CN102844800A - 车载设备、前方车辆位置确定设备以及前方车辆位置确定方法 - Google Patents

车载设备、前方车辆位置确定设备以及前方车辆位置确定方法 Download PDF

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Abstract

一种ECU，其获得与在主车辆和正在主车辆前方行驶的另一车辆（A，B，C）之间的相对位置相关的相对位置信息、以及与该相对位置中的误差相关的误差信息，检测正在主车辆前面行驶的前方车辆（A）的位置，对基于所获得的相对位置信息的相对位置和所检测的位置进行比较，来鉴别前方车辆（A）的位置，并且如果获得了关于多个其它车辆（A，B，C）的相对位置信息，则通过使用根据误差信息而变化的阈值，通过将基于所获得的相对位置信息的相对位置与所检测的位置进行比较，来鉴别前方车辆（A）的位置。

Description

车载设备、前方车辆位置确定设备以及前方车辆位置确定方法
技术领域
本发明涉及一种车载设备、前方车辆位置确定设备以及前方车辆位置确定方法。
背景技术
在现有技术中，已经研发出了对主车辆周围物体的位置进行鉴别的技术。
例如，日本专利申请公布No.2002-222491（JP-A-2002-222491）描述了一种通过全球定位系统（GPS）来识别在汽车（后行汽车）附近存在的与该汽车最为接近的前方汽车的技术。而且，在所描述的技术中，主车辆可以配备有后行距离测量装置来使用激光雷达或超声波测量与前方车辆的实际后行距离。那么，在所描述的技术中，如果GPS所鉴别的主车辆和前方车辆之间的距离与后行距离测量装置所测量的实际后行距离大体上匹配，则确定GPS所鉴别的车辆与后行距离测量装置所识别的车辆相同。
而且，例如，日本专利申请公布No.2005-5978（JP-A-2005-5978）描述了一种通过自适应巡航控制（ACC）雷达、GPS等测量关于距离和位置的信息，并且通过车辆间通信装置直接从作为另一通信方的车辆获得关于距离、位置等的信息的技术。那么，在所描述的技术中，通过将这些信息与主车辆周围的图像数据进行组合，与仅使用图像数据的分析相比更快且更准确地识别在周边存在的运动物体。而且，在所描述的技术中，当多个运动物体出现在主车辆附近时，针对每个物体执行该组合处理。此外，在所描述的技术中，当车辆间通信装置由于交通拥塞或人员拥塞而无法在预定时间段内检测出主车辆附近的所有移动物体时，车辆间通信装置与移动物体（车辆、人等）进行通信的距离范围被设置为较短，由此收缩所要检测的移动物体的数量以便能够在预设时间内完成通信。
例如，PCT国际申请No.WO2005/006275的国内再次公开文本描述了一种通过连同物体的鉴别信息一起传送包括每个移动物体所接收的操作命令的行驶状态，并且监视其它移动物体的行为，来辨别多个临近的移动物体的技术。而且，在所描述的技术中，多个移动物体中的至少一个被作为目标，使得该目标执行自行指示动作，这允许其行为与其它移动物体区分开来，并且在其它移动物体检测到该自行指示动作时，掌握目标的相对位置，由此对周边存在的多个移动物体进行辨别。
然而，JP-A-2002-222491中所描述的控制方法由于在鉴别前方车辆时没有考虑到车辆周围的交通密度而易于出错。
然而，由于JP-A-2005-5978中所描述的周边环境识别系统被配置为通过与配备有车辆间通信装置的另一车辆的直接通信而获得关于距离、位置等的信息，所以该系统无法准确鉴别出没有配备车辆间通信装置的车辆的位置。
而且，WO2005/006275中所描述的移动对象辨别方法所存在的问题在于，该方法无法在被作为目标的移动物体无法执行允许该移动物体明显区别于其它移动物体这样的自行指示动作的情况下使用。而且，该鉴别方法所存在的问题在于，由于其它移动物体必须响应于目标的自行指示动作并对其检测，所以该方法无法被应用于没有配备检测装置的移动对象。
