CN107891860A - 基于道路曲率自适应调节车速的系统及方法 - Google Patents

基于道路曲率自适应调节车速的系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于道路曲率自适应调节车速的系统及方法，包括传感器模块、地图模块、定位模块、CAN网络、中央决策单元、发动机控制系统和电子稳定程序；中央决策单元根据传感器模块识别的信息，地图模块和定位模块提供的信息，判断出车辆前方M米范围内存在车道半径R小于等于RF的弯道时，则计算该车道半径下的目标控制速度Vm，并将目标控制速度Vm和在此工况下由自适应巡航系统计算出的速度Vacc进行对比，并取Vm和Vacc中的最小值作为最终目标控制速度Vf，中央决策单元根据最终目标控制速度Vf发送减速控制指令，进行减速控制。本发明在车辆进入弯道前就开始减速，确保了行车的安全性和舒适性。

Description

基于道路曲率自适应调节车速的系统及方法
技术领域
本发明属于汽车自动驾驶技术，具体涉及一种基于道路曲率自适应调节车速的系统及方法。
背景技术
当前对车速的自动控制基本沿用了自适应巡航技术（以下简称ACC）的控制模式，即速度控制策略是如果前方无目标车，按照设定的速度巡航，如果前方有目标车，与前方目标车保持设定的安全距离后，跟随前方识别的目标车自动加速或减速，对于前方有弯道的情况，当前有一些控制策略，主要是依靠车辆自身的横摆角信号、转角信号等，实现车辆进入弯道后减速，达到车速舒适控制目标，但是这些策略无法实现车辆进入弯道前减速，因此，采用传统的速度控制策略，在进入弯道前无法自适应减速，即当车辆设定某一速度行驶时，而前方又没有目标车，车辆就会保持在设定速度进入弯道，如果此时设定速度过高，会给驾驶员造成不舒适的感觉，如果是急弯，甚至可能出现车辆冲出车道的风险，造成交通事故。
因此，有必要开发一种新的速度控制策略系统及方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于道路曲率自适应调节车速的系统及方法，能在车辆进入弯道前就开始减速，以确保行车安全性和舒适性。
本发明所述的基于道路曲率自适应调节车速的系统，包括传感器模块、地图模块、定位模块、CAN网络、中央决策单元、发动机控制系统和电子稳定程序；
所述传感器模块用于识别前方车辆、车道线以及障碍物信息；
所述地图模块用于提供车道曲率信息；
所述定位模块用于计算当前车辆所处的位置信息；
所述CAN网络用于提供整车信息，并传递控制命令；
所述中央决策单元根据传感器模块识别的信息，以及地图模块和定位模块提供的信息，判断出车辆所在车道前方M米范围内存在车道半径R小于等于RF的弯道时，则计算该车道半径下的目标控制速度Vm，并将目标控制速度Vm和在此工况下由自适应巡航系统计算出的速度Vacc进行对比，并取Vm和Vacc中的最小值作为最终目标控制速度Vf，中央决策单元根据最终目标控制速度Vf向发动机控制系统和电子稳定程序发送减速控制指令，由发动机控制系统和电子稳定程序实现减速控制。
进一步，所述传感器模块包括雷达和摄像头。
本发明所述的基于道路曲率自适应调节车速的方法，采用本发明所述的基于道路曲率自适应调节车速的系统，其方法包括以下步骤：
步骤1、车辆处于自动驾驶模式，中央决策单元从整车CAN总线上获取当前车速信息，并通过查询车速与车道半径门限值、半径搜索距离门限值对照表，获取当前车速下对应的车道半径门限值RF和半径搜索距离门限值M；
步骤2、通过地图模块和定位模块确定当前车辆所处的位置，并实时搜索车辆所在车道前方M米范围内是否存在车道半径R小于等于RF的弯道；
步骤3、若不存在，则根据自适应巡航系统计算出的速度Vacc控制车辆的速度，并返回步骤2；若存在，则查询车道半径与目标控制速度对照表，获取该车道半径下的目标控制速度Vm，并将目标控制速度Vm和在此工况下由自适应巡航系统计算出的速度Vacc进行对比，并取Vm和Vacc中的最小值作为最终目标控制速度Vf，中央决策单元根据最终目标控制速度Vf向发动机控制系统和电子稳定程序发送减速控制指令，实现减速控制；
步骤4、根据地图模块和定位模块所提供的信息判断车辆是否已通过当前弯道，若没有通过，则继续按照Vf执行减速控制；若已通过当前弯道，则根据自适应巡航系统计算出的速度Vacc控制车辆的速度，并返回步骤2。
