CN106347351A - 一种带有自动紧急制动的自适应巡航方法及系统 - Google Patents

一种带有自动紧急制动的自适应巡航方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带有自动紧急制动的自适应巡航方法及系统，属于主动安全技术领域。所述方法包括毫米波雷达传感器获取本车前方物体的雷达探测信息；双目立体摄像头获取本车前方物体的图像探测信息；根据所述雷达探测信息和所述图像探测信息，主控制单元确认位于本车同一车道内的前方物体，并确定所述位于本车同一车道内的前方物体的类型及与本车的相对速度和相对距离，进而纵向控制单元控制本车的制动器、油门和转向装置执行自适应巡航或自动紧急制动，可以更准确的确定前方物体，使得汽车在低速行驶过程中更精确地实现自适应巡航功能和自动紧急制动功能；同时，实现方式简单，成本合适，系统稳定可靠。

Description

一种带有自动紧急制动的自适应巡航方法及系统
技术领域
本发明属于主动安全技术领域，特别涉及一种带有自动紧急制动的自适应巡航方法及系统。
背景技术
随着汽车技术的迅速发展，现在越来越多的汽车具有自适应巡航及自动紧急制动功能。其中，自动紧急制动功能可以通过汽车制动系统控制器启动汽车的自动紧急制动，减轻驾驶员负担，同时有效减少或避免事故的发生；自适应巡航功能可以通过巡航控制系统代替司机控制车速，避免了频繁的设定和取消巡航控制，为驾驶者提供了一种更轻松的驾驶方式。
现有技术中，自动紧急制动功能通过采用雷达测出与前车或者障碍物的距离，利用数据分析模块将测出的距离与报警距离、安全距离进行比较，小于报警距离时就进行报警提示，而小于安全距离时即使在驾驶员没来得及踩制动踏板的情况下，汽车制动系统自动控制制动器和油门；自适应巡航功能通过司机设定所希望的车速，利用低功率雷达或红外线光束得到前车的确切位置，如果发现前车减速或监测到新目标，巡航控制系统就会发送执行信号给发动机来降低车速使车辆和前车保持一个安全的行驶距离。
在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：
现有的自适应巡航功能和自动紧急制动功能可以在汽车高速行驶时具有显著的效果，但当汽车在市区等区域低速行驶过程中，由于行驶前方物体繁多且复杂，此时自适应巡航功能和自动紧急制动功能易出现误判等情况，造成碰撞事故的发生，进一步影响驾驶员及乘坐人员的生命和财产安全。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种带有自动紧急制动的自适应巡航方法及系统，以使汽车可以在低速行驶过程中更好地使用自适应巡航功能和自动紧急制动功能问题。
具体而言，包括以下的技术方案：
一方面，提供了一种带有自动紧急制动的自适应巡航方法，其特征在于，所述方法包括：
毫米波雷达传感器获取本车前方物体的雷达探测信息；
双目立体摄像头获取本车前方物体的图像探测信息；
根据所述雷达探测信息和所述图像探测信息，主控制单元确认位于本车同一车道内的前方物体，并确定所述位于本车同一车道内的前方物体的类型及与本车的相对速度和相对距离；
根据所述位于本车同一车道内的前方物体的类型及与车辆的相对速度和相对距离，纵向控制单元控制本车的制动器、油门和转向装置执行自适应巡航或自动紧急制动。
可选择地，所述根据所述雷达探测信息和所述图像探测信息，主控制单元确认位于本车同一车道内的前方物体，并确定所述位于本车同一车道内的前方物体的类型及与本车的相对速度和相对距离，包括：在所述雷达探测信息中找到每一个前方物体，在所述图像探测信息中定位对应的前方物体、本车所在的车道线和本车与所在车道线间的距离，找到所述位于本车同一车道内的前方物体并确定其类型，根据所述图像探测信息和/或所述雷达探测信息确定其与本车的相对距离，根据所述雷达探测信息确定其与本车的相对速度。
