Método de asistencia para el cambio de carril para controlar un sistema de ayuda a la conducción para la asistencia para el cambio de carril.

Método de asistencia para el cambio de carril para el control de un sistema de asistencia para el cambio de carrilde vehículos,

comprendiendo el vehículo un volante, un indicador de dirección, medios ópticos o acústicos,comprendiendo el sistema de asistencia

- un módulo de detección de carril (LDM), que comprende un sistema capaz de procesar las imágenes de lacarretera;

- un módulo de detección lateral (LVD), que comprende un sistema de radar capaz de detectar objetos en loscarriles laterales y de medir sus posiciones y velocidad;

- un módulo de datos de vehículo (SVV), capaz de detectar los datos en parámetros de circulación;

- un módulo de control de reacción háptica (HFC), capaz de recibir señales a partir de dichos módulos dedetección de carril (LDM) y lateral (LVD), y de dicho módulo de datos de vehículo (SVV), y de proporcionar unpar motor antagonista que ha de transmitirse al sistema de direccionamiento de vehículo,realizándose el método de acuerdo con un modelo de estados finitos que comprende los siguientes estados:

- estado NORM, estado de funcionamiento normal, en el que el método se realiza cuando se activa de formaexplícita por el conductor;

- estado de FALLO, estado que comprueba un fallo o un defecto, en el que dicho módulo de reacción hápticaestá deshabilitado,

y caracterizado por que comprende los siguientes estados:

- estado INAC, en el que el control de reacción háptica está deshabilitado y

- estado ANUL, en el que el método está anulado;

y por que

el método, cuando se está en el estado NORM, comprende las siguientes etapas en sucesión:

- detección de la geometría de la carretera y de la trayectoria del vehículo con respecto a dichos carrileslaterales y adaptación dinámica a los cambios de la geometría de la carretera por dicho módulo de detección decarril (LDM),

- detección de objetos por dicho módulo de detección lateral (LVD) en una parte específica de la imagen que secorresponde con los carriles adyacentes izquierdo y/o derecho determinados en la etapa previa,cuando se detecta un objeto en un carril adyacente:

- activación de dicho módulo de reacción háptica (HFC).

Método de asistencia para el cambio de carril para controlar un sistema de ayuda a la conducción para la asistencia para el cambio de carril

Campo de la invención [0001] La presente invención se refiere a un método de asistencia para el cambio de carril para controlar un sistema de ayuda a la conducción de vehículos para la asistencia para el cambio de carril.

Descripción de la técnica anterior

Los sistemas de ayuda a la conducción de vehículos para asistencia en el cambio de carril son ya conocidos en la técnica.

Por ejemplo, las Patentes EP-1312506 o WO2007/014633, consideradas como la técnica anterior más próxima, describen un sistema de ayuda a la conducción adecuado para la asistencia al conductor en la maniobra de cambio de carril, mediante la señalización de peligros potenciales, es decir vehículos que se aproximen en los carriles adyacentes que puedan colisionar con el vehículo asistido durante la maniobra de cambio de carril.

Los sistemas del tipo conocido, para obtener un sistema de supervisión del carril lateral, usan una cámara de video externa, preferiblemente integrada en el espejo retrovisor lateral, que proporciona una señal de salida adecuada para la detección de la presencia y el movimiento de otro vehículo en el carril adyacente.

Otros ejemplos de sistemas de supervisión se dan en los documentos US2004/262063 y EP0640903. El sistema, sin embargo, no es el sistema óptimo debido a que el alcance de la detección no supera la longitud del vehículo, por lo tanto no puede detectar correctamente los vehículos que se aproximen a alta velocidad desde una larga distancia, que puedan interferir negativamente en el tiempo de reacción del conductor normal ante obstáculos. Por lo tanto dichas soluciones conocidas proporcionan unos niveles limitados de asistencia a la conducción, que no son suficientes para garantizar una asistencia global para todas las situaciones de conducción peligrosas.

Sumario de la invención [0006] Por lo tanto, la intención de la presente invención es proporcionar un método de asistencia para el cambio de carril que resuelva todos los problemas que se exponen anteriormente.

La presente invención se refiere a un método de asistencia para el cambio de carril de vehículos para controlar un sistema de ayuda a la conducción para la asistencia para el cambio de carril, de acuerdo con la reivindicación 1. Preferiblemente, el módulo de asistencia en el cambio de carril (LCAM, del inglés “Lane Changing Assistance Module”) permite prevenir la condición de emergencia generada por la aproximación de otro vehículo a lo largo del mismo carril sobre el que el vehículo que cambia de carril está viajando, por medio de una intervención apropiada en la dirección, esto es mediante la aplicación de un par de dirección activo que impida que el conductor realice una maniobra de cambio de carril en condiciones peligrosas.