进一步，根据自适应巡航系统计算出的速度Vacc控制车辆的速度，具体为：
当前方无目标车或者目标车速大于设定车速时，按照设定速度行驶；
当前方目标车速度小于设定车速时，按照与前方目标车速保持设定的安全距离行驶。
本发明的有益效果：在车辆处于自动驾驶模式时，进入弯道前能够根据弯道的信息提前减速，提升了车辆过弯的舒适性，能够有效避免因高速通过急弯造成车祸的危险，提升了自动驾驶系统的安全性和舒适性的目标。
附图说明
图1 为本发明的原理框图；
图2为本发明中车速与车道半径门限值、半径搜索距离门限值对照表；
图3 为本发明中车道半径与门限值对比表；
图4 为本发明中车道半径与目标控制速度对照表；
图5 为本发明的流程图；
图中：1、中央决策单元，2、传感器模块，3、地图模块，4、定位模块，5、CAN网络，6、发动机控制系统，7、电子稳定程序。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示的基于道路曲率自适应调节车速的系统，包括传感器模块2、地图模块3、定位模块4、CAN网络5、中央决策单元1、发动机控制系统6和电子稳定程序7，传感器模块2、地图模块3、定位模块4、CAN网络5、中央决策单元1、发动机控制系统6和电子稳定程序7通过CAN网络进行通信。其中：
传感器模块2，其包括雷达和摄像头），用于识别前方车辆、车道线以及障碍物信息。
地图模块3，用于提供车道曲率信息，本实施例中地图模块3采用高精度地图。
定位模块4，用于计算当前车辆所处的位置信息，本实施例中定位模块4采用高精度定位模块。
CAN网络5，用于提供整车信息，并传递控制命令。
发动机控制系统6（即EMS），执行中央决策单元1发出的发动机增扭、降扭指令。
电子稳定程序7（即ESP），执行中央决策单元1发出的增压、减压指令，主动进行增压、减压操作对车速进行自动控制。
中央决策单元1，根据传感器模块2识别的信息，以及地图模块3和定位模块4提供的信息，判断出车辆所在车道前方M米范围内存在车道半径R小于等于RF的弯道时，则计算该车道半径下的目标控制速度Vm，并将目标控制速度Vm和在此工况下由自适应巡航系统计算出的速度Vacc进行对比，并取Vm和Vacc中的最小值作为最终目标控制速度Vf，中央决策单元1根据最终目标控制速度Vf向发动机控制系统6和电子稳定程序7发送减速控制指令，由发动机控制系统6和电子稳定程序7实现减速控制。当车辆所在车道前方M米范围内的车道半径R大于RF的弯道时，基于道路曲率自适应调节车速的系统退出，由车辆上现有的自适应巡航系统来控制车辆的速度。
如图5所示，本发明所述的基于道路曲率自适应调节车速的方法，采用本发明所述的基于道路曲率自适应调节车速的系统，其方法包括以下步骤：
步骤1、车辆处于自动驾驶模式，即高速公路自动驾驶激活，中央决策单元1从整车CAN总线上获取当前车速信息，并通过查询车速与车道半径门限值、半径搜索距离门限值对照表，参见图2，获取当前车速V下对应的车道半径门限值RF和半径搜索距离门限值M。其中： V越大，M和RF值越大。
步骤2、通过地图模块3和定位模块4确定当前车辆所处的位置，并实时搜索车辆所在车道前方M米范围内是否存在车道半径R小于等于RF的弯道，参见图3。
步骤3、若不存在，则根据自适应巡航系统计算出的速度Vacc控制车辆的速度，即由自适应巡航系统来控制车辆的速度，具体为：当前方无目标车或者目标车速大于设定车速时，按照设定速度行驶；当前方目标车速度小于设定车速时，按照与前方目标车速保持设定的安全距离行驶，并返回步骤2。
若存在，则查询车道半径与目标控制速度对照表，参见图4，其中当前车道半径R越大，对应的目标控制车速Vm就会越大。获取该车道半径下的目标控制速度Vm，并将目标控制速度Vm和在此工况下由自适应巡航系统计算出的速度Vacc进行对比，并取Vm和Vacc中的最小值作为最终目标控制速度Vf，中央决策单元1根据最终目标控制速度Vf向发动机控制系统6和电子稳定程序7发送减速控制指令，实现减速控制。
步骤4、根据地图模块3和定位模块4所提供的信息判断车辆是否已通过当前弯道，若没有通过，则继续按照Vf执行减速控制；若已通过当前弯道，则根据自适应巡航系统计算出的速度Vacc控制车辆的速度，即由自适应巡航系统来控制车辆的速度，并返回步骤2。

