CN103253266A - 利用雷达和速度传感器的车间距离控制系统及其方法 - Google Patents

利用雷达和速度传感器的车间距离控制系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了利用雷达和速度传感器的车间距离控制系统及其方法。该系统及方法在确认先行车辆为停止时,利用速度传感器的感知数据,演算先行车辆的相对速度及相对距离,从而对车间距离进行控制。如上所述,根据本发明的系统及其方法在利用雷达之外还附加利用了速度传感器,从而能够提供密度及反应性得到提高的先行车辆的相对距离/相对速度测定信号,并提高了后行车辆的停止控制精密度,具有提高乘坐舒适性及安全性的效果。

Description

利用雷达和速度传感器的车间距离控制系统及其方法
技术领域
本发明涉及用于辅助驾驶员的系统,尤其涉及一种智能巡航控制(SmartCruise Control)系统的技术领域。
背景技术
一般而言,使用于车辆的电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)是接收由安装于车辆的各种传感器输入的感知信号,掌握车辆状态,以使各种驱动器运转的控制单元,该单元包括:转换由各种传感器输入的感知信号的输入接口、按预定的顺序进行输入数据的计算或伦理演算的微电脑、以及将其结果转换为驱动器的运转信号的输出接口。与电子控制单元连接的车辆控制系统有电子动力转向(Electronic Power Steering,EPS)、防死锁刹车系统(Anti-Lock Break System,AB S)、连续阻尼控制(Continuous Damper Control,CDC)等,由此控制车辆的悬架装置、制动装置,转向装置,驱动装置等,以使提高车辆的安全性和乘坐舒适性。
尤其是,电子控制悬架(Electronic Control Suspension,ECS)安装有根据车辆行驶状态而进行电子控制的液压装置,因此根据道路条件及车辆速度,对悬架的刚度及车身高度进行自动调整,从而能够确保对路面的抓地力和驱动力,同时提高根据速度感应的行驶安全性和乘车舒适性。并且,先进安全车辆(Advanced Safety Vehicle,ASV)通过瞌睡驾驶警报系统、夜间路面障碍物检测系统、危险状态警报系统等技术,提高了车辆的安全性,可事先防范车辆事故,因此能够最大限度地减少由于车辆行使中发生的交通事故而人员死亡。
并且,最近,随着对于车辆的行驶安全性和行驶中驾驶员的便利性的要求增加,正在积极进行对车辆的主动安全系统和驾驶员辅助系统的研究。主动安全系统有电子稳定控制(Electronic Stability Control,ESC)、主动前轮转向(Active Front Steering,AFS)等,另外,驾驶员辅助系统有智能巡航控制(SmartCruise Control,SCC)或自适应巡航控制系统(Adaptive Cruise Control,ACC),防撞(Collision Avoidance,CA)系统、车道保持支持(Lane Keeping Support,LKS)系统等。
其中,对智能巡航控制系统进行说明。智能巡航控制系统是感知先行车辆,并根据与先行车辆的距离而调整速度,从而,能够防止与先行车辆发生冲撞的系统。为此,智能巡航控制系统利用雷达,该雷达是用于测定与先行车辆的距离和相对速度等的传感器。在智能巡航控制系统中,雷达测定值是决定车辆控制的加速度的重要物理量。特别是,在进行车辆停止控制时,因相对速度小并距离近,相对地,雷达测定值的误差和延迟是重要因素。跟很多物理性测定系统一样,雷达测定值也与实际物理量具有差异,并且雷达的测定值不如车辆的速度传感器准确。并且,为了获得雷达测定值,需要进行很多演算,因此相比车辆的速度传感器具有非常缓慢的测定周期。并且,如果先行车辆为如图1的停止状况时,追踪运算法观测停止状态,即不连续发生的物理量的变化,不过如图2所示,会发生在物理性质上无法发生的零以下速度的现象。
即,智能巡航控制系统的雷达为了测定与先行车辆的相对距离/相对速度等,需要进行很多演算,并且,与车辆速度传感器相比,是一种在精密度和反应性方面稍微逊色的传感器。并且,因停止即不连续的现象,必然使得雷达追踪运算法在测定停止的先行车辆时发生很多误差。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于,提供一种在智能巡航控制的运转状况下,通过对先行车辆停止时的相对距离/相对速度的推定方式进行改善,从而,能够进行精密的距离控制(停止控制)的技术方案。
技术方案
