本發(fā)明涉及交通信息處理、車輛導(dǎo)航、輔助駕駛技術(shù)等領(lǐng)域，特別是涉及一種判斷車輛在車道中位置的裝置與判斷方法。

背景技術(shù)：

若一輛機動車在道路上沿車道直線行駛，其最理想的位置是一直在車道的中心線上行駛，作為現(xiàn)有的在售成熟機動車操控系統(tǒng)，并沒有包含以公路上車道中心線為檢測標(biāo)志的車輛在車道中位置的檢測裝置，當(dāng)然也沒有涉及以公路上車道中心線為檢測標(biāo)志的檢測方法。

在信息技術(shù)高度發(fā)展的今天，車輛導(dǎo)航、輔助駕駛技術(shù)、無人駕駛技術(shù)等技術(shù)相繼被提出，但其中主要借助于GPS定位、WiFi定位等技術(shù)實現(xiàn)對車輛位置的判斷，這其中沒有涉及車道中心標(biāo)識的檢測，因此并不能判斷車道信息，更不能確定車輛在車道中的位置；當(dāng)然，美國的Google、國內(nèi)的百度等公司都在開發(fā)無人駕駛汽車——輪式移動機器人，顯然這種輪式移動機器人是能夠判斷車道信息和車輛在車道中的位置的，不過這種方案成本很高、需要處理的數(shù)據(jù)信息量很大、系統(tǒng)軟硬件故障率會很高，因而產(chǎn)品的成熟周期也會很長。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述存在的問題，本發(fā)明提供一種判斷車輛在車道中位置的裝置與判斷方法，其中判斷車輛在車道中位置的裝置包括兩組線陣式傳感器組，線陣式傳感器組中部為方向性較好的半導(dǎo)體激光器光源，只需要知道光源兩側(cè)的光敏傳感器的工作情況，就可以確定光源，從而進行相應(yīng)的判斷，為達此目的，本發(fā)明提供一種判斷車輛在車道中位置的裝置，車道中部有車道中心標(biāo)識線，所述車道中心標(biāo)識線一側(cè)有車道內(nèi)側(cè)虛邊線，所述車道中心標(biāo)識線另一側(cè)有車道外側(cè)虛邊線，所述裝置包含車輛前端線陣式傳感器組、車輛操作控制系統(tǒng)和車輛后端線陣式傳感器組，所述車輛操作控制系統(tǒng)通過連接線與車輛前端線陣式傳感器組和車輛后端線陣式傳感器組相連，所述車輛前端線陣式傳感器組置于車輛底部前端，所述車輛后端線陣式傳感器組置于車輛底部后端，所述車輛前端線陣式傳感器組和車輛后端線陣式傳感器組與公路路面平行，與車輛中軸線垂直，所述車輛前端線陣式傳感器組的中部為車輛前端半導(dǎo)體激光器光源，所述車輛后端線陣式傳感器組的中部為車輛后端半導(dǎo)體激光器光源，所述車輛前端半導(dǎo)體激光器光源和車輛后端半導(dǎo)體激光器光源兩側(cè)各有一排光敏傳感器，所述車輛前端半導(dǎo)體激光器光源和車輛后端半導(dǎo)體激光器光源處于車輛的縱向垂直中心面上，兩側(cè)的光敏傳感器對稱分布于車輛的縱向垂直中心面兩邊。

本發(fā)明的進一步改進，所述車輛前端線陣式傳感器組距離對應(yīng)汽車前輪軸前部20到50厘米，所述車輛后端線陣式傳感器組距離對應(yīng)汽車后輪軸前部20到50厘米，本發(fā)明可根據(jù)車型設(shè)置相應(yīng)的線陣式傳感器組在車輛底部的位置。

本發(fā)明的進一步改進，車輛每前進一定距離車輛操作控制系統(tǒng)采樣一次，本發(fā)明可采用每前進5米采樣一次。

本發(fā)明的進一步改進，所述車輛前端半導(dǎo)體激光器光源和車輛后端半導(dǎo)體激光器光源兩側(cè)各有12個光敏傳感器，一般設(shè)置12個光敏傳感器就夠使用。

