2。在根据本公开配置的车道偏离警告(LDW)系统的背景下，车辆或挂车的宽度可以由车辆或挂车的许多不同部分定义。在一个示例中，轮距宽度(参考车辆或挂车的轮胎)可以定义关于LDW功能的车辆或挂车的宽度。在另一示例中，车辆或挂 车的车体的总宽度可以定义关于LDW功能的车辆或挂车的宽度。在又一示例中，在车辆或挂车的最大宽度部分的宽度(例如，如在车辆的侧视镜之间所定义的宽度)可以定义关于LDW功能的车辆或挂车的宽度。同样，在根据本公开配置的车道偏离警告(LDW)系统的背景下，车辆或挂车的宽度没有必要受限于特定宽度尺寸或指定宽度的位置。
参考图1A，当挂车105具有比车辆100的宽度更宽的宽度时，可以看出，在车辆关于车道边界110(例如，刷上油漆的车道条纹)的侵占或突破之前，挂车105表现出关于车道边界110(例如，刷上油漆的车道条纹)的侵占或突破。因此，当车辆100的LDW系统具有是车辆宽度W1的函数的基线校准时，LDW系统将不提供无意识车道偏离的情况的指示，尽管挂车已经经历这样的无意识的车道偏离。基线校准指的是基于预先设置的宽度值(例如，车辆的规定/已知宽度)的校准。有利地，如图1B所示，根据本公开的实施例配置的LDW系统允许定义LDW系统的校准，使得实际或潜在的无意识车道偏离的警告是挂车宽度W2而不是车辆宽度W1的函数。
参考图1C，车辆100装备有标准宽度侧视镜115，标准宽度侧视镜115在当车辆100正拉挂车105时不提供最佳或可接受的查看性能的位置。为了当车辆100正拉挂车105时提供这样的最佳或可接受的查看性能，车辆100可以装备有延长宽度侧视镜120，延长宽度侧视镜120是定义用于LDW系统的宽度基础的附加车辆设备的一个示例。如图1C可以看出的是，标准宽度侧视镜115定义车辆宽度W3并且延长宽度侧视镜120定义车辆宽度W4，车辆宽度W4大于车辆宽度W3。这里公开的是，延长宽度侧视镜120可以实施为临时安装在车辆100上或可以永久安装的附加镜。同样，延长宽度侧视镜120可以定义宽度基础，应该根据宽度基础校准车辆的LDW系统。有利地，本公开的实施例可以配置成允许定义LDW系统的校准，使得实际或潜在的无意识车道偏离的警告是延长宽度侧视镜120的宽度W4的函数。
图2A和2B表明用于提供根据本公开的实施例的车道偏离警告功能的方法200。更具体地说，方法200允许LDW系统的校准是车辆宽度W1、 挂车宽度W2或镜宽度W4的函数，使得实际或潜在的无意识车道偏离的警告可以是车辆宽度W1、挂车宽度W2或镜宽度W4的函数。此外，方法200也允许LDW系统的校准在车辆/挂车组合正或将通过一个或多个具有小于特定半径的半径的弯道行驶的情况下进一步地改变。在这里提供的公开的背景下，定义拐角处包括弯道。在这些方面，方法200提高车辆的LDW系统的功能，车辆的LDW系统另外限制于提供基于仅作为安装LDW系统的车辆的宽度的函数的警告。在一个实施例中，对于在开和关位置之间的车辆点火开关的每个循环重复方法200，并且仅在高于规定的车辆速度(例如，高于40mph)的情况下，LDW功能是有效的。
执行操作202以确定挂车连接至装备有LDW系统的车辆，LDW系统具有是车辆的宽度的函数的基线校准。用于确定挂车连接至车辆的示例方法包括但不限于检测挂车连接至车辆的挂车特定电子器件(例如，配电接线盒的挂车电路、挂车制动控制器和/或挂车摇摆控制器)，使用由后视或180度侧视照相机提供的图像、使用当车辆在运转中时指示检测的障碍在恒定的距离的停车辅助的信号和/或感测与挂车的连接一致的车辆总质量的变化。然而，这里公开的是，本公开的实施例没有必要限于用于检测连接至车辆的挂车或确定挂车连接至车辆的任何特定装置。
