CN103786724B

CN103786724B - 用于车辆巡航控制的系统和方法

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Publication number: CN103786724B
Application number: CN201310527871.4A
Authority: CN
Inventors: S.曾
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2033-10-31
Also published as: CN103786724A; US20140121932A1; DE102013221662A1; US8712663B1

Abstract

示例性的巡航控制系统，包括整合弯道速度控制、限速控制和自适应速度控制并产生了用来控制所述车辆的最优化速度曲线的应用。

Description

用于车辆巡航控制的系统和方法

技术领域

技术领域总体上是用于控制车辆的系统和方法，更具体地是用于车辆巡航控制的系统和方法。

背景技术

当前巡航控制系统不适于处理包括进入弯道、离开弯道、弯道导航以及遭遇车辆的各种情形。例如，某些当前巡航控制系统并行地运行自适应巡航控制和弯道速度控制，裁定模块在巡航控制和弯道速度控制之间进行选择。这种巡航控制系统在一种类型的控制和另一种之间进行转换期间可能出现不平稳。

发明内容

多种实施例克服了现有技术的缺点。本文所说明的系统和方法提供了巡航控制系统，其自动地并最优地适于各种情形，同时维持驾驶员的舒适性。各种情形包括弯道导航以及遭遇车辆。总体来说，示例性的巡航控制系统包括整合了弯道速度控制、限速控制以及自适应速度控制并产生用来控制所述车辆的最优化速度曲线的应用。例如，所述速度曲线是沿着路径的位置、在所述位置处的航向、在所述位置处的限速以及一个或多个接近车辆的距离和速度的函数。

方案1.一种巡航控制系统，包括：

定位传感器，所述定位传感器被设置成获取沿道路的一组位置；

距离传感器，所述距离传感器被设置成测量距一个或多个接近车辆的距离；

速度传感器，所述速度传感器被设置成测量一个或多个接近车辆的速度；

处理器；和

存储器，在存储器上存储有计算机可执行指令，该指令包括：

速度优化应用，当被所述处理器执行时，速度优化应用使得处理器确定速度曲线，所述速度曲线包括对应于该组位置的一组速度，其中，所述速度曲线被确定为如下的最小值：

表示移动通过该组位置的时间的第一子表达式；

表示在该组位置处的车辆纵向加速度的第二子表达式；

表示在该组位置处的车辆横向加速度的第三子表达式；以及

表示相对于交通流速度的累积偏差的第四子表达式。

方案2.如方案1所述的巡航控制系统，其中，所述巡航控制系统被设置成根据所述速度曲线控制所述车辆的速度。

方案3.如方案2所述的巡航控制系统，所述存储器还包括自适应巡航控制应用，该自适应巡航控制应用被设置成产生控制速度，所述控制速度作为由所述时距传感器所测量的路径中最靠近车辆的速度的函数；其中，所述巡航控制系统被设置成根据所述控制速度来控制车辆的速度。