为了解决上述技术问题,根据本发明一实施例的利用雷达和速度传感器的车间距离控制系统,该系统具有用于感知先行车辆的相对速度及相对距离的雷达以及根据所述雷达的感知数据而控制作为车间距离控制对象的行驶车辆与所述先行车辆之间的距离的控制部,还包括感知所述行驶车辆的速度的速度传感器。其中,所述控制部判断所述先行车辆的停止与否,如果判断结果为停止,则利用所述速度传感器的感知数据,演算所述先行车辆的相对速度及相对距离,并将所述演算的相对速度及相对距离数据利用为用于控制所述车间距离的数据。
所述控制部通过所述行驶车辆的速度和所述先行车辆的相对速度判断所述先行车辆的停止与否。
另外,为了解决上述技术问题,根据本发明另一实施例的利用雷达和速度传感器的车间距离控制方法包括:判断先行车辆停止与否的步骤;如判断为所述先行车辆在行驶中时,将作为车间距离控制对象的行驶车辆的雷达接收的所述先行车辆的相对速度和相对距离数据用于控制所述车间距离的步骤;如判断为所述先行车辆为停止时,利用从所述行驶车辆的速度传感器接收的感知数据,演算所述先行车辆的相对速度及相对距离的步骤;以及将演算的所述相对速度及相对距离的数据用于控制所述车间距离的步骤。
所述判断先行车辆停止与否的步骤是,通过输入所述行驶车辆的速度和所述先行车辆的速度的演算,从而判断所述先行车辆的停止与否。
技术效果
根据本发明的系统及方法,不仅利用雷达,还利用速度传感器,从而,能够提供提高了精密度及反应性的有关先行车辆的相对距离/相对速度的测定信号,由此,具有提高后行车辆的停止控制精密度,又可进一步提高乘坐舒适性及安全性的效果。
附图说明
图1为显示先行车辆的停止状况的示意图;
图2为显示根据后行车辆的雷达测定的先行车辆与后行车辆的速度比较图表;
图3为显示根据本发明的一实施例的利用雷达和速度传感器的车间距离控制系统的框图;
图4为用于说明图3中图示的雷达修正逻辑块的参照图;
图5为显示对利用车辆速度传感器和雷达的与先行车辆的相对距离及相对速度测定进行比较的图表;
图6为用于说明图4中图示的先行车辆停止判断逻辑块的参照图;
图7为根据本发明的一实施例的利用雷达及速度传感器的车间距离控制方法的流程图;
图8为比较现有方式和根据本发明的方式的附图。
附图标记说明
100:雷达                  200:速度传感器
300:控制部                310:雷达修正逻辑块
320:智能巡航控制逻辑块    400:电子稳定控制系统
具体实施方式
上述以及附加的本发明的实施例,通过参照附图进行说明的优选实施例将更加明确。以下,通过这些实施例,对本发明进行详细说明,以便本发明领域的技术人员容易理解并体现。
图3为根据本发明的一实施例的利用雷达和速度传感器的车间距离控制系统框图。
车间距离控制系统为安装于车辆,该车辆是作为车间距离控制对象。
构成车间距离控制系统的雷达100作为基本传感器,是用于测定与先行车辆的相对距离和相对速度等的传感器。
速度传感器200为感知行驶车辆的速度的传感器。
控制部300是用于控制整体控制车间距离控制系统的控制单元,包括雷达修正逻辑块310和智能巡航控制逻辑块320。
如图4所示,雷达修正逻辑块310,根据先行车辆停止与否的判断结果,将从雷达100接收的相对距离/相对速度数据,作为控制车间距离的相对距离/相对速度信号提供至智能巡航控制逻辑块320,或者,将从速度传感器200接收的感知数据转换为相对距离/相对速度数据,作为用于控制的相对距离/相对速度信号提供至智能巡航控制逻辑块320。
在后者的情况下,相对距离/相对速度数据可通过数学式1和数学式2获得。
【数学式1】
Vr=Vt-Vs→Vr=-Vs
【数学式2】
xr(t)=xr(0)+xs(0)-xs(t)
在上述数学式中,vr是先行车辆的相对速度,vs是行驶车辆的速度,xr是先行车辆的相对距离,xs是行驶车辆的移动距离。
根据先行车辆停止时(则,先行车辆速度=0)的相对速度定义,利用车辆速度,如数学式1可求得与先行车辆的相对速度。并且,如图5所示,先行车辆停止时,利用车辆的速度传感器推定的相对速度/相对距离,能够比雷达测定值更快、更准确地获取物理量,并且测定周期也很快。作为参考,雷达的测定周期是50~100msec,车辆速度传感器的测定周期是10~20msec。
图6中示出的是有关先行车辆停止判断逻辑的详细附图。先行车辆停止判断逻辑块接收Vs和Vr的输入,计算Vt。计算的Vt输入至关系运算子(Relational Operator)和关系运算子1(Relational Operator1)。关系运算子将Vt与(1)进行比较,输出是(true)或非(false)值。其中,所述(1)意味着用于判断先行车辆停止与否的速度临界值。并且,关系运算子1将Vt与(2)进行比较,输出是(true)或非(false)值。其中,(2)意味着用于判断先行车辆出发与否的速度临界值。