La presente Invención se refiere en particular a un sistema de ayuda a la conducción de vehículos para la asistencia en el cambio de carril, como se describe más completamente en las reivindicaciones, que son una parte integral de esta descripción.

Breve descripción de las figuras [0009] Las finalidades y ventajas de la presente invención se harán más claras a partir de la descripción detallada a continuación de una realización preferida (y las formas alternativas relativas de realización) y los dibujos que están adjuntos a la misma, que son meramente ilustrativos y no limitativos, en los que:

- las figuras desde la 1.1 a la 1.6 muestran los diagramas de situaciones típicas de circulación en carretera en las que se aplica el sistema de asistencia en el cambio de carril de acuerdo con la presente invención;

- las figuras 2.1 y 2.2 muestran respectivamente los diagramas del radio de curvatura de la carretera y de la trayectoria del vehículo con respecto al carril de tráfico;

- las figuras desde la 3.1 a la 3.4 muestran dos variantes de colocación de los radares sobre el vehículo;

- la figura 4 muestra un diagrama de bloques funcional del sistema de ayuda a la conducción de acuerdo con la presente invención;

- la figura 5 muestra un diagrama del par antagonista aplicado a la dirección por el sistema;

-la figura 6 muestra un diagrama de estado finito del funcionamiento del software del sistema.

En las figuras se usan los mismos números y letras de referencia para identificar los mismos componentes o componentes, elementos o magnitudes de funcionalidad equivalente.

Descripción detallada de la invención [0011] El sistema que es objeto de la invención se describe ahora en detalle con referencia a sus módulos constituyentes principales.

El sistema de asistencia en el cambio de carril, en lo que sigue denominado LCA, comprende dos funciones principales:

- comprobación de la presencia de vehículos en zonas adyacentes, es decir en paralelo sobre el carril lateral (supervisión del punto ciego) ;

- comprobación de los vehículos que se aproximan desde atrás, con evaluación de la distancia y de la velocidad relativa de aproximación (supervisión cerrada del vehículo) .

El sistema LCA informa al conductor de la presencia de vehículos de acuerdo con las dos funciones descritas anteriormente, tanto en el caso en que el vehículo mantenga su carril como en el caso en que el conductor intente una maniobra de cambio de carril. Por lo tanto, el sistema LCA tiene dos finalidades: en primer lugar informa al conductor de la presencia de vehículos en el punto ciego (cuando el indicador de dirección se activa) ; en segundo lugar advierte al conductor en caso de que intente maniobras de cambio de carril peligrosas. Por esta razón es necesario detectar la presencia de otros vehículos tanto en los puntos ciegos como en los carriles adyacentes al carril sobre el que está viajando el vehículo. Para la función de advertencia es necesario también conocer la distancia y la velocidad de los vehículos que siguen, para evaluar su criticidad. Es importante recordar que un elevado porcentaje de los accidentes tiene lugar de la siguiente forma: dos vehículos siguen trayectorias paralelas, uno de los dos cambia de carril y colisiona con el otro vehículo. En relación a su funcionamiento, el sistema LCA tiene preferiblemente las siguientes características:

- funciona sobre cualquier tipo de carretera, típicamente sobre más carriles paralelos, con un radio de curvatura mínimo que pueda ser por ejemplo 125, 250 ó 500 m (fig. 2.1) dependiendo de los casos;

- interviene dentro de un cierto intervalo de velocidad del vehículo, por ejemplo desde una velocidad mínima de aproximadamente 5 km/h, hasta una velocidad máxima que corresponde al límite permitido por la ley (90 km/h para camiones pesados) ;

- tiene que funcionar en cualquier condición meteorológica, incluso las más difíciles, por ejemplo niebla, lluvia fuerte o nieve y en cualquier condición de iluminación, incluso por la noche;

- tiene que detectar cualquier tipo de vehículo.

Las situaciones de cambio de carril típicas son las de la figura 1:

cambio a la izquierda, para adelantar o para circular en fila (figura 1.1) ; cambio a la derecha para finalizar un adelantamiento o para circular en fila (figura 1.2) ; incorporación al carril desde un área de descanso o cambio de carril cuando aquél sobre el que está viajando el vehículo está bloqueado (1.3) ; mantenimiento de su carril cuando un vehículo adelanta en el carril lateral (figura 1.4) o cuando un vehículo está en el punto ciego (figura 1.5) ; girar de nuevo al carril de la derecha después de un adelantamiento (figura 1.6) .

