CN102874255A - 应用变曲率的智能型定速巡航系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及应用变曲率的智能型定速巡航系统及其方法。本发明涉及应用变曲率的智能型定速巡航系统，其特征在于，追踪前方车辆时，根据道路曲率的推测误差，灵活地应用道宽，犹如驾驶者直接驾驶般稳定地控制车辆。根据本发明，可以准确识别前方车辆，不会受到车辆传感器的噪声等因素影响。即，追踪前方车辆时，降低跟丢目标车辆的几率，尤其在曲线道路降低因道路变化而跟丢前方车辆的几率，降低因驾驶者操作导致的误差而未能识别前方车辆的几率，犹如驾驶者直接识别前方车辆而控制车辆般控制车辆，减少有关识别前方车辆的调整（Tuning），从而缩短开发时间，节省成本和提升车辆控制性。

Description

应用变曲率的智能型定速巡航系统及其方法

技术领域

 本发明涉及智能型定速巡航系统及其方法，具体是应用变曲率的智能型定速巡航系统及其方法。

背景技术

随着技术的发展，如今已开发出可以自动对速度乃至车距、停止、慢行等均可实施控制的智能型巡航装置，并已用于高级车辆。

所述智能型定速巡航控制(Smart Cruise Control: 以下简称SCC)装置是使用millimeter wave雷达传感器等，识别车辆前方状况，操作发动机或者制动器，不需驾驶者的介入，保持车速而调整车距。

但，现有的智能型定速巡航控制装置是如图1所示，先预测车辆的行进方向，选择前方车辆的方式识别前方车辆，直行的车距设定范围限于传感器的识别范围，致使传感器（包括雷达），无法识别车辆周围的所有领域时，无法准确识别前方车辆。

具体地说就是现有的智能型定速巡航控制装置是基于驾驶者的转向和车辆横摆角速度（yaw rate，旋转角速度），将行驶道路的宽度假定成一定水平之后推算出轨迹。

但，现有的智能型定速巡航控制装置如图2所示，与前车的距离在①、②时，轨迹推算即使出现微小变化，则对前车不同地进行识别，因此驾驶者旨在保持车道的较小转向角、横摆角速度传感器值的Noise等，都有可能成为现有智能型定速巡航控制装置准确识别前方车辆的阻碍因素。

下面叙述导致现有的智能型定速巡航控制装置识别前方车辆时发生问题的几个因素。

1) 车辆传感器噪声和误差。即放大道路曲率推测过滤器的噪声衰减量，稳定道路变曲率变化时，因变曲率推测速度下降，在曲线道路行驶等状态下，无法应对道路变曲率变化。

2) 前方道路信息不足。车辆传感器（横摆角速度传感器、转向角传感器等）推测道路变曲率时，只能利用控制车辆行驶区段的变曲率信息，无法利用控制车辆尚未行驶的道路图像信息而发生根本性的误差，行驶距离与当前位置越远，误差就会越大。

3) 变更行驶轨迹。驾驶者行驶没有确定的轨迹，因此在推算道路变曲率时，因驾驶者变更轨迹而造成行驶轨迹推算发生误差。

发明内容

为解决所述问题，本发明的目的在于，提供一种应用变曲率的智能型定速巡航控制系统及其方法，以便在追踪前方车辆时，根据道路曲率的推测误差，灵活应用道宽，犹如驾驶者实际驾驶般，稳定地控制车辆。

技术方案

为实现所述目的，本发明一方面涉及的应用变曲率的智能型定速巡航系统包括：曲率推测部，从车辆前方道路图像和所述车辆的转向角以及旋转角中，至少根据其中之一以上，推测所述前方道路的曲率值和曲率误差；操作量分离部，计算所述车辆的转向角变更量，根据算出的所述转向角变化量，算出所述前方道路的曲率误差；道路变化量采集部，从所述车辆收到的道路信息，采集所述前方道路的曲率变化量；控制部，对于将推测的所述曲率误差、算出的所述曲率误差以及采集的所述曲率变化量加在一起运算的曲率误差、推测的所述曲率值以及离所述前方道路中心点的偏移量，实施加减运算而算出变曲率，将此变曲率应用到所述前方道路；雷达，检测应用所述变曲率的前方道路上的前方车辆。

