CN103481889A

CN103481889A - 智能巡航控制系统中的弯道上的速度控制的装置和方法

Info

Publication number: CN103481889A
Application number: CN201210599229.2A
Authority: CN
Inventors: 严大渊; 金志映
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-01-01
Also published as: US20130332044A1; DE102012224304A1; JP2013257856A; KR101338592B1

Abstract

一种智能巡航控制系统中的在弯道上控制速度的装置和方法，配置为基于车辆的当前位置从导航系统获取车辆前方路段的道路坐标信息，基于道路坐标信息计算弯道的曲率值，计算与曲率值对应的速度，以及当接近弯道时基于与曲率值对应的速度控制车辆的设定速度。

Description

智能巡航控制系统中的弯道上的速度控制的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种智能巡航控制系统中的弯道上的速度控制的装置和方法，且更具体地，涉及一种通过基于导航系统提供的前方路段的弯道的道路坐标信息计算曲率值，根据与前方路径上的弯道的曲率值对应的安全速度在弯道上控制车辆速度的装置和方法。

背景技术

智能巡航控制(“SCC”)系统是这样一种系统，当前方没有车辆时，可以驾驶者设定的速度执行速度控制，当前方存在车辆时，执行距离控制以便与前方车辆保持预定或更大距离，使得驾驶者可无需手动操作例如制动器和加速器，从而为驾驶者提供便利性和安全性。

然而，当运行智能巡航控制系统时，即便车辆在高速路上进入例如互通式立交(IC)和交叉路口(JC)的弯道时智能巡航控制系统也不减速，直至出现预定的横向加速度。因此，驾驶者可能不能依靠SCC系统，因为当车辆进入弯道时没有发生减速，因而驾驶者必须手动操作例如制动器以便停止SCC系统。而且，一旦车辆到达直道，则必须再次执行SCC设定以便运行SCC系统。

发明内容

因此，本发明提供了一种智能巡航控制系统中的弯道上的速度控制的装置和方法，其中在通过智能巡航控制系统控制车辆时，从导航系统接收前方路径上的弯道的道路坐标信息，并且可以计算与基于接收到的道路坐标信息计算的曲率值对应的车辆速度，使得可对应于前方的弯道对车辆速度加速或减速。

另外，本发明提供了一种智能巡航控制系统中的弯道上的速度控制的装置和方法，其中，关于导航系统提供的坐标信息，可使用基于车辆的当前位置在前方路段中以预定间隔计算的虚拟插值点的坐标信息，而不使用基于地图确定的插值点，从而能够实现对实际情况的非常快速的响应。

根据本发明的一个实施例，智能巡航控制系统中的在弯道上控制速度的装置可包括由具有存储器的控制器内的处理器执行的多个单元。多个单元可包括：弯道信息获取单元，配置为当车辆的前方路径包括弯道时，基于车辆的当前位置从导航系统获取车辆前方路段的道路坐标信息；曲率计算单元，配置为基于弯道信息获取单元获取的道路坐标信息计算车辆前方路段的弯道的曲率值；设定速度计算单元，配置为计算与关于车辆前方路段的弯道计算的曲率值对应的速度；以及速度单元，配置为当接近车辆前方路段的弯道时，基于与曲率值对应的速度来控制车辆的设定速度。道路坐标信息可包括与以基于车辆的当前位置的预设距离计算的虚拟插值点对应的坐标信息。道路坐标信息可包括与至少三个虚拟插值点对应的坐标信息。当车辆的位置改变时，弯道信息获取单元可使用预定距离或预定时间段从导航系统获取车辆前方路段的坐标信息，直至车辆驶过弯道。

根据本发明的另一实施例，智能巡航控制系统中的在弯道上控制速度的方法可包括：当车辆的前方路径包括弯道时，通过处理器基于车辆的当前位置获取车辆前方路段的道路坐标信息；通过处理器基于道路坐标信息计算弯道的曲率值；通过处理器计算与关于弯道计算的曲率值对应的速度；以及当接近弯道时，通过处理器基于与曲率值对应的速度来控制车辆的设定速度。道路坐标信息可以是与以基于车辆的当前位置的预定距离计算的虚拟插值点对应的坐标信息。道路坐标信息可包括与至少三个虚拟插值点对应的坐标信息。获取道路坐标信息的处理可进一步包括：当车辆的位置改变时，通过处理器以预定距离或预定时间段从导航系统获取车辆前方路段的道路坐标信息，直至车辆驶过弯道。

