CN108282512B - 用于使用车辆通信进行车辆控制的系统和方法 - Google Patents

Abstract

用于使用车辆通信进行车辆控制的系统和方法。本发明涉及一种用于控制具有车辆控制系统的主车的计算机实施方法，所述车辆控制系统控制所述主车相对于前车的运动，所述前车紧挨在所述主车前方。所述方法包括确定所述主车与所述前车之间的相对间隔距离和相对速度以及所述前车的加速度。所述方法包括接收从头车传输的消息封包，并且所述消息封包含有所述头车的参数，所述参数包括所述头车的加速度。另外，所述方法包括基于所述相对间隔距离、所述相对速度、所述前车的所述加速度以及所述头车的所述加速度来计算所述主车的加速度控制率以维持所述主车与所述前车之间的间隔参考距离。将所述加速度输出至车辆控制器以控制所述主车的运动。

Description

用于使用车辆通信进行车辆控制的系统和方法

相关申请

本申请要求2017年1月4日提交的第62/442333号美国临时申请的优先权，所述临时申请以引用方式明确地并入本文中。本申请还要求2017年1月4日提交的第62/442190号美国临时申请的优先权，所述临时申请也以引用方式明确地并入本文中。另外，本申请是2016年6月23日提交的第15/191358号美国申请的部分接续，所述申请也以引用方式明确地并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种用于使用车辆通信进行车辆控制的系统和方法。

背景技术

车辆行驶可能会受到许多不同的可变因素影响，诸如其它车辆、物体、障碍物、危险和环境条件(本文中被称作危险)。作为说明性实例，交通拥塞、车道关闭、不能行驶的车辆、碰撞和/或道路上的碎片可能会造成车辆行驶的明显延迟并且可能会危及道路安全。车辆的驾驶员可能不知道影响车辆行驶的这些不同的可变因素。在一些情况下，驾驶员无法看到在车辆的某一周围环境之外的危险。举例来说，驾驶员的视野可能会由于大型车辆、交通拥塞和/或天气条件而减少或完全被挡住。驾驶员的视野还可能会由于道路几何形状(诸如弯曲)而减少。

另外，驾驶员一般不会清楚地了解道路上的其它车辆和其它车辆的驾驶员的动态。举例来说，驾驶员可能不知道道路上的其它车辆的速度或操纵意图。在车辆中实现的车辆感觉系统(例如，雷达、摄像机)可以检测某些危险。然而，这些感觉系统具有在车辆的邻近周围环境内的有限检测范围。因此，驾驶员不具有关于在前面或后边较远处(在道路水平或车道水平处)的、在车辆的周围环境外部的障碍物的信息。在将所传送的信息协同地应用于一个车辆或许多个车辆时，与其它车辆和基础设施的车辆通信可以解决上文讨论的一些危险。

发明内容

根据一个方面，一种计算机实施方法可以控制具有车辆控制系统的主车，所述车辆控制系统控制所述主车相对于前车的运动。所述前车定位成紧挨在所述主车前方。所述方法包括相对于间隔参考距离来确定所述主车与所述前车之间的相对间隔距离，以及确定所述主车的速度与所述前车的速度之间的相对速度。另外，所述方法包括确定所述前车的加速度。所述方法包括经由车辆通信网络以及所述主车与多个远程车辆中的每一者之间的一个或多个通信链路接收从所述多个远程车辆传输至所述主车的远程车辆数据。所述多个远程车辆中的一者是位于所述主车和所述前车前面的头车。所述远程车辆数据是从所述头车传输并且含有所述头车的加速度。所述方法包括基于所述相对间隔距离、所述相对速度、所述前车的所述加速度以及所述头车的所述加速度来计算所述主车的加速度控制率以维持所述主车与所述前车之间的所述间隔参考距离。另外，将所述加速度控制率输出至车辆控制器以根据所述加速度控制率来控制所述主车的运动。

根据另一个方面，车辆控制系统控制主车相对于前车的运动。所述前车定位成紧挨在所述主车前方。所述系统包括用于测量所述前车的距离和所述前车的速度的传感器系统。所述系统包括用于使用车辆通信网络经由一个或多个通信链路接收从一个或多个远程车辆传输的消息封包的无线收发器。每一消息封包含有传输所述消息封包的所述一个或多个远程车辆的远程车辆数据。

另外，处理器被可操作地连接以向所述传感器系统和所述无线收发器进行计算机通信。所述处理器相对于间隔参考距离确定所述主车的距离与所述前车的所述距离之间的相对间隔距离。处理器确定所述主车的速度与所述前车的所述速度之间的相对速度并且确定所述前车的加速度。所述处理器经由所述主车与所述一个或多个远程车辆的头车之间的通信链路接收从所述头车传输的消息封包。从所述头车传输的所述消息封包含有所述头车的参数，所述参数包括所述头车的加速度。所述处理器基于所述相对间隔距离、所述相对速度、所述前车的所述加速度以及所述头车的所述加速度来计算所述主车的加速度控制率以维持所述主车与所述前车之间的所述间隔参考距离。另外，所述处理器根据所述加速度控制率来控制所述主车的运动。

根据另一个方面，一种非暂时性计算机可读存储介质包括在由处理器执行时使所述处理器执行以下操作的指令：相对于间隔参考距离确定主车与前车之间的相对间隔距离。另外，所述处理器确定所述主车的速度与所述前车的速度之间的相对速度以及所述前车的加速度。所述处理器经由车辆通信网络以及所述主车与多个远程车辆中的每一者之间的一个或多个通信链路接收从所述多个远程车辆传输至所述主车的远程车辆数据。所述多个远程车辆中的一者是位于所述主车和所述前车前面的头车，并且从所述头车传输的所述远程车辆数据含有所述头车的加速度。所述处理器基于所述相对间隔距离、所述相对速度、所述前车的所述加速度以及所述头车的所述加速度来计算所述主车的加速度控制率以维持所述主车与所述前车之间的所述间隔参考距离。另外，所述处理器将所述加速度控制率传输至车辆控制器，其中所述车辆控制器根据所述加速度控制率来执行对所述主车的运动的控制。

附图说明

图1A是根据一个实施方案的示例性交通情形的示意图；

图1B是根据示例性实施方案的图1A的第二车道104b中的车辆的示意图；

图2是根据示例性实施方案的车辆通信网络的示意图；

图3是根据示例性实施方案的车辆的车辆控制系统的框图；

图4是根据一个实施方案的可能与图3的车辆相关联的示例性车辆系统的示意图；

图5是根据示例性实施方案的车辆的示例性内部的示意图；

图6是根据示例性实施方案的用于控制车辆控制系统的C-ACC控制模型的示意图；

图7是根据示例性实施方案的C-ACC控制系统的示例性控制系统的框图；

图8是根据示例性实施方案的用于控制车辆控制系统的方法的过程流程图；

图9是根据示例性实施方案的用于计算主车的加速度控制率的方法的过程流程图；

图10是根据示例性实施方案的用于选择头车的方法的过程流程图；

图11是根据示例性实施方案的用于监测主车与远程车辆之间的通信链路以发现封包丢失的方法的过程流程图；

图12是根据一个实施方案的用于危险检测的示例性交通情形的示意图；

图13是根据示例性实施方案的用于检测危险以及控制车辆控制系统的方法的过程流程图；

图14A是根据示例性实施方案的用于对远程车辆分类的方法的过程流程图；

图14B是根据示例性实施方案的用于描述图14A中对主车前面的远程车辆分类的说明性实例；

图14C是根据示例性实施方案的用于预测用于对远程车辆分类的横向偏移的方法的过程流程图；

图15是根据示例性实施方案的用于基于车辆通信检测交通流危险以及控制车辆控制系统的方法的过程流程图；

图16是根据示例性实施方案的用于基于远程车辆车道改变来检测危险以及控制车辆控制系统的方法的过程流程图；

图17是根据示例性实施方案的用于检测危险的交通情形的示意图；

图18是根据一个实施方案的用于并道辅助的示例性交通情形的示意图；

图19是根据示例性实施方案的用于使用车辆通信网络提供并道辅助的过程流程图；

图20是根据示例性实施方案的用于使用车辆通信网络提供具有速度指导的并道辅助的过程流程图；

图21是根据示例性实施方案的用于使用车辆通信网络提供具有位置指导的并道辅助的过程流程图；

图22A是根据示例性实施方案的其中没检测到雷达物体的情形的说明性实施方案；

图22B是根据示例性实施方案的并排并道情形的说明性实施方案；

图22C是根据示例性实施方案的在尾部并道情形中的主车的说明性实施方案；

图22D是根据示例性实施方案的在头部并道情形中的主车的说明性实施方案；

图22E是根据示例性实施方案的在根据前安全距离的中间情形中的主车的说明性实施方案；

图22F是根据示例性实施方案的在根据后安全距离的中间情形中的主车的说明性实施方案。

具体实施方式

以下包括本文中采用的所选术语的定义。所述定义包括属于术语的范围内并且可以用于实现的组件的各种实例和/或形式。所述实例不意欲为限制性的。另外，本文中讨论的组件可以与其它组件组合、被省去或进行组织或组织成不同架构。

如本文中使用，“总线”是指可操作地连接至在计算机内部或在计算机之间的其它计算机组件的互连架构。总线可以在计算机组件之间传送数据。总线可以是存储器总线、存储器处理器、外围总线、外部总线、交叉开关和/或本地总线等。总线还可以是使用多种协议(诸如面向媒体的系统传输(MOST)、处理器区域网(CAN)、局域互连网(LIN)等)将车辆内部的组件互连的车辆总线。

如本文中使用，“组件”是指计算机相关实体(例如，硬件、固件、执行中的指令、其组合)。计算机组件可以包括(例如)在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、执行线程和计算机。计算机组件可以驻存在进程和/或线程内。计算机组件可以局限在一个计算机上和/或可以分布在多个计算机之间。

如本文中使用，“计算机通信”是指两个或更多个计算装置(例如，计算机、个人数字助理、蜂窝电话、网络装置)之间的通信并且可以是(例如)网络传送、文件传送、小应用程序传送、电子邮件、超文本传送协议(HTTP)传送等。计算机通信可以是跨越(例如)无线系统(例如，IEEE 802.11)、以太网系统(例如，IEEE 802.3)、令牌环系统(例如，IEEE 802.5)、局域网(LAN)、广域网(WAN)、点对点系统、电路交换系统、封包交换系统等来进行。

如本文中使用，“计算机可读介质”是指存储指令和/或数据的非暂时性介质。计算机可读介质可以采取多种形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可以包括(例如)光盘、磁盘等。易失性介质可以包括(例如)半导体存储器、动态存储器等。计算机可读介质的常见形式可以包括但不限于软盘、软磁盘、硬盘、磁带、其它磁性介质、ASIC、CD、其它光学介质、RAM、ROM、存储芯片或卡、记忆棒以及计算机、处理器或其它电子装置可以从其中进行读取的其它介质形式。