作为逻辑演算子的OR演算子是接收关系运算子的输出值和从下面的AND演算子输出并在单位延迟(Unit Delay)中被延迟的值的输入,演算OR并输出。并且,AND演算子将OR演算子的输出值和关系运算子1的输出值进行AND演算并输出。AND演算子输出的数据,其数据类型被转换(conversion),以0或1的标记值(flag value)输出。
智能巡航控制逻辑块320从雷达修正逻辑块310接收相对距离/相对速度信号,并根据其进行为控制行驶车辆和先行车辆之间的距离的动作。根据本发明的一实施例,智能巡航控制逻辑块320向电子稳定控制系统400发出控制邀请,对此,使得电子稳定控制系统400进行制动。
图7为根据本发明的一实施例的利用雷达及速度传感器的车间距离控制方法的流程图。
在步骤S100中,控制部300判断先行车辆的停止与否。其在上述的先行车辆停止判断逻辑块中进行。
按照判断结果,先行车辆未停止时,在步骤S200中,控制部300的雷达修正逻辑块310与现有方式相同地从雷达100获取感知数据。
然而,按照判断结果,先行车辆停止时,在步骤S300中,控制部300从速度传感器200获取感知数据。
步骤S400中,控制部300的雷达修正逻辑块310利用在步骤S300中获取的感知数据,通过数学式1和数学式2,演算相对速度/相对距离。
然后,步骤S500中,控制部300的雷达修正逻辑块310将在步骤S200中获取的相对距离/相对速度数据提供至智能巡航控制逻辑块320,作为用于控制车间距离的相对距离/相对速度信号,或将在步骤S400中获取的相对距离/相对速度数据提供至智能巡航控制逻辑块320,作为用于控制车间距离的相对距离/相对速度信号。
作为参考,图8中示出的是比较现有方式和提案方式。智能巡航控制的运转状况下,在先行车辆停止时,以往只利用雷达来测定相对距离/相对速度,而进行了距离控制(则,停止控制),但在本发明提出的方式中,当雷达感知先行车辆的停止时,利用更加精密的速度传感器来推定相对距离/相对速度,从而可进行更加精密的距离控制(则,停止控制)。
如上所述,对本发明的优选实施例进行了重点说明。本发明领域的技术人员应当理解,在不脱离本发明的本质特征的范围内,可以各种变形的形态体现本发明。因此,公开的实施例应当从说明性的观点进行考虑,而不是从限定性的观点考虑。本发明的范围并非体现于上述的说明,而是体现于权利要求书,与其相同范围内的所有差异点应当解释为属于本发明。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各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记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部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技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种利用雷达和速度传感器的车间距离控制系统,该系统具有用于感知先行车辆的相对速度及相对距离的雷达以及根据所述雷达的感知数据而控制作为车间距离控制对象的行驶车辆与所述先行车辆之间的距离的控制部,其特征在于,还包括:
速度传感器,其感知所述行驶车辆的速度,
其中,所述控制部判断所述先行车辆的停止与否,如果判断结果为停止,则利用所述速度传感器的感知数据,演算所述先行车辆的相对速度及相对距离,并将所述演算的相对速度及相对距离数据利用为用于控制所述车间距离的数据。
2.根据权利要求1所述的利用雷达和速度传感器的车间距离控制系统,其特征在于,
所述控制部通过所述行驶车辆的速度和所述先行车辆的相对速度判断所述先行车辆的停止与否。
3.一种利用雷达和速度传感器的车间距离控制方法,其特征在于,包括:
判断先行车辆停止与否的步骤;
如判断为所述先行车辆在行驶中时,将作为车间距离控制对象的行驶车辆的雷达接收的所述先行车辆的相对速度和相对距离数据用于控制所述车间距离的步骤;
如判断为所述先行车辆为停止时,利用从所述行驶车辆的速度传感器接收的感知数据,演算所述先行车辆的相对速度及相对距离的步骤;以及
将演算的所述相对速度及相对距离的数据用于控制所述车间距离的步骤。
4.根据权利要求3所述的利用雷达和速度传感器的车间距离控制方法,其特征在于,
所述判断先行车辆停止与否的步骤是,通过输入所述行驶车辆的速度和所述先行车辆的速度的演算,从而判断所述先行车辆的停止与否。
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