可选择地，所述根据所述位于本车同一车道内的前方物体的类型及与车辆的相对速度和相对距离，纵向控制单元控制本车的制动器、油门和转向装置执行自适应巡航或自动紧急制动包括：所述主控制单元通过所述相对距离和所述相对速度预估碰撞时间，确认所述碰撞时间是否小于或等于预设的时间阈值，当所述碰撞时间小于或等于所述预设的时间阈值时，所述纵向控制单元才控制所述本车的制动器、油门和转向装置进行紧急制动。
可选择地，所述根据所述位于本车同一车道内的前方物体的类型及与车辆的相对速度和距离，纵向控制单元控制本车的制动器、油门和转向装置执行自适应巡航或自动紧急制动包括：如果前方物体的移动速度低于设定车速时，通过控制所述本车的制动器、油门和转向装置设定本车车速为前方物体的移动速度；如果所述前方物体的移动速度高于设定车速，所述本车保持设定车速行驶；如果所述前方物体的移动速度与设定车速相同，所述本车保持设定车速行驶。
可选择地，所述毫米波雷达传感器安装于本车前保险杠的中央位置，所述双目立体摄像头安装在本车前挡风玻璃的中心位置。
另一方面，提供了一种带有自动紧急制动的自适应巡航系统，所述系统包括毫米波雷达传感器、双目立体摄像头、主控制单元和纵向控制单元，其中
所述毫米波雷达传感器，用于获取本车前方物体的雷达探测信息；
所述双目立体摄像头，用于获取本车前方物体的图像探测信息；
所述主控制单元，用于根据所述雷达探测信息和所述图像探测信息确认位于本车同一车道内的前方物体，并确定所述位于本车同一车道内的前方物体的类型及与本车的相对速度和相对距离；
所述纵向控制单元，用于根据位于本车同一车道内的前方物体的类型及与车辆的相对速度和相对距离，控制本车的制动器、油门和转向装置执行自适应巡航或自动紧急制动。
可选择地，所述主控制单元根据所述雷达探测信息和所述图像探测信息确认位于本车同一车道内的前方物体，并确定所述位于本车同一车道内的前方物体的类型及与车辆的相对速度和相对距离，包括：在所述雷达探测信息中找到每一个前方物体，在所述图像探测信息中定位对应的前方物体、本车所在的车道线和本车与所在车道线间的距离，找到所述位于本车同一车道内的前方物体并确定其类型，根据所述图像探测信息和/或所述雷达探测信息确定其与本车的相对距离，根据所述雷达探测信息确定其与本车的相对速度。
可选择地，所述主控制单元，还用于通过所述相对距离和所述相对速度预估碰撞时间，确认所述碰撞时间是否小于或等于预设的时间阈值，当所述碰撞时间小于或等于所述预设的时间阈值时，所述纵向控制单元才控制所述本车的制动器、油门和转向装置进行紧急制动。
可选择地，所述纵向控制单元，还用于如果前方物体的移动速度低于设定车速时，通过控制所述本车的制动器、油门和转向装置设定本车车速为前方物体的移动速度；如果所述前方物体的移动速度高于设定车速，所述本车保持设定车速行驶；如果所述前方物体的移动速度与设定车速相同，所述本车保持设定车速行驶。
可选择地，所述毫米波雷达传感器安装于本车前保险杠的中央位置，所述双目立体摄像头安装在本车前挡风玻璃的中心位置。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果：
通过毫米波雷达传感器获取本车前方物体的雷达探测信息，双目立体摄像头获取本车前方物体的图像探测信息，并根据所述雷达探测信息和所述图像探测信息，主控制单元确认位于本车同一车道内的前方物体，并确定所述位于本车同一车道内的前方物体的类型及与本车的相对速度和相对距离，进而纵向控制单元控制本车的制动器、油门和转向装置执行自适应巡航或自动紧急制动，可以更准确的确定前方物体，使得汽车在低速行驶过程中更精确地实现自适应巡航功能和自动紧急制动功能；同时，实现方式简单，成本合适，系统稳定可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种带有自动紧急制动的自适应巡航方法的方法流程图；
图2是本发明实施例一提供的一种带有自动紧急制动的自适应巡航方法的结构正视图。
图3是本发明实施例一提供的双目立体摄像头探测范围和角度显示的车体俯视图。
图4是本发明实施例二提供的一种带有自动紧急制动的自适应巡航系统的结构示意图。
图5是本发明实施例二提供的一种带有自动紧急制动的自适应巡航系统的车体俯视图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
本实施例提供了一种带有自动紧急制动的自适应巡航方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤101：毫米波雷达传感器获取本车前方物体的雷达探测信息；
本步骤中的毫米波雷达传感器为77GHz毫米波雷达传感器，安装于本车前保险杠的中央位置，如图2所示，发射面朝外，天线辐射面平行于汽车前保险杠平面，对准的方向水平角度容许误差±2度，垂直角度容许误差±1度，以避免雷达监测角度的损失和保证毫米波雷达的正常工作。
具体地，毫米波雷达传感器通过向本车同一车道内的前方辐射电磁波，辐射区域覆盖横向+/-45方位角，纵向距离60米范围，辐射区域覆盖横向+/-15方位角，纵向距离150米范围，当辐射出去的电磁波在覆盖区域内遇到目标时，即会产生回波信号，通过回波信号便可探测前方物体距离本车的相对距离、相对速度和方位信息，得到雷达探测信息；同时，雷达传感器最多能同时探测64个动态及静态物体。
步骤102：双目立体摄像头获取本车前方物体的图像探测信息；
本步骤中双目立体摄像头安装在本车前风挡玻璃的中心位置，如图2所示，在中心位置左右的偏差必须小于5cm，以保证双目立体摄像头可以最大程度的实现图像探测功能。
具体地，双目立体摄像头通过42度的市场角度，探测本车前方0-120米的距离，如图3所示，得到两幅不同角度的图像，并直接对两幅图像视差进行计算，探测得到前方物体距离本车的相对距离及类型，其中，目标类型主要包括汽车、行人、自行车、三轮车、平板车、动物、障碍物等，通过对所有前方物体直接进行测量，避免出现漏检或误判情况，得到图像的探测信息。
步骤103：根据雷达探测信息和图像探测信息，主控制单元确认位于本车同一车道内的前方物体，并确定位于本车同一车道内的前方物体的类型及与本车的相对速度和相对距离；
在该步骤中，主控制单元通过控制器局域网络CAN(Controller Area Network)总线获得毫米波雷达的雷达探测信息，在雷达探测信息中找到每一个前方物体，在图像探测信息中定位对应的前方物体、本车所在的车道线和本车与所在车道线间的距离，找到位于本车同一车道内的前方物体并确定其类型，根据图像探测信息和/或雷达探测信息确定其与本车的相对距离，根据雷达探测信息确定其与本车的相对速度。
步骤104：根据位于本车同一车道内的前方物体的类型及与车辆的相对速度和相对距离，纵向控制单元控制本车的制动器、油门和转向装置执行自适应巡航或自动紧急制动；
进一步地，当自动紧急制动处于激活状态时，主控制单元通过相对距离和相对速度预估碰撞时间，即当前时刻到预计发生碰撞的时刻之间的时长，确认所述碰撞时间是否小于或等于预设的时间阈值，当所述碰撞时间小于或等于所述预设的时间阈值时，所述纵向控制单元才控制所述本车的制动器、油门和转向装置进行紧急制动。
当自适应巡航处于激活状态时，如果前方物体的移动速度低于设定车速时，通过控制本车的制动器、油门和转向装置设定本车车速为前方物体的移动速度；如果前方物体的移动速度高于设定车速，本车保持设定车速行驶；如果前方物体的移动速度与设定车速相同，本车保持设定车速行驶，缓解了驾驶员在低速驾驶情况下的驾驶疲劳。
本实施例提供的方法，通过毫米波雷达传感器获取本车前方物体的雷达探测信息，双目立体摄像头获取本车前方物体的图像探测信息，并根据雷达探测信息和图像探测信息，主控制单元确认位于本车同一车道内的前方物体，并确定位于本车同一车道内的前方物体的类型及与本车的相对速度和相对距离，进而纵向控制单元控制本车的制动器、油门和转向装置执行自适应巡航或自动紧急制动，可以更准确的确定前方物体，使得汽车在低速行驶过程中更精确地实现自适应巡航功能和自动紧急制动功能；同时，实现方式简单，成本合适，系统稳定可靠。
实施例二
本实施例提供了一种带有自动紧急制动的自适应巡航系统，如图4和图5所示，该系统具体包括：毫米波雷达传感器201、双目立体摄像头202、主控制单元203和纵向控制单元204；
毫米波雷达传感器201，用于获取本车前方物体的雷达探测信息；
双目立体摄像头202，用于获取本车前方物体的图像探测信息；
主控制单元203，用于根据雷达探测信息和图像探测信息确认位于本车同一车道内的前方物体，并确定位于本车同一车道内的前方物体的类型及与本车的相对速度和相对距离；
具体地，在雷达探测信息中找到每一个前方物体，在图像探测信息中定位对应的前方物体、本车所在的车道线和本车与所在车道线间的距离，找到位于本车同一车道内的前方物体并确定其类型，根据图像探测信息和/或雷达探测信息确定其与本车的相对距离，根据雷达探测信息确定其与本车的相对速度；
纵向控制单元204，用于根据位于本车同一车道内的前方物体的类型及与车辆的相对速度和相对距离，控制本车的制动器、油门和转向装置执行自适应巡航或自动紧急制动。
作为上述系统的优选，主控制单元203，还用于当自动紧急制动处于激活状态时，通过相对距离和相对速度预估碰撞时间，确认碰撞时间是否在碰撞时间阈值内，只有碰撞时间在碰撞时间阈值内，纵向控制单元才控制本车的制动器、油门和转向装置进行紧确认所述碰撞时间是否小于或等于预设的时间阈值，当所述碰撞时间小于或等于所述预设的时间阈值时，所述纵向控制单元才控制所述本车的制动器、油门和转向装置进行紧急制动。
纵向控制单元204，还用于当自适应巡航处于激活状态时，如果前方物体的移动速度低于设定车速时，通过控制本车的制动器、油门和转向装置设定本车车速为前方物体的移动速度；如果前方物体的移动速度高于设定车速，本车保持设定车速行驶；如果前方物体的移动速度与设定车速相同，本车保持设定车速行驶。
毫米波雷达传感器201安装于本车前保险杠的中央位置，双目立体摄像头202安装在本车前挡风玻璃的中心位置。
本实施例提供的系统，通过毫米波雷达传感器获取本车前方物体的雷达探测信息，双目立体摄像头获取本车前方物体的图像探测信息并根据雷达探测信息和图像探测信息，主控制单元确认位于本车同一车道内的前方物体，并确定位于本车同一车道内的前方物体的类型及与本车的相对速度和相对距离，进而纵向控制单元控制本车的制动器、油门和转向装置执行自适应巡航或自动紧急制动，可以更准确的确定前方物体，使得汽车在低速行驶过程中更精确地实现自适应巡航功能和自动紧急制动功能；同时，实现方式简单，成本合适，系统稳定可靠。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带有自动紧急制动的自适应巡航方法，其特征在于，所述方法包括：
毫米波雷达传感器获取本车前方物体的雷达探测信息；
双目立体摄像头获取本车前方物体的图像探测信息；
根据所述雷达探测信息和所述图像探测信息，主控制单元确认位于本车同一车道内的前方物体，并确定所述位于本车同一车道内的前方物体的类型及与本车的相对速度和相对距离；
根据所述位于本车同一车道内的前方物体的类型及与车辆的相对速度和相对距离，纵向控制单元控制本车的制动器、油门和转向装置执行自适应巡航或自动紧急制动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述雷达探测信息和所述图像探测信息，主控制单元确认位于本车同一车道内的前方物体，并确定所述位于本车同一车道内的前方物体的类型及与本车的相对速度和相对距离，包括：在所述雷达探测信息中找到每一个前方物体，在所述图像探测信息中定位对应的前方物体、本车所在的车道线和本车与所在车道线间的距离，找到所述位于本车同一车道内的前方物体并确定其类型，根据所述图像探测信息和/或所述雷达探测信息确定其与本车的相对距离