CN107031535A - 车辆控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种车辆控制装置及方法。一种用于控制车辆控制装置的方法包括以下步骤：测量车辆速度，以测量车辆的第一车辆速度和第二车辆速度；计算误差率，以使用在测量所述车辆速度的步骤中测得的所述第一车辆速度和所述第二车辆速度来计算车辆速度的误差率；以及校正车辆速度，以通过基于在计算所述误差率的步骤中计算的所述误差率计算所述车辆的第三车辆速度来校正所述车辆的速度。

Description

车辆控制装置及方法
技术领域
本公开的实施方式涉及车辆控制装置和车辆控制方法，且更具体地，涉及一种用于使用图像信息来校正车辆速度并且确定车轮异常的车辆控制装置及方法。
背景技术
随着车辆的引擎性能的提高，车辆的行驶速度也已提高。因此，各种电子控制系统(ECS)被安装在车辆中以用于提高行驶稳定性和获得制动稳定性。
ECS包括防止在制动期间车轮打滑的防抱死制动系统(以下，被称作ABS)、防止在突然的非预期加速期间车轮打滑的牵引力控制系统(以下，被称作TCS)以及ABS和TCS被混合以稳定地维持车辆的行驶姿势的电子稳定性控制(以下，被称作ESC)等。
这种ECS使用测量行驶车辆的速度的车轮速度传感器以实现适当的控制性能。
车轮速度传感器通过在音轮(tone wheel)被安装在车轮处并且被配置成随着车轮的转动而转动时产生的脉冲信号的周期来测量车辆的速度。音轮具有被形成在圆形板上的多个齿或孔，或者具有光从其中穿过的圆柱形形状，并且使用在光穿过齿或孔时与在光不穿过齿或孔时之间的差异产生脉冲。在车辆的情况下，通过脉冲信号测量车轮的转动速度(即，车辆的速度)。
然而，这种车轮速度传感器在以下方面具有不便之处：当车辆的车轮破损或用另一车轮替换该车轮时、当与其正常状态相比，被安装在车轮处的轮胎的压力较高或较低时或者当轮胎破损时，车辆的速度被测量为不同于车辆的实际速度。
[现有技术]
[专利文献]
韩国专利公开No.10-2005-0100990
发明内容
因此，本公开的一方面在于提供一种用于使用图像信息校正车辆速度的车辆控制装置及方法。
另外，本公开的另一方面在于提供一种用于使用图像信息确定车轮异常的车辆控制装置及方法。
本公开的附加方面将在下面的描述中被部分地阐述，并且根据描述将部分地变得显而易见，或者可以从本公开的实践中习得。
根据本发明的一方面，一种车辆控制方法包括以下步骤：测量车辆速度，以测量车辆的第一车辆速度和第二车辆速度；计算误差率，以使用在测量所述车辆速度的步骤中测得的所述第一车辆速度和所述第二车辆速度来计算车辆速度的误差率；以及校正车辆速度，以通过基于在计算所述误差率的步骤中计算的所述误差率计算所述车辆的第三车辆速度来校正所述车辆的速度。
该方法还可以包括以下步骤：确定车轮异常，以通过将在校正所述车辆速度的步骤中计算的所述第三车辆速度与所述第一车辆速度进行比较来确定所述车辆的车轮异常。
所述第一车辆速度可以是由车轮速度传感器测得的所述车辆的速度，并且所述第二车辆速度可以是由相机拍摄的图像相对于所述车辆的相对速度。
所述误差率可以与所述第一车辆速度和所述第二车辆速度之和成正比，并且与所述第一车辆速度成反比。
所述第三车辆速度可以与所述第一车辆速度和在参考值与所述误差率之间的差值成正比。
所述第二车辆速度可以是基于由相机拍摄的图像的一部分的占用像素的增加的数量的相对于所述车辆的相对速度。
所述第二车辆速度可以是基于由相机拍摄的图像的一部分的占用像素的运动程度的相对于所述车辆的相对速度。
该方法还可以包括以下步骤：使用所计算的第三车辆速度来校正所述第一车辆速度。
