CN106043277B - 汽车自动跟车控制系统及方法、汽车自动跟车系统及方法，控制雷达转向方法 - Google Patents

汽车自动跟车控制系统及方法、汽车自动跟车系统及方法，控制雷达转向方法 Download PDF

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Abstract

汽车自动跟车控制系统及方法、汽车自动跟车系统及方法，控制雷达转向方法，属于自动跟车领域，用于解决现有自适应巡航系统主要通过发动机油门控制和适当的制动，具有的雷达信号容易丢失和当跟车路线不是直线的时候容易误报的问题，要点是：主要由视频检测跟踪模块，跟车系统控制器、雷达模块组成；所述跟车系统控制器，计算并得出所跟踪的前方车辆与当前车辆的中轴线夹角，通过此夹角值控制雷达模块朝向，且前方车辆保持在当前车道内时，雷达正对前方车辆尾部。本发明能够大大降低弯路时对前方车辆与临近车辆的目标混淆，能够有效跟踪目标，避免此类误判，大大提高行车的安全性和舒适性。

Description

汽车自动跟车控制系统及方法、汽车自动跟车系统及方法，控 制雷达转向方法
技术领域
本发明属于自动跟车领域，涉及一种跟车的系统和方法。
背景技术
自适应巡航控制(ACC)是一个允许车辆巡航控制系统通过调整速度以适应交通状况的汽车功能。自适应巡航系统安装在车辆前方的雷达用于检测在本车前进道路上是否存在速度更慢的车辆。若存在速度更慢的车辆，ACC系统会降低车速并控制与前方车辆的间隙或时间间隙。若系统检测到前方车辆并不在本车行驶道路上时将加快本车速度使之回到之前所设定的速度。此操作实现了在无司机干预下的自主减速或加速。ACC控制车速的主要方式是通过发动机油门控制和适当的制动，如图1所示。
自适应巡航控制(ACC)中，位于车辆前方的雷达只能对车辆中轴线方向进行小角度范围内的车辆监测，当跟车路线不是直线的时候，雷达信号容易丢失(如图2)，此时车辆会按照设定速度进行定速巡航，若当前车速低于设定车速，车辆会突然加速，可能造成追尾事故(开启自适应巡航控制(ACC)目的就是减轻驾驶负担，此时驾驶员相对来说更加放松，在此时发生事故的可能性也大大增加)；当跟车路线不是直线的时候，雷达可能在出弯前检测到临近车道上的车辆，进而造成系统误报，执行制动动作，影响驾驶舒适性(如图3)。
发明内容
为了解决现有自适应巡航系统主要通过发动机油门控制和适当的制动，具有的雷达信号容易丢失和当跟车路线不是直线的时候容易误报的问题，本发明提出了一种汽车自动跟车控制系统，以避免雷达信号丢失和弯路时对前方车辆与临近车辆的目标混淆的现象。
为了实现上述目的，本发明的技术方案的要点是：一种汽车自动跟车控制系统，主要由视频检测跟踪模块，跟车系统控制器、雷达模块组成；
所述视频检测跟踪模块，检测车辆位置，并进行跟踪，同时记录车道位置，并将跟踪信息与车道位置信息发送至跟车系统控制器；
所述跟车系统控制器，计算并得出所跟踪的前方车辆与当前车辆的中轴线夹角，通过此夹角值控制雷达模块朝向，且前方车辆保持在当前车道内时，雷达正对前方车辆尾部；
所述雷达模块，主要由雷达和电控旋转安装座组成，电控旋转安装座根据跟车系统控制器发出的对雷达朝向的控制信息进行雷达朝向的调整。
有益效果：本发明结构简单，具有通用性，仅需匹配视频检测跟踪与雷达朝向就能实现精准闭环控制；
本发明能够有效避免自适应巡航控制(ACC)中雷达信号丢失现象，进而车辆不会再弯道突然加速，更不可能造成追尾或紧急制动情况，大的提高了系统的智能水平与安全等级；