，根据所述雷达探测信息确定其与本车的相对速度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述位于本车同一车道内的前方物体的类型及与车辆的相对速度和相对距离，纵向控制单元控制本车的制动器、油门和转向装置执行自适应巡航或自动紧急制动包括：所述主控制单元通过所述相对距离和所述相对速度预估碰撞时间，确认所述碰撞时间是否小于或等于预设的时间阈值，当所述碰撞时间小于或等于所述预设的时间阈值时，所述纵向控制单元才控制所述本车的制动器、油门和转向装置进行紧急制动。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述位于本车同一车道内的前方物体的类型及与车辆的相对速度和距离，纵向控制单元控制本车的制动器、油门和转向装置执行自适应巡航或自动紧急制动包括：如果前方物体的移动速度低于设定车速时，通过控制所述本车的制动器、油门和转向装置设定本车车速为前方物体的移动速度；如果所述前方物体的移动速度高于设定车速，所述本车保持设定车速行驶；如果所述前方物体的移动速度与设定车速相同，所述本车保持设定车速行驶。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述毫米波雷达传感器安装于本车前保险杠的中央位置，所述双目立体摄像头安装在本车前挡风玻璃的中心位置。
6.一种带有自动紧急制动的自适应巡航系统，其特征在于，所述系统包括毫米波雷达传感器、双目立体摄像头、主控制单元和纵向控制单元，其中
所述毫米波雷达传感器，用于获取本车前方物体的雷达探测信息；
所述双目立体摄像头，用于获取本车前方物体的图像探测信息；
所述主控制单元，用于根据所述雷达探测信息和所述图像探测信息确认位于本车同一车道内的前方物体，并确定所述位于本车同一车道内的前方物体的类型及与本车的相对速度和相对距离；
所述纵向控制单元，用于根据位于本车同一车道内的前方物体的类型及与车辆的相对速度和相对距离，控制本车的制动器、油门和转向装置执行自适应巡航或自动紧急制动。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述主控制单元，用于根据所述雷达探测信息和所述图像探测信息确认位于本车同一车道内的前方物体，并确定所述位于本车同一车道内的前方物体的类型及与车辆的相对速度和相对距离，包括：在所述雷达探测信息中找到每一个前方物体，在所述图像探测信息中定位对应的前方物体、本车所在的车道线和本车与所在车道线间的距离，找到所述位于本车同一车道内的前方物体并确定其类型，根据所述图像探测信息和/或所述雷达探测信息确定其与本车的相对距离，根据所述雷达探测信息确定其与本车的相对速度。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述主控制单元，还用于通过所述相对距离和所述相对速度预估碰撞时间，确认所述碰撞时间是否小于或等于预设的时间阈值，当所述碰撞时间小于或等于所述预设的时间阈值时，所述纵向控制单元才控制所述本车的制动器、油门和转向装置进行紧急制动。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述纵向控制单元，还用于如果前方物体的移动速度低于设定车速时，通过控制所述本车的制动器、油门和转向装置设定本车车速为前方物体的移动速度；如果所述前方物体的移动速度高于设定车速，所述本车保持设定车速行驶；如果所述前方物体的移动速度与设定车速相同，所述本车保持设定车速行驶。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述毫米波雷达传感器安装于本车前保险杠的中央位置，所述双目立体摄像头安装在本车前挡风玻璃的中心位置。
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