所述第一车辆速度可以包括各个车轮速度；计算所述误差率的步骤可以包括：使用被包括在所述第一车辆速度和所述第二车辆速度中的各个车轮速度来多次计算所述车辆速度的所述误差率；并且计算所述误差率的步骤可以包括：基于在计算所述误差率的步骤中计算的多个误差率来多次计算所述车辆的所述第三车辆速度。
根据本发明的另一方面，一种车辆控制装置包括：相机，所述相机被配置成拍摄车辆的行驶图像；多个车轮速度传感器，所述多个车轮速度传感器被安装在所述车辆的各个车轮处；以及控制器，所述控制器被配置成使用由所述相机获取的所述行驶图像和所述车轮速度传感器的检测结果来校正多个车轮速度，其中，所述控制器包括：相对速度计算器，所述相对速度计算器被配置成使用由所述相机拍摄的所述行驶图像来计算所述车辆的相对速度；误差率计算器，所述误差率计算器被配置成使用所述相对速度和各个所述车轮速度来计算所述车轮速度的误差率；以及车辆速度校正器，所述车辆速度校正器被配置成基于所述误差率来校正各个所述车轮速度。
所述控制器还可以包括：车轮异常确定单元，所述车轮异常确定单元被配置成分别将由所述多个车轮速度传感器检测的所述车轮速度与所校正的车轮速度进行比较以确定车轮异常。
所述相对速度计算器可以基于由所述相机拍摄的所述图像的一部分的占用像素的增加的数量来计算所述车辆的所述相对速度；所述误差率计算器可以计算所述车辆的所述误差率，使得所述误差率与车辆速度和所述相对速度成正比，并且与所述车辆速度成反比；并且所述车辆速度校正器可以基于与所述车辆速度和在参考值与所述误差率之间的差值成正比的校正车辆速度来校正各个所述车轮速度。
附图说明
结合附图根据下面对实施方式的描述，本发明的这些和/或其它方面将变得明显并且更易于被理解，其中：
图1是例示根据本发明的实施方式的车辆控制装置的框图。
图2例示了根据本发明的实施方式的用于表示相机图像的一部分的占用像素的增加的数量的相机图像。
图3例示了根据本发明的实施方式的用于表示相机图像的一部分的占用像素的运动程度的相机图像。
图4是例示根据本发明的实施方式的车辆控制方法的流程图。
图5是例示根据本发明的实施方式的车辆控制装置的框图。
图6是例示根据本发明的实施方式的车辆控制方法的流程图。
[附图标记]
110：感测单元
120：图像获取单元
130：控制器
131：相对速度计算器
132：误差率计算器
133：车辆速度校正器
具体实施方式
在本说明书中描述的实施方式和附图中例示的配置仅是所公开的本公开的示例性示例。本公开涵盖在提交本申请时能够替代本文中的实施方式和附图的各种修改。
以下，将参照本公开的一种实施方式具体描述用于校正车辆速度的车辆控制装置。
如图1所例示，根据本公开的一种实施方式的车辆控制装置包括传感器110、图像获取单元120和控制器130。
传感器110检测车辆速度。
传感器110可以检测车轮速度并且将检测结果传送给控制器130。
传感器110可以包括被安装在车轮处以检测车轮速度的车轮速度传感器。
车轮速度传感器可以包括音轮和感测单元，该音轮被安装在车辆的车轮处并且被配置成与车轮一起转动，该感测单元测量在音轮转动时产生的脉冲信号的周期。
图像获取单元120获取车辆的行驶图像。
图像获取单元120可以将车辆的行驶图像传送给控制器130。
图像获取单元120可以包括被安装在车辆处以用于获取车辆的行驶图像的相机。
相机可以将车辆的行驶图像传送给控制器130。
相机可以将车辆的行驶图像与像素信息一起传送给控制器130。
像素信息可以包括在一个帧中所包括的像素的数量和像素之间的相对距离。
相机可以将关于帧之间的时间间隔的信息传送给控制器130。
用于在一般车辆中安装的黑匣子的相机可以被用作该相机。