本发明另一方面涉及的变曲率应用方法，其实施步骤包括：从车辆的前方道路图像和所述车辆的转向角和旋转角中，至少根据其中一种以上，推测所述前方道路的曲率值和曲率误差；算出所述车辆的转向角变化量，根据算出的所述转向角变化量，算出所述前方道路的曲率误差；从所述车辆收到的道路信息，采集所述前方道路的曲率变化量；对于将推测的所述曲率误差、算出的所述曲率误差以及采集的所述曲率变化量加在一起运算出的曲率误差、推测的所述曲率值以及离所述前方道路的中心点的偏移量，实施加减运算而算出变曲率，将该变曲率应用到所述前方道路。

有益效果

根据本发明，可以准确识别前方车辆，不会受到车辆传感器噪声等因素的影响，即追踪前方车辆时，降低跟丢目标车辆的几率，尤其降低因曲线道路的道路变化而跟丢前方车辆的几率，同时降低因驾驶者操作造成误差而没有识别出前方车辆的几率，犹如驾驶者直接识别前方车辆般，对车辆实施控制。

而且减少有关识别前方车辆的调整（Tuning）而减少开发时间、节省成本，以及提升车辆控制性能。

附图说明

图1和图2是传统的智能型定速巡航控制装置示意图；

图3是说明本发明一实施例的应用变曲率的智能型定速巡航控制系统的结构图；

图4至图6是设定前方车辆追踪范围的说明图；

图7是说明本发明一实施例的变曲率应用方法的流程图。

附图标记说明

110 : 曲率推测部                 120 : 操作量分离部

130 : 道路变化量采集部           140 : 雷达

150 : 控制部                     160 : 显示部。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中使用的术语仅用以说明实施例，并不是对本发明进行限制。本说明书中的单数形式，在文句中没有特别提示的前提下，也包含复数形式。说明书中使用的“包括（comprises）”或者“包括的(comprising)”不排除所涉及的构件、步骤、动作以及/或元件以外的一个以上的其它构件、步骤、动作以及/或元件的存在或者补充。

本发明是根据不同的推算距离的道路曲率误差，设定前方车辆的扇形识别领域，识别前方车辆不受旨在保持轨迹的转向或者传感器噪声等因素的干扰。即，不是排除造成推算道路曲率的误差原因，而是应用误差识别前方车辆，准确识别前方车辆以控制车辆，犹如驾驶者直接实施控制。

下面结合图3至图6，对本发明一实施例的应用变曲率的智能型定速巡航控制系统详细进行描述。图3是说明本发明一实施例的应用变曲率的智能型定速巡航控制系统的结构图。图4至图6是设定前方车辆追踪范围的说明图。

图3中，本发明的应用变曲率的智能型定速巡航控制系统包括曲率推测部110、操作量分离部120、道路变化量采集部130、雷达140、控制部150以及显示部160。

曲率推测部110是利用车上安装的摄像机拍摄的车辆拟行驶的前方道路图像、车上安装的转向角传感器、横摆角度速度传感器等传送的转向角和旋转角，推测前方道路的曲率值和曲率误差。

操作量分离部120是驾驶者为保持车辆轨迹操纵方向盘等时，根据驾驶者的操作计算转向角的变化量，再根据计算的转向角变化量，因驾驶者通过操作变更轨迹而发生的前方道路的曲率误差。

例如，操作量分离部120是根据驾驶者操作之前由曲率推测部110用来推测曲率值的转向角，随驾驶者操作变化的转向角变化量，根据算出的转向角变化量，计算因驾驶者通过操作变更轨迹而发生的前方道路的曲率误差。