响应于确定挂车连接至车辆，执行用于试图获得挂车宽度信息的操作204并且执行用于确定延长宽度侧视镜是否连接至车辆的操作206。确定延长宽度侧视镜是否安装在车辆上的优选实施例包括询问车辆操作者延长宽度侧视镜是否已经安装在车辆上。响应于确定挂车已经连接至车辆(例如，使用上面讨论的挂车连接确定技术)，可以做出这样的询问。然而，这里公开的是，本公开的实施例没有必要限于用于确定一个或多个延长宽度侧视镜是否连接至车辆的任何特定装置或方法。在一个实施例中，试图获得挂车宽度信息包括询问车辆的操作者挂车的宽度(即，输入挂车宽度值)。这里公开的是，挂车宽度值询问可以包含挂车宽度值的操作者输入或来自车辆中预先编程的几个预先设置的挂车宽度选项的选择。在另一实施例中，试图获得挂车宽度信息包括输出挂车定位指令至车辆的操作者以命令车辆操作者操纵车辆以将挂车定位在至车辆正沿着行驶的道路 上的一个或多个车道边界指定距离范围内(例如，邻接车道划分边界和/或路肩边界)。在本公开的另一实施例中，试图获得挂车宽度信息包括基于车辆的规格和/或车辆位于的自治市法规访问最大法定挂车宽度。在本公开的又一实施例中，试图获得挂车宽度信息包括访问由车辆的一个或多个成像装置(例如，后视和/或侧视照相机)提供的信号。此外，车载通讯功能部件可以用于访问基于由驾驶员输入的型号或制造商的关于挂车宽度的非车载数据。然而，这里公开的是，本公开的实施例没有必要限于用于试图获得挂车宽度信息的任何特定装置。
响应于没有成功地获得挂车宽度信息(例如，在请求之后没有接收到)或没有对请求连接延长宽度侧视镜的确认的询问的响应，执行用于禁用LDW系统或使用用于校准LDW系统的默认挂车宽度的操作208。如果确认没有连接延长宽度侧视镜，方法在用于试图获得挂车宽度信息的框204的输出继续。在一个实施例中，使用默认挂车宽度可以包括向车辆操作者提供LDW系统已经默认允许车辆的GPS位置的最大法定挂车宽度的通知。如果不能建立车辆位置或最大法定允许挂车，那么可以禁用LDW系统并且可选择地解释这样的禁用的根本原因。可选地，响应于没有成功地获得挂车宽度信息，可以省略默认挂车宽度的这样的使用并且禁用LDW系统。
响应于正在作出的延长宽度侧视镜连接至车辆的确定，执行用于试图获得镜子宽度信息的操作210。这样的镜子宽度信息指的是如由至少一个连接至车辆的延长宽度侧视镜的最外边缘定义的参考距离。在一个实施例中，试图获得镜子宽度信息可以包括询问从车辆的车门的已知表面至延长宽度侧视镜的最外边缘部分的测量尺寸。在另一实施例中，试图获得镜子宽度信息可以包括询问延长宽度侧视镜的型号。在另一实施例中，试图获得镜子宽度信息可以包括询问由挂车租赁实体提供的规定的镜子指示值。在另一实施例中，试图获得镜子宽度信息可以包括命令车辆操作者将车辆停放在特定停车空间里面，特定停车空间具有在它前面的与特定停车位共享共同直线的空停车位。响应于核实延长宽度侧视镜在停车空间车道里面(或在连接左和右侧镜的情况下，镜子在特定停车位里面)，LDW系统将 使用前视照相机从空停车位的线获得估计的镜子宽度信息。在另一实施例中，试图获得镜子宽度信息可以包括询问延长宽度侧视镜是否向外延伸的比在其展开位置的可展开踏脚板更远。在另一实施例中，试图获得镜子宽度信息可以包括命令车辆操作者拉邻接墙的车辆，使得延长宽度侧视镜几乎接触墙，从而允许使用盲点信息系统和/或外侧超声波传感器获得延长宽度侧视镜信息。在另一实施例中，试图获得镜子宽度信息可以包括试图通过侧照相机的使用检测延长宽度侧视镜的最外点，侧照相机可以是360视野系统的一部分或者为此目的特别添加的。在又一实施例中，试图获得镜子宽度信息可以包括命令车辆操作者拉车辆直至反射表面(例如，玻璃商店前部)并且试图通过使用查看车辆的反射图像的前置照相机检测延长宽度侧视镜的最外点。