本發(fā)明一種判斷車輛在車道中位置的裝置的位置判斷方法：

車輛前端半導(dǎo)體激光器光源和車輛后端半導(dǎo)體激光器光源在工作時發(fā)出的光經(jīng)整形后其寬度比車道中心標(biāo)識線的寬度大，經(jīng)車道中心標(biāo)識線及其兩邊的普通瀝青路面反射后作用于光源兩側(cè)的光敏傳感器上當(dāng)某光敏傳感器上的光線來源于車道中心標(biāo)識線的反射時，由于反射光較強能夠驅(qū)動光敏二極管或光敏三極管導(dǎo)通工作，當(dāng)某光敏傳感器上的光線來源于普通瀝青路面的反射時，由于反射光較弱不能夠驅(qū)動光敏二極管或光敏三極管導(dǎo)通工作，這樣只需要知道光源兩側(cè)的光敏傳感器的工作情況，就可以確定光源相對于車道中心標(biāo)識線的位置，進而能夠判定車輛移動軌跡與車道中心標(biāo)識線的位置關(guān)系及其發(fā)展趨勢。車輛操作控制系統(tǒng)按車輛移動某一特定位移量對光源的相應(yīng)側(cè)邊光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)進行連續(xù)采樣；

具體判定方法如下：

當(dāng)車輛前端半導(dǎo)體激光器光源或車輛后端半導(dǎo)體激光器光源右側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)多于對應(yīng)光源左側(cè)的光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)時，說明車輛底部相關(guān)光源所在位置相對于車道中心標(biāo)識線來說整體偏左，此時車輛操作控制系統(tǒng)得到信息進行提示或輔助進行相應(yīng)的操作；

當(dāng)車輛前端半導(dǎo)體激光器光源或車輛后端半導(dǎo)體激光器光源右側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)少于對應(yīng)光源左側(cè)的光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)時，說明車輛底部相關(guān)光源所在位置相對于車道中心標(biāo)識線來說整體偏右，此時車輛操作控制系統(tǒng)得到信息進行提示或輔助進行相應(yīng)的操作；

車輛操作控制系統(tǒng)通過兩個光源相對于車道中心標(biāo)識線的位置信息和兩個線陣式傳感器組之間的距離計算出車身與車道中心標(biāo)識線之間的夾角，給車輛操作控制系統(tǒng)對車輛方向進行調(diào)整提供參考數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的進一步改進，車輛每前進一定距離車輛操作控制系統(tǒng)采樣一次，本發(fā)明可采用每前進5米采樣一次。

本發(fā)明一種判斷車輛在車道中位置的裝置與判斷方法，該判斷車輛在車道中位置的裝置，由車輛操作控制系統(tǒng)與兩排線陣式傳感器組相連而成，相應(yīng)的線陣式傳感器組設(shè)置在對其汽車的底部與公路路面平行，與車輛中軸線垂直，正中間的工作單元就剛好處于車輛的縱向垂直中心面上，線陣式傳感器組的其他工種單元對稱分布于車輛的縱向垂直中心面兩邊，處于中間的工作單元為方向性較好的半導(dǎo)體激光器光源，光源在工作時發(fā)出的光經(jīng)整形后其寬度比車道中心標(biāo)識線的寬度略大，經(jīng)車道中心標(biāo)識線及其兩邊的普通瀝青路面反射后作用于光源兩側(cè)的光敏傳感器上，當(dāng)某光敏傳感器上的光線來源于車道中心標(biāo)識線的反射時，由于反射光較強能夠驅(qū)動光敏二極管或光敏三極管導(dǎo)通工作，當(dāng)某光敏傳感器上的光線來源于普通瀝青路面的反射時，由于反射光較弱不能夠驅(qū)動光敏二極管或光敏三極管導(dǎo)通工作，這樣我們只需要知道光源兩側(cè)的光敏傳感器的工作情況，就可以確定光源相對于車道中心標(biāo)識線的位置。