发明内容
本发明提供了一种车载设备、前方车辆位置确定设备以及前方车辆位置确定方法，利用它们，当通过将诸如基于GPS的相对位置和相对速度之类的位置信息进行比较来鉴别前方车辆时，利用基于自主传感器的位置信息，如果存在多个其它车辆，则用于比较的阈值根据基于GPS的位置信息的误差而变化，由此使得能够更为准确地鉴别前方车辆。
本发明的第一方面涉及一种车载设备，其基于通过物体传感器对其它车辆的位置的检测结果以及通过通信所获得的关于其它车辆的位置信息，来识别另一车辆和主车辆之间的位置关系，其中用于位置关系的识别的确定条件基于通过通信所获得的关于其它车辆的位置信息的可靠性而变化。
在本发明的第一方面中，位置关系的识别是使得通过物体传感器而检测到其位置的其它车辆与通过通信而获得其位置信息的其它车辆相关联。
而且，车载设备可以被应用于自适应巡航控制，如果物体传感器异常，但是通信还正常，则继续进行基于位置关系的识别结果的自适应巡航控制，并且如果物体传感器正常，而通信中的异常持续，则停止自适应巡航控制。
而且，物体传感器可以包括从由毫米波雷达、激光雷达、照相机、超宽带雷达和声纳所构成的组中所选择的至少一种物体传感器。
本发明的第二方面涉及一种前方车辆位置确定设备，包括相对位置获得装置，其用于获得与在主车辆和正在主车辆前方行驶的另一车辆之间的相对位置相关的相对位置信息，以及与相对位置中的误差相关的误差信息；前方车辆检测装置，其用于检测正在主车辆的前面行驶的前方车辆的位置；和前方车辆鉴别装置，其用于通过将基于由相对位置信息获得装置所获得的相对位置信息的相对位置与前方车辆位置检测装置所检测的位置进行比较，来鉴别前方车辆的位置，其中，如果相对位置信息获得装置获得了关于多个车辆的相对位置信息，则所述前方车辆鉴别装置通过使用根据误差信息而变化的阈值，对基于由相对位置信息获得装置所获得的相对位置信息的相对位置和由前方车辆位置检测装置所检测的位置进行比较，来鉴别前方车辆的位置。
前方车辆位置确定设备可以对阈值进行设置以使得随着基于误差信息的误差变大，而使阈值变小。
本发明的第三方面涉及一种前方车辆位置确定方法。该前方车辆位置确定方法包括：通过使用通信装置，来获得与在主车辆和正在主车辆前方行驶的另一车辆之间的相对位置相关的相对位置信息，以及与相对位置中的误差相关的误差信息；通过使用物体传感器，来检测正在主车辆的前面行驶的前方车辆的位置；确定是否从多个车辆获得了相对位置信息；如果获得了关于单个车辆的相对位置信息，则通过使用预先确定的阈值，对基于相对位置信息的相对位置和所述位置进行比较，来鉴别前方车辆的位置；并且，如果获得了关于多个车辆的相对位置信息，则通过使用根据误差信息而变化的阈值，对基于相对位置信息的相对位置与所述位置进行比较，来鉴别前方车辆的位置。
根据本发明，当通过将GPS所检测的正在主车辆前方行驶的每个前方车辆的相对位置与诸如配备于主车辆的雷达之类的自主传感器所检测的前方车辆位置进行比较来识别前方车辆时，比较阈值可以根据相邻车辆有多大可能被错误识别而变化。也就是说，根据本发明，通过根据获得相邻车辆的相对位置时所容许的误差范围的重叠程度（例如，误差圆的重叠部分的面积），而将用于与自主传感器所检测的前方车辆的位置相比较的阈值设置得更小，能够更为准确地鉴别前方车辆。
附图说明
通过以下参考附图对示例实施例所进行的描述，本发明的以上和另外的特征和优势而变得显而易见，在附图中相同的附图标记用来表示相同的要素，并且其中：
图1是图示该实施例的基本操作原理的流程图；
图2是图示根据该实施例的前方车辆鉴别处理示例的流程图；
图3是图示根据该实施例的误差圆的示例的示图；
图4是图示根据该实施例的ECU的配置示例的框图；和
图5是图示根据该实施例的前方车辆确定设备的处理示例的流程图。