响应于没有成功地获得延长宽度侧视镜信息并且成功地获得挂车宽度信息，使用挂车宽度信息执行用于确定宽度基础的操作212，根据宽度基础校准LDW系统。响应于成功地获得延长宽度侧视镜信息并且成功地获得挂车宽度信息，使用挂车宽度信息和延长宽度侧视镜信息执行用于确定宽度基础的操作214，根据宽度基础校准LDW系统。宽度基础指的是或者由车辆定义的宽度、由延长宽度侧视镜定义的宽度或者LDW系统将在它的校准中使用的由挂车定义的宽度。如果从挂车宽度信息、延长宽度侧视镜信息以及——如果需要——已知的车辆宽度信息确定由挂车定义的宽度计算为或近似为大于由车辆定义的宽度和由延长宽度侧视镜定义的宽度，则宽度基础将是由挂车定义的宽度基础。如果从挂车宽度信息、延长宽度侧视镜信息以及如果需要——已知的车辆宽度信息确定由延长宽度侧视镜定义的宽度计算为或近似为大于由车辆定义的宽度和由挂车定义的宽度，则宽度基础将是由延长宽度侧视镜定义的宽度基础。否则，宽度基础将是由车辆的宽度定义的宽度基础。在一个示例中，提供的挂车宽度值可以与已知的车辆宽度值相比较以确定宽度基础。在另一示例中，相对于车道边界的挂车和车辆的位置(例如，如由车辆的一个或多个照相机识别的位置)可以用于估计挂车宽度和车辆宽度之间的差异。在LDW系统的背景下，校准指的是参数规范和/或当无意识车道偏离的情况发生或 在没有适当校正动作(例如，纠正转向输入)的情况下预期发生时指示的生成参数。获得挂车宽度信息的示例包括但不限于接收具体说明挂车的宽度的询问回复、接收车辆操作者已经操纵车辆以将挂车定位在至车道边界指定距离范围内的确认以及从车辆的一个或多个成像装置接收的信号和/或数据。
如果确定由车辆定义的宽度是用于校准的宽度基础，则执行用于使用基线校准(例如，车辆的已知或预先定义的宽度)监控无意识的车道偏离的操作216。实际上，在发起默认LDW功能之后，方法终止。这里公开的是，在用于使用基线校准监控无意识的车道偏离的操作之前或作为用于使用基线校准监控无意识的车道偏离的操作的一部分，可以执行用于使用车辆宽度确定校准参数的操作。
如果确定由挂车定义的宽度是用于校准的宽度基础，则执行用于使用挂车宽度信息(即，基于挂车宽度的校准)校准LDW系统的操作218。在一个实施例中，这样的校准包括计算、确定和/或访问校准参数，将根据校准参数执行这样的监控。因此，以这种方式，LDW系统的功能是基于基线校准，基线校准是挂车宽度的函数而不是车辆宽度的函数。否则，如果确定由延长宽度侧视镜定义的宽度是用于校准的宽度基础，则执行用于使用镜子宽度信息(即，基于镜子宽度的校准)校准LDW系统的操作220。在这样的校准之后，执行用于使用适当的基于宽度的校准(例如，对应于挂车宽度信息的校准或对应于镜子宽度信息的校准)监控无意识的车道偏离的操作222。
当监控无意识的车道偏离的情况时，执行用于确定车辆是否正接近(或在范围内)由LDW系统(或其他车辆系统)定义为小半径弯道的弯道的操作224。这样的小半径弯道可以由包括但不限于弯道的半径与挂车的宽度的比例、弯道的最小半径、弯道的最大半径、最小弯道半径与最大弯道半径的比例、紧接地行进或在弯道之后的道路的轮廓、弯道的标牌行车速度、紧接地行进弯道的道路的标牌行车速度等的许多参数这样定义。如果确定了车辆没有接近(在范围内)急转弯道，则继续使用基于挂车宽度的校准监控无意识的车道偏离。否则，如果确定了车辆正接近(或在范 围内)急转弯道，则执行用于调节(例如，增加)基于挂车宽度的校准的弯道中心线偏移参数并且继续使用具有增加的弯道中心线偏移参数的基于挂车宽度的校准监控无意识的车道偏离。在一个实施例中，调节弯道中心线偏移参数以补偿比车辆将在直线道路上行驶的车道中心更朝向车辆正在行驶的车道中心的LDW系统的警告区域。在另一实施例中，接近急转弯道，调节弯道中心线偏移参数以补偿进一步朝向车道的中心的警告区域以促进行驶的内侧至外侧路径。在另一实施例中，调节弯道中心线偏移参数以禁用或抵消减少警告的正态曲线切割算法，以便车辆操作者将立刻意识到挂车可能正接近车道边界。在另一实施例中，基于挂车长度和至车辆的挂车牵引线和阻力线夹角动态地调节弯道中心线偏移参数。可以通过后视照相机检测挂车牵引线和阻力线夹角，并且可以通过与挂车宽度相同的方法输入挂车长度。
图3表明具有根据本公开的实施例配置的LDW系统305的车辆300。LDW系统305允许LDW功能基于车辆300的宽度或连接至车辆300的挂车的宽度，使得实际或潜在的无意识的车道偏离的警告是车辆宽度或挂车宽度的函数。在这方面，在优选实施例中，LDW系统305配置成提供如参考方法200所公开的LDW功能。
LDW系统305包括信息处理器310、前视照相机315、侧视照相机318、后视照相机320、空间传感器325、挂车接口330和GPS/电子地平线系统332。信息处理器310耦接至前视照相机315、后视照相机320、空间传感器325、挂车接口330和GPS/电子地平线系统332以允许信息(例如，数据、信号等)在其间通信。这里公开的是，前视照相机315、后视照相机320、空间传感器325以及挂车接口330可以是或可以不是LDW系统305的专用元件，因为这些系统组件中的一个或多个可以由车辆300的另一系统使用。
信息处理器310从前视照相机315、后视照相机320、空间传感器325和/或挂车接口330和/或GPS/电子地平线系统332获得用于实施LDW功能的信息。信息处理器310可以从前视照相机315和侧视照相机318获得用于确定车道边界的信息，因此构成车道边界检测装置的这样的照相机部 分。信息处理器310可以从侧视照相机318和/或后视照相机320获得挂车宽度信息，因此构成挂车检测装置的这样的照相机部分。信息处理器310也可以从空间传感器325获得挂车宽度信息，因此构成挂车检测装置的空间传感器部分。超声波传感器、红外传感器或雷达传感器是空间传感器325的示例。挂车接口——其是车辆300和连接的挂车之间的电气接口——可以向信息处理器提供用于检测连接的挂车(即，连接至车辆300的挂车)的存在的信息。这里公开的是，挂车检测器可以检测挂车连接至车辆300并且车道边界检测器可以检测车辆300正沿着行驶的道路上的车道边界的位置。
信息处理器包括挂车检测器335、挂车宽度确定器340、操作者界面345、车道边界检测器350、弯道分析器352、校准器355和车道偏离确定器360。在优选实施例中，挂车检测器335、挂车宽度确定器340、操作者界面345、车道边界检测器350、弯道分析器352、校准器355和车道偏离确定器360是耦接在一起用于允许数据/信息在其间的通信。挂车检测器335检测挂车至车辆300的连接，比如通过由后视照相机320、空间传感器325和/或挂车接口330提供的信息的使用。挂车宽度确定器340确定挂车的定量宽度(例如，挂车宽度值)和/或挂车的定性宽度(例如，比车辆宽但是不比最大法定挂车宽度宽)。操作者界面345输出信息询问至车辆的操作者和/或接收来自车辆操作者的信息询问回复。例如，在优选实施例中，操作者界面345可以输出用于由车辆操作者接收的挂车定位指令和/或输出用于由车辆操作者接收的挂车宽度值询问。车道边界检测器350检测车辆300正沿着行驶的道路的一个或多个车道边界，比如通过由前视照相机315提供的信息的使用。弯道分析器352确定与车辆正接近或在其范围内的相对紧密弯道的有关的信息，比如通过由前视照相机315和/或车辆300的全球定位系统提供的信息的使用。校准器355提供校准参数，将根据校准参数执行LDW监控。这样的校准参数可以基于从挂车检测器335、挂车宽度确定器340、操作者界面345、车道边界检测器350和/或弯道分析器352获得的信息。车道偏离确定器360使用校准参数和来自车道边界检测器350的信息以监控无意识车道偏离的情况。