道路变化量采集部130是从沿设定的移动路径行驶的车辆收到的移动路径的道路信息，采集前方道路的曲率变化量。

控制部150是根据车辆传感器噪声等引起的误差、因对前方道路的信息不足造成的误差、因驾驶者修改行进轨迹造成的误差等因素，计算车辆拟行驶的前方道路的变曲率。

例如，控制部150是将曲率推测部110推测的前方道路的曲率误差(Restimate)、操作量分离部120算出的因驾驶者修改轨迹造成的前方道路的曲率误差(Rmaneuver)以及道路变化量采集部130采集的前方道路的曲率变化量(Rpre-road)加算在一起，算出前方道路的曲率误差（Re），对算出的曲率误差（Re）和曲率推测部110推测的曲率值（Rm）以及离中心点的偏移量C进行加减运算而算出前方道路的变曲率。

如图4所示，控制部150将算出的前方道路的变曲率，不同地应用到右侧曲线道路和左侧曲线道路。例如，车辆在曲线道路右转时，控制部150将曲率误差（Re）的最大值和偏移量（C）与推测的曲率值（Rm）加算的变曲率，应用到曲线道路的左侧，将曲率误差（Re）最小值与推测的曲率值（Rm）加算，再用偏移量（C）实施加减运算而算出的变曲率应用于曲线道路的右侧。

雷达140检测应用变曲率的车辆前方曲线道路上存在的前方车辆。

控制部150是根据与前方车辆的距离设定通过雷达140检测的前方车辆的追踪范围。

具体说明追踪范围的设定，就是控制部150如何设定追踪范围的，如图5所示，车辆行驶直线道路，通过雷达140检测到前方车辆之后，根据与前方车辆的距离设定前方车辆的追踪范围（根据离车辆的距离设定前方车辆的追踪范围），避免受到驾驶者操作引起的曲率误差干扰。

例如③，车辆与前方车辆拉开距离时，与③的拉开距离，相对应地设定前方车辆的追踪范围，对于在所设定的追踪范围内行驶的前方车辆，全部视为追踪对象，如④，距离接近前方车辆，即前方车辆如④接近车辆，则根据④的拉近距离，相应对地设定追踪范围，对于在设定范围内行驶的所有前方车辆，全部视为追踪对象，从而准确追踪前方车辆。

就是说，控制部150是在前方车辆如③与车辆的行驶距离较远时，根据与前方车辆的距离，将追踪范围设定得较宽，前方车辆如④与车辆的行驶距离较接近时，根据与前方车辆的距离，将追踪范围设得较窄，并追踪前方车辆而准确控制前方车辆，犹如驾驶者直接识别前方车辆而控制前方车辆。

控制部150如图6所示，车辆在曲线道路行驶，通过雷达140检测前方车辆，则如⑤，前方车辆行驶距离与车辆较远时，根据与前方车辆的距离，把追踪范围设定得较大，并追踪前方车辆，如⑥，前方车辆的行驶距离较接近车辆时，根据与前方车辆的距离，把追踪范围设定得较小，并追踪前方车辆。

控制部150是根据在设定的追踪范围内行驶的前方车辆的位置，控制车辆行驶，即控制前方车辆的追踪、加速度等。

显示部160可以利用LED显示器或者HMI窗口，显示雷达140检测的前方车辆和控制部150设定的前方车辆的追踪范围。

如上所述，本发明是准确识别前方车辆的同时不受车辆传感器噪声等因素的干扰。即，追踪前方车辆时，可以降低跟丢前方车辆的几率，尤其降低在曲线道路因道路变化而跟丢前方车辆的几率，降低因驾驶者操作引起的误差而未识别前方车辆的几率，从而犹如驾驶者直接识别前方车辆而控制车辆般控制车辆。而且减少有关前方车辆识别的调整（Tuning）而缩短开发时间、节省成本和提升车辆控制性能。

上述内容下面结合图3至图6，对本发明一实施例的应用变曲率的智能型定速巡航控制系统详细进行描述。下面结合附图7，对本发明一实施例的变曲率应用方法进行说明。图7是本发明一实施例的说明变曲率应用方法的流程图。