如本文中使用，“数据库”用于指表格。在其它实例中，“数据库”可以用于指一组表格。在其它实例中，“数据库”可以指一组数据存储以及用于存取和/或操纵那些数据存储的方法。数据库可以(例如)存储在磁盘和/或存储器处。

如本文中使用，“磁盘”可以是(例如)磁盘驱动器、固态磁盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、Zip驱动器、快闪存储卡和/或记忆棒。此外，磁盘可以是CD-ROM(压缩光盘ROM)、CD可记录驱动器(CD-R驱动器)、CD可重写驱动器(CD-RW驱动器)和/或数字视频ROM驱动器(DVD ROM)。磁盘可以存储控制或分配计算装置的资源的操作系统。

“输入/输出装置”(I/O装置)如本文中使用可以包括用于接收输入的装置和/或用于输出数据的装置。输入和/或输出可以用于控制不同的车辆特征，所述车辆特征包括各种车辆组件、系统和子系统。具体地说，术语“输入装置”包括但不限于：键盘、麦克风、指点和选择装置、摄像机、成像装置、视频卡、显示器、按钮、旋钮等。术语“输入装置”另外包括在用户界面内发生的图形输入控件，所述用户界面可以通过各种类型的机构显示，诸如基于软件和硬件的控件、接口、触摸屏、触控板或即插即玩装置。“输出装置”包括但不限于显示装置以及用于输出信息和功能的其它装置。

如本文中使用，“逻辑电路”包括但不限于硬件、固件、存储指令的非暂时性计算机可读介质、在机器上执行的指令和/或引致(例如执行)来自另一逻辑电路、模块、方法和/或系统的动作。逻辑电路可以包括以下各者和/或作为以下各者的一部分：通过算法控制的处理器、离散逻辑(例如，ASIC)、模拟电路、数字电路、编程逻辑装置、含有指令的存储器装置等等。逻辑可以包括一个或多个门、门的组合或其它电路组件。在描述多个逻辑时，可以将所述多个逻辑结合到一个物理逻辑中。类似地，在描述单个逻辑的情况下，可以将该单个逻辑分布在多个物理逻辑之间。

如本文中使用，“存储器”可以包括易失性存储器和/或非易失性存储器。非易失性存储器可以包括(例如)ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦PROM)和EEPROM(电可擦PROM)。易失性存储器可以包括(例如)RAM(随机存取存储器)、同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDRSDRAM)和直接RAM总线RAM(DRRAM)。存储器可以存储控制或分配计算装置的资源的操作系统。

“可操作连接”或用于将实体“可操作地连接”的连接是其中可以发送和/或接收信号、物理通信和/或逻辑通信的连接。可操作连接可以包括无线接口、物理接口、数据接口和/或电接口。

如本文中使用，“模块”包括但不限于用于执行功能或动作和/或引致来自另一模块、方法和/或系统的功能或动作的存储指令的非暂时性计算机可读介质、在机器上执行的指令、硬件、固件、在机器上执行的软件和/或每一者的组合。模块还可以包括逻辑、受软件控制的微处理器、离散逻辑电路、模拟电路、数字电路、编程逻辑装置、含有执行指令的存储器装置、逻辑门、门的组合和/或其它电路组件。多个模块可以组合成单个模块，并且单个模块可以分布在多个模块间。

如本文中使用，“便携式装置”是通常具有带用户输入(例如，触摸、键盘)的显示屏和用于计算的处理器的计算装置。便携式装置包括但不限于手持式装置、移动装置、智能电话、膝上型计算机、平板计算机和电子阅读器。

如本文中使用，“处理器”处理信号以及执行一般的计算和算术功能。通过处理器处理的信号可以包括可以被接收、发射和/或检测的数字信号、数据信号、计算机指令、处理器指令、消息、位、位流。一般来说，处理器可以是各种不同的处理器，包括多个单核和多核处理器和协处理器以及其它多个单核和多核处理器和协处理器架构。处理器可以包括用于执行动作和/或算法的逻辑电路。

如本文中使用，“车辆”是指能够载运一位或多位人类乘客并且通过任何形式的能量提供动力的任何移动车辆。术语“车辆”包括但不限于汽车、卡车、货车、小型货车、SUV、摩托车、小型摩托车、船、卡丁车、游乐车、铁路运输、个人水上设备和飞机。在一些情况下，机动车辆包括一个或多个发动机。另外，术语“车辆”可以指能够载运一位或多位人类乘客并且完全或部分地通过一个或多个电动机提供动力的电动车辆(EV)，所述电动机是通过蓄电池供电。EV可以包括蓄电池电动车辆(BEV)和插电式混合电动车辆(PHEV)。术语“车辆”还可以指通过任何形式的能量提供动力的自动驾驶车辆和/或自我驱动车辆。自动驾驶车辆可以载运一位或多位人类乘客。另外，术语“车辆”可以包括具有预定路径的自动或非自动的车辆或者自由移动的车辆。

如本文中所使用，“车辆显示器”可以包括但不限于常见于车辆中的用于显示关于车辆的信息的LED显示面板、LCD显示面板、CRT显示器、等离子显示面板、触摸屏显示器等。所述显示器可以接收来自用户的输入(例如，触摸输入、键盘输入、来自各种其它输入装置的输入等)。所述显示器可以位于车辆的各种位置中，例如，在仪表板或中央控制台上。在一些实施方案中，所述显示器是便携式装置(例如，被车辆乘客拥有或与车辆乘客相关联)、导航系统、信息娱乐广播系统等的部分。

如本文中使用，“车辆控制系统”和/或“车辆系统”可以包括但不限于可以用于增强车辆、驾驶和/或安全的任何自动或手动系统。示例性车辆系统包括但不限于：电子稳定性控制系统、防抱死制动系统、制动辅助系统、自动制动预填充系统、低速随动系统、巡航控制系统、碰撞警报系统、碰撞减轻制动系统、自动巡航控制系统、车道偏离警报系统、盲点指示器系统、车道保持辅助系统、导航系统、传输系统、制动踏板系统、电子电力转向系统、视觉装置(例如，摄像机系统、接近传感器系统)、气候控制系统、电子预紧系统、监测系统、乘客检测系统、车辆悬挂系统、车辆座椅配置系统、车辆机舱照明系统、音频系统、感觉系统、内部或外部摄像机系统等。

I.系统概述

本文中描述的系统和方法大体上涉及使用车辆通信网络控制车辆，所述车辆通信网络可以包括多个车辆和基础设施。使用车辆通信网络传送信息和/或感测信息使得可以在交通情形的背景中协同地控制一个或多个车辆。明确地说，本文中描述的方法和系统使用车辆通信网络提供协同式自适应巡航控制(C-ACC)、危险检测和并道辅助。图1A示出将用于描述本文中的一些系统和方法的示例性交通情形100。交通情形100涉及在道路102上的一个或多个车辆。道路102具有第一车道104a、第二车道104b和第三车道104c。应理解，道路102可以具有未示出于图1A中的各种配置，并且可以具有任何数目的车道。

在图1A中，交通情形100包括主车(HV)106和一个或多个远程车辆，所述远程车辆将整体上被称作远程车辆108。然而，更具体地说，远程车辆108包括远程车辆(RV)108a、远程车辆108b、远程车辆108c、远程车辆108d、远程车辆108e、远程车辆108f和远程车辆108g。所述一个或多个远程车辆108还可以被称作多个远程车辆108。在一些实施方案中，可以相对于主车106来识别远程车辆108中的一者或多者。举例来说，远程车辆108d可以相对于主车106被识别为前车。具体地说，远程车辆108d是定位成紧挨在主车106前方或前面的前车。在一些实施方案中，远程车辆108中的一者可以是头车，所述头车是在主车和前车前面的远程车辆。举例来说，在图1A中，头车可以被识别为远程车辆108a，所述远程车辆是在主车106和前车108d前面。在其它实施方案中，头车可以是远程车辆108b。

在一些实施方案中，交通情形100中的远程车辆108中的一者或多者可以被识别为一排车辆108。举例来说，主车106、远程车辆108a、远程车辆108b、远程车辆108c和远程车辆108d可以是在同一车道(即，第二车道104b)上行驶的一排车辆108的部分。图1B是图1A所示的中在第二车道104b上行驶的远程车辆108的示意图，即，主车106、远程车辆108a、远程车辆108b、远程车辆108c和远程车辆108d。在一些实施方案中，图1B中所示的一队车辆可以是一排车辆108。应理解，主车106和远程车辆108可以具有与图1A和图1B中所示的那些配置和位置车辆不同的配置和位置。

在本文中讨论的系统和方法中，可以部分基于经由车辆通信网络传送的关于一个或多个远程车辆108的数据来控制主车106。主车106以及远程车辆108中的一者或多者可以作为车辆通信网络的一部分来通信。明确地说，本文中描述的车辆通信可以使用专用短程通信(DSRC)来实现。然而，应理解，本文中描述的车辆通信可以使用任何通信或网络协议(例如，特设网络、车辆内的无线接入、蜂窝网络、Wi-Fi网络(例如，IEEE 802.11)、蓝牙、WAVE、CALM等)来实现。另外，车辆通信网络可以是车辆对车辆(V2V)或车辆对一切(V2X)。

在图1A中，主车106可以使用DSRC来传输、接收通信和/或与其它车辆、用户或基础设施交换通信，所述通信包括数据、消息、图像和/或其它信息。明确地说，主车106装备有车辆对车辆(V2V)收发器110，所述收发器可以与可操作用于与主车106进行计算机通信的其它车辆、用户或基础设施交换消息和信息。举例来说，V2V收发器110可以经由V2V收发器112a与远程车辆108a通信、经由V2V收发器112b与远程车辆108b通信、经由V2V收发器112c与远程车辆108c通信并且经由V2V收发器112d与远程车辆108g通信。V2V收发器110还可以与无线网络天线114和/或路侧设备(RSE)116通信。类似地，远程车辆108a、远程车辆108b、远程车辆108c和远程车辆108g可以使用其相应V2V收发器来与彼此、与主车106、无线网络天线114和/或RSE 116通信。在图1A中所示的实施方案中，远程车辆108d、远程车辆108e和远程车辆108f没有经过装备(例如，不具有DSRC V2V收发器)而无法使用车辆通信网络与主车106通信。应理解，在其它实施方案中，远程车辆108d、远程车辆108e和远程车辆108f中的一者或多者可以包括用于使用车辆通信网络与主车106通信的设备。