附图说明

通过以下结合附图对示例性实施例的说明，本发明的目的、特征和优点将会更加明显，其中：

图1和图2是示出根据本发明的示例性实施例的智能巡航控制系统中的在弯道上控制速度的装置的示意性操作的示例性视图；

图3是示出根据本发明的示例性实施例的智能巡航控制系统中的在弯道上控制速度的装置的构造的示例性框图；

图4是示出根据本发明的示例性实施例的智能巡航控制系统中的在弯道上控制速度的装置所应用的道路坐标信息的示例性视图；

图5是示出根据本发明的示例性实施例的智能巡航控制系统中的在弯道上控制速度的装置的计算曲率值的处理的示例性视图；

图6是示出根据本发明的示例性实施例的智能巡航控制系统中的在弯道上控制速度的装置的计算速度的处理的示例性视图；

图7是示出根据本发明的示例性实施例的智能巡航控制系统中的在弯道上控制速度的装置的更新设定速度的处理的示例性视图；

图8是示出根据本发明的示例性实施例的智能巡航控制系统中的在弯道上控制速度的装置的速度控制操作的示例性视图；并且

图9是示出根据本发明的示例性实施例的智能巡航控制系统中的在弯道上控制速度的方法的示例性流程图。

附图中的各元件的附图标记

100：导航系统 200：弯道速度控制装置

210：处理器 220：存储器

230：弯道信息获取单元 240：曲率计算单元

250：设定速度计算单元 260：目标距离计算单元

270：速度单元

具体实施方式

应当理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其它类似术语包括通常的机动车辆，例如包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆在内的载客车辆、包括多种艇和船在内的水运工具、以及飞行器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、内燃车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其它代用燃料车辆(例如，从石油以外的资源取得的燃料)。

虽然示例性实施例被描述为使用多个单元执行示例性处理，但是应当理解示例性处理还可由一个或多个模块执行。另外，应当理解术语控制器是指包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置为存储模块，并且处理器具体配置为执行所述模块，以便执行以下进一步描述的一个或更多处理。

此外，本发明的控制逻辑可实施为包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质还可分布在网络连接的计算机系统中，以便计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器区域网(CAN)，以分布的方式存储和执行。

本文所使用的术语仅用于说明特定的实施例，而不意在限制本发明。如文中所使用的，单数形式“一”、“一种”和“该”意在同样包括复数形式，除非上下文另外明确示出。还将理解的是，词语“包含”和/或“包括”，当在本说明书中使用时，是指所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或更多其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。如文中所使用的，词语“和/或”包括一个或更多相关列出项目的任意和所有结合。

参照附图详细说明本发明的示例性实施例。贯穿附图使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。为了避免使本发明的主题模糊不清，可能会省略文中结合的公知的功能和结构的详细说明。

图1和图2是示出根据本发明的示例性实施例的智能巡航控制系统中的在弯道上控制速度的装置的示意性操作的示例性视图。

图1中示出的是根据本发明的智能巡航控制系统中的在弯道上控制速度的装置(以下称为“弯道速度控制装置”)，其可使导航系统和智能巡航控制(SCC)系统能够共享前方道路信息，使得可在SCC系统中响应于接近的弯道而自动控制车辆速度。

此外，设置在车辆内的导航系统可基于预设的驾驶路径识别车辆前方路径上接近的弯道。当前方路径包括弯道时，导航系统可使用预定距离计算一定的车辆前方路段内的多个虚拟插值点，并可向车辆的SCC系统提供与各虚拟插值点对应的坐标信息。

例如，当前方路径包括弯道时，如图2中所示，导航系统可计算车辆前方经过距离d的具有例如100m的预定距离的三个虚拟插值点P1、P2、P3，并可向车辆的SCC系统提供与各插值点P对应的坐标信息。