具体实施方式
将参考附图对根据本发明的前方车辆确定设备的实施例进行详细描述。所要理解的是，本发明并不局限于特定的所描述的实施例。
将参考图1至3对本发明实施例的概要进行描述，并且随后将对实施例的配置、操作等进行详细描述。图1是图示实施例的基本操作原理的流程图。
本发明总体上包括以下基本特征。具体地，根据本发明，包括前方车辆位置确定设备的电子控制单元（ECU）至少连接至位置信号接收单元、通信单元、自主传感器、辅助装置和输出装置。
首先，如图1所示，ECU获得与在主车辆和正在主车辆前方行驶的另一车辆之间的相对位置相关的相对位置信息，以及与该相对位置中的误差相关的误差信息（步骤SA-1）。
随后，ECU检测正在主车辆的前面行驶的前方车辆的位置（步骤SA-2）。
ECU通过将基于步骤SA-1中所获得的相对位置信息的相对位置与步骤SA-2中所检测的前方车辆的位置进行比较，来鉴别前方车辆的位置（步骤SA-3）。此时，如果在步骤SA-1中获得的关于多个其它车辆的相对位置信息，则ECU可以通过使用根据步骤SA-1中所获得的误差信息而变化的阈值，对基于SA-1中所获得的相对位置信息的相对位置与步骤SA-2中所检测的前方车辆的位置进行比较，来鉴别前方车辆的位置。
参见图2，将对根据该实施例的前方车辆鉴别处理的示例进行描述。图2是图示根据该实施例的前方车辆鉴别处理的示例的流程图。
如图2所示，如果获得了关于多个其它车辆的相对位置信息，换句话说，如果在鉴别前方车辆时存在可能引起混淆的前方车辆（它们的基于误差信息的误差圆相互重叠），则ECU比较在主车辆和这些其它车辆之间的距离和相对速度（步骤SB-1）。
现在，参见图3，将对根据该实施例的误差圆示例进行描述。图3是图示根据该实施例的误差圆示例的示图。
如图3所示，误差圆由围绕另一车辆A、另一车辆B和另一车辆C中的每一个的虚线所指示的范围内的区域来表示。在基于GPS信号获得车辆的位置信息（例如，坐标、方位和速度（诸如VX、VA、VB和VC））时，可能由于各种因素而在所获得的位置信息和实际的物体位置信息之间出现误差。因此，误差圆被指示为将该误差纳入考虑并且车辆能够存在于其中的容许范围（例如，车辆可能存在于其中的范围）。GPS定位中的误差的起因包括电离层的影响、水蒸气的影响、大气的影响、卫星部署的影响、高压传输线路的影响、雷电的影响以及多路径。
返回图2，ECU减小阈值，并且验证基于相对位置信息的相对位置和自主传感器（雷达）所检测的正在主车辆前面行驶的前方车辆的位置之间的匹配（步骤SB-2）。
随后，ECU鉴别（确定）前方车辆（步骤SB-3）。
这总结了本发明的概要。
将参考图4对根据该实施例的电子控制单元（ECU）的配置进行描述。图4是图示根据该实施例的ECU的配置示例的框图。
在图4中，附图标记1表示ECU（包括根据本发明的前方车辆位置确定设备）。附图标记2表示位置信号接收单元，其接收从外部系统所传送的诸如GPS信号的用于位置测量的信号。附图标记3表示通信单元，其向另一车辆等传送数据或者从其接收数据，数据诸如是位置信息。附图标记4表示自主传感器，其包括毫米波雷达、激光雷达等，其测量在主车辆和另一车辆之间的距离并且还测量另一车辆的速度。附图标记5表示辅助装置，其对车辆的驱动力、制动力、转向力等进行控制。附图标记6表示输出装置，诸如类似液晶监视器的显示装置以及类似扬声器的音频输出装置。在图4中，附图标记1a表示相对位置信息获得单元，附图标记1b表示前方车辆检测单元，附图标记1c表示前方车辆鉴别单元，而附图标记1d表示辅助单元。