控制器130使用由传感器110检测的检测结果以及由图像获取单元120获取的行驶图像来校正车辆速度。
控制器130包括相对速度计算器131、误差率计算器132和车辆速度校正器133。
相对速度计算器131使用由图像获取单元120拍摄的行驶图像来计算相对车辆速度。
相对速度计算器131可以使用该相机的像素信息来计算相对车辆速度。
相对速度计算器131可以基于相机的行驶图像的一部分的占用像素的增加或减少的数量来计算相对车辆速度。
相对速度计算器131可以在相机的行驶图像为前图像时，基于占用像素的增加的数量来计算相对车辆速度，并且可以在相机的行驶图像为后图像时，基于占用像素的减少的数量来计算相对车辆速度。
当车辆向后移动时，可以在行驶图像为车辆的前图像时，基于占用像素的减少的数量来计算相对车辆速度，并且可以在行驶图像为车辆的后图像时，基于占用像素的增加的数量来计算相对车辆速度。
相对速度计算器131可以基于行走机构(running gear)的位置来确定车辆是向前行驶还是向后行驶。
如图2所例示，相对速度计算器131可以基于相机图像的一部分的占用像素的增加的数量来计算相对车辆速度。
相对速度计算器131可以使用式1来计算相对车辆速度。
[式1]
相对车辆速度＝(Δ像素/Δt)×K
Δ像素：占用像素的变化程度
Δt：时间变化
K：基于相机特性的调节变量
基于相机特性的调节变量K为由相机和车辆的规格确定的固定常数。
例如，当在第100帧中标志牌的占用像素的数量为4、在第200帧中标志牌的像素的数量为16、100个帧的时间间隔为0.1秒并且基于相机特性的调节变量K为0.5时，相对车辆速度被计算为60m/s。
这里，由于相对车辆速度为相对于物体的相对车辆速度而不是车辆本身的速度，因此相对车辆速度具有负值。
另外，如图3所例示，相对速度计算器131可以基于相机图像的一部分的占用像素的运动(movement，移动)程度来测量相对车辆速度。
当相对速度计算器131基于占用像素的运动程度来测量相对车辆速度时，式1中的Δ像素被定义为占用像素的运动程度而不是占用像素的变化程度。
当式1中的Δ像素被定义为占用像素的运动程度而不是占用像素的变化程度时，也可以调整基于相机特性的调节变量K。
例如，当在第100帧和第120帧中交通车道的占用像素的运动程度为2、20个帧的时间间隔为0.02秒并且基于相机特性的调节变量K为0.6时，相对车辆速度被计算为60m/s。
相对速度计算器131可以被包括在图像获取单元120中。
误差率计算器132使用相对速度和车辆速度来计算车辆速度的误差率。
误差率计算器132可以使用式2来计算车辆速度的误差率。
[式2]
误差率＝(相对速度+车辆速度)/车辆速度
例如，当相对车辆速度为-30m/s并且车辆速度为20m/s时，误差率为-0.5。
车辆速度校正器133基于该误差率来校正车辆速度。
车辆速度校正器133可以使用式3来校正车辆速度。
[式3]
校正后的车辆速度＝车辆速度×(1-误差率)
例如，当车辆速度为20m/s并且误差率为-0.5时，校正后的车辆速度为30m/s。
如上所述，由于使用相对车辆速度来校正车辆速度，因此即使当在车轮速度传感器或车轮处发生异常时，也可以准确地确定车辆速度。
以下，将参照附图具体描述根据本公开的一种实施方式的用于校正车辆速度的车辆控制方法。
如图4所例示，根据本公开的一种实施方式的车辆控制方法包括：测量车辆速度(S110)、计算误差率(S120)以及校正车辆速度(S130)。
在测量车辆速度的步骤(S110)中，测量车辆的第一车辆速度和第二车辆速度。
第一车辆速度可以是由车轮速度传感器测量的车辆速度，并且第二车辆速度可以被设置为由相机拍摄的图像相对于车辆的相对速度。