现在参考由数据处理装置可处理的指令，从这里提供的公开可以理解的是，适合于执行如这里公开的车道偏离警告功能的方法、过程和/或操作可触知地由非暂时性计算机可读介质具体化，非暂时性计算机可读介质具有在其上的配置成用于执行这样的功能的指令。在一个具体实施例中，指令可触知地具体化为执行上面关于图2A和2B公开的方法200。指令可以由来自存储器装置(例如，RAM、ROM、虚拟存储器、硬盘存储器等)、来自由数据处理系统(例如，软磁盘、光盘、磁带盒等)的驱动单元可读取的装置或两者的一个或多个数据处理装置可访问。在本公开的一个实施例中，信息处理器310包括这样的数据处理装置和具有配置成执行挂车检测器335、挂车宽度确定器340、操作者界面345、车道边界检测器350、校准器355、车道偏离确定器360和弯道分析器365的功能这样的指令的存储器。因此，根据本公开的非暂时性计算机可读介质的实施例包括光盘、硬盘驱动器、RAM或具有成像在其上的适合于执行根据本公开的车道偏离警告功能的计算机程序(即，指令)的其他类型的储存装置。
参考图4-9，附图标记10总体上指示旨在用于牵引挂车105的车辆100的车道偏离警告系统的附加实施例。车道偏离警告系统10包括检测道路20上的车道边界18的成像器16和检测车辆100和挂车105之间的牵引线和阻力线夹角γ的传感器22。车道偏离警告系统10的控制器24基于牵引线和阻力线夹角γ和挂车105的长度L确定相对于车辆100的挂车105的横向偏移26，使得当横向偏移26越过车道边界18时，警告装置28生成信号。
如图4所示，车辆100在比如连接至挂车105的舌状部上的挂钩的车辆100上的挂接球的中心这样的旋转点30连接至挂车105，其用于沿着具有在两个车道边界18之间定义的宽度LW的道路20的车道牵引挂车105。在这个说明的实施例中，车辆100具有宽度W1，宽度W1小于挂车105的宽度W2。因此，如先前所描述，车道偏离警告系统可以校准以考虑挂车105的较大宽度W2。此外，牵引线和阻力线夹角γ和挂车105的长度L可以连同挂车105的宽度W2使用以确定相对于车辆100的挂车105的横向偏移26。说明的实施例中的横向偏移26包括从车辆100的中心线CL 垂直至挂车105的后角32的距离。同样，图4所示的实施例中的横向偏移26是可以忽略的，因为它实质上等于挂车105的宽度W2的一半，由于车辆100和挂车105在总体上直线配置，或可选地称为零的牵引线和阻力线夹角。然而，可以理解的是，横向偏移26也可以包括从比如外侧边缘这样的车辆100的不同固定部分垂直至挂车105的后部区域或由挂车105承载的负载的外侧边缘的距离。
参考图5-5A，车辆100的宽度W1保持在车道宽度LW的范围内，虽然挂车条件从图4所示的直线配置变化至由非零牵引线和阻力线夹角γ定义并且在这个实施例中用离开车道的挂车105的后角32说明的弯曲条件。在道路的直线部分上的这个弯曲条件可以是挂车摇摆、滑动条件下的制动或其他可想到的驾驶条件的结果。同样，车辆100和挂车105之间的牵引线和阻力线夹角γ可以连同挂车105的附加尺寸——特别是挂车105的宽度W2和挂车105的长度L——使用，以确定相对于挂车105的车辆100的横向偏移26。在说明的实施例中，横向偏移26包括从车辆100的中心线CL垂直至挂车105的后角32的距离，其可以计算如下：
X＝sin(γ)*H
其中，
X＝从车辆100的中心线CL垂直至挂车105的后角32的距离；
γ＝牵引线和阻力线夹角；以及
H＝从旋转点30至挂车105的后角32的距离，其可以计算如下：
√(L2+(1/2*W2)2)
其中，
L＝挂车长度；以及
W2＝挂车宽度。