相对位置信息获得单元1a获得与在主车辆和正在主车辆前面行驶的另一车辆之间的相对位置相关的相对位置信息，以及与该相对位置中的误差相关的误差信息。此时，相对位置信息获得单元1a可以从位置信息接收单元2所检测的GPS信号来计算关于主车辆的位置信息，获得通过通信单元3所接收的关于另一车辆的位置信息，并且基于主车辆的位置信息和另一车辆的位置信息来获得与在主车辆和另一车辆之间的相对位置相关的信息。此时，通信单元3可以接收从另一车辆所传送的位置信息，或者可以接收从基站等所传送的位置信息，其中基站等接收从车辆所传送的位置信息等。
前方车辆检测单元1b检测正在主车辆前面行驶的前方车辆的位置。此时，前方车辆检测单元1b可以基于自主传感器4所检测的到另一车辆的距离以及该另一车辆的速度，来检测正在主车辆前面行驶的前方车辆的位置。
前方车辆鉴别单元1c通过对基于相对位置信息获得单元1a所获得的相对位置信息的相对位置和前方车辆检测单元1b所检测的前方车辆的位置进行比较，来鉴别前方车辆的位置。此时，如果相对位置信息获得单元1a获得了关于多个其他车辆的相对位置信息，则前方车辆鉴别单元1c可以通过使用根据与由相对位置信息获得单元1a所获得的相对位置中的误差相关的误差信息而变化的阈值，通过将基于由相对位置信息获得单元1a所获得的相对位置信息的相对位置与由前方车辆检测单元1b所检测的前方车辆的位置进行比较，来确定前方车辆的位置。此外，阈值可以随着基于误差信息的误差增大而减小。
辅助单元1d为驾驶员提供驾驶辅助。具体地，辅助单元1d可以通过关于由前方车辆鉴别单元1c所鉴别的其它车辆，而对辅助装置5（例如，控制车辆速度、行驶方向等的致动器）进行控制，来为驾驶员提供驾驶辅助，以便使得主车辆执行适当的行驶（例如，规避动作）。辅助单元1d可以通过控制输出装置6呈现与前方车辆鉴别单元1c所鉴别的其它车辆相关的显示数据，来为驾驶员提供驾驶辅助。此外，辅助单元1d可以通过控制输出装置6呈现诸如与前方车辆鉴别单元1c所鉴别的其它车辆相关的警告的音频数据，来为驾驶员提供驾驶辅助。
这总结了本发明配置的描述。
接下来，将参考图3和图5对如上所述配置的ECU所执行的前方车辆位置确定设备所执行的处理示例进行描述。图5是图示根据该实施例的前方车辆位置确定设备的处理示例的流程图。
如图5所示，ECU 1获得由通信单元3通过无线电通信所接收的关于其它车辆（周围车辆）的信息（例如周围车辆信息，诸如车辆ID、速度、加速度、位置和方位）（步骤SC-1）。
相对位置信息获得单元1a从位置信号接收单元2所检测的GPS信号计算关于主车辆的位置信息。接下来，相对位置信息获得单元1a基于由ECU 1在步骤SC-1中所获得的周围车辆信息（所接收的关于每个车辆的数据）将每个周围车辆的位置和速度变换到坐标系中，以便指导主车辆的行驶，并且通过使用所计算的关于主车辆的位置信息来计算相对位置和相对速度，由此获得关于在主车辆和其它车辆之间的相对位置的信息（步骤SC-2）。
随后，前方车辆检测单元1b基于由自主传感器4所检测的到另一车辆的距离以及该另一车辆的速度，来检测作为正在主车辆前面行驶的另一车辆的前方车辆的位置（步骤SC-3）。
接下来，将对根据该实施例的自主传感器4如何检测前方车辆位置的示例进行描述。
如图3所示，自主传感器（车载雷达装置）4从主车辆向前发射雷达，并且接收从另一车辆A反射的波（无线电波、红外辐射等），由此检测主车辆和另一车辆A之间的距离LA，以及另一车辆A的速度VA，或者主车辆的速度VX与另一车辆的速度VA之间的相对速度等。
参见图5，基于主车辆和正在主车辆前方行驶的多个其它车辆（进行无线电通信的车辆）之间的相对位置中的误差，前方车辆鉴别单元1c确定多个进行无线电通信的车辆的位置误差圆是否重叠（步骤SC-4）。
如果在步骤SC-4中确定了正在主车辆前方行驶的多个进行无线电通信的车辆的位置误差圆不重叠（步骤SC-4：否），则前方车辆鉴别单元1c通过使用现有技术的正常处理中所使用的预设阈值，将基于由相对位置获得单元1a在步骤SC-2中所获得的相对位置信息的相对位置与由前方车辆检查单元1b在步骤SC-3中所检测的前方车辆的位置进行比较，由此鉴别前方车辆的位置（在主车辆前方行驶的多个车辆中的在主车辆前面行驶的进行无线电通信的车辆）（步骤SC-5），并结束处理。