本发明能够大大降低弯路时对前方车辆与临近车辆的目标混淆，能够有效跟踪目标，避免此类误判，大大提高行车的安全性和舒适性。
附图说明
图1是自适应巡航系统跟车示意图；
图2是跟车路线不是直线时信号容易丢失的示意图；
图3是跟车路线不是直线时跟车容易混淆的示意图；
图4是雷达电控旋转安装座根据跟车系统控制器指令调整示意图；
图5是雷达转向调整的示意图。
具体实施方式
实施例1：一种自动跟车系统，本自动跟车系统主要由视频检测跟踪模块，跟车系统控制器、雷达模块，油门、制动控制模块组成。该系统具备自适应巡航控制(ACC)中所有功能，并且能够在行驶弯路时，同样适用。
其中的：
视频检测跟踪模块：由一个摄像探头和视频控制器组成，安装在车内后视镜位置，摄像探头记录车辆前方影响，视频控制器检测车辆位置，并进行跟踪，同时记录车道位置并将跟踪信息与车道位置信息发送至跟车系统控制器。
跟车系统控制器：控制器通过计算，得出所跟踪的前方车辆与当前车辆的中轴线夹角，并通过此夹角值控制雷达模块朝向，在一定范围内，且前方车辆保持在当前车道内时，保证雷达正对前方车辆尾部。
雷达模块：由一个77G毫米波雷达和电控旋转安装座组成。电控旋转安装座根据跟车系统控制器对雷达朝向的控制信息进行雷达朝向的调整。
油门、制动控制模块：类似自适应巡航控制(ACC)中的油门、制动控制，由控制单元直接电控车辆油门与制动系统。
实施例2：一种汽车自动跟车控制系统，主要由视频检测跟踪模块，跟车系统控制器、雷达模块组成；
所述视频检测跟踪模块，包括摄像探头和视频控制器，安装在车内后视镜位置，摄像探头记录车辆前方影像，视频控制器检测车辆位置，并进行跟踪，同时记录车道位置，并将跟踪信息(以当前车辆位置为原点跟踪前车最末端两个边缘点并转化成粗略坐标位置)与车道位置信息发送至跟车系统控制器；
所述跟车系统控制器，计算并得出所跟踪的前方车辆与当前车辆的中轴线夹角，通过此夹角值控制雷达模块朝向，使得其在一定范围内，且前方车辆保持在当前车道内时，雷达正对前方车辆尾部；
所述雷达模块，主要由77G毫米波雷达和电控旋转安装座组成，电控旋转安装座根据跟车系统控制器发出的对雷达朝向的控制信息进行雷达朝向的调整。
作为一种实施例，所述计算所跟踪的前方车辆与当前车辆的中轴线夹角，通过此夹角值控制雷达模块朝向，其具体包括如下步骤：
S1.视频图像根据本车机舱盖边缘线延长线交点与摄像头连线确定当前车辆中轴线；
S2.以中轴线作为基准，将图像按照一定角度划分出左右各若干等级，本实施例划分出三个等级(L1、L2、L3、R1、R2、R3六个区域)；
S3.图像识别前车最末端两个边缘点，并取该两个边缘点的连线的中点作为前车的基准点，即图中空心圆部分，根据两个空心圆取该两个空心圆的中点处的实心圆作为前车基准点；图像是一个平面化的数据模型，但是图像中能够识别并跟踪车辆的指定轮廓，类似于照相机的人脸识别。这里指的是跟踪车辆尾灯，当然也可以跟踪牌照板轮廓，目的是通过这两个点来计算前车最后牌照板所处平面的中点。
S4.前车基准点落在的区域的位置表示相应等级的转动方向和度数，依据该转动方向和度数向电控旋转安装座输出对雷达朝向的控制信息，如实心点落在区域L1，输出雷达按照每秒5°向左偏转的控制信息，系统调节允许误差为±1％，直到基准点(实心点)落在中轴线上。
所述视频检测跟踪模块，包括摄像探头和视频控制器，安装在车内后视镜位置，摄像探头记录车辆前方影像，视频控制器检测车辆位置。
实施例3：一种汽车自动跟车系统，包括上述任意种所述的汽车自动跟车控制系统、油门和制动控制模块，汽车自动跟车控制系统控制雷达朝向，以跟踪前车方向和车道，并由控制单元直接电控车辆油门与制动系统。