Claims (4)

1.一种基于道路曲率自适应调节车速的系统，其特征在于：包括传感器模块（2）、地图模块（3）、定位模块（4）、CAN网络（5）、中央决策单元（1）、发动机控制系统（6）和电子稳定程序（7）；
所述传感器模块（2）用于识别前方车辆、车道线以及障碍物信息；
所述地图模块（3）用于提供车道曲率信息；
所述定位模块（4）用于计算当前车辆所处的位置信息；
所述CAN网络（5）用于提供整车信息，并传递控制命令；
所述中央决策单元（1）根据传感器模块（2）识别的信息，以及地图模块（3）和定位模块（4）提供的信息，判断出车辆所在车道前方M米范围内存在车道半径R小于等于RF的弯道时，则计算该车道半径下的目标控制速度Vm，并将目标控制速度Vm和在此工况下由自适应巡航系统计算出的速度Vacc进行对比，并取Vm和Vacc中的最小值作为最终目标控制速度Vf，中央决策单元（1）根据最终目标控制速度Vf向发动机控制系统（6）和电子稳定程序（7）发送减速控制指令，由发动机控制系统（6）和电子稳定程序（7）实现减速控制。
2.根据权利要求1所述的基于道路曲率自适应调节车速的系统，其特征在于：所述传感器模块（2）包括雷达和摄像头。
3.一种基于道路曲率自适应调节车速的方法，其特征在于，采用权利要求1或2所述的基于道路曲率自适应调节车速的系统，其方法包括以下步骤：
步骤1、车辆处于自动驾驶模式，中央决策单元（1）从整车CAN总线上获取当前车速信息，并通过查询车速与车道半径门限值、半径搜索距离门限值对照表，获取当前车速V下对应的车道半径门限值RF和半径搜索距离门限值M；
步骤2、通过地图模块（3）和定位模块（4）确定当前车辆所处的位置，并实时搜索车辆所在车道前方M米范围内是否存在车道半径R小于等于RF的弯道；
步骤3、若不存在，则根据自适应巡航系统计算出的速度Vacc控制车辆的速度，并返回步骤2；若存在，则查询车道半径与目标控制速度对照表，获取该车道半径下的目标控制速度Vm，并将目标控制速度Vm和在此工况下由自适应巡航系统计算出的速度Vacc进行对比，并取Vm和Vacc中的最小值作为最终目标控制速度Vf，中央决策单元（1）根据最终目标控制速度Vf向发动机控制系统（6）和电子稳定程序（7）发送减速控制指令，实现减速控制；
步骤4、根据地图模块（3）和定位模块（4）所提供的信息判断车辆是否已通过当前弯道，若没有通过，则继续按照Vf执行减速控制；若已通过当前弯道，则根据自适应巡航系统计算出的速度Vacc控制车辆的速度，并返回步骤2。
4.根据权利要求3所述的基于道路曲率自适应调节车速的方法，其特征在于：根据自适应巡航系统计算出的速度Vacc控制车辆的速度，具体为：
当前方无目标车或者目标车速大于设定车速时，按照设定速度行驶；
当前方目标车速度小于设定车速时，按照与前方目标车速保持设定的安全距离行驶。
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