然而，如果在步骤SC-4中确定了正在主车辆前方行驶的多个进行无线电通信的车辆的位置误差圆重叠（步骤SC-4：是），则根据误差圆的重叠对用于确定基于相对位置信息的相对位置是否与雷达所检测的前方车辆的位置相匹配的阈值进行设置（步骤SC-6）。此时，前方车辆鉴别单元1c可以随着误差增大而减小阈值。
随后，前方车辆鉴别单元1c通过使用在步骤SC-6中所设置的阈值，将基于由相对位置信息获得单元1a在步骤SC-2中所获得的相对位置信息的相对位置（基于无线电的相对位置）与由前方车辆检测单元1b在步骤SC-3中所检测的前方车辆的位置（通过使用雷达所检测的位置）进行比较，并且确定两个位置是否匹配（处于阈值范围之内）（步骤SC-7）。
如果前方车辆鉴别单元1c确定基于由相对位置信息获得单元1a所获得的相对位置信息的相对位置与由前方车辆检测单元1b所检测的前方车辆的位置不匹配（步骤SC-7：否），则前方车辆鉴别单元1c不将相对应的车辆识别为进行通信的前方车辆（步骤SC-8），并结束处理。
如果前方车辆鉴别单元1c确定基于由相对位置信息获得单元1a所获得的相对位置信息的相对位置与由前方车辆检测单元1b所检测的前方车辆的位置相匹配（步骤SC-7：是），则前方车辆鉴别单元1c将相对应的车辆识别为进行通信的前方车辆，鉴别前方车辆的位置（步骤SC-9），并结束处理。
这总结了根据本发明的操作的描述。
如以上所描述的，该实施例包括：相对位置获得装置，其用于获得主车辆与正在主车辆前方行驶的另一车辆之间的相对位置，以及与该相对位置中的误差相关的误差信息；前方车辆检测装置，其用于检测正在主车辆前面行驶的前方车辆的位置；以及前方车辆鉴别装置，其用于对基于由相对位置信息获得装置所获得的相对位置信息的相对位置和由前方车辆位置检测装置所检测的位置进行比较，来鉴别前方车辆的位置。如果由相对位置信息获得单元获得了关于多个车辆的相对位置信息，则前方车辆鉴别装置通过使用根据误差信息而变化的阈值，对基于由相对位置信息获得装置所获得的相对位置信息的相对位置和由前方车辆位置检测装置所检测的位置进行比较，来鉴别前方车辆的位置。换句话说，在该实施例中，不断地检测进行通信的前方车辆，并且当附近存在多个进行通信的车辆并且它们的误差圆重叠时，为了防止那些车辆被错误地确定为前方车辆，使得用于在基于相对位置信息的主车辆和多个进行通信的前方车辆之间的相对位置与使用自主传感器所检测的另一车辆的位置之间进行比较的阈值更小，以便进行更为精确的比较和匹配确定，由此鉴别出前方车辆。这使得能够减小没有经过比较的临近通信车辆被错误地识别为前方车辆的可能性，而这种错误识别可能出现在没有将这种临近通信车辆的存在纳入考虑而通过车辆间相对位置与使用雷达所检测的前方车辆的位置之间的比较来鉴别前方车辆的情况下。
而且，例如，在根据现有技术的车辆鉴别技术中，即从关于多个车辆的通信数据中所检测的车辆直接进行鉴别，计算每个车辆的速度的积分（移动量）的变化（移动量的微分）与基于诸如雷达的自主传感器的后行距离变化的积分之间的差异，以时间序列的方式确定车辆行为的变化，由此鉴别出车辆。然而，由于该实施例并非简单地以时间序列方式，将通过对由无线电所检测的速度差（相对速度）进行积分和微分所获得的数值与通过由雷达所检测的相对于前方车辆的相对速度进行积分和微分所获得的数值进行比较，所以能够减少确定时间，并且还能够拓宽应用的范围。而且，根据该实施例，在实际的交通环境中，特别是诸如高速公路的许多车辆以相同速度行驶的地方，并不是仅基于速度来执行前方车辆的确定，并且因此能够有效地鉴别出单个车辆。