如图7所示，根据车辆上安装的摄像机拍摄的图像、沿设定的移动路径行驶而提供的道路信息等，判断前方道路是否曲线道路（S700）。

判断结果是曲线道路，则根据因车辆传感器噪声等造成的误差、因曲线道路的信息不足造成的误差以及因驾驶者变更行进轨迹而造成的误差，算出曲线道路的变曲率（S701）。

例如，对前方道路的曲率误差(Restimate)、因驾驶者修改轨迹造成的前方道路的曲率误差(Rmaneuver)以及曲线道路的曲率变化量(Rpre-road)进行加算，算出曲线道路的曲率误差（Re），对算出的曲率误差（Re）和推测的曲率值（Rm）以及离中心点的偏移量C进行加减运算而算出曲线道路的变曲率。

算出的曲线道路变曲率不同地应用于右侧曲线道路和左侧曲线道路（S702）。

例如，对于右侧曲线道路应用的变曲率包含所计算的曲率误差最小值，对于左侧曲线道路应用的变曲率包含曲率误差的最大值。

通过雷达140判断是否检测到前方车辆（S703）。

判断结果是，检测到前方车辆，则根据与前方车辆的间隔，即距离设定检测的前方车辆的追踪范围（S704），进而根据设定的追踪范围控制车辆（S705）。

以上实施例和特定用语仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所述的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例所述技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种应用变曲率的智能型定速巡航系统，其特征在于，包括：曲率推测部，从车辆前方道路图像和所述车辆的转向角以及旋转角中，至少根据其中之一以上，推测所述前方道路的曲率值和曲率误差；

操作量分离部，计算所述车辆的转向角变更量，根据算出的所述转向角变化量，算出所述前方道路的曲率误差；

道路变化量采集部，根据所述车辆收到的道路信息，采集所述前方道路的曲率变化量；

控制部，对于将推测的所述曲率误差、算出的所述曲率误差以及采集的所述曲率变化量加在一起运算的曲率误差、推测的所述曲率值以及离所述前方道路中心点的偏移量，实施加减运算而算出变曲率，将此变曲率应用到所述前方道路；

雷达，检测应用所述变曲率的前方道路上的前方车辆。

2.根据权利要求1所述的应用变曲率的智能型定速巡航系统，其特征在于，还包括：显示部，显示通过所述雷达检测的所述前方车辆和通过所述控制部设定的所述前方车辆追踪范围。

3.根据权利要求1所述的应用变曲率的智能型定速巡航系统，其特征在于，所述控制部是根据与所述前方车辆的距离，设定所述前方车辆的追踪范围，以控制所述车辆；

所述车辆在所述前方道路右转时，将所述曲率误差的最大值和所述偏移量与推测的所述曲率值加在一起运算的变曲率，应用到所述前方道路的左侧，将算出的所述曲率误差的最小值与推测的所述曲率值加在一起运算后，再减去所述偏移量而算出的变曲率，应用到所述前方道路的右侧。

4.根据权利要求1所述的应用变曲率的智能型定速巡航系统，其特征还在于，所述操作量分离部根据所述驾驶者操作前由所述曲率测定部用于推测所述曲率值的转向角，算出因驾驶者变更轨迹操作而发生的转向角变化量，根据算出的转向角变化量，算出所述驾驶者操作所致的曲率误差。

5.一种变曲率应用方法，其特征在于，按如下步骤实施其方法：从车辆的前方道路图像和所述车辆的转向角和旋转角中，至少根据其中一种以上，推测所述前方道路的曲率值和曲率误差；

算出所述车辆的转向角变化量，根据算出的所述转向角变化量，算出所述前方道路的曲率误差；

从所述车辆收到的道路信息，采集所述前方道路的曲率变化量；

对于将推测的所述曲率误差、算出的所述曲率误差以及采集的所述曲率变化量加在一起运算出的曲率误差、推测的所述曲率值以及离所述前方道路的中心点的偏移量，实施加减运算而算出变曲率，将该变曲率应用到所述前方道路。

6.根据权利要求5所述的变曲率应用方法，其特征在于，还包括：检测应用所述变曲率的前方道路上的前方车辆；

根据与所述前方车辆之间的距离，设定检测的所述前方车辆的追踪范围，以控制所述车辆。

Images