方案4.如方案3所述的巡航控制系统，其中，所述路径中最靠近车辆距所述车辆小于阈值距离远。

方案5.如方案3所述的巡航控制系统，其中，自适应巡航控制应用被设置成将所述车辆的速度控制为近似所述路径中最靠近车辆的速度。

方案6.如方案3所述的巡航控制系统，还包括选择应用，该选择应用包括计算机可执行指令，该计算机可执行指令在被所述处理器执行时使得所述处理器：

如果用所述时距传感器所测量的距接近车辆的至少一个距离小于阈值距离，指示存在路径中最靠近的接近车辆；和

否则，指示不存在路径中最靠近的接近车辆。

方案7.如方案6所述的巡航控制系统，所述选择应用还包括计算机可执行指令，该计算机可执行指令在被所述处理器执行时使得所述处理器：

确定所述指示；

如果指示存在路径中最靠近车辆，则根据所述控制速度来控制所述车辆的速度；和

否则，根据所述速度曲线来控制所述车辆的速度。

方案8.如方案1所述的巡航控制系统，其中，所述第一子表达式是速度倒数的函数。

方案9.如方案1所述的巡航控制系统，其中，所述第一子表达式是：

其中，s是位置，S是弧线长度，并且v(s)是所述速度曲线。

方案10.如方案1所述的巡航控制系统，其中，所述第二子表达式是速度关于位置的导数的函数。

方案11.如方案1所述的巡航控制系统，其中，所述第二子表达式为：

其中，s是位置，S是弧线长度，并且v(s)是所述速度曲线。

方案12.如方案1所述的巡航控制系统，其中，所述第三子表达式是航向关于位置的导数以及所述速度的平方和所述限速的平方之间的差的函数。

方案13.如方案1所述的巡航控制系统，其中，其中，所述第三子表达式是：

其中，s是位置，S是弧线长度，并且v(s)是所述速度曲线，v_L(s)是位置处的限速，并且k(s)是根据如下而给出的曲率：

其中θ(s)是航向角。

方案14.如方案1所述的巡航控制系统，其中，所述第四子表达式是交通流速度和所述车辆的速度之间的差值的函数。

方案15.如方案1所述的巡航控制系统，其中，所述第四子表达式是：

其中H(s)根据如下给出：

H(s)=|v(s)-v_t(s)|

其中v(s)是速度曲线，且v_t(s)是交通流速度。

方案16.如方案15所述的巡航控制系统，其中，所述交通流速度是一系列接近车辆的速度的插值。

方案17.如方案1所述的巡航控制系统，其中，所述速度曲线通过将通过格子图的成本路径最小化而确定，所述格子图包括在每个位置的速度范围。

方案18.如方案17所述的巡航控制系统，其中，通过所述格子图的所述路径包括通过边缘而连接的节点。

方案19.如方案1所述的巡航控制系统，其中，所述巡航控制系统被设置成控制制动系统。

方案20.如方案2所述的巡航控制系统，其中，所述巡航控制系统被设置成控制节气门。

上文已经广泛地概述了所述各种实施例的一些方面和特征，所述实施例应该被解释为仅仅是对各种可能应用的阐释。其他的有益效果能够通过以不同方式而应用所公开的信息、或者通过将所公开实施例的各种方面进行组合而获得。除了权利要求所限定的范围，其他方面以及更为全面的理解可以通过参考联合附图而做出的示例性实施例的详细说明而获得。

附图说明

图1是根据示例性实施例的车辆和接近车辆的俯视图，每个均沿着道路行进。

图2是示出了巡航控制系统的图1中车辆的示意图。

图3是示出了道路上的位置和在所述位置处的航向的图1中道路的俯视图。

图4是示出了图3中位置处的航向和曲率的曲线图。

图5是用来确定速度曲线的曲线图，所述曲线图包括用于图3中位置的每一个的一组速度。

图6-8示出了带有用于确定速度曲线的示例性方法的步骤的图5中的曲线图。

图9是示出了示例性速度曲线的曲线图。

图10是用于选择应用的示例性方法的图示。

具体实施方式

如所需要的，本文公开了详细的实施例。必须理解，所公开的实施例仅仅是示例性的各种和可选择的形式。在本文使用的词语“示例性”被解释性地用来指代用作阐释、范例、模型或模式的实施例。附图不必按比例绘制，一些特征可能被夸大或缩小以显示特定部件的细节。在其他情况中，为本领域普通技术人员所熟知的公知部件、系统、材料或方法没有被详细说明以避免妨碍本公开。因此，本文所公开的具体的结构和功能的细节不被解释为限制，而仅仅作为权利要求的基础和作为教导本领域技术人员的代表性基础。

参照图1-3，车辆10包括巡航控制系统20，该巡航控制系统20被设置成在沿着包括弯道X的道路R的位置s处自动控制车辆10的速度v。例如，所述巡航控制系统20向车辆的节气门/制动控制器22提供命令。所述节气门/制动控制器22被设置成控制车辆10的节气门系统24和车辆10的制动系统26。

所述巡航控制系统20包括速度控制器30，该速度控制器30被设置成产生用于所述节气门/制动控制器22的命令。为了教导目的而说明单个的控制器。然而，在一些实施例中使用多个控制器。例如，第一控制器确定使用第一应用的第一命令，第二控制器确定确定使用第二应用的第二命令，所述巡航控制系统选择哪个命令被转送到所述节气门/制动控制器22。在一些实施例中，节气门/制动控制器22还被整合到巡航控制系统中。