第二车辆速度可以被设置为基于由相机拍摄的图像的一部分的占用像素的增加的数量的相对于车辆的相对速度。
第二车辆速度可以被设置为基于由相机拍摄的图像的一部分的占用像素的运动程度的相对于车辆的相对速度。
在计算误差率的步骤(S120)中，使用在测量车辆速度的步骤(S110)中测得的第一车辆速度和第二车辆速度来计算车辆速度的误差率。
误差率可以与第一车辆速度和第二车辆速度之和成正比，并且可以与第一车辆速度成反比。
在校正车辆速度的步骤(S130)中，基于在计算误差率的步骤(S120)中计算出的误差率来计算车辆的第三车辆速度，并且校正车辆速度。
第三车辆速度可以被设置成与第一车辆速度和在参考值与误差率之间的差值成正比。
参考值可以被设置为1。
以下，将参照附图具体描述根据本公开的一种实施方式的用于检测车轮异常的车辆控制装置。
另外，根据本公开的一种实施方式的用于检测车轮异常的车辆控制装置可以被应用于包括至少一个车轮的车辆，并且以下，将描述应用于包括四个车轮的一般车辆的车辆控制装置。
如图5所例示，根据本公开的一种实施方式的车辆控制装置包括传感器210、图像获取单元220和控制器230。
由于图像获取单元220的结构和功能与上述图像获取单元120的结构和功能相同，所以将省略对其的详细描述。
传感器210检测车辆速度。
传感器210可以检测车轮速度，并且将检测结果传送给控制器230。
传感器210可以包括被安装在各个车轮处以检测车轮速度的多个车轮速度传感器。
多个车轮速度传感器中的每个车轮速度传感器均可以包括音轮和感测单元，所述音轮被安装在车辆的车轮处并且被配置成与车轮一起转动，所述感测单元测量在音轮转动时产生的脉冲信号的周期。
控制器230包括相对速度计算器231、误差率计算器232、车轮速度校正器233和车轮异常确定单元234。
由于相对速度计算器231的结构和功能与上述相对速度计算器131的结构和功能相同，所以将省略对其的详细描述。
误差率计算器232使用相对速度和各个车轮速度来计算各个车轮速度的误差率。
可以基于车轮速度来提供多个误差率。
误差率计算器232可以使用式4来计算各个车轮速度的误差率。
[式4]
第一误差率＝(相对速度+第一车轮速度)/第一车轮速度
第二误差率＝(相对速度+第二车轮速度)/第二车轮速度
第三误差率＝(相对速度+第三车轮速度)/第三车轮速度
第四误差率＝(相对速度+第四车轮速度)/第四车轮速度
例如，当相对车辆速度为-30m/s并且第一车轮速度为20m/s时，第一误差率为-0.5。
另外，当第二车轮速度至第四车轮速度为30m/s时，第二误差率至第四误差率为0。
车轮速度校正器233基于误差率来校正车轮速度。
可以基于车轮速度来提供多个校正的车轮速度。
车轮速度校正器233可以使用式5来校正车轮速度。
[式5]
第一校正车轮速度＝第一车轮速度×(1-第一误差率)
第二校正车轮速度＝第二车轮速度×(1-第二误差率)
第三校正车轮速度＝第三车轮速度×(1-第三误差率)
第四校正车轮速度＝第四车轮速度×(1-第四误差率)
例如，当第一车轮速度为20m/s并且第一误差率为-0.5时，第一校正车辆速度为30m/s。
另外，当第二车轮速度至第四车轮速度为30m/s并且第二误差率至第四误差率为0时，第二校正车辆速度至第四校正车辆速度为30m/s。
车轮异常确定单元234将各个车轮速度与各个校正车轮速度进行比较，并且确定车轮异常。
车轮异常确定单元234可以分别将第一车轮速度至第四车轮速度与第一校正车轮速度至第四校正车轮速度进行比较，并且车轮异常确定单元234可以在它们之间的各个差值为参考值或更大值时，通知相应车轮的异常。
如上所述，由于使用各个车轮速度和相对车辆速度来校正各个车轮速度，并且将各个校正车轮速度与各个未校正的车轮速度进行比较，因此可以快速且准确地确定发生异常的车轮。