附圖說明

圖1帶有車道中心標(biāo)識的公路車道示意圖；

圖2線陣式傳感器組在車道中理想位置示意圖；

圖3線陣式傳感器組在車道中位置偏左示意圖；

圖4線陣式傳感器組在車道中位置偏右示意圖；

圖5雙線陣式傳感器組在車道中理想位置示意圖；

圖6雙線陣式傳感器組指示車輛軸線在前進方向上交叉左偏示意圖；

圖7雙線陣式傳感器組指示車輛軸線在前進方向上交叉右偏示意圖；

圖8雙線陣式傳感器組指示車輛軸線在前進方向上平行左偏示意圖；

圖9雙線陣式傳感器組指示車輛軸線在前進方向上平行右偏示意圖；

具體部件名稱如下：

1、車道中心標(biāo)識線；2、車道內(nèi)側(cè)虛邊線；3、車道外側(cè)虛邊線；4、車輛前端線陣式傳感器組；5、車輛操作控制系統(tǒng)； 6、車輛前端半導(dǎo)體激光器光源；7~30、光敏傳感器；31、車輛后端線陣式傳感器組；32、車輛后端半導(dǎo)體激光器光源。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述：

本發(fā)明提供一種判斷車輛在車道中位置的裝置與判斷方法，其中判斷車輛在車道中位置的裝置包括兩組線陣式傳感器組，線陣式傳感器組中部為方向性較好的半導(dǎo)體激光器光源，只需要知道光源兩側(cè)的光敏傳感器的工作情況，就可以確定光源位置，從而進行相應(yīng)的判斷。

一種針對全程帶有車道中心標(biāo)識的公路判斷車輛在車道中位置的方法與裝置，如圖1所示，車道中部有車道中心標(biāo)識線1，所述車道中心標(biāo)識線1一側(cè)有車道內(nèi)側(cè)虛邊線2，所述車道中心標(biāo)識線1另一側(cè)有車道外側(cè)虛邊線3：圖2~圖9均對車道中心標(biāo)識線進行了放大，設(shè)向上為車輛正常行駛方向，圖2中，車輛前端線陣式傳感器組4置于車輛底部前端，前輪軸前部約二十到五十厘米，與公路路面平行，與車輛中軸線垂直，車輛前端線陣式傳感器組4包含25個排成一排的工作單元，每個工作單元所占空間大小一樣，這樣正中間的工作單元就剛好處于車輛的縱向垂直中心面上，其他24個工作單元對稱分布于車輛的縱向垂直中心面兩邊。處于中間的工作單元為方向性較好的半導(dǎo)體激光器光源，光源的右邊12個工作單元為12個光敏傳感器分別編號為7~18，光源的左邊12個工作單元也為12個光敏傳感器分別編號為19~30。設(shè)車道中心標(biāo)識線1為摻雜入易反光材料和白色顏料的熱熔涂料，對光線反射特性良好，而中心標(biāo)識線1的兩邊則為反光特性很差的普通瀝青路面，光源在工作時發(fā)出的光的經(jīng)整形后其寬度比車道中心標(biāo)識線1的寬度略大，經(jīng)車道中心標(biāo)識線1及其兩邊的普通瀝青路面反射后作用于光源6兩側(cè)的光敏傳感器上，當(dāng)某光敏傳感器上的光線來源于車道中心標(biāo)識線1的反射時，由于反射光較強能夠驅(qū)動光敏二極管或光敏三極管導(dǎo)通工作，當(dāng)某光敏傳感器上的光線來源于普通瀝青路面的反射時，由于反射光較弱不能夠驅(qū)動光敏二極管或光敏三極管導(dǎo)通工作，這樣我們只需要知道光源6兩側(cè)的光敏傳感器的工作情況，就可以確定光源6，可以代表車輛前端縱向垂直中心面上某一點，相對于車道中心標(biāo)識線1的位置，具體判斷方法如下：