巡航控制系统20还包括被设置成测量数据并将所述数据输入到速度控制器30的传感器。巡航控制系统20还包括速度和距离传感器，例如雷达时距传感器（headwaysensor）32，该雷达时距传感器32被设置成测量一个或多个接近车辆10t的速度v_t以及到一个或多个接近车辆10t的距离dt。在可选的实施例中，多个传感器独立地测量接近车辆的速度和距离并向处理器提供测量数据。雷达时距传感器32具有范围，阈值距离dr在该范围中选择。例如，所述阈值距离dr可以是120米，或者是雷达时距传感器32的最大检测范围。

巡航控制系统20包括定位传感器，例如全球定位系统（GPS）传感器34（即GPS装置），其被设置成确定位置s、在弯道X上的位置s处的车辆10的航向θ(s)、当前速度v₀、和当前位置s₀，以及其他。例如，GPS装置34存储或无线访问数字地图36以确定位置s、航向角θ(s)、限速v_L(s)，和其他信息（参见图3和4）。作为示例，所述限速是该地区所公布的政府限速或类似物。

在一些实施例中，巡航控制系统20包括纵向速度传感器（例如车辆动态传感器或车轮编码器），其被设置成测量车辆10的当前速度v₀。可选地，GPS装置的功能至少部分地由巡航控制系统的处理器执行。例如，存储器52储存根据GPS传感器34所确定的位置而访问的航向。

参照图2，总体来说，车辆速度控制器30被设置成接收来自传感器32、34的输入并产生用于节气门/制动控制器22的命令以控制车辆10的速度。控制器30包括处理器50和有形的计算机可读介质或存储器52（其储存用于执行本文所说明的方法的计算机可执行指令）。术语“计算机可读介质”及其变形在说明书和权利要求中使用时涉及储存介质。在一些实施例中，储存介质包括易失和/或非易失的、可拆卸和/或不可拆卸的介质，例如，随机访问存储器（RAM），只读存储器（ROM），电可擦除可编程只读存储器（EEPROM），固态存储器或者其他存储器技术，CDROM,DVD,BLU-RAY,或者其他的光盘存储，磁带，磁盘存储或其他的磁性存储装置。

虽然本文所说明的方法可能不时地在计算机可执行指令的总体环境中而进行说明，本公开的方法也能够结合其他应用和/或以硬件和软件的组合而实施。术语“应用”或其变形在本文中解释性地被用来包括例程、程序模块、程序、部件、数据结构、算法等等。应用能够在各种系统设置中实施，包括服务器、网络系统、单处理器或多处理器系统、微型计算机、主机计算机、个人计算机、手持式计算机装置、移动装置、基于微处理器的客户可编程电子装置、以上的组合，等等。

存储器52包括速度优化应用60，其被设置成协调自适应速度控制、弯道速度控制以及限速控制。速度优化应用60使用来自传感器32、34的输入以最优地产生速度曲线v(s)以及基于速度曲线v(s)产生速度命令。

所述存储器52还包括设置成应用自适应速度控制的自适应巡航控制应用62。自适应巡航控制应用62使用来自雷达时距传感器32的输入以产生作为路径中最靠近车辆10t的函数的速度命令。路径中最靠近车辆10t是所述接近车辆10t中的一个，最靠近车辆10，并比所述距离阈值dr更靠近。

所述存储器52还包括选择应用64，其被设置成在速度优化应用60的速度命令和自适应巡航控制应用62的速度命令之间进行选择。所选的速度命令被发送至节气门/制动控制器22。

自适应速度控制、弯道速度控制以及限速控制现在将更为详细地进行说明。自适应速度控制是车辆10（如图1所示）相对于道路R上与车辆10接近的一个或多个接近车辆10t的速度v的控制。为了执行自适应速度控制，雷达时距传感器32或者其他车辆装置测量一个或多个接近车辆10t的速度v_t以及到一个或多个接近车辆10t的距离dt。如下文更为详细地说明，目标流动速率v_ft能够从多个接近车辆10t的测量中确定。

弯道速度控制是当车辆10移动通过弯道X时对于车辆10的速度v的控制。为了执行弯道速度控制，全球定位系统（GPS）装置34确定在弯道X上的位置s以及弯道X上的位置s处车辆10的航向θ(s)。