以下，将参照附图具体描述根据本公开的一种实施方式的用于检测车轮异常的车辆控制方法。
如图6所例示，根据本公开的一种实施方式的车辆控制方法可以包括：测量车辆速度(S210)、计算误差率(S220)、校正车轮速度(S230)、确定车轮异常(S240)以及向驾驶员通知异常车轮(S250)。
在测量车辆速度的步骤(S210)中，测量车辆的第一车辆速度和第二车辆速度。
第一车辆速度可以是由车辆速度传感器测量的车辆速度，并且第二车辆速度可以被设置为由相机拍摄的车辆图像相对于车辆的相对速度。
第二车辆速度可以被设置为由相机拍摄的图像相对于车辆的相对速度。
第二车辆速度可以被设置为基于由相机拍摄的图像的一部分的占用像素的增加的数量的相对于车辆的相对速度。
第二车辆速度可以被设置为基于由相机拍摄的图像的一部分的占用像素的运动程度的相对于车辆的相对速度。
在计算误差率的步骤(S220)中，使用在测量车辆速度的步骤(S210)中测得的第一车辆速度和第二车辆速度来计算车辆速度的误差率。
在计算误差率的步骤(S220)中，可以使用被包括在第一车辆速度和第二车辆速度中的各个车轮速度来多次计算车辆速度的误差率。
误差率可以与第一车辆速度和第二车辆速度之和成正比，并且可以与第一车辆速度成反比。
在校正车辆速度的步骤(S230)中，基于在计算误差率的步骤(S220)中计算的误差率来计算车辆的第三车辆速度，并且校正车辆速度。
在校正车辆速度的步骤(S230)中，可以基于在计算误差率的步骤(S220)中计算的多个误差率来多次计算第三车辆速度。
第三车辆速度可以与第一车辆速度和在参考值与误差率之间的差值成正比。
参考值可以被设置为1。
在确定车轮异常的步骤(S240)中，将在校正车辆速度的步骤(S230)中计算出的第三车辆速度与第一车辆速度进行比较，并且确定车辆的车轮异常。
在确定车轮异常的步骤(S240)中，将在校正车辆速度的步骤(S230)中计算出的多个第三车辆速度与多个第一车辆速度分别进行比较，并且可以确定车辆的各个车轮的异常。
因此，校正车辆速度的步骤(S230)还可以包括：使用所计算的第三车辆速度来校正第一车辆速度。在确定车轮异常的步骤(S240)中，以下车轮可以被确定为异常车轮：在该车轮中，在校正车辆速度的步骤(S230)中计算出的多个第三车辆速度中的每个第三车辆速度与多个第一车辆速度中的每个第一车辆速度之间的差值为参考值或更大值。
在向驾驶员通知异常车轮的步骤(S250)中，向驾驶员通知在确定车轮异常的步骤(S240)中发现异常的车轮。
从以上描述中明显可知，根据本公开的一种实施方式的车辆控制方法具有以下效果：由于测量了车辆的第一车辆速度和第二车辆速度以校正车辆速度，所以即使当在车轮处发生异常时，也可以准确地确定车辆速度。
尽管已例示并描述了本公开的一种实施方式，但本公开可以不限于上述具体实施方式，并且在不脱离由所附权利要求书限定的本公开的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以在实施方式中作出各种改变，并且可以不与本公开独立地理解这些修改。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年9月11日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2015-0128998的权益，将其公开内容通过引用结合于此。

Claims (13)

1.一种车辆控制方法，该车辆控制方法包括以下步骤：
测量车辆速度，以测量车辆的第一车辆速度和第二车辆速度；