解决上述方程式提供供本发明的车道偏离警告系统10使用的从车辆100的中心线CL垂直至挂车105的后角32的距离。还可以理解的是，可以可选地比如通过用超声波传感器22或安装在侧视镜或车辆100的其他 部分上的照相机感测远离中心线CL的挂车105的运动确定从上面解决的距离X。
现在参考图6-6A，车辆100和挂车105显示在具有实质上等于图5-5A中说明的牵引线和阻力线夹角γ的牵引线和阻力线夹角γ的弯曲配置，虽然车辆100和挂车105正沿着道路20的弯曲部分行驶，在此情况下牵引线和阻力线夹角γ与道路20的曲率一致。因此，关于图6-6A所示的实施例，挂车105的后角32没有离开车道，并且因此，横向偏移26可以配置成适应曲率以同样不越过车道边界18。根据一个实施例，车道偏离警告系统可以基于由成像器16监控的车辆100前方的视野提供的信息确定邻接车辆100的道路20的曲率。在另一实施例中，车道偏离警告系统10可以通过用转向角传感器34监控车辆100的转向角确定道路20的曲率并且确定随着时间流逝的相对于车道边界18的车辆100的位置的运动，使得当位置相对于车道边界18总体上恒定并且调节转向角时，可以根据转向角确定道路20的曲率。在又一实施例中，车道偏离警告系统10可以基于由车辆100的全球定位系统36提供的信息确定道路20的曲率，比如使用与如由全球定位系统36提供的测绘信息有关的车辆100的位置以根据测绘信息确定道路20的曲率。这里预期并描述用于确定邻接车辆100和挂车105的道路20的曲率的附加操作。
如图7中说明的实施例所示，车道偏离警告系统包括控制器24，控制器24用于提供关于牵引挂车105的车辆100的车道偏离警告、监控挂车105的连接、监控牵引线和阻力线夹角γ、确定道路20的曲率以及发起特定警告和/或行为。控制器24可以包括微处理器38和/或用于处理一个或多个程序的其他模拟和/或数字电路。此外，控制器24可以包括用于储存一个或多个程序的存储器40，包括挂车检测程序42、车道边界检测程序44、挂车定位程序46、弯道轮廓程序48和用于图像处理或车道偏离警告系统的其他功能的其他可想到的程序。应该领会的是，控制器24可以是单独的专用控制器24或可以是与其他控制功能集成在一起——比如与全球定位系统36或牵引线和阻力线夹角检测装置50集成在一起——的共用控制器24，以处理挂车105或道路20的图像并且执行相关功能。在一个 实施例中，牵引线和阻力线夹角检测装置50可以处理来自控制器24的获得的挂车105的图像以及比如用于确定挂车105和车辆100之间的牵引线和阻力线夹角γ的挂车长度L这样的其他信息。
根据图6所示的实施例，成像器16显示为用于提供一个或多个照相机图像或视频图像至车道偏离警告系统的控制器24的输入。成像器16可以是安装在车辆100的位置和方向中以获得道路20和/或由车辆100牵引的挂车105的图像的前向照相机52、侧向照相机54或后向照相机56。控制器24用比如识别挂车105是否连接的挂车检测程序42和检测道路20上的车道边界18的车道边界检测程序44这样的一个或多个图像处理程序处理来自成像器16的一个或多个图像。控制器24可以连同挂车定位程序46和弯道轮廓程序48进一步地处理来自成像器16的图像，比如处理由前向照相机52获得的道路20的图像以确定道路20的曲率。
如图6说明的实施例所示，全球定位系统(GPS)36也提供为用于车道偏离警告系统的输入。全球定位系统36可以与车辆100集成在一起或可以是比如智能电话这样的便携式装置的一部分，并且可以提供车辆100的坐标位置，并且可以进一步地提供比如车辆100正沿着行驶的道路20的类型、邻接车辆100的道路20的部分的曲率的相对紧密、关于道路20的速度限制或推荐速度以及由本领域技术人员通常理解的其他可想到的位置信息这样的位置信息。