此外，导航系统反映连续改变的车辆位置，并可计算具有预定距离或预定时间段的车辆前方路段的虚拟插值点，以向相应车辆的SCC系统提供相应的坐标信息。而且，导航系统可向SCC系统提供车辆前方路段的坐标信息直至车辆驶过弯道时。取决于设定，当车辆在基本直线道路上保持预定或更多距离时，可终止提供弯道坐标信息的操作。

因此，SCC系统可基于相对于车辆当前位置的前方路段的道路坐标信息计算弯道的曲率，相应地，SCC系统可基于计算的曲率确定弯道上的安全速度，从而能够在弯道上不取消SCC模式而实现自动速度控制。

将参照图3详细说明根据本发明的弯道速度控制装置。

图3是示出根据本发明的示例性实施例的智能巡航控制系统中的弯道速度控制装置的构造的示例性框图。

参照图3，根据本发明的弯道速度控制装置200可包括由具有存储器220的控制器内的处理器210执行的多个单元。多个单元可包括弯道信息获取单元230、曲率计算单元240、设定速度计算单元250、目标距离计算单元260和速度单元270。此处，处理器210可控制弯道速度控制装置200的各个单元的操作。

处理器可在存储器220中存储例如用于操作弯道速度控制装置的设定值，并可存储从导航系统获取的道路坐标信息和通过弯道速度控制装置计算的对应于道路坐标信息的结果数据。

当车辆的前方路径包括弯道时，弯道信息获取单元230可通过处理器从导航系统100获取相对于车辆当前位置的车辆前方路段的道路坐标信息。

此外，从导航系统100获取的道路坐标信息可以是与使用相对于车辆当前位置的预定距离计算的多个虚拟插值点对应的坐标信息。而且，道路坐标信息可包括与至少三个虚拟插值点对应的坐标信息。

另外，弯道信息获取单元230可通过处理器从导航系统100获取预定距离或预定时间段的车辆前方路段的道路坐标信息直到车辆驶过弯道。具体地，取决于设定，弯道信息获取单元230可通过处理器从导航系统100获取车辆前方路段的道路坐标信息，直到车辆在基本直线道路上保持一段时间为止。

曲率计算单元240可通过处理器基于弯道信息获取单元230获取的道路坐标信息计算弯道的曲率值。通过曲率计算单元240计算的曲率值可以是曲率半径。此外，曲率计算单元240可通过使用至少三个虚拟插值点的坐标信息由处理器计算相应点的曲率值。具体地，曲率计算单元240可通过处理器计算三个虚拟插值点中的中间点的曲率值。

另外，当车辆改变位置时，曲率计算单元240可通过使用随后输入的坐标信息由处理器计算后续点的曲率值。将参照图5说明使用从导航系统100获取的道路坐标信息计算曲率值的操作的具体示例性实施例。

设定速度计算单元250可通过处理器计算与曲率计算单元240关于弯道计算的曲率值对应的速度。此外，设定速度计算单元250可通过处理器计算与曲率计算单元240基于查找表计算的曲率值对应的速度，在该查找表中可记录与曲率值对应的速度信息。查找表的示例性实施例将参照图6予以说明。

目标距离计算单元260可通过处理器基于弯道信息获取单元230获取的道路坐标信息当中计算了曲率的各个点、根据车辆的位置变化计算目标距离(例如，到达目标位置的剩余距离)。例如，关于计算了曲率值的特定点，目标距离计算单元260可通过处理器根据车辆的位置变化计算到达相应点的剩余距离。

速度单元270可通过处理器根据目标距离计算单元260计算的车辆的位置变化监测到达目标位置的剩余距离，并且当车辆到达目标位置时，可控制车辆的设定速度使得车辆可以设定速度计算单元250计算的速度行驶。

作为示例，当车辆的当前行驶速度为大约110千米每小时(kph)并且与大约700米(m)外的来临的弯道的曲率值对应的速度为大约60kph时，速度单元270可控制车辆从前方500m处减速，使得车辆在前方700m处以60kph行驶。应当注意的是，为此目的可设置计算所需的车辆加速度的处理；然而，将省略其说明。