此外，在该实施例中，阈值随着基于误差信息的误差增大而减小。因此，通过随着基于GPS的位置信息中的误差增大而减小用于比较的阈值，使得确定标准更为严格，有助于对前方车辆更为精确的鉴别。
如以上所描述的，根据本发明的前方车辆位置确定设备在汽车制造业中是有用的，并且尤其适用于基于识别在车辆附近存在的物体的技术而对车辆执行危险规避控制，等等。
本发明还可以被应用于自适应巡航控制，并且当物体传感器正常但是通信异常持续时，基于识别结果的自适应巡航控制可以停止或继续。
虽然已经参考其示例性实施例对本发明进行了描述，但是所要理解的是，本发明并不局限于所描述的实施例或构造。与之相反，本发明旨在涵盖各种修改和等同布置。此外，虽然以各种组合和配置示出了示例实施例的各个要素，但是包括更多、更少要素或者仅包括单个要素的其它组合和配置也处于本发明的范围之内。

Claims (7)

1.一种车载设备，该车载设备基于通过物体传感器对其它车辆位置的检测结果以及通过通信所获得的关于其它车辆的位置信息，来识别另一车辆与主车辆之间的位置关系，其特征在于：
基于通过通信所获得的关于其它车辆的位置信息的可靠性而改变用于所述位置关系的识别的确定条件。
2.根据权利要求1所述的车载设备，其中：
所述位置关系的识别是使得通过所述物体传感器而检测到其位置的其它车辆与通过通信而获得其位置信息的其它车辆相关联。
3.根据权利要求1或2所述的车载设备，其中：
所述车载设备被应用于自适应巡航控制；
如果所述物体传感器异常，但是通信是正常的，则继续进行基于所述位置关系的识别结果的所述自适应巡航控制；并且
如果所述物体传感器正常，而通信中的异常持续，则停止所述自适应巡航控制。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车载设备，其中：
所述物体传感器是毫米波雷达、激光雷达、照相机、超宽带雷达和声纳中的至少一种。
5.一种前方车辆位置确定设备，包括：
相对位置获得装置，所述相对位置获得装置用于获得与在主车辆和正在所述主车辆的前方行驶的另一车辆之间的相对位置相关的相对位置信息、以及与所述相对位置中的误差相关的误差信息；
前方车辆检测装置，所述前方车辆检测装置用于检测正在所述主车辆的前面行驶的前方车辆的位置；和
前方车辆鉴别装置，所述前方车辆鉴别装置用于通过将基于由所述相对位置信息获得装置所获得的所述相对位置信息的所述相对位置与由所述前方车辆位置检测装置所检测到的所述位置进行比较，来鉴别所述前方车辆的所述位置，其特征在于：
如果所述相对位置信息获得装置获得了关于多个所述车辆的所述相对位置信息，则所述前方车辆鉴别装置通过使用根据所述误差信息而变化的阈值，对基于由所述相对位置信息获得装置所获得的所述相对位置信息的所述相对位置和由所述前方车辆位置检测装置所检测到的所述位置进行比较，来鉴别所述前方车辆的所述位置。
6.根据权利要求5所述的前方车辆位置确定设备，其中，
随着基于所述误差信息的误差的增大，而减小所述阈值。
7.一种鉴别前方车辆的方法，其特征在于包括：
经由通信，来获得与在主车辆和正在所述主车辆的前方行驶的另一车辆之间的相对位置相关的相对位置信息、以及与所述相对位置中的误差相关的误差信息；
通过使用物体传感器，来检测正在所述主车辆的前面行驶的前方车辆的位置；
确定是否从多个所述车辆获得了所述相对位置信息；
如果获得了关于单数个所述车辆的所述相对位置信息，则通过使用预先确定的阈值，对基于所述相对位置信息的所述相对位置和所述位置进行比较，来鉴别所述前方车辆的位置；并且
如果获得了关于多个所述车辆的所述相对位置信息，则通过使用根据所述误差信息而变化的阈值，对基于所述相对位置信息的所述相对位置和所述位置进行比较，来鉴别所述前方车辆的位置。
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