计算误差率，以使用在测量所述车辆速度的步骤中测得的所述第一车辆速度和所述第二车辆速度来计算车辆速度的误差率；以及
校正车辆速度，以通过基于在计算所述误差率的步骤中计算的所述误差率计算所述车辆的第三车辆速度来校正所述车辆的速度。
2.根据权利要求1所述的车辆控制方法，该车辆控制方法还包括以下步骤：确定车轮异常，以通过将在校正所述车辆速度的步骤中计算的所述第三车辆速度与所述第一车辆速度进行比较来确定所述车辆的车轮异常。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制方法，其中，所述第一车辆速度为由车轮速度传感器测得的所述车辆的速度，并且所述第二车辆速度为由相机拍摄的图像相对于所述车辆的相对速度。
4.根据权利要求1或2所述的车辆控制方法，其中，所述误差率与所述第一车辆速度和所述第二车辆速度之和成正比，并且与所述第一车辆速度成反比。
5.根据权利要求1或2所述的车辆控制方法，其中，所述第三车辆速度与所述第一车辆速度和在参考值与所述误差率之间的差值成正比。
6.根据权利要求1或2所述的车辆控制方法，其中，所述第二车辆速度为基于由相机拍摄的图像的一部分的占用像素的增加的数量的相对于所述车辆的相对速度。
7.根据权利要求1或2所述的车辆控制方法，其中，所述第二车辆速度为基于由相机拍摄的图像的一部分的占用像素的运动程度的相对于所述车辆的相对速度。
8.根据权利要求5所述的车辆控制方法，该车辆控制方法还包括以下步骤：使用所计算的第三车辆速度来校正所述第一车辆速度。
9.根据权利要求2所述的车辆控制方法，其中，
所述第一车辆速度包括各个车轮速度；
计算所述误差率的步骤包括：使用被包括在所述第一车辆速度和所述第二车辆速度中的各个车轮速度来多次计算所述车辆速度的所述误差率；并且
计算所述误差率的步骤包括：基于在计算所述误差率的步骤中计算的多个误差率来多次计算所述车辆的所述第三车辆速度。
10.根据权利要求9所述的车辆控制方法，其中，确定所述车轮异常的步骤包括：通过分别将在车辆速度校正操作中计算的多个第三车辆速度与被包括在所述第一车辆速度中的所述车轮速度进行比较来确定所述车辆的各个所述车轮的异常。
11.一种车辆控制装置，该车辆控制装置包括：
相机，所述相机被配置成拍摄车辆的行驶图像；
多个车轮速度传感器，所述多个车轮速度传感器被安装在所述车辆的各个车轮处；以及
控制器，所述控制器被配置成使用由所述相机获取的所述行驶图像和所述车轮速度传感器的检测结果来校正多个车轮速度，
其中，所述控制器包括：
相对速度计算器，所述相对速度计算器被配置成使用由所述相机拍摄的所述行驶图像来计算所述车辆的相对速度；
误差率计算器，所述误差率计算器被配置成使用所述相对速度和各个所述车轮速度来计算所述车轮速度的误差率；以及
车辆速度校正器，所述车辆速度校正器被配置成基于所述误差率来校正各个所述车轮速度。
12.根据权利要求11所述的车辆控制装置，其中，所述控制器还包括：车轮异常确定单元，所述车轮异常确定单元被配置成分别将由所述多个车轮速度传感器检测的所述车轮速度与所校正的车轮速度进行比较以确定车轮异常。
13.根据权利要求11或12所述的车辆控制装置，其中，
所述相对速度计算器基于由所述相机拍摄的所述图像的一部分的占用像素的增加的数量来计算所述车辆的所述相对速度；
所述误差率计算器计算所述车辆的所述误差率，使得所述误差率与车辆速度和所述相对速度成正比，并且与所述车辆速度成反比；并且
所述车辆速度校正器基于与所述车辆速度和在参考值与所述误差率之间的差值成正比的校正车辆速度来校正各个所述车轮速度。
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