如将在本文中讨论，可以使用车辆通信网络来传送各种类型的数据。举例来说，车辆的类型和/或规格、导航数据、道路危险数据、交通位置数据、路线航向数据、路线历史数据、预计路线数据、运动数据、当前车辆定位数据、范围或距离数据、速度和加速度数据、位置数据、车辆感觉数据、车辆子系统数据和/或任何其它车辆信息。本文中讨论的实施方案中的一些实施方案包括在连网车辆之间交换数据和信息以用于车辆驾驶。更具体地说，可以部分基于所传送的数据来执行对车辆的控制。因此，可以使用DSRC通信来控制一个或多个车辆控制系统。车辆控制系统包括但不限于协同式自适应巡航控制(C-ACC)系统、自适应巡航控制(ACC)系统、智能巡航控制系统、自动驾驶系统、驾驶员辅助系统、车道偏离警报系统、并道辅助系统、高速公路合并、离开和车道改变系统、碰撞警报系统、集成的基于车辆的安全系统以及自动引导车辆系统。在C-ACC系统、车辆控制系统和/或并道辅助系统的情形中描述本文中的实施方案中的一些实施方案。

另外，在本文中讨论的系统和方法中，可以部分基于通过主车106感测的关于一个或多个远程车辆108的数据来控制主车106。在图1A中，道路102上的远程车辆108中的每一者可以感测附近的车辆和物体，这通过从远程车辆108散发的准确线来说明。远程车辆108可以使用一个或多个传感器(例如，雷达传感器)来感测附近的车辆和物体。主车106可以包括用于感测关于在主车106附近的其它车辆和物体的数据的一个或多个传感器，将在本文中更详细地讨论所述传感器。举例来说，主车106可以感测关于前车108d或接近主车106的其它车辆的距离、加速度和速度。因此，虽然前车108d没有经过装备而无法与主车106进行V2V通信，但是主车106仍可以使用机载传感器来获得关于前车108d的数据。

A.车辆通信网络

现在参看图2，示出了根据示例性实施方案的车辆通信网络200的示意图。车辆通信网络200可以在图1A和图1B中所示的车辆内实现。在图2中，主车106包括C-ACC系统202。C-ACC系统202可以经由V2V收发器110与其它DSRC兼容车辆交换车辆和交通数据。举例来说，V2V收发器110可以使用通信链路203经由V2V收发器112a与远程车辆108a交换数据。虽然在图2中仅示出了一个远程车辆，但是应理解，主车106可以与被配置用于在车辆通信网络200内进行DSRC通信的一个以上远程车辆通信。因此，在一些实施方案中，可以在主车106与被配置用于使用DSRC进行V2V通信的多个远程车辆(例如，远程车辆108)之间建立使用DSRC的通信链路。

在本文中讨论的实施方案中，基于在主车106与远程车辆108中的一者或多者之间直接传送的信息来执行对主车106的控制。然而，在一些实施方案中，可以与其它基础设施和服务器交换数据。举例来说，在图2中，C-ACC系统202可以直接地或间接地在无线通信网络204上将信息传输至服务提供商212以及从服务提供商212接收信息。服务提供商212可以包括被配置用于与彼此通信的远程服务器214、远程发射器216、远程接收器218和远程存储器220。在一个实施方案中，主车106可以借助一对多通信网络222来从服务提供商212接收数据和信息。所述一对多通信网络222可以包括可以将信息从一个源发送至多个接收器的系统。一对多通信网络的实例可以包括电视、收音机、卫星网络等。

在图2中，V2V发射器110可以由C-ACC系统202使用以经由无线通信网络204和宽带网络210(诸如因特网)来从服务提供商212和其它信息提供商接收信息以及将信息提供至服务提供商212和其它信息提供商。在替代实施方案中，主车106中的射频(RF)收发器224可以由C-ACC系统202使用以经由无线网络天线114至无线通信网络204从服务提供商212接收信息以及将信息传输至服务提供商212。RF发射器224可以包括但不限于无线电话、无线调制解调器、Wi-Fi兼容收发器和/或使用无线通信网络204与其它网络通信的任何其它装置。主车106还可以从交通数据供应商206和/或一个或多个其它信息供应商208接收信息以及将信息传输至交通数据供应商206和/或一个或多个其它信息供应商208。此信息可以包括但不限于交通数据、车辆位置和航向数据、繁忙交通事件时间表、天气数据或其它运输相关数据等。交通数据供应商206和其它信息供应商208可以经由宽带网络210与服务提供商212通信。

在一些实施方案中，服务提供商212可以经由网络连接(诸如经由无线网络天线114(图1A)和/或其它网络连接)连结至多个车辆。另外，可以使用能够递送数据的任何其它无线通信系统，诸如卫星、蜂窝、Wi-Fi、微波等。服务提供商212还可以通过有线连接来连结，诸如宽带电缆或光纤连接、以太网、DSL、ADSL、电话调制解调器和/或能够将数据递送至交通基础设施(诸如RSE 116)的任何其它有线通信系统。

B.车辆系统和C-ACC概述

现在将参看图3来更详细地描述主车106和C-ACC系统202。图3是主车106的示例性控制系统300的框图。然而，图3中所示的组件和功能性可以与其它车辆相关联。举例来说，远程车辆108可以包括控制系统300的组件和功能性中的一者或多者。因此，控制系统300可以替代地由其它实体或在其它应用中使用所述系统。另外，在一些实施方案中，控制系统300将被称作C-ACC控制系统(例如C-ACC系统202)。与一些车辆相关联的其它C-ACC系统可以包括如对C-ACC系统202配置的不同的元件和/或布置，但是可以被配置用于在车辆通信网络200上与一个或多个其它C-ACC系统、车辆控制系统或并道辅助系统通信。

主车106可以具有一个或多个计算机和或计算装置，举例来说，在图3中，控制系统300包括车辆计算机系统302。在本文中讨论的一些实施方案中，车辆计算机系统302将被称作C-ACC计算机系统302。在其它实施方案中，车辆计算机系统302可以与另一类型的车辆控制系统相关联或者可以是促进本文中描述的功能的一般车辆计算装置。

车辆计算机系统302包括处理器304和存储器306。在一些实施方案中，车辆计算机系统302可以包括用于执行C-ACC系统功能和/或并道辅助系统功能的可编程逻辑电路和/或预配置的逻辑电路。存储器306存储可通过处理器304存取的信息，所述信息包括可以通过处理器304执行或以其它方式使用的指令308和数据310。控制逻辑(在这个实例中，是软件指令或计算机程序代码)在通过处理器304执行时使处理器304执行如本文中描述的实施方案的功能。存储器306可以是能够存储可通过处理器304存取的信息的任何类型，包括计算机可读介质，或者可以是存储可以在电子装置的辅助下读取的数据的其它介质，诸如硬盘、闪存盘、存储卡、ROM、RAM、DVD或其它光盘以及其它可写入和只读存储器。系统和方法可以包括前述各者的不同组合，借此指令和数据的不同部分存储在不同类型的介质上。

指令308可以是将直接地(诸如机器码)或间接地(诸如脚本)通过处理器304执行的任何指令集。举例来说，所述指令可以作为计算机代码存储在计算机可读介质上。就此来说，术语“指令”和“程序”在本文中可以互换使用。所述指令可以按目标码的格式来存储以便通过处理器304直接处理，或按任何其它计算机语言来存储，所述计算机语言包括脚本或独立源代码模块的集合，所述源代码模块是按需要来解释或预先进行编译。在下文更详细地阐释指令的功能、方法和例行程序。

可以通过处理器304根据指令308对数据310进行检索、存储或修改。举例来说，虽然车辆计算机系统302不受限于任何特定数据结构，但是数据310可以存储于计算机寄存器中、作为具有多个不同字段和记录的表格、XML文档或平面文件来存储于关系数据库中。数据310还可以按任何计算机可读格式来格式化。数据310可以包括足以识别相关信息的任何信息，诸如编号、说明性文本、专用代码、对存储于同一存储器的其它区域或不同存储器中(包括其它网络位置)的数据的引用或被函数使用来计算相关数据的信息。

在图3中，数据310可以包括交通数据312、地图组件数据314、交通辅助数据316和并道模块318。交通数据312可以包括运输数据、交通数据和交通时间表等的市售数据库。地图组件数据314可以包括识别以下各者的地图：道路的形状和高程、车道标线、交叉口、人行横道、非机动车道、学校区域、速度限制、交通信号、建筑物、标志、实时交通信息或可以被车辆使用的其它运输信息。举例来说，地图组件数据314可以包括信息的一个或多个映射网络，诸如道路、车道、交叉口和这些特征之间的连接。每一特征可以作为地图组件数据314存储，并且可以与信息相关联，所述信息诸如地理位置以及其是否连结至其它相关特征，例如，加宽并道车道的尺寸可以连结至道路位置和入口坡道等等。交通辅助数据316可以包括来自主车106之内和外部的各种源的交通数据，将在本文中更详细地讨论所述交通辅助数据。另外，如下文将在第IV小节中讨论的，并道模型318可以包括用于并道辅助的并道情形的类型。

车辆计算机系统302可以与主车106的各种组件通信。举例来说，车辆计算机系统302可以与车辆电子控制单元(ECU)320通信，并且可以发送和接收来自主车106的各种系统(例如，车辆传感器系统322、车辆通信系统324、车辆导航系统326和车辆接口系统328)的信息。当被接合时，车辆计算机系统302可以控制主车106的这些功能中的一些或全部。应理解，虽然各种系统和车辆计算机系统302如所示是在主车106内，但是这些元件可以在主车106外部和/或在物理上隔开较长距离。另外，车辆计算机系统302可以被可操作地连接以经由(例如)总线330向主车106的其它组件进行计算机通信。

车辆传感器系统322包括在主车106内部和/或外部感测和/或测量数据的各种车辆传感器。更具体地说，车辆传感器系统322可以包括用于感测和测量与主车106和/或主车106的特定车辆系统相关联的刺激(例如，信号、性质、测量值、数量)的车辆传感器。在一些实施方案中，车辆传感器是用于感测和测量与主车106附近的车辆和/或物体相关联的刺激。将在本文中就图4来更详细地讨论车辆传感器系统322和各种车辆传感器。

如上文所指示，主车106还可以包括车辆通信系统324。车辆计算机系统302可以与外部通信设备通信以发送和接收数据。举例来说，车辆通信系统324包括V2V收发器110，所述V2V收发器可以在车辆通信网络200中与兼容DSRC收发器通信。如先前关于图2所描述，车辆通信系统324可以包括用于经由无线通信网络204向服务提供商212无线地通信的RF收发器224。应理解，一些车辆可能没有装备有通信设备而无法使用DSRC或另一类型的通信协议来进行V2V和/或V2X通信。举例来说，图1A中所示的远程车辆108d、远程车辆108e和远程车辆108f没有装备有V2V收发器，所述V2V收发器可以在车辆通信网络200中与兼容DSRC收发器通信。