实施例4：一种汽车自动跟车控制方法，包括如下步骤：
记录车辆前方影像，检测车辆位置，并进行跟踪，同时记录车道位置，并将跟踪信息(以当前车辆位置为原点跟踪前车最末端两个边缘点并转化成粗略坐标位置)与车道位置信息发送至跟车系统控制器；
跟车系统控制器计算并得出所跟踪的前方车辆与当前车辆的中轴线夹角，通过此夹角值控制雷达模块朝向，使得其在一定范围内，且前方车辆保持在当前车道内时，雷达正对前方车辆尾部；
电控旋转安装座根据跟车系统控制器发出的对雷达朝向的控制信息进行雷达朝向的调整。
作为一种实施例，所述计算所跟踪的前方车辆与当前车辆的中轴线夹角，通过此夹角值控制雷达模块朝向，其具体包括如下步骤：
S1.视频图像根据本车机舱盖边缘线延长线交点与摄像头连线确定当前车辆中轴线；
S2.以中轴线作为基准，将图像按照一定角度划分出左右各若干等级，本实施例划分出三个等级(L1、L2、L3、R1、R2、R3六个区域)；
S3.图像识别前车最末端两个边缘点，并取该两个边缘点的连线的中点作为前车的基准点，即图中空心圆部分，根据两个空心圆取该两个空心圆的中点处的实心圆作为前车基准点；
S4.前车基准点落在的区域的位置表示相应等级的转动方向和度数，依据该转动方向和度数向电控旋转安装座输出对雷达朝向的控制信息，如实心点落在区域L1，输出雷达按照每秒5°向左偏转的控制信息，系统调节允许误差为±1％，直到基准点(实心点)落在中轴线上。
实施例5：一种汽车自动跟车方法，包括上述任意种所述的汽车自动跟车控制方法，控制雷达朝向，以跟踪前车方向和车道，并由控制单元直接电控车辆油门与制动系统，控制车辆制动。
实施例6：一种控制雷达朝向的方法，包括如下步骤：
S1.视频图像根据本车机舱盖边缘线延长线交点与摄像头连线确定当前车辆中轴线；
S2.以中轴线作为基准，将图像按照一定角度划分出左右各若干等级，本实施例划分出三个等级(L1、L2、L3、R1、R2、R3六个区域)；
S3.图像识别前车最末端两个边缘点，并取该两个边缘点的连线的中点作为前车的基准点，即图中空心圆部分，根据两个空心圆取该两个空心圆的中点处的实心圆作为前车基准点；
S4.前车基准点落在的区域的位置表示相应等级的转动方向和度数，依据该转动方向和度数向电控旋转安装座输出对雷达朝向的控制信息，如实心点落在区域L1，输出雷达按照每秒5°向左偏转的控制信息，系统调节允许误差为±1％，直到基准点(实心点)落在中轴线上。
由此，上述各实施例中的技术方案，可以得到，本发明结构简单，具有通用性，仅需匹配视频检测跟踪与雷达朝向就能实现精准闭环控制；
本发明能够有效避免自适应巡航控制(ACC)中雷达信号丢失现象，进而车辆不会再弯道突然加速，更不可能造成追尾或紧急制动情况，大的提高了系统的智能水平与安全等级；
本发明能够大大降低弯路时对前方车辆与临近车辆的目标混淆，能够有效跟踪目标，避免此类误判，大大提高行车的安全性和舒适性。
本发明通过电控旋转安装座实现了雷达朝向的自适应性，变相的增大了雷达的检测范围；
本发明通过视频对前方车辆的跟踪检测，保证了弯路行驶时，行车的安全性；
本发明通过视频与雷达的相互配合，更加准确的跟踪目标车辆，提高驾驶的安全性、舒适性，同时降低系统误报率；
本发明结构简单，易于加工、安装，具备通用性。
以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种汽车自动跟车控制系统，其特征在于，主要由视频检测跟踪模块，跟车系统控制器、雷达模块组成；