本发明可配置为包括速度单元270，用于当车辆接近弯道时基于与曲率值对应的速度信息控制车辆的设定速度。

图4是示出对根据本发明的示例性实施例的智能巡航控制系统中的弯道速度控制装置应用的道路坐标信息的示例性视图。

图4中示出的是根据本发明的弯道速度控制装置，包括有车辆导航系统，示出了对于车辆前方路段计算的虚拟插值点的坐标信息。

此外，可通过基于车辆的当前位置计算预设距离和路段，在相应路段内使用预定距离计算虚拟插值点。

例如，导航系统可使用100m距离的预定距离从车辆前方的400m处计算三个虚拟插值点，即400m、500m、600m，并可向弯道速度控制装置提供相应的坐标信息。另外，当车辆行驶了100m时，导航系统可从车辆移动到的新位置起车辆前方的400m处计算具有100m间隔的三个虚拟插值点，并可向弯道速度控制装置提供相应的坐标信息。

因而，当车辆驶过100m时，导航系统可计算具有设定间隔的虚拟插值点，并可向弯道速度控制装置提供相应的坐标信息。应当注意的是，用于提供坐标信息的参考距离不限于一个，并可根据设定改变。此外，例如可基于时间提供坐标信息。

因此，弯道速度控制装置可通过处理器基于虚拟插值点的坐标信息计算弯道的曲率值。而且，弯道速度控制装置可通过处理器接收与至少三个虚拟插值点对应的坐标信息，以使用虚拟插值点来计算弯道的曲率值。

图5是示出根据本发明的示例性实施例的智能巡航控制系统中的弯道速度控制装置的计算曲率值的操作的示例性视图。

参照图5，当弯道速度控制装置从导航系统获取的与三个虚拟插值点对应的坐标是A(x1，y1)、B(x2，y2)和C(x3，y3)时，弯道速度控制装置可使用三个坐标A(x1，y1)、B(x2，y2)和C(x3，y3)获得包括三个点A、B、C的圆的半径R，并且所获得的半径R可以是曲率半径。

然而，使用三个坐标A(x1，y1)、B(x2，y2)和C(x3，y3)计算的曲率半径可以是三个坐标中的中值坐标B(x2，y2)的曲率半径。

因此，在车辆改变位置并且获取坐标B(x2，y2)、C(x3，y3)和D(x4，y4)之后，弯道速度控制装置可使用获取的三个坐标B(x2，y2)、C(x3，y3)和D(x4，y4)计算关于中值坐标C(x3，y3)的曲率半径。

因而，弯道速度控制装置可通过处理器根据车辆的位置变化，通过从导航系统输入的坐标信息，关于车辆前方的弯道计算虚拟插值点的曲率半径。

图6是示出根据本发明的示例性实施例的智能巡航控制系统中的弯道速度控制装置的计算速度的操作的示例性视图。

由于随着曲率半径的减小弯道会具有显著增大的弯曲度，因此随着曲率半径的减小车辆速度会显著降低。替代性地，随着曲率半径的增大，弯道会显著变直并且车辆速度可增加。因此，与各曲率半径对应的车辆的安全行驶速度可记录在查找表中，并且弯道速度控制装置可通过处理器使用查找表计算与曲率半径对应的速度。

如图6中所示，与曲率半径对应的安全速度可如下：对于15m的曲率半径为20kph，对于60m的曲率半径为40kph，对于140m的曲率半径为60kph，对于200m的曲率半径为65kph，对于280m的曲率半径为80kph，对于300m的曲率半径为72kph，对于460m的曲率半径为90kph，对于500m的曲率半径为93kph，对于710m的曲率半径为110kph，对于750m的曲率半径为119kph，对于800m或更大的曲率半径为180kph。

应当注意的是，图6中所示的查找表仅为示例性实施例，并可根据驾驶者的驾驶模式或手动设定而改变。

图7是示出根据本发明的示例性实施例的智能巡航控制系统中的弯道速度控制装置的更新设定速度的操作的示例性视图。

在图7的示例性实施例中，只要车辆的位置改变10m，便可通过处理器从导航系统接收到关于车辆前方路段的具有10m间隔的坐标信息，并可计算相应点的曲率和相应的设定速度。