當(dāng)光源右側(cè)光敏傳感器，以光敏二極管為例，導(dǎo)通個數(shù)多于光源左側(cè)的光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)時，說明車輛底部光源所在位置相對于車道中心標(biāo)識線1來說偏左，見圖3；當(dāng)光源右側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)少于光源左側(cè)的光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)時，說明車輛底部光源所在位置相對于車道中心標(biāo)識線1來說偏右，見圖4。

本發(fā)明車輛操作控制系統(tǒng)5采用按車輛移動某一特定位移量對光源6的左側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)進行連續(xù)采樣，即定距離采樣，此處以車輛每前進五米采樣一次為例。設(shè)第n次采樣時左側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)為三個，即19、20、21三個光敏傳感器導(dǎo)通，第（n+1）次采樣時左側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)為四個，即19，20，21，22四個光敏傳感器導(dǎo)通，則說明車輛前進五米的距離光源所在位置就產(chǎn)生了向右一個工作單元寬度的偏移，若一個工作單元寬度為一厘米，則可近似認(rèn)為：在目前的道路條件下，并保持目前的方向盤位置不變，車輛每前進五米，相對于車道中心標(biāo)識線1而言，光源所在位置產(chǎn)生了向右約一厘米的偏移。若第（n+1）次采樣時左側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)比第n次采樣時少一個，則光源所在位置就產(chǎn)生了向左約一厘米的偏移；其他相鄰兩次采樣時左側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)變化所對應(yīng)的光源所在位置偏移情況不再一一列舉，其他相鄰兩次采樣的距離不為五米的情況也不再一一列舉。

本發(fā)明車輛操作控制系統(tǒng)5采用按車輛移動某一特定位移量對光源的左側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)進行連續(xù)采樣，根據(jù)多次連續(xù)采樣的結(jié)果，采用樣條曲線、貝塞爾曲線等方法，就可以模擬出光源相對于車道中心標(biāo)識線1的運動軌跡，說明：此處相當(dāng)于以車道中心標(biāo)識線1為X軸，以車道指示車輛運行方向為X正方向，Y軸與X軸垂直，Y軸正方向指向車道左側(cè)，車道中心標(biāo)識線1可能是彎曲的，但在該坐標(biāo)系中把它看成是直的。

本發(fā)明車輛操作控制系統(tǒng)5采用按車輛移動某一特定位移量對光源6的右側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)進行連續(xù)采樣，此處仍以車輛每前進5米采樣一次為例。設(shè)第n次采樣時右側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)為三個，即7，8，9三個光敏傳感器導(dǎo)通，第（n+1）次采樣時右側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)為四個，即7，8，9，10四個光敏傳感器導(dǎo)通，若一個工作單元寬度為一厘米，則可近似認(rèn)為：在目前的道路條件下，并保持目前的方向盤位置不變，車輛每前進五米，相對于車道中心標(biāo)識線1而言，光源所在位置產(chǎn)生了向左約一厘米的偏移。若第（n+1）次采樣時右側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)比第n次采樣時少一個，則光源所在位置就產(chǎn)生了向右約一厘米的偏移。其他相鄰兩次采樣時右側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)變化所對應(yīng)的光源所在位置偏移情況不再一一列舉，其他相鄰兩次采樣的距離不為五米的情況也不再一一列舉。

本發(fā)明車輛操作控制系統(tǒng)5采用按車輛移動某一特定位移量對光源6的右側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)進行連續(xù)采樣，根據(jù)多次連續(xù)采樣的結(jié)果，采用樣條曲線、貝塞爾曲線等方法，就可以模擬出光源相對于車道中心標(biāo)識線1的運動軌跡，說明：此處相當(dāng)于以車道中心標(biāo)識線1為X軸，以車道指示車輛運行方向為X正方向，Y軸與X軸垂直，Y軸正方向指向車道左側(cè)，車道中心標(biāo)識線1可能是彎曲的，但在該坐標(biāo)系中把它看成是直的。