所述视频检测跟踪模块，检测车辆位置，并进行跟踪，同时记录车道位置，并将跟踪信息与车道位置信息发送至跟车系统控制器；
所述跟车系统控制器，计算并得出所跟踪的前方车辆与当前车辆的中轴线夹角，通过此夹角值控制雷达模块朝向，且前方车辆保持在当前车道内时，雷达正对前方车辆尾部；
所述雷达模块，主要由雷达和电控旋转安装座组成，电控旋转安装座根据跟车系统控制器发出的对雷达朝向的控制信息进行雷达朝向的调整。
2.如权利要求1所述的汽车自动跟车控制系统，其特征在于，所述计算所跟踪的前方车辆与当前车辆的中轴线夹角，通过此夹角值控制雷达模块朝向，其具体包括如下步骤：
S1.视频图像根据本车机舱盖边缘线延长线交点与摄像头连线确定当前车辆中轴线；
S2.以中轴线作为基准，将图像按照一定角度划分出左右各若干等级；
S3.图像识别前车最末端两个边缘点，并取该两个边缘点的连线的中点作为前车的基准点；
S4.前车基准点落在的区域的位置表示相应等级的转动方向和度数，依据该转动方向和度数向电控旋转安装座输出对雷达朝向的控制信息，直到基准点落在中轴线上。
3.如权利要求1所述的汽车自动跟车控制系统，其特征在于，所述视频检测跟踪模块，包括摄像探头和视频控制器，安装在车内后视镜位置，摄像探头记录车辆前方影像，视频控制器检测车辆位置。
4.一种汽车自动跟车系统，其特征在于，包括权利要求1-3中任意一 种所述的汽车自动跟车控制系统、油门和制动控制模块，汽车自动跟车控制系统控制雷达朝向，以跟踪前车方向和车道，并由控制单元直接电控车辆油门与制动系统。
5.一种汽车自动跟车控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
记录车辆前方影像，检测车辆位置，并进行跟踪，同时记录车道位置，并将跟踪信息与车道位置信息发送至跟车系统控制器；
跟车系统控制器计算并得出所跟踪的前方车辆与当前车辆的中轴线夹角，通过此夹角值控制雷达模块朝向，且前方车辆保持在当前车道内时，雷达正对前方车辆尾部；
电控旋转安装座根据跟车系统控制器发出的对雷达朝向的控制信息进行雷达朝向的调整。
6.如权利要求5所述的汽车自动跟车控制方法，其特征在于，所述计算所跟踪的前方车辆与当前车辆的中轴线夹角，通过此夹角值控制雷达模块朝向，其具体包括如下步骤：
S1.视频图像根据本车机舱盖边缘线延长线交点与摄像头连线确定当前车辆中轴线；
S2.以中轴线作为基准，将图像按照一定角度划分出左右各若干等级；
S3.图像识别前车最末端两个边缘点，并取该两个边缘点的连线的中点作为前车的基准点；
S4.前车基准点落在的区域的位置表示相应等级的转动方向和度数，依据该转动方向和度数向电控旋转安装座输出对雷达朝向的控制信息，直到基准点落在中轴线上。
7.一种汽车自动跟车方法，其特征在于，包括权利要求5-6中任意一 种所述的汽车自动跟车控制方法，控制雷达朝向，以跟踪前车方向和车道，并由控制单元直接电控车辆油门与制动系统，控制车辆制动。
8.一种控制雷达朝向的方法，包括如下步骤：
S1.视频图像根据本车机舱盖边缘线延长线交点与摄像头连线确定当前车辆中轴线；
S2.以中轴线作为基准，将图像按照一定角度划分出左右各若干等级；
S3.图像识别前车最末端两个边缘点，并取该两个边缘点的连线的中点作为前车的基准点；
S4.前车基准点落在的区域的位置表示相应等级的转动方向和度数，依据该转动方向和度数向电控旋转安装座输出对雷达朝向的控制信息，直到基准点落在中轴线上。
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