主车106还包括车辆导航系统326。车辆导航系统326可以向主车106和/或车辆计算机系统302提供导航地图和信息。车辆导航系统436可以是任何类型的已知的、相关的或之后开发的导航系统并且可以包括GPS单元(未图示)。短语“导航信息”是指可以用于帮助主车106导航道路或路径的任何信息。导航信息可以包括交通数据、地图数据和道路分类信息数据。导航信息的实例可以包括街道地址、街道名称、街道或地址编号、交叉口信息、兴趣点、停车场、水体、任何政治或地理分区(包括镇、镇区、省、行政区、市、州、区、ZIP或邮政编码和国家)。导航信息还可以包括商业信息，包括店铺和餐馆名称、商业区、购物中心和停车设施。导航信息还可以包括地理信息，包括从任何全球导航卫星基础设施(GNSS)获得的信息，所述全球导航卫星基础设施包括全球定位系统或卫星(GPS)、格洛纳斯(俄罗斯)和/或伽利略(欧洲)。

另外，主车106包括车辆接口系统328，所述车辆接口系统可以用于接收来自用户的输入和/或向用户提供反馈。因此，车辆接口系统328可以包括显示部分和输入部分。在一些实施方案中，车辆接口系统328是位于主车106中的人机接口(HMI)和/或抬头显示器(HUD)。车辆接口系统328可以接收来自一个或多个用户(例如，驾驶员、车辆乘客)的一个或多个用户输入。车辆接口系统328的输入部分可以使用户(诸如驾驶员或车辆乘客)能够与主车106和/或车辆计算机系统302交互或提供输入，诸如用户输入、手势、点击、指点、选择、语音命令等。举例来说，在一些实施方案中，用户可以通过与车辆接口系统328交互而启用车辆计算机系统302和/或控制车辆计算机系统302的特征。

作为实例，车辆接口系统328的输入部分可以实现为触摸屏、触摸板、追踪板、一个或多个硬件按钮(例如，在收音机或方向盘上)、一个或多个按钮(诸如一个或多个软按钮、一个或多个软件按钮、一个或多个交互式按钮)、一个或多个开关、小键盘、麦克风、一个或多个传感器等。在一个或多个实施方案中，车辆接口系统328可以是以某方式实现，所述方式是将显示部分集成，使得车辆接口系统328提供输出(例如像显示部分那样呈现内容)以及接收输入(例如，用户输入)。这种情况的实例可以是触摸屏。输入部分的其它实例可以包括用于捕捉来自用户的语音输入的麦克风。

车辆接口系统328可以显示信息(例如，图形、警报和通知)。举例来说，车辆计算机系统302可以产生信息、建议、警报和/或提醒并且在车辆接口系统328的显示装置(例如显示部分)上向车辆操作人提供相同的内容。信息、警报等可以包括但不限于一个或多个导航地图、符号、图标、图形、颜色、图像、相片、视频、文本、可听信息等。车辆接口系统328还可以包括向用户提供视觉、可听的和/或触觉/触感反馈的其它系统。举例来说，作用力踏板(AFP)可以作为加速踏板的部分而包括在主车106中以在驾驶员踩下加速踏板时给驾驶员的脚提供反馈作用力。

主车106可以包括用于通信并且在一些情况下控制与车辆系统相关联的各种组件的其它设备。现在将参看图4更详细地讨论主车106可以控制和/或与之通信的各种车辆系统。图4是主车106的示意图，所述主车包括可以是与图3的车辆控制系统300相关联的车辆系统和组件。如上文就图3所提及，图4中所示的组件和功能性可以与其它车辆相关联。举例来说，远程车辆108可以包括图4中所示的组件和功能性中的一者或多者。

在图4中，ECU 320可以与数据记录仪系统402、一个或多个车辆系统404、车辆导航系统326、车辆传感器系统322、车辆V2V收发器110、RF收发器224、摄像机416和激光器418通信。在本文中讨论的一些实施方案中，ECU 320可以被配置用于接收来自车辆计算机系统302的指令以检索来自图4中所示的一个或多个组件的数据。举例来说，ECU 320可以接收来自C-ACC计算机系统302的指令以获得根据加速度控制率来激活或抑制特定车辆系统404(例如，制动器或加速器)的命令。

数据记录仪系统402可以与ECU 320通信以采集并记录从车辆系统404和/或车辆传感器系统416中的任一者收集的数据。如上文所讨论，主车106可以包括被配置用于与ECU320通信的车辆导航系统326。导航系统326可以包括GPS接收器406、导航系统显示器408(例如，车辆接口系统328的部分)，并且可以将地图和位置信息存储在导航数据库410中。导航系统显示器408可以使用任何类型的显示技术向用户显示导航地图和信息。导航系统显示器408还可以使用任何类型的已知的、现有技术的或之后开发的音频技术(诸如通过使用预定的声音或电子地产生的话音)来向主车106传送信息。

如上文所提及，车辆传感器系统322可以包括各种车辆传感器并且可以与ECU 320和采用任何配置的任何数目的车辆传感器装置通信。车辆传感器系统322装置通过收集用于识别的数据以及追踪交通实体(诸如远程车辆108)的移动、车辆交通或可以提供数据的任何其它条件、实体或车辆而可能是有利的。应理解，车辆传感器可以是在任何车辆系统中用于检测和/或感测该系统的参数的任何传感器。示例性车辆传感器包括但不限于：加速度传感器、速度传感器、制动传感器、接近传感器、视觉传感器、座椅传感器、安全带传感器、门传感器、环境传感器、偏摆率传感器、转向传感器、GPS传感器等。

还应理解，车辆传感器可以是任何类型的传感器，例如，声传感器、电传感器、环境传感器、光学传感器、成像传感器、光线传感器、压力传感器、力传感器、热传感器、温度传感器、接近传感器等。车辆传感器可以安置于主车106的一个或多个部分中。举例来说，车辆传感器可以集成至仪表板、座椅、安全带、门、保险杠、前部、后部、拐角、仪表板、方向盘、中央控制台、车顶或主车106的任何其它部分中。然而，在其它情况下，车辆传感器可以是被驾驶员(未图示)穿戴、集成至便携式装置(未图示)中、由驾驶员(未图示)携带、集成至驾驶员所穿的衣物(未图示)中或集成至驾驶员的身体中(例如植入物)(未图示)的便携式传感器。

现在参考图4中的示例性车辆传感器，车辆传感器系统322可以包括传感器412、雷达系统414、摄像机416和激光器418，以上每一者可以安置在主车106的任何有益区域处。虽然图4中示出了一个传感器418，但是应理解传感器418是安装在主车106之内或之外的一个或多个传感器的表示。在一些实施方案中，车辆传感器418感测关于主车106的车辆速度、加速度、制动速度以及其它车辆动态数据。在一些实施方案中，车辆传感器418可以使用后部、前部以及侧面接近检测传感器418来收集接近数据。

雷达系统414可以包括前部长程雷达和/或前部中程雷达。前部长程雷达可以测量主车106周围的物体的距离(例如，横向、纵向)和速度。举例来说，前部长程雷达可以测量主车106周围的远程车辆108中的一者或多者的距离和速度。在一些实施方案中，雷达系统414可以包括在主车106的不同位置中的多个雷达。举例来说，位于主车106的左前角区域处的左前雷达、位于主车106的右前角区域处的右前雷达、位于主车106的左后角区域处的左后雷达以及位于主车106的右后角区域处的右后雷达。

图4还示出了用于与其它V2V兼容车辆通信的、主车106的V2V收发器110。在实施方案中，V2V收发器110可以从其它DSRC收发器收集交通数据，所述DSRC收发器可以是针对车辆、人行横道、非机动车、建筑物、塔、广告牌、交通信号、道路标志或任何运输相关实体或用户来配置。可操作地连接至DSRC收发器的显示器还可以显示传输给车辆通信网络200中的DSRC用户或从所述DSRC用户接收的任何消息、地图、车辆位置、数据、图像、提醒和警报。DSRC收发器之间的通信链路(例如，图2中的通信链路203)可以由任何用户初始化。在所述实施方案中，DSRC收发器可以连续地搜索来自其它DSRC收发器的信号，诸如通过发出寻求答复的周期信号。在其它实施方案中，DSRC收发器可以发出寻求来自射程中的DSRC收发器的答复的周期信号。如果DSRC收发器答复，那么可以建立通信链路。可以将被主车106接收到的信息和数据保存到数据记录仪系统402和/或数据310并且通过车辆计算机系统302处理。

在图5中示出主车106的示例性内部视图。具体地说，图5是与主车106和图3的车辆控制系统300相关联的车辆内部500的示例性设计的示意图。车辆内部500可以包括(例如)仪表板502、转向设备(诸如方向盘504)、仪器面板506和中央部分508。中央部分508可以包括与车辆的内部相关联的一个或多个装置，包括但不限于：音频装置、视频装置、导航装置以及任何其它类型的装置。另外，中央部分508可以与用于主车106的一个或多个系统的控件相关联，所述控件包括但不限于：气候控制系统、收音机和声音系统以及其它类型的系统。

主车106还可以具有显示装置510，所述显示装置可以是用于显示来自车辆控制系统300和/或其它相关或不相关车辆系统的信息的车辆接口系统328的部分。显示装置510的实例包括但不限于LCD、CRT、ELD、LED、OLED、或各自具有或不具有触摸屏的电子纸显示器、以及其它类型的显示器。显示装置510可以包括用于用作用于车辆接口系统328的用户输入装置的触摸屏。举例来说，使用车辆接口系统328，用户可以激活或撤销激活一个或C-ACC系统模式、并道辅助模式，以及用于使用户能够将信息(诸如导航目的地或交通信息)提供至车辆计算机系统302。

在替代实施方案中，车辆接口系统328可以包括按钮、小键盘或其它类型的输入装置。在另一个实施方案中，车辆接口系统328可以包括抬头投影(HUD)型显示器，所述显示器被配置用于将图像投影至主车106的一个或多个表面(诸如挡风玻璃512)上。在一些实施方案中，显示装置510可以位于主车106的任何部分中，或者可以是便携式装置(未图示)。举例来说，显示装置510可以位于仪器面板506内。

另外，如上文就图3所讨论，显示装置510可以被配置用于呈现用于车辆计算机系统302和主车106内的其它装置或系统(诸如车辆导航系统326)的视觉信息。举例来说，车辆接口系统328可以向驾驶员告知交通流、危险检测、预计到的另一车辆的交通并道等的视觉或听觉提醒或信息。举例来说，显示装置510可以被配置用于在远程车辆108中的一者或多者将影响主车106的操作时显示与远程车辆108中的一者或多者有关的危险提醒、并道提醒以及交通数据。另外，在图5中，示出加速踏板514和制动踏板516。如上文所讨论，在一些实施方案中，加速踏板514可以包括作用力踏板(AFP)，所述作用力踏板可以在驾驶员踩下加速踏板514时向驾驶员的脚提供反馈作用力。