限速控制是车辆10的速度v相对于限速vL的控制。为了执行限速控制，GPS装置34确定沿着道路R的位置s处的限速v_L(s)。

速度优化应用

根据示例性的实施例，速度优化应用60包括用于将如下表达式最小化：

（公式1）

并满足如下限制：

（公式2）

和

（公式3）

的计算机可执行指令，以确定用于如下一组位置（其由弧线长度参数S表示）：

的速度曲线v(s)。

可选的，公式3可以是设定上限的如下公式：

。

下文将更加详细地说明公式1。关于公式2和3的限制，最大加速度a_m是表示车辆10的性能容量的加速度值。例如，在一个实施例中，最大加速度a_m对于正加速度是40%的重力加速度，对于减速度是60%的重力加速度。公差ε是相对于限速v_L的可接受偏差。例如，公差ε在高速公路上可以是10英里每小时，在地方道路上可以是5英里每小时。通常地，公差ε是一个相对小的正数。

公式1包括子表达式（如下的公式4、5、6和8），其表示包括了迅速移动通过道路R的需要、驾驶员的舒适性、符合限速和保持速度与感测到的交通流速度相同的需要的有关因素。子表达式通过常数C₁、C₂、C₃、C₄根据他们的相对重要性进行加权。

在公式1中的系数C₁、C₂、C₃、C₄是权重因数，其可以通过试验运行来标定。系数C₁、C₂、C₃、C₄确定在公式1的最小化中的子表达式的权重。权重因数越大，在公式1的最小化中来自对应子表达式的贡献就越大。在子表达式中，为了清楚起见，系数C₁、C₂、C₃、C₄被设定为1或者省略。

所述第一子表达式

（公式4）

是通过如下这组位置的时间：

所述第一子表达式通过将速度曲线v(s)最大化而被最小化，

所述第二子表达式

（公式5）

是通过如下这组位置

的累积纵向加速度，所述第二子表达式通过维持恒定速度v而最小化。

所述第三子表达式

（公式6）

是累积横向加速度。参照图3和4，曲率k(s)给出为：

（公式7）

并因而是航向角θ(s)函数。所述航向角θ(s)是在位置s处与道路R相切的线的角度。公布的合法限速v_L(s)从数字地图36获取。所述第三子表达式沿着所述道路R的直部分为零，并且通过沿着弯道X将速度v维持在公布的合法限速v_L而最小化。累积纵向加速度和横向加速度代表了沿着道路R的车辆10的驾驶员和任何乘客的不舒适性。

所述第四子表达式

（公式8）

是相对于所述感测到的交通流速度v_tf(s)的累积偏差。此处，相对于交通流速度的偏差H(s)定义为：

H(s)=|v(s)-v_tf(s)|（公式9）

所述交通流速度v_tf(s)能够被驾驶员设置或例如被执行指令52的处理器50通过对由雷达时距传感器32所检测的一系列（list）接近车辆10t的速度进行插值而计算。例如，一系列接近车辆被给出为：

(v_t(s_j),s_j),j=1,2,…,M。

为了对一系列接近车辆的速度进行插值，所述一系列接近车辆(v_t(s_j),s_j)首先根据位置s_j处距自己（例如，引导）车辆的距离进行分类。例如，给出主车辆10的位置s以及接近车辆10t的位置s_j-1，s_j（其中s_j-1≤s<s_j），插值交通流速度v_tf(s)可以被如下计算：

（公式10）。

数值技术。

数值技术（例如变量微积分学）能够被用来在满足公式2和3的限制时寻找公式1的最小值。为了教导目的，上述公式被离散化，最优的最小值使用格子图（参见图4）被确定。弧线长度变量s变为离散的容许位置（s₁,s₂,…,s_N）。最优化确定了在这些离散位置s_i处的速度v_i（i=1,…,N）。公式1，3和7的离散化型式给出为：

（公式11）

其中

（公式12）

公式2和3的限制的离散化型式给出为：

（公式13）

和

或（公式14）

标记i=1,2,…,N代表所考虑的每个位置s_i，在每个位置s_i处的速度v_i以及在每个位置s_i处的道路曲率k_i。离散速度v_i是速度曲线v(s)的离散化型式。插值能够被用来从离散速度v_i确定速度曲线v(s)。数值N是在确定速度曲线v(s)时所考虑的位置s_i或离散速度v_i的数量。

参照图3和5，邻近的位置s_i被分段距离△s=s_i-s_i-1分开。位置s_i近似道路R。航向θ(s_i)和曲率k_i近似从数字地图36获取的弯道X。参照图4，每个位置s_i示出了航向θ(s_i)和曲率k_i的变化。

格子图。

参照图5，格子图G被更详细说明。格子图G包括被竖直切片的节点的矩阵。每个节点代表位置处的速度。本文中术语“节点”被用来相对于其他用处中的术语“速度”而区分在最优化中所使用的速度。

为了教导目的，参照图5，节点u的下标“i”代表在一列中或一“切片”中的一组节点。节点u_i（i=1,…,N）代表在最优化中所使用的位置s_i处的用于速度v_i的离散值。

本文所说明的方法从节点切片u_i中将节点中的一个选择为在对应位置s_i处的最优速度v_i。为了教导目的，上标被用来指示在节点切片中的节点子组。如本文所用，节点子组被称为“容许”节点（因为他们满足公式13和14的限制）。不同的上标用来代表不同节点切片中的容许节点不必相同。例如，节点（例如，i=2，j=3，4，5；也参照图5）指示在位置s_i处的容许速度。在位置s_i处的最优速度v_i从容许节点中选择。

格子图G的起始和结束位置s₀，s_N处的起始和结束速度v₀，v_N在确定其之间的位置s_i（例如，i=1…N-1）处的速度v_i之前而被确定。当前速度v₀的值能够如上所述地被确定，例如通过车辆动态传感器38（如车轮编码器）或通过GPS装置34。结束位置速度的值v_N能够是满足公式13和14限制的任何正值。例如，结束位置速度v_N可以是在结束位置s_N处的限速v_L。

路径和边缘。

参照图5-9，通过格子图G的路径P代表可能的速度曲线v(s)。每条路径P包括在每个竖直切片中的节点u，在相邻竖直切片中的节点u通过边缘E连接。

特别地，满足公式13和14的条件的、在两个相邻竖直切片中的节点（例如，，）通过边缘E（即连接在相邻竖直切片中的容许节点的边缘）相连。在图5-8中，公式13和14的条件通过虚线示出，边缘E通过实线示出。

根据示例性的方法，边缘E在满足公式13和14的限制的较低数值的竖直切片（例如i-1）中的容许上游节点和在相邻较高数值的竖直切片（例如i）中的容许下游节点u之间而被定义。之后，这种步骤使用边缘E附连到的容许节点u而被应用到下个较高数值的相邻竖直切片（例如，i，i+1）。边缘不连接在相同竖直切片中的节点。

特别地，参照图6，示例性方法包括在起始位置s₀处的当前速度v₀和在位置s₁处的竖直切片中的容许下游节点u（其满足公式13和14的条件）之间定义边缘E。参照图7，针对在位置s₁处的竖直切片中的容许节点u重复所述步骤从而在位置s₁处的竖直切片中的容许节点u和在位置s₂处的竖直切片中的容许下游节点u之间定义边缘E。所述示例性的方法包括在竖直切片s₁中的其他容许节点u（其在之前步骤中被连接到当前速度v₀）和在位置s₂处的竖直切片中的容许节点u之间定义边缘E。注意的是，公式13的限制关于上游节点u而被应用。所有其他的边缘E被相似定义，产生图8中示出的连接。

在当前速度v₀和结束速度v_N之间的路径P包括在每个竖直切片中的容许节点u。路径P的所述节点u通过边缘E而依次连接。每条路径P代表可以被选择的一组离散速度。为了教导目的，从起始速度v₀到结束速度v_N而通过格子图G的路径P的集合л被定义为：

（公式15）

此处，路径（起始于节点u₀并结束于节点u_N）是相继地越过格子图G的位置s₁,s₂,…,S_N-1的一组节点u。符号表示:

是来自相邻竖直切片（i和i+1）的两个节点和通过边缘E而相连（i=0,…N-1）的条件。符号表示：

是节点属于位置s_i的竖直切片的条件。所有的容许路径P包括一组满足这些条件的节点u。

路径成本。

为了确定使用哪条路径P，每条路径P的成本被确定。具有最低成本的路径P被用来生成速度曲线v(s)。每条路径P的成本被确定为包括在每条路径P中的节点u的成本和边缘E的成本的函数。

在第i个竖直切片中对应于容许速度（此处使用速度，因为在公式中使用了其值）的每个节点(i-0,…N-1)具有成本值c，定义为：

（公式16）

其中

（公式17）

以及v_t(s_i)是在距离s_i处的插值交通流速度。当前和结束速度v₀，v_N的每个的成本值c均为零。

从节点u^j _i-1和u_i ^k的边缘E的所述成本值c定义为：

（公式18）

并且标记i=1,…,N-1。在位置s_N-1的竖直切片中的每个节点具有连到结束速度v_N的边缘E。所述结束速度v_N的所述成本值c被定义为零。

应用节点u和边缘E的成本值c，路径P的成本值c则通过如下而被定义：

（公式19）

这里，包括在路径P中的该组节点u被用来确定成本值c。公式10的最小值是具有最小成本值c的路径P。

动态编程。

设定l(x)表示节点x的切片数量。通过格子图G具有最小成本值c的路径P能够由通过递归计算d(x)的动态编程（DP）而找到：

（公式20）

所述递归计算d(x)递归地确定从起始节点u₀到节点x的最小成本路径。此处，y是满足如下条件的一组节点：

l(y)=l(x)-1

以及

(y,x)∈E

（即，在格子图G中节点y,x之间存在边缘）。

总之，为了确定速度曲线v(s)，使用应用于格子图上的所述动态编程方法。例如，递归方法（如Dijkstra最短路径算法）可以被用来寻找具有最低成本的路径，该路径对应于将上述表达式最小化并满足所述限制的、在该组位置s_i处的该组速度v_i。参照图9，所选择的路径P（在位置s_i处的速度v_i的组）和产生的速度曲线v(s)被示出。

速度曲线。

所述速度曲线v(s)能够通过将在该组位置s_i（i=1,…,N-1）处的离散速度v_i插值而获取。依据位置s（例如作为参数的弧线长度s）处给定的速度曲线v(s)，用于规划车辆位置s(t)，速度v(t)以及加速度a(t)的曲线能够依据时间确定。车辆位置s(t)通过解出如下的常微分公式而确定：

（公式21）

速度v(t)和加速度a(t)通过将车辆位置s(t)和速度v(t)分别对时间求导而确定，即，

（公式22）

和

（公式23）

依据时间计算的车辆位置s(t)，速度v(t)以及加速度a(t)能够为车辆纵向控制器容易地使用。

根据示例性实施例，自适应巡航控制应用62包括计算机可执行指令，该指令用于产生作为由所述雷达时距传感器32所测量的路径中最靠近车辆10t的速度v_L的函数的命令。所述路径中最靠近车辆10t是所述接近车辆10t中的一个，最靠近车辆10，并且比阈值距离dr（例如，120米）更近。特别地，如果存在被所述雷达时距传感器32检测到的路径中最靠近车辆10t，并且间距（在CIPV和自己车辆之间的间隙）小于阈值距离dr，那么车辆10就被自适应巡航控制应用62控制。

根据示例性实施例，所述选择应用64包括用于选择速度命令的计算机可执行指令。尤其地，所述选择应用64根据方法100在速度优化应用60的速度命令和自适应巡航控制应用62的速度命令之间进行选择。所选的速度命令被发送到所述节气门/制动控制器22。

参照图10，在由速度优化应用60产生的命令和由自适应巡航控制应用62产生的命令之间进行切换的所述方法100被说明。从起始点101运行，根据第一步骤102，所述选择应用64确定是否存在路径中最靠近车辆。如果为“是”，根据第二步骤104，所述速度控制器30选择由自适应巡航控制引用62产生的命令。否则，根据第三步骤106，速度控制器30选择由速度优化应用60产生的命令。

示例性方案。

在直道路R上并且没有其他交通，速度优化应用60产生等恒定的速度曲线v(s)（等于公布的限速v_L或驾驶员所需的设定速度）。在有其他交通但是没有路径中最靠近车辆v_t的直道路上，速度优化应用60产生近似于交通流速度v_tf的速度曲线v(s)。在进入道路R的弯道时，速度优化应用60产生平滑的速度曲线v(s)以在弯道X处减速。在离开道路R的弯道时，速度优化应用60产生平滑的速度曲线v(s)以在经过所述弯道X后加速。

上述的实施例仅仅是被解释以清楚地理解原理的被阐释实施方式。在不超出权利要求范围的情况下可以做出上述实施例的变形、改进和组合。所有这些变形、改进和组合在此都被包括在本公开和如下的权利要求的范围中。

Claims

1.一种用于主车辆的巡航控制系统，包括：

处理器；和

表示移动通过该组位置的时间的第一子表达式；

表示在该组位置处的主车辆的纵向加速度的第二子表达式；

表示在该组位置处的主车辆的横向加速度的第三子表达式；以及

表示相对于交通流速度的累积偏差的第四子表达式。

2.如权利要求1所述的巡航控制系统，其中，所述巡航控制系统被设置成根据所述速度曲线控制所述主车辆的速度。

3.如权利要求2所述的巡航控制系统，所述存储器还包括自适应巡航控制应用，该自适应巡航控制应用被设置成产生控制速度，所述控制速度作为由所述距离传感器所测量的路径中的最靠近车辆的速度的函数；其中，所述巡航控制系统被设置成根据所述控制速度来控制主车辆的速度。

4.如权利要求3所述的巡航控制系统，其中，所述路径中的最靠近车辆距所述主车辆的距离小于阈值距离。

5.如权利要求3所述的巡航控制系统，其中，自适应巡航控制应用被设置成将所述主车辆的速度控制为近似所述路径中最靠近车辆的速度。

6.如权利要求3所述的巡航控制系统，还包括选择应用，该选择应用包括计算机可执行指令，该计算机可执行指令在被所述处理器执行时使得所述处理器：

如果用所述距离传感器所测量的距接近车辆的至少一个距离小于阈值距离，指示存在路径中的最靠近车辆；和

否则，指示不存在路径中的最靠近车辆。

7.如权利要求6所述的巡航控制系统，所述选择应用还包括计算机可执行指令，该计算机可执行指令在被所述处理器执行时使得所述处理器：

确定所述指示；

如果指示存在路径中的最靠近车辆，则根据所述控制速度来控制所述主车辆的速度；和

否则，根据所述速度曲线来控制所述主车辆的速度。

8.如权利要求1所述的巡航控制系统，其中，所述第一子表达式是速度倒数的函数。

9.如权利要求1所述的巡航控制系统，其中，所述第一子表达式是：

其中，s是位置，S是弧线长度，并且v(s)是所述速度曲线。

10.如权利要求1所述的巡航控制系统，其中，所述第二子表达式是速度关于位置的导数的函数。

11.如权利要求1所述的巡航控制系统，其中，所述第二子表达式为：

其中，s是位置，S是弧线长度，并且v(s)是所述速度曲线。

12.如权利要求1所述的巡航控制系统，其中，所述第三子表达式是航向关于位置的导数以及所述速度的平方和限速的平方之间的差的函数。

13.如权利要求1所述的巡航控制系统，其中，其中，所述第三子表达式是：

其中θ(s)是航向角。

14.如权利要求1所述的巡航控制系统，其中，所述第四子表达式是交通流速度和所述主车辆的速度之间的差值的函数。

15.如权利要求1所述的巡航控制系统，其中，所述第四子表达式是：

其中H(s)根据如下给出：

H(s)=|v(s)-v_t(s)|

其中v(s)是速度曲线，且v_t(s)是交通流速度。

16.如权利要求15所述的巡航控制系统，其中，所述交通流速度是一系列接近车辆的速度的插值。

17.如权利要求1所述的巡航控制系统，其中，所述速度曲线通过将通过格子图的成本路径最小化而确定，所述格子图包括在每个位置的速度范围。

18.如权利要求17所述的巡航控制系统，其中，通过所述格子图的所述路径包括通过边缘而连接的节点。

19.如权利要求1所述的巡航控制系统，其中，所述巡航控制系统被设置成控制制动系统。

20.如权利要求2所述的巡航控制系统，其中，所述巡航控制系统被设置成控制节气门。