换言之，根据图7(a)中所示的在特定位置获得的行驶表，在距离车辆当前位置670m处曲率半径可为200m，并且基于查找表计算的设定速度可为65kph，在距离车辆当前位置680m处曲率半径可为300m，并且基于查找表计算的设定速度可为72kph。而且，在距离车辆当前位置690m处曲率半径可为500m，并且基于查找表计算的设定速度可为93kph，在距离车辆当前位置700m处曲率半径可为750m，并且基于查找表计算的设定速度可为119kph。

此外，当车辆的位置改变10m时，图7(a)中所示的根据行驶距离的曲率半径和设定速度可更新为如图7(b)中所示。

换言之，当车辆的位置改变10m时，到达与图7(a)中所示记录数据对应的点的距离(例如，目标距离)可减少10m。另外，关于前进10m的点可从导航系统获取关于车辆前方路段的坐标信息，并且弯道速度控制装置可通过处理器计算距离车辆已移动到的点700m处的曲率和相应的设定速度。

因此，基于改变位置的车辆的当前位置新获得的数据701，例如在目标距离700m处的曲率半径800m和相应的设定速度130kph可被更新至行驶表。

当曲率和设定速度关于车辆的前方路段被连续更新时，弯道速度控制装置可启动智能巡航控制，以便基于相应表格中记录的设定速度控制车辆。

图8是示出根据本发明的示例性实施例的智能巡航控制系统中的弯道速度控制装置的速度控制操作的示例性视图。

参照图8，根据本发明的弯道速度控制装置可通过处理器基于图7的行驶表控制车辆速度。

换言之，基于行驶表，弯道速度控制装置在点(a)可根据现有设定速度以120kph驾驶。而且，当车辆到达点(b)时，弯道速度控制装置可根据之前计算的在点(c)即在弯道上保持安全速度的加速要求开始减速。因此，车辆可在点(b)开始减速，并且当车辆到达点(c)时，车辆可以预先计算的与曲率对应的安全速度在弯道上行驶。

此外，当车辆到达点(d)即弯道的终点时，弯道速度控制装置可开始加速，以便以对直道初始设定的速度驾驶车辆。另外，SCC系统可区分一般驾驶模式与弯道驾驶模式，使得仅在前方路径包括弯道时可以弯道驾驶模式驾驶车辆，或者可根据在车辆的前方路段检测的曲率值进行操作而不区分模式，并且执行这一处理的示例性实施例不限于一个。

对根据本发明的具有上述构造的智能巡航控制系统的弯道速度控制装置的方法进行如下更详细的说明。

图9是示出根据本发明的智能巡航控制系统中的弯道上的速度控制方法的示例性流程图。

参照图9，当根据本发明的弯道速度控制装置通过处理器以SCC模式运行时(S100)，可从导航系统接收车辆前方路段中的弯道的道路坐标信息(S110)。在步骤S110中接收的道路坐标信息可以是与基于车辆的当前位置使用预设距离计算的虚拟插值点对应的坐标信息。另外，道路坐标信息可包括与至少三个虚拟插值点对应的坐标信息。此外，步骤S110可在车辆以SCC模式运行时由处理器连续地执行，或者仅在车辆的前方路径包括弯道时才执行。

此外，弯道速度控制装置可通过处理器，基于在步骤S110中接收到的道路坐标信息计算弯道的曲率值(S120)。步骤S120的曲率值可以是弯道上特定点的曲率值。例如，当接收到三个虚拟插值点的坐标信息时，曲率值可与处于中间位置的虚拟插值点的曲率值对应。此处，曲率值可以是曲率半径。

弯道速度控制装置可通过处理器使用在步骤S120中计算的曲率值根据相应的曲率值计算速度(S130)。在步骤S130中，可基于查找表提取与曲率值对应的速度，在查找表中可记录与预定曲率值对应的速度信息。

另外，弯道速度控制装置可通过处理器根据车辆的位置变化，计算到达步骤S110中输入的坐标的目标距离(S140)，并可响应于步骤S140中计算的目标距离，将步骤S120和S130中计算的曲率值和速度存储在行驶表中(S150)。因此，弯道速度控制装置可通过处理器基于步骤S150的行驶表控制车辆的驾驶速度(S160)。

步骤S110至步骤S160可重复执行直至SCC模式终止，并且当SCC模式终止时(S170)，相应的操作可终止。

根据本发明，当车辆由智能巡航控制系统驾驶时，可从导航系统接收前方路径上的弯道的道路坐标信息，以计算与基于接收到的坐标信息计算的曲率值对应的车辆速度，使得可响应于接近的弯道预先将车辆速度加速或减速。

另外，在本发明中，关于从导航系统提供的坐标信息，可基于车辆的当前位置确定插值点，从而能够实现对实际情况的快速响应。

以上，尽管已参照附图对本发明的实施例进行了说明，然而本领域技术人员应当理解的是，本发明可以其它的特定形式实施而不脱离本发明的技术思想或本质特征。因而，上述实施例在各方面均应被理解为是示例性的而非限制性的。

Claims

1.一种智能巡航控制系统中的在弯道上控制速度的装置，该装置包括：

处理器，其配置为：

当车辆的前方路径包括弯道时，基于车辆的当前位置从导航系统获取车辆前方路段的道路坐标信息；

基于所述道路坐标信息计算所述弯道的曲率值；

计算与所述曲率值对应的速度；以及

当接近所述弯道时，基于与所述曲率值对应的速度控制车辆的设定速度。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述道路坐标信息是与基于车辆的当前位置使用预设距离计算的多个虚拟插值点对应的坐标信息。

3.如权利要求2所述的装置，其中所述道路坐标信息包括与至少三个虚拟插值点对应的坐标信息。

4.如权利要求1所述的装置，其中所述处理器还配置为，响应于车辆位置的改变，使用预定距离或预定时间段从所述导航系统获取车辆前方路段的坐标信息，直至车辆通过所述弯道。

5.一种智能巡航控制系统中的在弯道上控制速度的方法，该方法包括：

当车辆的前方路径包括弯道时，通过处理器基于车辆的当前位置获取车辆前方路段的道路坐标信息；

通过所述处理器基于所述道路坐标信息计算所述弯道的曲率值；

通过所述处理器计算与所述曲率值对应的速度；以及

当接近所述弯道时，通过所述处理器基于与所述曲率值对应的速度控制车辆的设定速度。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述道路坐标信息是与基于车辆的当前位置使用预定距离计算的多个虚拟插值点对应的坐标信息。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述道路坐标信息包括与至少三个虚拟插值点对应的坐标信息。

8.如权利要求5所述的方法，其中通过所述处理器获取所述道路坐标信息的处理还包括：

响应于车辆位置的改变，通过所述处理器使用预定距离或预定时间段从导航系统获取车辆前方路段的道路坐标信息，直至车辆通过所述弯道。

9.一种包含由处理器或控制器执行的程序指令的非暂时性计算机可读介质，该计算机可读介质包括：

当车辆的前方路径包括弯道时、基于车辆的当前位置从导航系统获取车辆前方路段的道路坐标信息的程序指令；

基于所述道路坐标信息计算所述弯道的曲率值的程序指令；

计算与所述曲率值对应的速度的程序指令；以及

当接近所述弯道时基于与所述曲率值对应的速度控制车辆的设定速度的程序指令。

10.如权利要求9所述的计算机可读介质，其中所述道路坐标信息是与基于车辆的当前位置使用预设距离计算的多个虚拟插值点对应的坐标信息。

11.如权利要求10所述的计算机可读介质，其中所述道路坐标信息包括与至少三个虚拟插值点对应的坐标信息。

12.如权利要求9所述的计算机可读介质，还包括响应于车辆位置的改变、使用预定距离或预定时间段从所述导航系统获取车辆前方路段的坐标信息直至车辆通过所述弯道的程序指令。