C.C-ACC控制模型

如上文所提及，在一些实施方案中，本文中讨论的系统和方法使用关于主车106的数据以及关于远程车辆108中的一者或多者的数据来控制主车106。关于远程车辆108中的一者或多者的数据可以通过C-ACC控制系统300使用车辆通信网络200接收。在一些实施方案中，关于远程车辆108中的一者或多者的数据可以通过C-ACC控制系统300使用在主车106上面的传感器(例如雷达传感器)来接收。可以使用此数据的融合和分析来控制主车106，由此允许主车106抢先对交通情形以及可能会影响主车106的操作或行驶路径的远程车辆108中的一者或多者作出反应。现在将更详细地描述通过C-ACC控制系统300进行的示例性控制。

在本文中讨论的实施方案中的一些实施方案中，可以(例如)通过C-ACC控制系统300来控制主车106的运动。明确地说，C-ACC控制系统300可以使用上文讨论的数据来控制主车106的纵向运动。举例来说，C-ACC控制系统300可以通过产生加速度控制率和/或修改当前的加速度控制率(例如，目标加速度)来控制加速和/或减速。通过使用上文讨论的数据，C-ACC控制系统300可以评定主车106和远程车辆108的动态状态并且相应地调整对主车106的控制。现在参看图6，示出了用于控制车辆控制系统的示意性C-ACC控制模型600。将参考图2至图5的组件来描述图6。控制模型600接收主车数据602、V2V远程车辆数据604和所感测到的远程车辆数据606作为输入。主车数据602包括关于主车106的车辆动态数据。举例来说，速度、加速度、速度、偏航角速度、转向角、油门开角、范围或距离数据等。可以经由总线330从车辆传感器系统322存取主车数据602。主车数据602还可以包括关于不同的车辆系统的状态信息。举例来说，主车数据602可以包括关于主车106的转弯信号状态、路线航向数据、路线历史数据、预计路线数据、运动数据、当前车辆定位数据以及任何其它车辆信息。

V2V远程车辆数据604包括经由车辆通信网络200传送的关于远程车辆108中的一者或多者的远程车辆动态数据。V2V远程车辆数据604可以包括关于远程车辆108中的一者或多者的速度、加速度、速度、偏航角速度、转向角以及油门开角、范围或距离数据等。V2V远程车辆数据604还可以包括关于传输V2V远程车辆数据604的远程车辆108的路线航向数据、路线历史数据、预计路线数据、运动数据、当前车辆定位数据以及任何其它车辆信息。

所感测到的远程车辆数据606可以包括通过车辆系统传感器322接收和/或感测的、关于在主车106附近的远程车辆108中的一者或多者和/或其它物体的数据。举例来说，在本文中讨论的实施方案中，所感测到的远程车辆数据606包括从雷达系统414获得的车辆数据，包括接近数据。举例来说，所感测到的远程车辆数据606可以包括主车106周围的远程车辆108中的一者或多者的距离和速度。

主车数据602、V2V远程车辆数据604和所感测到的远程车辆数据606可以被输入至C-ACC计算机系统302并且使用控制算法来处理，将在本文中更详细地对此进行描述。C-ACC计算机系统302可以将加速和/或减速命令输出至ECU 320，所述ECU接着对相应车辆系统(例如刹车致动器608(例如，所述刹车致动器可以是制动辅助系统的部分)和/或油门致动器610)执行所述命令。举例来说，基于主车数据602、V2V远程车辆数据604和所感测到的远程车辆数据606，C-ACC计算机系统302可以产生加速度控制率，所述加速度控制率可以是主车106的目标加速度。基于主车106的当前加速度，C-ACC计算机系统302可以产生用于实现所述加速度控制率的控制信号。可以将所述控制信号发送至ECU 320，所述ECU接着(例如)通过控制刹车致动器608和/或油门致动器610来执行所述信号。

另外，C-ACC计算机系统302和/或ECU 320可以对HMI 612(例如车辆接口系统328)执行命令。举例来说，基于主车数据602、V2V远程车辆数据604和所感测到的远程车辆数据606，可以产生并且经由HMI 612提供视觉、可听的和/或触觉反馈。因此，根据控制算法基于车辆控制数据602、V2V远程车辆数据604和所感测到的远程车辆数据606的融合来控制主车106，现在将更详细地对此进行描述。

C-ACC计算机系统302实现用于产生加速度控制率的控制算法，所述加速度控制率可以用于相对于远程车辆108中的一者或多者(即，前车和头车)来控制主车106。举例来说，参看图1B，可以相对于头车108a和前车108d来控制主车106。所述控制算法可以包括基于主车106与前车108d之间的相对距离以及间隔参考距离的距离控制分量。所述距离控制分量可以在数学上被表达为：

其中x_i-1′是从主车106的后端至前车108d的前端的距离，x_i′是主车106的长度，

是预定的间隔参考距离，并且L_PV′是前车108d的长度。这些变量示意性地示出于图1B中。所述控制算法还可以包括基于主车106与前车108d之间的相对速度的速度控制分量。因此，在一个实施方案中，速度控制分量可以在数学上被表达为：

其中v_i-1′是前车108d的速度，v_i是主车106的速度，并且K_v′是车辆速度动态增益系数。在一些实施方案中，基于距离控制分量和速度控制分量来计算加速度控制率，所述加速度控制率可以在数学上被表达为：

在一个实施方案中，可以计算基于经由车辆通信网络200传送的加速数据的加速控制参考并且基于上文在方程式(3)中讨论的距离分量和速度分量将所述加速控制参考用作所述加速控制参考的前馈控制输入。更具体地说，在一个实施方案中，控制算法包括基于头车108a的加速数据和前车108d的加速数据的加速控制分量。关于头车108a的加速数据是使用车辆通信网络200接收到(例如经由DSRC)的V2V远程车辆数据。在一个实施方案中，关于前车108d的加速数据是使用主车106上面的传感器(例如，雷达系统414)接收到的所感测到的远程车辆数据。因此，在一个实施方案中，基于经由车辆通信网络传送的加速数据的加速控制参考可以在数学上被表达为：

其中a_i-1是通过雷达系统414检测的前车108d的加速度，

是前车加速动态增益系数，a_L是主车106使用DSRC经由车辆通信网络200从头车108a接收到的前行头108a的加速度，并且K_dsrc是头车加速动态增益系数。在本文中讨论的实例中，前车108d的加速度是所感测到的远程车辆数据606(例如，使用雷达传感器检测的雷达数据)，但是应理解，在其它实施方案中，前车108d的加速度可以是通过主车106使用DSRC经由车辆通信网络200接收到的V2V远程车辆数据。基于上文，加速度控制率可以通过C-ACC计算机系统302使用距离分量、速度分量、前车108d的加速度分量以及头车108a的加速度分量来产生。这可以在数学上被表达为：

如上文所提及，C-ACC计算机系统302可以实现前馈控制算法来基于上文讨论的方程式产生加速度控制率以控制主车106。现在参看图7，示出了根据上文所讨论的控制算法的C-ACC计算机系统302的示例性控制系统700的框图。在图7中，控制系统700包括用作C-ACC控制系统704的输入的前馈控制系统702。前馈控制系统702接收使用DSRC经由车辆通信网络200接收到的头车108a的加速度以及使用雷达系统414接收到的前车108d的加速度作为输入。通过动态增益(即，头车加速动态增益系数)来修改所述输入以产生加速参考信号

所述加速参考信号被C-ACC控制系统704接收作为输入。C-ACC控制系统704确定如上文就方程式(1)–(3)讨论的距离分量和速度分量并且可以使用从前馈控制系统702接收到的输入来计算加速度控制率。

II.用于C-ACC控制的方法

现在参看图8，现在将根据示例性实施方案来描述用于使用车辆通信控制具有车辆控制系统的主车的方法800。还将参看图1A、图1B和图2至图7来描述图8。在一个实施方案中，方法800是用于控制具有车辆控制系统(例如C-ACC计算机系统302)的主车106，所述车辆控制系统控制主车106相对于前车108d的运动。如图1A和图1B中所示，前车108d定位成紧挨在主车106前方。在框802处，方法800包括接收关于一个或多个远程车辆的远程车辆数据。更具体地说，在一个实施方案中，框802包括经由车辆通信网络200以及主车106与一个或多个远程车辆108中的每一者之间的一个或多个通信链路接收从一个或多个远程车辆108传输至主车106的V2V远程车辆数据604。在一些实施方案中，从在与主车106相距预定距离(例如300m)内的一个或多个远程车辆108接收V2V远程车辆数据604。如上文就图1A、图1B和图2所讨论，主车106装备有V2V收发器110，所述V2V收发器可以与道路102上的可操作用于V2V通信的其它远程车辆108通信。举例来说，V2V收发器110可以经由V2V收发器112a与远程车108a通信、经由V2V收发器112b与远程车辆108b通信、经由V2V收发器112c与远程车辆108c通信以及经由V2V收发器112d与远程车辆108g通信。

为了促进通信，在主车106与道路102上的可操作用于V2V通信的一个或多个远程车辆108之间建立通信链路。可以在V2V收发器之间建立通信链路。举例来说，V2V收发器110可以连续地搜索来自其它V2V收发器的信号，诸如通过发出寻求答复的周期信号。在其它实施方案中，V2V收发器110可以发出寻求来自射程中的V2V收发器的答复的周期信号。如果V2V收发器答复，那么可以建立通信链路。主车106与远程车辆108a之间的示例性通信链路203示出于图2中。

如上文就图6所讨论，主车106可以从经过装备来进行V2V通信的远程车辆108中的一者或多者接收V2V远程车辆数据604。因此，如上文就图6所讨论，V2V远程车辆数据604可以含有传输V2V远程车辆数据604的远程车辆108的参数。在一些实施方案中，V2V远程车辆数据604容纳于从远程车辆108中的一者或多者传输的消息封包中。举例来说，所述消息封包可以是采取如针对DSRC标准界定的基础安全消息(BSM)格式。车辆可以周期性地广播BSM以向其它车辆宣布其位置、速度和其它属性。可以将通过主车106接收的信息和数据保存到数据记录仪系统402和/或数据310并且通过C-ACC计算机系统302处理。

再次参看图8的框802，在一个实施方案中，接收远程车辆数据包括接收从位于主车和前车前面的头车传输的远程车辆数据。举例来说，在图1A和图1B中，主车106可以从头车108a接收V2V远程车辆数据604。在一个实施方案中，V2V远程车辆数据604包括头车108a的加速度。