El sistema de LCA presenta un tipo de arquitectura tal como se muestra en la figura 4.

Un módulo de detección de carril LDM, comprende un sistema visual, constituido por una telecámara y un hardware/software apropiado, capaz de procesar las imágenes y detectar la geometría de la carretera y la trayectoria del vehículo (véase el diagrama en la figura 2. 2) con respecto al carril de tráfico.

Un módulo de detección lateral LVD, que comprende un sistema de detección que es capaz de detectar objetos en los carriles adyacentes y de medir su posición y velocidad.

Un módulo de control de dirección SCM, capaz de transferir el par calculado por los algoritmos de control funcionales al volante de dirección, el sistema de dirección puede estar equipado con una dirección con asistencia eléctrica, sensor de par y del ángulo de dirección.

Un módulo de datos del vehículo SVV, capaz de proporcionar los datos en relación a parámetros de la circulación,... [Seguir leyendo]

1. Método de asistencia para el cambio de carril para el control de un sistema de asistencia para el cambio de carril de vehículos, comprendiendo el vehículo un volante, un indicador de dirección, medios ópticos o acústicos, comprendiendo el sistema de asistencia

- un módulo de detección de carril (LDM) , que comprende un sistema capaz de procesar las imágenes de la carretera;

- un módulo de detección lateral (LVD) , que comprende un sistema de radar capaz de detectar objetos en los carriles laterales y de medir sus posiciones y velocidad;

- un módulo de datos de vehículo (SVV) , capaz de detectar los datos en parámetros de circulación;

- un módulo de control de reacción háptica (HFC) , capaz de recibir señales a partir de dichos módulos de detección de carril (LDM) y lateral (LVD) , y de dicho módulo de datos de vehículo (SVV) , y de proporcionar un par motor antagonista que ha de transmitirse al sistema de direccionamiento de vehículo,

realizándose el método de acuerdo con un modelo de estados finitos que comprende los siguientes estados:

- estado NORM, estado de funcionamiento normal, en el que el método se realiza cuando se activa de forma explícita por el conductor;

- estado de FALLO, estado que comprueba un fallo o un defecto, en el que dicho módulo de reacción háptica está deshabilitado,

y caracterizado por que comprende los siguientes estados:

- estado INAC, en el que el control de reacción háptica está deshabilitado y

- estado ANUL, en el que el método está anulado;

y por que el método, cuando se está en el estado NORM, comprende las siguientes etapas en sucesión:

- detección de la geometría de la carretera y de la trayectoria del vehículo con respecto a dichos carriles laterales y adaptación dinámica a los cambios de la geometría de la carretera por dicho módulo de detección de carril (LDM) ,

- detección de objetos por dicho módulo de detección lateral (LVD) en una parte específica de la imagen que se corresponde con los carriles adyacentes izquierdo y/o derecho determinados en la etapa previa,

cuando se detecta un objeto en un carril adyacente:

- activación de dicho módulo de reacción háptica (HFC) .

2. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho estado ANUL se alcanza cuando se verifica por lo menos una de las siguientes condiciones

- el par motor aplicado por el conductor supera el par motor máximo proporcionado por el sistema de asistencia (LCA) ;

- el valor absoluto del ángulo de giro supera un cierto umbral;

- la velocidad de giro supera un cierto umbral;

- la anchura del carril es menor que un valor mínimo o mayor que un valor máximo;

- el vehículo se encuentra fuera del carril por encima de un valor predeterminado.

3. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha activación de dicho módulo de reacción háptica (HFC) implica una reacción háptica para el conductor por medio de la dirección, en el que la reacción de par motor es una función lineal de

- la distancia del vehículo con respecto al límite del carril

- el valor máximo de la solicitud de par motor,

- la anchura del carril.

4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que además comprende las etapas subsiguientes:

- detección de la trayectoria del vehículo,

- detección del comienzo de una variación de la trayectoria del vehículo con respecto a la parte media del carril,

- comprobación de la activación del indicador de dirección, y si el indicador de dirección no está activo, entonces

- provisión de una señal acústica u óptica.

5. Método de acuerdo con la reivindicación 4, que además comprende la etapa de verificar si la maniobra es posible o no lo es y, si no es posible, generar dicho par motor de reacción háptica para el volante.

6. Programa informático que comprende medios de código de programa adecuados para realizar las etapas de las 5 reivindicaciones 1 - 5, cuando tal programa se ejecuta en un ordenador.

7. Medios legibles por ordenador que comprenden un programa grabado, comprendiendo dichos medios legibles por ordenador unos medios de código de programa adecuados para realizar las etapas de acuerdo con las reivindicaciones 1 - 5, cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador.