CN106379309B - 自适应巡航控制系统的操作方法和系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于操作主车辆的自适应巡航控制系统的系统和方法。所述方法包括从多个传感器接收所测量数据，其中所测量数据涉及主车辆的视野中的一辆或多辆目标车辆。所述方法进一步包括基于所测量数据产生每辆目标车辆的跟随分数并且基于跟随分数控制主车辆响应。

Description

自适应巡航控制系统的操作方法和系统

技术领域

本发明总体涉及用于车辆的巡航控制系统，具体涉及适应周围车辆的行使特性的巡航控制系统。

背景技术

自适应巡航控制系统(有时被称为一种自主的、主动的或智能的巡航控制系统)类似于传统的巡航控制，但是其使用额外的感测设备来检测其他物体，例如在驾驶员的车辆前面并与其处于同一车道上的目标车辆。例如，当驾驶员在自适应巡航控制系统的控制下将车辆速度设为60英里/每小时(“mph”)，且车辆接近在同一车道上以较慢速度行驶的车辆时，自适应巡航控制系统会使车辆减速。首先，自适应巡航控制系统使用油门和制动控制来降低主车辆的速度。然后，自适应巡航控制系统控制主车辆的速度，以在主车辆与目标车辆之间保持特定的距离。该特定距离基于驾驶员的选择、感测到的天气状况、感测到的道路状况和其他因素。自适应巡航控制系统将主车辆的速度控制在小于1)保持该特定距离所需的速度与2)驾驶员设定的速度之间。然而，在目标车辆的行使不规律时(例如，频繁的制动和速度变动)时，主车辆开始通过不停地减速和加速来模仿不良的行使行为，这会带来非期望的驾驶体验。

发明内容

根据一个实施例，提供了一种用于操作主车辆的自适应巡航控制系统的方法和系统。该方法包括接收从多个传感器测得的数据，其中测得的数据涉及主车辆视野中的一台或多台目标车辆。该方法进一步包括基于测得的数据生成各目标车辆的跟随分数，并基于跟随分数控制主车辆的反应。

根据另一个实施例，提供了一种用于车辆的控制系统。该系统包括多个被配置成测量涉及主车辆视野中的一台或多台目标车辆的数据的车辆传感器以及被配置成接收涉及各目标车辆的测得数据、基于测得的数据为各目标车辆生成跟随分数并基于跟随分数控制主车辆反应的控制模块。

附图说明

将在下文中结合附图对优选的示例性实施例进行描述，其中相同的标记表示相同的元件，其中：

图1是示出了能够利用本文所公开的方法的通信系统的实施例的框图；

图2示出了相对于三台目标车辆的主车辆；以及

图3是示出了本文所公开的方法的示例性实施例的流程图。

具体实施方式

下文描述的系统和方法针对具有智能自主行使控制的自适应巡航控制系统。该系统采用一种基于主车辆视野中的目标车辆的行为生成跟随分数的算法。跟随分数为基于使用车载车辆传感器测得的参数的度量，其区分正常目标车辆行使行为和不良目标车辆行使行为。跟随分数可为定量或定性分数，其类似于等级或评级，代表了特定目标车辆的行使行为。基于各目标车辆的跟随分数，对自适应巡航控制系统的操作设定进行调整，以弥补主车辆视野中一台或多台目标车辆的行使行为。

系统-

参照图1和图2，示出了具有通信系统12的主车辆10的示例性实施例的示意图，其中通信系统12包括具有智能自主控制(IAC)模块14的自适应巡航控制(ACC)系统，智能自主控制(IAC)模块14被配置成自主或自动地弥补主车辆视野内一台或多台目标车辆的行使行为。主车辆10在所示实施例中示出为客车，但是应当理解的是，也可使用任何其他车辆，包括摩托车、卡车、运动型多功能车(SUV)、休闲车(RV)、半卡车等等。系统12还可包括任何数量的不同硬件组件和其他装置，包括各种类型的传感器16和多个车辆控制模块18(例如，发动机控制模块20、转向控制模块22和致动控制模块24)。

传感器15可以包括但不限于用于对主车辆10的前面或侧面的区域进行扫描、检查或评估等操作的车载传感器。根据图1中的非限制性示例，车载传感器16包括不同类型的照相机，并且可以安装在任何合适的前视位置或方位。传感器16还包括前视物体检测传感器，以监测周围环境。这些传感器包括但不限于RADAR系统、LIDAR系统、近场感应系统、照相机和视频识别系统、或者能够执行所述功能的任何其他类型的感应系统。在一个实施例中，传感器16检测主车辆10(例如目标车辆TA、TB和TC)前面的物体，并且也可以检测侧面和后面的物体。因此，传感器16可以包括遍布整个车辆10的各种子部件，以便执行所述功能。图2示出了在主车辆的视野内有三辆目标车辆的布置。本领域普通技术人员理解的是，所示出的目标车辆的数量是示例性的，并且出于解释的目的而限制为三辆。然而，本文所公开的系统具有监测在主车辆的视野内的任意数量车辆的能力。

除了检测物体的存在之外，传感器16还可以客观地或者相对于主车辆10确定目标车辆TA、TB和TC的速度，并且可以确定主车辆10与目标车辆TA、TB和TC之间的距离。与目标车辆TA、TB和TC相对于主车辆10的速度一起，系统可以随后确定车辆10与目标车辆TA、TB和TC之间的时间差。时间差是主车辆10前方的行进物体的后部与主车辆10的前部之间的时间估计量，假设当前车辆速度。因此，五秒的时间差表示的是，如果行进物体将要通过马路上的特定位置，则车辆10的前部将会在物体的后部处于该位置五秒之后到达该位置。对于各目标车辆，传感器16还可以确定与目标车辆10相关的行驶车道、纵向和横向距离和距离变化率(即，纵向和横向距离发生变化的速率)、转向和刹车灯行为以及与周围交通状况相关的速度和路面速度。

在某些实施例中，传感器16是模块的一部分并且可以在内部执行感应操作和计算操作，而其他传感器可以将信息和读数提供给车辆10的其他部件，其中包括IAC模块14。在这样的实施例中，IAC 14或其他部件可以执行操作来独立地确定时间差和其他方面的距离信息。附加的传感器可以用于进一步评估主车辆10周围的区域，包括主车辆侧面和后面的区域。除了以上所述的那些之外，还可以使用其他已知的传感器和感应技术，或者也可以使用其他已知的传感器和感应技术来替代以上所述的那些，这是因为本系统和方法并不限于任何特定的传感器类型。

IAC模块14可以与传感器16、车辆控制模块18和/或主车辆10上的任何其他部件、装置、模块、系统等进行通信，并且其可以用于进行一些、大多数或者甚至全部电子指令或有助于构成本文所述的本方法的步骤。IAC模块14可以是能够处理电子指令的任何类型的装置，并且可以包括一个或多个处理装置，其包括处理器、微处理器、微控制器、主处理器、控制器、车辆通信处理器和专用集成电路(ASIC)，仅列出一些可能性。IAC模块14可以执行各种类型的数字存储指令，例如存储在存储装置的软件或固件程序，其能够实现各种车辆功能的控制。

列举几种可能性，取决于特定实施例，IAC模块14可以是独立电子控制器(例如，将传感器和控制器两者结合至单个封装中的预封装传感器控制器、物体检测控制器、安全控制器等)、可以结合或包括在另一车辆电子模块(例如，自动驾驶模块、主动安全控制模块、制动控制模块、转向控制模块、发动机控制模块等)中，或可以是较大网络或系统(例如，自动驾驶系统、车道偏离报警系统、主动安全系统、牵引控制系统(TCS)、电子稳定性控制(ESC)系统、防抱死制动系统(ABS)等)的部分。因此，IAC模块14不限于任何特定实施例或布置，并且可以由本方面使用来检测和/或跟踪主车辆的视野内的目标车辆。

在一个实施例中，IAC模块14获取或收集从每辆目标车辆TA、TB和TC的传感器16测量的数据并且将所述数据存储到不同账户中。也可以使用来自位于整个车辆中的其他传感器和装置的数据和信息。只要目标车辆保持在主车辆的视野中，又称为简档的每个账户维持由在预定时间周期(例如，300秒钟)内收集的数据组成的缓冲器。账户或简档或仅仅其部分可以如本领域中已知的电子数据结构的形式实施或维持。主车辆的视野中的车辆被视为目标车辆并且可以在检测在主车辆的视野中时被给定跟随分数。根据一个潜在实施例，每辆目标车辆TA、TB和TC最初被指定最大可能跟随分数。例如，如果跟随分数范围是100至0，其中在跟随所述目标车辆并同时使用自动巡航控制系统的期望性方面，100反映最佳可能驾驶行为且0反映最差可能驾驶行为，那么每辆目标车辆可以开始于最大可能跟随分数100。可以使用其他实施例，其中初始跟随分数是中间分数(例如，50)、最小可能分数或某个其他默认或起始值。

IAC模块14可以包括代表或对应于良好、不良驾驶行为的预定保存图案的集合。这些图案被编程并且被存储在IAC模块14中，且可以基于所测量数据而推断或确定。不良驾驶行为包括(例如)频繁的和/或规则的强制加速和减速、不一致的速度、具有/不具有转弯信号时的突然变道、与速度限制不一致的速度状况、车道偏离等。每个预定存储图案可以被指定负分数值，其与不良驾驶行为的所感知严重性或本质是相称的。例如，最不严重驾驶图案P1可以具有-10的分数，而最严重驾驶图案PN可以具有-80的分数。本领域一般技术人员了解到，本文提供的比例和范围是示例性的并且在不脱离所公开方法的范围的情况下可以不断改变。可以应用用于“加权”分数的其他技术。

IAC模块14被配置成将每个目标车辆简档与所存储的图案相比较，以执行其他驾驶行为分析或其某些组合。在一个特定实施例中，将图案与收集在每辆目标车辆简档缓冲器中的所积累的测量数据相比较。一旦检测到传感器的视野内的目标车辆便可立即开始比较缓冲器与所存储的图案。检测特定图案所消耗的时间取决于潜在行为。例如，可以基于极少所测量数据确定某个不良或非期望驾驶行为，而其他行为可能需要更多数据以识别并且确认特定图案。可以通过任何数量的图案检测、辨识和/或本领域技术人员已知的其他方式来实现比较。在一个实施例中，预定保存图案是以单个或多维数据结构(诸如查找表或阵列)的形式存储在数据库中。一旦IAC模块14检测到所测量数据(即，实际驾驶行为)与所保存图案之间的匹配，便可以根据所识别的保存驾驶图案和它们的对应分数来减除跟随分数。换句话说，通过与所识别的图案相关联的负分数来降低目标车辆的总跟随分数。每辆目标车辆的跟随分数不断更新。IAC模块14不断缓冲所测量数据并比较该数据与所保存的图案。因此，可以对主车辆的视野中的车辆行为立即响应。

在一个实施例中，可以调整目标车辆的跟随分数使得低跟随分数随时间而增加。例如，如果缺少不良驾驶行为持续预定时间周期(例如，5分钟)或如果检测到良好或期望驾驶行为，那么跟随分数可以递增。

通常地，IAC模块14包括校准文件，其是限定给予致动车辆控制模块(诸如发动机控制模块20、转向控制模块22和制动控制模块24)的命令的设置文件。命令可以帮助管理自适应巡航控制系统并且可包括加速和减速值，并且取决于输入参数(诸如主车辆速度、目标车辆速度、目标车辆范围和范围速率、天气和道路状况等)。校准文件还可以确定输入参数的权重以确定输出参数或命令。在传统的自适应巡航控制系统中，存在响应于目标车辆的行为而管理主车辆的行为(即，加速和减速值)的一个校准文件。然而，所公开自适应巡航控制系统实施智能自主驾驶控制，其中IAC模块14可以包括基于目标车辆的驾驶行为而选择的多个响应和/或校准文件。更具体地，IAC模块14基于目标车辆的跟随分数配置有预定义响应和校准设置。

例如，可以存在用于正常、适中和保守驾驶行为的预定校准设置。另外，还可以存在涉及各种类型的跟随分数或驾驶图案(诸如当基于目标车辆的停止和通行行为检测到交通堵塞时的时间内的平稳跟随校准)的校准设置或当相同车道中的目标车辆是以强制加速和减速驾驶时的解耦校准设置。另一校准设置可以涉及时间间隙调整，其中时间间隙作为时间的函数而不是作为常数而变化。例如，在时间间隙是1秒钟的案例中，时间间隙可以作为一些变量的函数而非常数来响应，使得当车辆在高加速的周期期间出发时，时间间隙可以被临时设置为1.5秒钟直至其中可更容易维持时间间隙的某个速度为止。相同原理可以应用于跟随分数，使得时间间隙或某个其他自适应巡航控制参数是跟随分数的函数并且相应地随着跟随分数变化而变化。可以从最细微响应到最显著响应来对预定义响应和校准设置中的每一个进行定级。

在一个实施例中，根据跟随分数阈值实施由IAC模块14实施的补救措施。例如，可以存在与变道建议相关联的跟随分数阈值以及与作出自主变道相关联的另一阈值。换句话说，可以存在与预定义响应和校准设置中的每一个相关联的阈值跟随分数。

方法-

图3说明了用于控制具有智能自主驾驶控制的自适应巡航控制系统的方法300。在步骤302处，测量来自多个车辆传感器16的数据。传感器16收集涉及在主车辆10的视野中的目标车辆TA、TB和TC的数据。数据被收集并且被存储在被指定用于每辆目标车辆的缓冲器中。只要目标车辆保持在主车辆的视野中，数据便被累积在缓冲器中。传感器16被配置成检测包括以下项的各种参数：每辆目标车辆相对于主车辆的驾驶车道、主车辆与每辆目标车辆之间的纵向或侧向范围和范围速率、每辆目标车辆的转弯和制动灯的频率以及每辆目标车辆相对于周围交通和道路速度的速度。还可以收集其他车辆数据(例如，主车辆速度和加速度等)。

在步骤304处，为主车辆的视野中的每辆目标车辆创建简档。在步骤306处，最初将跟随分数指定给每辆目标车辆简档。在一个实施例中，所指定跟随分数等于最大驾驶分数(例如，100)，其代表在使用自适应巡航控制系统跟随期望目标车辆方面正确驾驶的车辆。

在步骤308处，IAC模块14比较每个简档中由传感器16测量的数据与更具体的每个简档缓冲器中的数据、涉及不良驾驶行为的预定保存图案。如果检测到所测量数据与任何预定图案之间的关联，那么在步骤310处将与所识别图案相关联的负分数应用于相关目标车辆的跟随分数。每当识别关联时；将相关跟随分数更新并且将其降低所述特定所识别图案的值。如先前提及，跟随分数可在此步骤期间当检测到良好驾驶行为或期望驾驶图案时增加。

除不良驾驶行为的预定图案以外，IAC模块14还基于跟随分数存储预定义响应。响应可呈为所述期望特定所识别行为定做或定制的校准设置的形式。响应被设计成在舒适度和安全性方面优化主车辆驾驶体验。在步骤312处，IAC模块14通过将命令信号传输至车辆控制模块18(诸如发动机控制模块20、转向控制模块22和制动控制模块24)来执行对应响应。响应包括(不限于)对加速和减速设置、跟随距离校准、变道请求和打开变道速度设置的调整。所述方法甚至更有可能比较两辆或更多辆目标车辆的跟随分数并且基于所述比较的结果而采取适当措施(例如，执行自动变道)或向用户作出建议。

在其中跟随分数具有定性本质的不同实施例中，所述方法可以开始于将默认定性跟随分数指定给主车辆的视野中的每辆目标车辆。考虑其中存在若干可能的定性跟随分数(例如，最佳、良好、正常、不良、最差等)的实例，最初可以将最高或最期望的定性分数(以上实例中的最佳)指定给每辆目标车辆。每当检测到负或非期望驾驶图案时，诸如通过取决于所检测驾驶行为的严重性和本质降低分数或一个或多个定性级别可以因此减小所述特定目标车辆的定性跟随分数。某些非期望驾驶图案仅仅可以导致一个级别或增量的定性减小，而其他更极端驾驶行为可以导致多级减小。其他实施例当然也是可行的。

应该理解，以上描述并非是对本发明的限定，而是对本发明的一个或多个优选示例性实施例的描述。本发明不限于本文公开的特定实施例，而是由下面的权利要求书来唯一限定。另外，包括在以上描述中的声明涉及特定实施例，并且不能解释为限制本发明的范围或限定权利要求书中所使用的术语，除非术语或措词在上面进行了明确限定。各个其他实施例和对所公开实施例的各种改变以及修改对本领域技术人员而言将是显而易见的。例如，步骤的具体组合和次序仅仅是一种可能性，因为本方法可以包括具有少于、多于或不同于此处示出的步骤的步骤的步骤组合。所有这样的其他实施例、改变和修改均旨在属于所附权利要求书的范围。

如本说明书和权利要求书中所使用，属于“例如”、“例如(e.g.)”、“比如”、“诸如”和“等”以及动词“包含”、“具有”、“包括”和它们的其他动词形式在结合一个或多个部件或其他项目的列表使用时，各自被解释为开放式，意指所述列表不应被视为排除其他、另外的部件或项目。其他术语是使用它们的最广泛的合理含义来解释，除非它们用于要求有不同解释的上下文中。

Claims (13)

1.一种操作主车辆的自适应巡航控制系统的方法，所述方法包括以下步骤：

从多个传感器接收所测量数据，其中所述所测量数据涉及所述主车辆的视野中的一辆或多辆目标车辆；

基于所述所测量数据生成一辆或多辆目标车辆的跟随分数，其中，在配备有自适应巡航控制系统的主车辆中，所述跟随分数表示特定目标车辆的驾驶行为并且指示所述主车辆跟随所述目标车辆的期望性；以及

基于所述跟随分数控制主车辆响应。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个传感器是被配置成检测以下一项或多项的前视车辆安装式传感器：每辆目标车辆相对于所述主车辆的驾驶车道、所述主车辆与每辆目标车辆之间的纵向或侧向范围和范围速率、每辆目标车辆的转弯和制动灯的频率以及每辆目标车辆相对于周围交通或告示速度限制的速度。

3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括从所述多个传感器收集数据并且将所述数据在简档缓冲器中存储一段预定的时间。

4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括为所述主车辆的视野中的所述一辆或多辆目标车辆创建简档。

5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括比较所述一辆或多辆目标车辆的所述所测量数据和与某些类型的驾驶行为相关联的预定图案。

6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括如果识别目标车辆的所述所测量数据与和非期望的驾驶行为相关联的所述预定图案之间的相互关系，则降低所述特定目标车辆的跟随分数。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述目标车辆的跟随分数是定量的并且被指定给与非期望驾驶行为相关联的所识别预定图案的值减少。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述目标车辆的跟随分数是定性的并且由指定给与非期望驾驶行为相关联的所识别预定图案的增量来减少。

9.根据权利要求6所述的方法，其中所述跟随分数最初指定有理想分数，并且每个预定图案具有的负分数一旦在不良驾驶行为的所述预定图案被识别后，便应用至所述跟随分数。

10.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述跟随分数控制所述主车辆响应包括基于所述跟随分数开始预定义响应和/或校准设置。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述主车辆响应包括基于所述跟随分数增加所述主车辆与所述目标车辆之间的时间间隙。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述主车辆响应包括向所述主车辆驾驶员推荐变道或自主地执行变道。

13.一种用于车辆的控制系统，所述系统包括：

多个车辆传感器，其被配置成测量涉及主车辆的视野中的一辆或多辆目标车辆的数据；

自适应巡航控制系统，其被配置成：

接收涉及所述一辆或多辆目标车辆的所测量数据；

基于所述所测量数据生成所述一辆或多辆目标车辆的跟随分数，其中，在配备有自适应巡航控制系统的主车辆中，所述跟随分数表示特定目标车辆的驾驶行为并且指示所述主车辆跟随所述目标车辆的期望性；以及

基于所述跟随分数控制主车辆响应。