在另一个实施方案中，在框802处接收远程车辆数据包括接收关于在主车附近的远程车辆和/或障碍物的远程车辆数据。举例来说，远程车辆数据可以包括前车108d的加速度。在本文中讨论的实施方案中，可以通过主车106使用在主车106上的传感器(例如雷达系统)来检测前车108d的加速度。因此，通过主车106感测的远程车辆数据可以是所感测到的远程车辆数据606。举例来说，关于主车106和图6，主车106使用雷达系统414检测前车108d的所感测到的远程车辆数据606。虽然本文中讨论的系统和方法利用通过雷达感测的加速数据，但是应理解，在其它实施方案中，如果前车108d被可操作地装备而进行与主车106的V2V通信，那么可以经由车辆通信网络200接收加速数据。

再次参看图8，在框804处，方法800包括从主车存取主车数据。如上文就图6所讨论，可以经由总线330从车辆传感器系统322存取主车数据602。在一些实施方案中，主车数据602包括主车106的速度和主车106的加速度，然而，应理解，主车数据602可以包括关于主车106的其它类型的数据。

在框806处，方法800包括计算主车的加速度控制率。在一个实施方案中，通过处理器304根据上文就方程式(1)–(5)讨论的C-ACC控制模型来计算加速度控制率。现在将关于图9来更详细地描述框806。图9示出了根据示例性实施方案的用于计算加速度控制率的方法900。在框902处，方法900包括相对于间隔参考距离确定主车与前车之间的相对间隔距离。举例来说，如上文就方程式(1)所讨论，处理器304可以基于主车106与前车108d之间的相对距离和间隔参考距离来计算距离控制分量。间隔参考距离是主车106与前车108d之间的所要间距(例如距离)。间隔参考距离可以是预定的并且存储于(例如)存储器306处。

在框904处，方法900包括确定主车的速度与前车的速度之间的相对速度。举例来说，如上文就方程式(2)所讨论，处理器304可以基于主车106的速度和前车108d的速度来计算速度控制分量。在框906处，方法900包括确定前车的加速度。举例来说，如上文就图8的框802所讨论，主车106可以使用雷达系统414来确定前车108d的加速度。

在框908处，方法900包括计算主车的加速度控制率以维持主车与前车之间的间隔参考距离。明确地说，主车的加速度控制率是基于相对间隔距离、相对速度、前车的加速度以及头车的加速度。因此，在一个实施方案中，处理器304根据上文讨论的方程式(5)来计算主车106的加速度控制率。

在一个实施方案中，计算主车的加速度控制率可以是基于与头车的加速度相关联的可变增益。举例来说，如方程式(4)和(5)中所示，K_dsrc′是头车加速动态增益系数。因此，在框910处，方法900可以包括确定可变增益。在一个实施方案中，所述可变增益是基于主车与头车之间的距离。在一些实施方案中，所述可变增益是基于主车与头车之间的距离间隔以及主车与头车之间的时间间隔。在一些实施方案中，所述距离间隔是相对间隔距离。

所述可变增益可以随主车与头车之间的距离而变。所述可变增益可以随主车与头车之间的距离减小而增加。作为参看图1B的说明性实例，根据一个实施方案，基于距主车106的距离，其中远程车辆108a是头车的可变增益将小于其中远程车辆108c是头车的可变增益。在其它实施方案中，所述可变增益可以随主车与头车之间的距离间隔和/或主车与头车之间的时间间隔而变。所述可变增益可以随着所述距离间隔和/或所述时间间隔增加而增加。在框910处确定的可变增益可以在框912处用于通过可变增益来修改主车的加速度。另外，与图8的框806类似，可以在框908处计算所述加速度控制率。

往回参看图8，方法800包括在框808处控制主车的车辆控制系统。在一个实施方案中，框808可以包括根据所述加速度控制率来控制主车的车辆控制系统。举例来说，加速度控制率可以通过C-ACC控制系统300输出至ECU 320以便根据所述加速度控制率来控制一个或多个车辆系统。举例来说，C-ACC控制系统300经由ECU 320可以开始通过控制刹车致动器608和/或油门致动器610来基于加速度控制率自动地使主车106减速或加速。替代地或同时地，通过主车106的加速和/或制动，在框808处控制主车的车辆控制系统可以包括控制车辆接口系统328。举例来说，C-ACC控制系统300可以产生信息、建议、警报和/或提醒并且在显示装置510上向驾驶员提供所述信息、建议、警报和/或提醒。在其它实施方案中，可以根据加速度控制率来提供触觉反馈。举例来说，加速踏板514的AFP可以在驾驶员踩下加速踏板514以基于加速度控制率来促进加速和/或减速时通过作用力提供反馈。

如上文就方法800所提及，加速度控制率是部分基于头车的加速度。对主车的适当控制可以取决于哪个远程车辆被识别为头车。如现在将参看图10所描述，在一些实施方案中，基于远程车辆数据，具体地说，在主车106与远程车辆108中的一者或多者之间传输的V2V远程车辆数据604，来选择头车。图10示出了根据示例性实施方案的用于从多个远程车辆中选择头车的方法1000。在框1002处，方法1000包括从多个远程车辆接收远程车辆数据。举例来说，如上文就框802所讨论，主车106装备有V2V收发器110，所述V2V收发器可以与道路102上的可操作用于V2V通信的其它车辆通信。

在框1004处，方法1000包括通过基于在框1002处接收到的远程车辆数据选择头车来从所述多个远程车辆中选择头车。在一个实施方案中，从所述多个远程车辆中选择头车包括选择对主车的操作和/或主车的行驶路径具有最大影响的远程车辆。处理器304可以基于从多个远程车辆108传输的V2V远程车辆数据604和关于主车106的主车数据602来确定所述多个远程车辆中的哪个远程车辆对主车具有最大影响。举例来说，确定哪个远程车辆108对主车106具有最大影响可以是基于速度、距离、制动等。

在一个实施方案中，从所述多个远程车辆中选择头车包括从所述多个远程车辆中选择在距与主车相差预定间隔时间阈值内的头车。作为关于图1B的说明性实例，关于图1B，C-ACC控制系统300可以设置预定的间隔时间阈值，所述预定的间隔时间阈值存储于(例如)存储器306处。在一个实施方案中，预定的间隔时间阈值是距与主车106相差五(5)秒。因此，在一个实施方案中，C-ACC控制系统300从与主车106进行车辆通信的多个远程车辆(例如远程车辆108a、108b、108c)中选择在与主车106相差五秒间隔时间阈值内的头车。作为说明性实例，远程车辆108c与主车106相差三秒间隔时间，远程车辆108b与主车106相差五秒间隔时间，并且远程车辆108a与主车106相差七秒间隔时间。根据这个实例，头车将会被选择为远程车辆108c或远程车辆108b，所述远程车辆均在与主车106相差五秒间隔时间内。

在另一个实施方案中，从所述多个远程车辆中选择头车包括基于所述多个远程车辆的减速度从所述多个远程车辆中选择头车。如本文中所讨论，与主车106进行车辆通信的多个远程车辆108可以传输V2V远程车辆数据604，所述V2V远程车辆数据包括速度数据、制动数据、加速数据和减速数据。因此，在一个实施方案中，头车被选择为所述多个远程车辆108中具有最大减速度的远程车辆108。

在另一个实施方案中，从所述多个远程车辆中选择头车包括基于所述多个远程车辆的速度从所述多个远程车辆中选择头车。如本文中所讨论，与主车106进行车辆通信的多个远程车辆108可以传输V2V远程车辆数据604，所述V2V远程车辆数据包括速度数据。因此，在一个实施方案中，头车被选择为所述多个远程车辆中具有最低速度的远程车辆。作为说明性实例，关于图1B，远程车辆108c具有为35mph的速度，远程车辆108b具有为25mph的速度，并且远程车辆108a具有为15mph的速度。在这个实例中，远程车辆108a将基于具有最低速度而被选择为头车。

在另一个实施方案中，从所述多个远程车辆中选择头车包括基于所述多个远程车辆的减速度和所述多个远程车辆的速度从所述多个远程车辆中选择头车。在其它实施方案中，所述头车是所述多个远程车辆中具有最低速度并且在与主车相差预定的间隔时间阈值内的远程车辆。在这个实施方案中并且参考上文讨论的实例，将选择远程车辆108b作为头车，因为远程车辆108b是在与主车106相差为五秒的预定的间隔时间阈值内并且在所述预定的间隔时间阈值内的远程车辆108中具有最低速度。

在选择了头车之后，在框1006处，如上文就框802所描述，方法1000包括从头车接收远程车辆数据，例如，加速度。应理解，还可以在框1002处接收所述加速度。在框1008处，方法1000可以返回至方法800的框802。

从头车接收到的V2V远程车辆数据604在通过主车106提供精确回应过程中是至关重要的。在一些实施方案中，由于车辆通信网络200的问题或主车106与每一远程车辆108之间的通信链路的问题，V2V通信车辆数据604可能是不准确的或不可用的。因此，在一些实施方案中，在框1004处选择头车和/或在框1006处从头车接收V2V远程车辆数据604可以包括用于监测无线通信连接性和质量的方法。现在参看图11，将详细地讨论用于监测主车与头车之间的通信的方法1100。

在框1102处，方法1100包括监测主车与头车之间的通信链路。如上文就图8的框802所讨论，为了促进通信，在主车106与道路102上的可操作用于V2V通信的一个或多个远程车辆108之间建立通信链路。举例来说，在图2中，通信链路203如图所示是在主车106与远程车辆108a之间。监测通信链路203以发现封包丢失和通信链路信号强度。在框1104处，方法1100包括确定消息封包是否丢失。从头车108a向主车106周期性地广播DSRC消息封包。在一个实施方案中，消息封包是每秒发送十次。在主车106从头车108a接收消息封包时，主车106可以经由数据记录仪系统402和/或数据310来计算和存储消息封包并且通过C-ACC计算机系统302来处理封包。通过追踪所接收到的消息封包，主车106在框1104处可以识别封包是否丢失。在一些实施方案中，主车106可以确定封包丢失错误率并且将所述封包丢失错误率与预定阈值进行比较。在其它实施方案中，在框1104处，确定主车106与前车108a之间的通信链路203的信号强度是否低于预定阈值。

如果在框1104处的确定为是，那么方法1100前进至框1106。在框1106处，利用来自先前通过头车108a传输的消息封包的远程车辆数据(例如)来在图8的框806处计算加速度控制率。通过存储器306存储的指示封包丢失的数目的计数i也在框1106处递增。

在框1108处，将计数i与预定阈值N比较。如果丢失封包的数目i超过预定阈值N，那么方法1100前进至框1110。在框1110处，方法1100包括选择新的头车。举例来说，在一个实施方案中，从所述多个远程车辆中选择新的头车包括从所述多个远程车辆中选择最接近当前头车的新的头车。参看图1B，作为说明性实例，远程车辆108a是当前的头车。选择新的头车可以是基于与当前头车(即，远程车辆108a)的接近度。因此，在图1B中，处理器304可以选择远程车辆108b作为新的头车，因为远程车辆108b是最接近远程车辆108a的远程车辆。应理解，在一些实施方案中，如上文就图10的框1004描述，选择新的头车可以是基于如上文就图10的框1004描述的其它特征因素(例如，减速度、速度)。

在框1112处，方法1100包括监测主车与新的头车之间的通信链路。与框1102类似，监测主车与新的头车之间的通信链路以发现封包丢失和信号强度。因此，在框1114处，确定消息封包是否丢失。在其它实施方案中，在框1114处，确定主车与新的头车之间的通信链路的信号强度是否低于预定阈值。如果框1114处的确定为是，那么方法1100前进至框1116。在框1116处，处理器304丢弃从头车(例如新的头车)接收到的用于控制车辆控制系统的V2V远程车辆数据604。举例来说，处理器304可以仅基于主车数据602和通过机载传感器(例如使用雷达系统414)获得的所感测到的远程车辆数据606来计算加速度控制率。另外，在一些实施方案中，在框1116处，可以终止主车106与新的头车108b之间的通信链路。如就图11所描述般控制数据质量减轻了不准确或不可用的V2V远程车辆数据604对本文中描述的车辆控制方法的影响。

III.用于危险检测的方法

如上文所提及，本文中描述的系统和方法大体上涉及使用可以包括多个车辆和基础设施的车辆通信网络来控制车辆。在一些实施方案中，本文中讨论的系统和方法部分基于与远程车辆中的一者或多者的车辆通信来监测可能会对主车的操作和/或行驶路径造成威胁的危险。因此，可以使用图2至图7中描述的车辆通信网络200和系统来使用V2V通信通过实时地提供车道水平的危险预测来促进危险检测和车辆控制。

图12示出了将用于描述本文中所讨论的用于危险检测的系统和方法中的一些系统和方法的示例性交通情形1200。交通情形1200是图1A的交通情形100的简化版本。在图12中，道路1202具有第一车道1204a、第二车道1204b和第三车道1204c。应理解，道路1202可以具有未示出于图12中的各种配置，并且可以具有任何数目的车道。道路1202包括主车1206和远程车辆。为简单起见，远程车辆在本文中将大体上被称作远程车辆1208。另外，为简单起见，主车1206和远程车辆1208皆包括V2V收发器，但是所述V2V收发器在图12中并未单独地编号。应理解，主车1206和远程车辆1208可以具有与上文就图1A、图1B和图2至图7所讨论的主车106和远程车辆108相同或类似的组件和功能。举例来说，主车1206可以使用DSRC以及图2的车辆通信网络200来传输、接收通信和/或与其它车辆、用户或基础设施交换通信，所述通信包括数据、消息、图像和/或其它信息。

通过经由DSRC使用来自主车1206周围的远程车辆1208的车辆信息，主车1206获得关于即将来临的危险的情景感知和/或可以在预计到即将来临的危险或车道水平问题时提供对车辆系统的更好控制。举例来说，可以基于即将来临的危险或车道水平问题来控制加速和减速参数(例如C-ACC计算机系统302)以实现平稳制动并且消除硬刹车幽灵堵塞现象。因此，可以部分基于来自与远程车辆1208的DSRC通信的数据来控制主车1206的动态(例如运动)和/或主车1206的接口(例如，车辆接口系统328)。因此，通过在主车1206前面和/或后面的远程车辆1208传播的信息给主车1206提供宝贵的信息，所述信息可以提高安全性并且提供较平稳的驾驶体验。现在将更详细地讨论危险检测和车辆控制的详细系统、方法和说明性实例。

图13示出了用于使用危险检测来控制主车的车辆控制系统的方法1300。在框1302处，方法1300包括接收远程车辆数据。举例来说，如上文就图8的框802所讨论，主车1206装备有V2V收发器，所述V2V收发器可以与道路1202上的可操作用于V2V通信的其它车辆通信。因此，主车1206可以从经过装备来进行DSRC通信的远程车辆1208接收V2V远程车辆数据604。在框1304处，方法1300包括存取主车数据。举例来说，如就图8的框804并且就图6所讨论，可以经由总线330从车辆传感器系统322存取主车数据602。在框1306处，方法1300包括基于所述远程车辆数据和所述主车数据来检测危险。在一些实施方案中，检测危险包括识别每一远程车辆1208相对于主车1206的纵向位置(例如前面或后面)、远程车辆1208相对于主车1206在上面行驶的车道以及与主车1206不在同一车道上的远程车辆1208相对于主车1206的横向位置(例如左边、右边)。因此，在一个实施方案中，在框1306处检测危险可以包括在框1308处按照相对于主车1206的车道和/或位置对远程车辆1208中的一者或多者进行分类。将在本文中关于图14A和图14B来更详细地讨论框1308。

在图13中，在框1310处，方法1300可以任选地包括基于危险来计算加速度控制率。在一个实施方案中，处理器根据上文关于方程式(1)-(5)所讨论的控制方法来计算主车1206的加速度控制率。举例来说，在一个实施方案中，在框1306处检测危险可以包括根据危险如就图10的框1004所描述般选择头车。举例来说，如将在本文中讨论，在一个实施方案中，可以将车道中具有最大减速度和/或最低(例如最慢)速度的远程车辆识别为危险。此远程车辆可以被选择为对主车1206的操作和/或行驶路径具有最大影响的头车。因此，在框1310处，可以使用此远程车辆的加速度来计算加速度控制率。在框1312处，与图8的框808类似，方法1300可以包括基于危险和/或根据加速度控制率来控制车辆控制系统。

如上文所提及，在本文中讨论的一些实施方案中，危险检测包括识别每一远程车辆相对于主车的纵向位置(例如前面或后面)、远程车辆相对于主车在上面行驶的车道以及与主车不在同一车道上的远程车辆相对于主车的横向位置(例如左边、右边)。一般来说，对在图12的框1302处接收到的V2V远程车辆数据604进行剖析，并且将远程车辆的位置和所述远程车辆的先前位置与主车的位置进行比较。现在将参看图14A更详细地讨论用于按照相对于主车1206的车道和位置对远程车辆1208分类的方法。

图14A示出了根据示例性实施方案的用于对远程车辆分类的方法1400。明确地说，方法1400提供用于相对于主车对远程车辆的车道水平分类。在框1402处对于与主车1206在同一方向上行驶的每一远程车辆1208，方法1400前进至框1404，在所述框处，确定远程车辆是否位于主车1206前面。更具体地说，在框1404处，处理器304确定相对于主车1206的纵向位置(例如前面或后面)。在一个实施方案中，处理器304可以使用从远程车辆1208接收到的位置数据来确定纵向位置。举例来说，如果远程车辆方位角大于-90度并且小于90度，那么远程车辆被确定为在主车1206前面。作为说明性实例，在图12中，远程车辆1208a-c、1208e-f和1208h-j是在主车1206前面，而远程车辆1208d、1208g和1208k是在主车1206后面。如果远程车辆1208是在主车1206前面，那么方法1400前进至框1406。在框1406处，方法1400包括计算和/或预测远程车辆1208与主车1206之间的预计横向偏移。在一些实施方案中，框1406还包括计算和/或预测远程车辆1208与主车1206之间的预计纵向偏移。

现在将就图14B更详细地描述框1406，图14B是在主车1416前面并且在弯曲道路1420上在同一方向上行驶的远程车辆1414的示意图1412。在具有参考点(0,VCenterY)的x轴和y轴坐标系内示出远程车辆1414和主车1416。在一个实施方案中，使用主车1416的当前位置(HV车辆位置(0))和远程车辆1414的远程车辆路径路线1418来预测横向偏移(预计横向偏移)和纵向偏移(预计纵向偏移)。远程车辆路径路线1418包括路径历史点，所述点在图14B中沿着远程车辆路径路线1418示出为圆形。过去的历史点可以是通过V2V通信接收或通过主车1416感测并且通过主车1416存储的远程车辆数据。

远程车辆路径路线1418通过线段界定，所述线段将远程车辆的当前位置RVPos(0)接合至远程车辆的连续路径历史点RVPos(-1)至远程RVPos(-N)，其中N是路径历史点的总数。在一个实施方案中，为了计算纵向偏移(预计纵向偏移)，沿着y轴基于将主车1416的当前位置车辆位置(0)连接至远程车辆路径路线1418上的最近的路径历史点的单独线段距离来确定一连串纵向偏移点。如果道路是弯曲的，那么如图14B中所示，纵向偏移(预计纵向偏移)可以是基于预计路径1420(例如，为预计路径1420的弧、半径)和主车1416的航向。

为了确定预计的横向偏移(预计横向偏移)，在一个实施方案中，沿着远程车辆路径路线1418基于主车1416的当前位置与远程车辆路径路线1418上离主车1416的当前位置最近的点之间的垂直距离沿着x轴来计算一连串横向偏移点。对于如图14B中所示的弯曲道路，预计的横向偏移(预计横向偏移)可以是基于远程车辆1414的当前位置(RVPOS(0))与主车1416的预计弧长度之间的垂直距离。额外的横向偏移点可以是基于远程车辆路径路线1418的弧长度。

基于所计算出的横向偏移点，可以确定预计的横向偏移。举例来说，在一个实施方案中，通过对每一横向偏移点求平均来确定预计的横向偏移。在另一个实施方案中，计算预计的横向偏移要考虑权重因数。更具体地说，在一个实施方案中，计算预计的横向偏移包括基于主车的当前位置与远程车辆的一个或多个路径历史点之间的一个或多个垂直距离以及远程车辆的连续路径历史点与远程车辆的当前位置之间的距离来计算预计的横向偏移。现在参看图14C，示出了根据示例性实施方案的用于预测横向偏移的详细方法1422。在框1424处，例如从存储于数据310处的查找表读取配置参数。在框1426处，基于来自框1424的配置参数确定是否启用加权。如果不启用加权，那么所述方法前进至框1428，并且在不进行加权的情况下，如上文讨论，使用求平均来计算预计的横向偏移。举例来说，可以通过计算多个横向偏移点的平均值来确定预计的横向偏移。

如果在框1426处启用加权，那么在框1430处基于来自框1424的配置参数来确定是否启用反向距离加权(IDW)。IDW给按照二维欧几里得距离较接近远程车辆的当前位置的路径历史点提供更多重要性。在一个实施方案中，权重值可以随着路径历史点距远程车辆的当前位置的距离增加而减小。如果不启用IDW，那么在框1432处，在具有默认权重因数的情况下使用平均值来计算预计的横向偏移。举例来说，所述默认权重因数可以在数学上被表达为：

如果启用IDW，那么方法1422前进至框1434，在所述框处，根据以下函数来计算连续的路径历史点(例如，在远程车辆路径路线1418上的连续路径历史点)之间的二维欧几里得距离：