此外，转向角传感器34和牵引线和阻力线夹角检测装置50在图7中显示为用于车道偏离警告系统的输入。转向角传感器34配置成确定车辆100的前转向轮的角度并且可以合并为邻接方向盘、转向柱或其他转向组件的车辆100上的传感器22。牵引线和阻力线夹角检测装置50可以通过程序和/或比如后向照相机56，车辆100上的超声波传感器，车辆100和挂车105之间的机械、电气和/或磁性装置以及用于感测挂车105和车辆100之间的牵引线和阻力线夹角γ的其他可想到的传感器这样的传感器22确定牵引线和阻力线夹角γ。
仍然参考图7，控制器24可以与包括警告装置28的一个或多个装置 通信，其可以包括比如来自扬声器的声音警报58、比如照明光这样的视觉警报60或比如通过邻接车辆100的操作者的触觉振动组件的触觉反馈62。此外，控制器24可以与包括比如车辆100中或在比如智能电话这样的手持式或便携式装置上的安装导航/娱乐显示器的中控面板这样的显示器66的一个或多个车辆人机界面(HMI)64通信。HMI64可以允许至车道偏离系统中的输入，以及比如输入挂车尺寸、选择挂车105的类型或以其他方式校准车道偏离警告系统。
根据一个实施例，车道偏离警告系统10进一步地包括一种如图8-9所表明的用于当挂车105越过车道边界18时提供车道偏离警告的方法。更具体地说，如图8所示的挂车定位程序46的实施例在步骤68比如从牵引线和阻力线夹角检测装置50或从接收自后向照相机56的视频图像的图像处理获得牵引线和阻力线夹角。在步骤70中，程序确定牵引线和阻力线夹角γ是否为零，并且如果它通常为零，在步骤72中，车道偏离警告系统10监控挂车105何时越过车道边界18，如由车道边界检测程序44所检测的。可以校准车道偏离警告系统10以考虑挂车宽度，使得在步骤74中，车道偏离警告系统10可以如先前所描述地获得包括宽度和长度L的挂车105的尺寸。使用挂车尺寸和牵引线和阻力线夹角γ，在步骤76中，挂车定位程序46可以如上所描述地计算挂车105的横向偏移26。可以预期的是，可以基于附加或可选的信息计算横向偏移26以考虑相对于车辆100的挂车105的横向运动，潜在地导致保持在车道宽度LW范围内的车辆100的无意识条件并且挂车105越过车道边界18，比如根据挂车摇摆或其他不可预见的情况。在步骤78中，然后通过挂车定位程序46分析横向偏移26以确定横向偏移26的值是负或正，使得在说明的实施例中如果它是正的，则应用于右边，并且如果它是负的，则应用于左边。可以理解的是，在其他实施例中，这些方向可以是相反的。
一俟横向偏移26应用于对应于挂车105远离车辆100的中心线CL延伸的侧的挂车105的适当侧，挂车定位程序46可以比如从弯道轮廓程序48、从道路20的处理图像获得道路20的曲率，并且从前向照相机52、从GPS36或如本领域普通技术人员通常所理解的确定曲率的其他可想到 的弯道分析器或方法获得车道边界18。如图9所示，弯道轮廓程序48的一个实施例显示如果可利用的话，结合转向角和GPS。在弯道轮廓程序48的步骤80中，车道偏离警告系统10首先获得如由转向角传感器34(图7)提供的车辆100的转向角。在步骤82中，分析转向角的值并且如果它通常为零，弯道轮廓程序48在步骤84中确定GPS是否可用并且如果GPS可用，则在步骤86中获得车辆100的GPS位置信息。在步骤88中，通过控制器24和/或GPS处理位置信息以确定车辆100和挂车105正行驶的道路20的部分的曲率。如果以其他方式确定了转向角不为零，则在步骤90中，弯道轮廓程序48监控当车辆100和挂车105随着时间流逝沿着道路20行驶时相对于车道边界18的车辆100的位置。在步骤91中，弯道轮廓程序48然后基于转向角和相对于车道边界18的车辆运动的速率确定曲率，考虑车辆速度和对应于车辆位置的变化的必要于确定道路20的曲率的车辆100的尺寸变量。另外，在附加实施例中，可以想到的是可以感测曲率或通过成像器16以其他方式确定曲率，比如通过处理来自前向照相机52的图像的道路检测模型。一俟或者在步骤88或者在步骤91确定曲率，向控制器24提供产生的曲率值以供车道偏离警告系统使用。