本發(fā)明車輛操作控制系統(tǒng)5采用按車輛移動某一特定位移量對光源的左右兩側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)進行連續(xù)采樣，此處仍以車輛每前進5米采樣一次為例。設(shè)第n次采樣時左側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)比右側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)多一個，第（n+1）次采樣時左側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)比右側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)少一個，若一個工作單元寬度為一厘米，則可近似認(rèn)為：在目前的道路條件下，并保持目前的方向盤位置不變，車輛每前進五米，相對于車道中心標(biāo)識線1而言，光源所在位置產(chǎn)生了向左約一厘米的偏移。其他相鄰兩次采樣時左右側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)之差的變化所對應(yīng)的光源所在位置偏移情況不再一一列舉，其他相鄰兩次采樣的距離不為五米的情況也不再一一列舉。

本發(fā)明車輛操作控制系統(tǒng)5采用按車輛移動某一特定位移量對光源6的左右兩側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)進行連續(xù)采樣，得出多個數(shù)據(jù)，根據(jù)多次連續(xù)采樣所得的左右兩側(cè)光敏傳感器導(dǎo)通個數(shù)之差，采用樣條曲線、貝塞爾曲線等方法，就可以模擬出光源6相對于車道中心標(biāo)識線1的運動軌跡，說明：此處相當(dāng)于以車道中心標(biāo)識線1為X軸，以車道指示車輛運行方向為X正方向，Y軸與X軸垂直，Y軸正方向指向車道左側(cè)，車道中心標(biāo)識線1可能是彎曲的，但在該坐標(biāo)系中把它看成是直的。

本發(fā)明在車輛底部后端，后輪軸前部約二十到五十厘米，加裝與車輛前端線陣式傳感器組4相同的車輛后端線陣式傳感器組31，如圖5所示，車輛后端線陣式傳感器組31也包含25個排成一排的工作單元，每個工作單元所占空間大小一樣，正中間的工作單元，可以代表車輛后端縱向垂直中心面上某一點，為方向性較好的半導(dǎo)體激光器光源，處于車輛縱向垂直中心面上，其他24個工作單元為光敏傳感器，對稱分布于車輛的縱向垂直中心面兩邊；這樣在任一時刻車輛前端線陣式傳感器組4夠給出車輛前部光源相對于車道中心標(biāo)識線1的位置信息，車輛后端線陣式傳感器組31能夠給出車輛后端半導(dǎo)體激光器光源32相對于車道中心標(biāo)識線1的位置信息，這樣系統(tǒng)就可以通過這樣的兩個位置信息和兩個線陣式傳感器組之間的距離計算出車身與車道中心標(biāo)識線1之間的夾角，給車輛方向調(diào)整提供實時參考數(shù)據(jù)。如圖6所示，車輛后端半導(dǎo)體激光器光源32與車輛前端半導(dǎo)體激光器光源6的連線與車道中心標(biāo)識線1約成5°角，指向車道左前方，如圖7所示，車輛后端半導(dǎo)體激光器光源32與車輛前端半導(dǎo)體激光器光源6的連線與車道中心標(biāo)識線1約成5°角，指向車道右前方；而在圖8與圖9中，車輛后端半導(dǎo)體激光器光源32與車輛前端半導(dǎo)體激光器光源6的連線與車道中心標(biāo)識線1平行，即目前車輛前進方向與車道方向一致，只是圖8中車輛偏左、圖9中車輛偏右而已。

本發(fā)明根據(jù)實際需要可適當(dāng)增加光敏傳感器個數(shù)和半導(dǎo)體激光器光源個數(shù)，也可縮小每個光敏傳感器、半導(dǎo)體激光器光源的線度，這一變化可提高檢測精度。

本發(fā)明也可采用其他能夠讀取車道中心標(biāo)識線1的信息的傳感器，具體傳感器類型也與車道中心標(biāo)識線1的標(biāo)記方法有關(guān)。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作任何其他形式的限制，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)所作的任何修改或等同變化，仍屬于本發(fā)明所要求保護的范圍。