再次参考图8，根据一个实施例，挂车定位程序46在步骤92获得来自弯道轮廓程序48的道路20的曲率。挂车定位程序46然后在步骤94监控挂车105何时横向偏移26越过车道边界18，其表明离开车道的挂车105的后角32。当监控挂车105无意识离开车道边界18时，可以考虑道路20的曲率，包括何时在道路10的直线部分上的曲率实质上等于零，例如，以监控行驶的车道的外侧的挂车摇摆。根据一个实施例，为了考虑曲率何时大于零，当牵引线和阻力线夹角γ与曲率相关时，减小挂车105的横向偏移26，使得当牵引线和阻力线夹角γ偏离与邻接挂车105的道路20的相同方向的车辆100的中心线CL时，具有相互关系。根据另一实施例，通过减少与曲率的大小一致的横向偏移26——比如在更紧密曲率更多地减少横向偏移26，可以考虑曲率。
如果在步骤96确定挂车105正越过车道边界18，则在步骤98中，通过警告装置28(图7)生成警告信号。因此，应该理解的是，可以用车道 偏离警告系统10校准在许多配置中生成的警告信号，包括：在挂车105实际上越过车道边界18之后，比如当确定横向偏移26时通过选择阀减小横向偏移26；在挂车105实际越过车道边界18之前的距离，比如将横向偏移26与选择的容许值结合并且当结合值足够大至越过车道边界18时生成警告信号；或增加警告的程度，比如当挂车105接近车道边界18时增加音量或提供附加类型的警告。在一个实施例中，警告信号可以在HMI的显示器上生成可以由操作者消除的警告，比如如果车道偏离是故意的。
本领域普通技术人员还应当理解，以上所描述的本发明的结构以及其它组件并不限于任何具体材料。除非这里另有说明，文中公开的本发明的其他示例性实施例可以由各种各样的材料构成。
为了公开的目的，术语“耦接”(以其所有形式的，现在式，进行式，过去式等)总体上意指两个组件(电学的或机械的)直接或间接地相互连接。这种连接在性质上可以是静态的，也可以是可活动的。这种连接可以通过两个组件(电学的或机械的)与任何另外的中间部件实现，该任何另外的中间部件彼此之间或者与两个组件整体地形成为单一的整体。除非另作说明，这种连接在性质上可以是永久的，或可以是可移除的或可释放的。
同样重要的是，需要注意，示例性实施例中显示的本发明的元件的结构和布置只是说明性的。尽管在本公开中仅详细描述了本发明的几个实施例，但阅读本公开的本领域普通技术人员容易领会到，在实质上不背离所列举主题的新颖教导和优势的情况下，许多修改(例如各种元件的尺寸、规格、结构、形状和比例，参数值，安装布置，使用的材料，颜色和方向等的变化)都是可能的。例如，显示为一体成型的元件可以由多个零件构造或显示为多个零件的元件可以一体成型，连接的操作可以颠倒或另有变化，系统的结构和/或部件、连接器或其他元件的长度L或宽度可以变化，元件之间提供的可调位置的类型或数量可以变化。应该注意的是，系统的元件和/或总成可以由任何能提供足够强度或耐久性的各种各样的材料组成，其可以是任何各种各样的颜色、质地和组合。因此，所有这些修改都旨在被包括在本发明的范围之内。对期望的实施例和其他示例性实施例的设计、操作条件和布置的其他代替、修改、变化和省略都可以在不背离本 发明的精神的情况下做出。
可以理解的是，任何所述的工序或所述工序中的步骤都可以与公开的其它工序或步骤相结合，来形成本发明的范围之内的结构。此处公开的示例性结构和工序，仅用作说明用途而不应理解为限制。
还可以理解的是，可以在不背离本发明的构思的情况下对上述结构和方法做出变化和修改，可以进一步理解的是，这样的构思旨在由权利要求所覆盖，除非这些权利要求通过其语言另有明确的定义。