其中x_c是远程车辆的当前x轴位置，y_c是远程车辆的当前y轴位置，x₁是远程车辆的最近的路径历史x轴位置(RVPosX(-1))，y₁是远程车辆的最近的路径历史y轴位置(RVPosY(-1))，x_n是远程车辆的第n个路径历史x轴位置，并且y_n是远程车辆的第n个路径历史y轴位置。二维欧几里得距离考虑远程车辆1414的连续路径历史点与远程车辆1414的当前位置之间的距离。再次参看图14C，在框1436处，基于如在框1434处确定的连续路径历史点之间的距离来计算用于IDW函数的权重因数。在一个实施方案中，所述权重因数可以被表达为：

其中p是用于控制加权存储器的功率因数。因此，方程式(8)中的权重因数取决于远程车辆1414的连续路径历史点与远程车辆1414的当前位置之间的距离。举例来说，在一个实施方案中，权重值可以随着路径历史点距远程车辆的当前位置的距离增加而减小。因此，在框1438处，应用权重因数来计算预计的横向偏移。这可以在数学上被表达为:

在框1440处，使用预计的横向偏移来对远程车辆的车道和位置分类，并且所述方法返回至图14A的框1408。再次参看图14A，在框1408处，方法1400包括基于预计的横向偏移来确定和/或指派给远程车辆的车道。相对于主车来确定和/或指派车道并且所述车道可以包括相对于主车和/或主车车道的方向分量。在一个实施方案中，可以基于相对于车道宽度的预计的横向偏移来确定远程车辆车道。可以(例如)从地图组件数据314来获得关于道路1202的车道宽度的数据。所述分类可以包括车道识别符(例如，相邻车道、相同车道)、车道相对于主车和/或主车车道的方向(例如右边、左边)以及与车道相对于主车和/或主车车道的方向相关联的距离(例如最左边、最右边)。远程车辆的车道指派和/或车道分类可以包括但不限于与主车相同的车道、相对于主车在邻近右车道中、相对于主车在最右车道中、相对于主车在邻近左车道中以及相对于主车在最左车道中。举例来说，在图12中，远程车辆1208e是在与主车1206相同的车道(即，第二车道1204b)中，远程车辆1208c是在邻近左车道(即，第一车道1204a)中，并且远程车辆1208j是在邻近右车道(即，第三车道1204c)中。应理解，可以实现其它类型(例如，离散值、数值、连续值)的车道分类。

在框1410处，方法1400包括相对于主车在车道水平上对远程车辆分类。这可以是基于在框1408处确定的远程车辆车道。所述分类可以包括车道识别符(例如，相邻车道、相同车道)、车道相对于主车和/或主车车道的方向(例如右边、左边)以及相对于主车的纵向位置(例如前面、后面)。举例来说，与主车在同一车道中的远程车辆被分类为在主车的相同车道中并且在前面。在邻近左车道中的远程车辆被分类为在主车的邻近左车道中并且在前面。在邻近右车道中的远程车辆被分类为在主车的邻近右车道中并且在前面。作为说明性实例，关于图12，远程车辆1208c可以被分类为在主车1206的邻近左车道1204a中并且在前面。应理解，可以实现其它类型(例如，离散值、数值、连续值)的远程车辆分类。如将在本文中讨论，将使用这些分类来促进对车道水平危险的确定。

现在参看图15，示出了根据另一个示例性实施方案的用于使用车辆通信进行危险检测的示例性方法1500。在一个实施方案中，方法1500可以用于车道水平速度危险检测。交通流条件监测帮助避免不必要的行驶延迟以及对驾驶员的压力，尤其是在拥塞的交通情形中。使用如本文中描述的DSRC通信，通过V2V远程车辆数据进行的车道水平速度监测可以帮助向主车的驾驶员提供车道水平交通流信息和/或可以用于控制主车以预见并且避免车道水平交通流问题。将参看图2至图7、图12和图13来描述图15。在框1502处，如上文就图13的框1302所描述，方法1500包括接收远程车辆数据。另外，在框1504处，如上文就图13的框1304所讨论，方法1500包括存取主车数据。在框1506处，如上文就图13的框1308所讨论，方法1500包括相对于主车对每一远程车辆的车道和位置分类。在框1508处，方法1500包括计算车道水平交通流数据。

在一个实施方案中，在框1508处计算车道水平交通流数据可以包括通过对每一车道中在主车前面的每一远程车辆的速度求平均来确定每一车道的交通流速度。作为说明性实例，关于图12，可以通过对远程车辆1208a、1208b和1208c的速度数据(例如在框1502处接收)求平均来确定第一车道1204a的交通流速度，所述远程车辆是在第一车道1204a中并且位于主车1206前面。可以类似地确定车道1204b和1204c的交通流速度。

在另一个实施方案中，在框1508处计算车道水平交通流数据可以包括识别每一车道中在相应车道中的所有远程车辆中具有最低(例如最小)速度的远程车辆。举例来说，处理器304可以基于在框1502处接收到的远程车辆数据来确定在主车1206前面的每一远程车辆的速度。对于每一车道，处理器304确定哪个远程车辆具有最低速度。作为示例性实例，在第一车道1204a中，远程车辆1208a可以具有为45mph的速度，远程车辆1208b可以具有为30mph的速度，并且远程车辆1208c可以具有为35mph的速度。在这个实例中，处理器304识别出远程车辆1208b在第一车道1204a中具有最低速度。可以类似地确定车道1204b和1204c中具有最小速度的远程车辆。

在一些实施方案中，方法1500可以任选地包括在框1510处基于交通流数据确定是否检测到交通流危险。交通流危险可能会影响主车1206的操作和/或行驶路径。举例来说，在一个实施方案中，如果与主车在同一车道中的远程车辆被识别为具有小于预定阈值的最小速度，那么处理器304可以确定存在危险。在一些实施方案中，如果在框1510处的确定为否，那么所述方法可以返回至框1508。否则，方法1500可以任选地包括在框1512处计算主车的加速度控制率。所述加速度控制率可以是基于交通流信息。举例来说，可以基于在上文就方程式(1)-(5)讨论的控制模型来确定加速度控制率。在一个实施方案中，可以基于与主车在同一车道中的被识别为具有最低速度和/或最大减速度的远程车辆来如在图10的框1004处描述般选择头车。

在框1514处，方法1500包括基于交通流数据和/或交通流危险来控制车辆控制系统。举例来说，处理器304可以在显示器510上产生视觉反馈，所述视觉反馈说明了每一车道中的交通流和/或将远程车辆识别为交通流危险。举例来说，示出与主车在同一车道中的被识别为具有最低速度的远程车辆的图可以被突出显示以提醒驾驶员注意潜在的交通流危险。应理解，可以经由车辆接口系统328来提供基于交通流数据的其它类型的反馈。在其它实施方案中，如上文就图8的框808所描述，可以基于加速度控制率和/或危险来控制一个或多个车辆系统404。举例来说，加速度控制率可以通过C-ACC控制系统300输出至ECU 320以便根据所述加速度控制率来控制一个或多个车辆系统。

现在将参看图16来描述用于使用车辆通信来进行危险检测的另一种方法。具体地说，图16示出了根据示例性实施方案的用于基于识别远程车辆车道改变来进行危险检测的方法1600。将参看图2至图7和图13来描述图16。在框1602处，如上文就图13的框1302所描述，方法1600包括接收远程车辆数据。另外，在框1604处，如上文就图13的框1304所讨论，方法1600包括存取主车数据。在框1606处，如上文就图13的框1308以及就图14A、图14B和图14C所讨论，方法1500包括相对于主车对每一远程车辆的车道和位置进行分类。在一些实施方案中，在框1606处，识别在主车前面并且与主车在同一车道中行驶的远程车辆(例如，如图14A中分类)。将关于图17来描述说明性实例，图17示出了与图12的交通情形1200类似的交通情形1700。为简单起见，相同的数字表示相同的元件。在图17中，远程车辆1208c、1208d和1208e是与主车1206在同一车道中在主车1206前面行驶。

再次参看图16，在框1608处，方法1600包括识别在主车前面的远程车辆的车道改变。在一个实施方案中，处理器304相对于主车1206的轨迹来分析每一远程车辆1208的轨迹(例如，当前位置和先前位置)以确定远程车辆1208中的一者或多者在预定的时间窗内是否已改变车道。处理器304可以通过分析每一远程车辆1208的转弯信号状态、远程车辆1208与主车1206之间的相对横向距离、横向加速度、偏摆率和航向来预测正在进行的车道改变。在另一个实施方案中，对于与主车1206在同一车道上在主车前面行驶的每一远程车辆1208，确定是否激活远程车辆1208的转弯信号以确定车道改变的次数。

在框1610处，确定有效转弯信号的次数和/或所识别出的车道改变的次数是否超过预定阈值。如果在框1610处的确定为否，那么没有检测到危险并且方法1600可以往回前进至框1602。否则，在框1612处，确定远程车辆108的速度是否小于预定的速度阈值。此速度减小可以指示远程车辆1208中的一者或多者在改变车道之前以类似方式慢下来。如果在框1612处的确定为否，那么没有检测到危险并且方法1600可以往回前进至框1602。否则，在框1614处，方法1600可以任选地包括计算加速度控制率。在一个实施方案中，处理器304根据上文相对于方程式(1)-(5)讨论的控制模型来计算主车1206的加速度控制率。另外，在框1616处，方法1600可以基于车道改变和/或加速度控制率来控制主车的车辆控制系统。举例来说，处理器304可以在显示器510上产生视觉反馈，所述视觉反馈说明了危险和/或提供关于所述危险的通知。举例来说，处理器304可以产生说明在与主车相同的车道中的潜在危险的图。可以突出显示车道和/或危险以提醒驾驶员注意潜在的交通流危险。应理解，可以经由车辆接口系统328提供基于交通流数据的其它类型的反馈。在其它实施方案中，如上文就图8的框808所描述，可以基于加速度控制率和/或危险来控制一个或多个车辆系统404。举例来说，加速度控制率可以通过C-ACC控制系统300输出至ECU 320以便根据所述加速度控制率来控制一个或多个车辆系统。

IV.用于并道辅助的方法

如上文所提及，本文中描述的系统和方法大体上涉及使用可以包括多个车辆和基础设施的车辆通信网络来控制车辆。在一些实施方案中，可以在经过装备来进行V2V(例如DSRC)通信的车辆之间使用车辆通信网络来提供协作并道辅助。举例来说，可以使用DSRC通信来在交通堵塞的情况下帮助主车并道至车道中。图18示出了将用于描述用于协作并道辅助的系统和方法的示例性交通情形1800。在图18中，交通情形1800涉及具有第一车道1804a和第二车道1804b的道路1802上的一个或多个车辆。应理解，道路1802可以具有未示出于图18中的各种配置，并且可以具有任何数目的车道。

交通情形1800包括在车道1804b中行驶的有意要并道至车道1804a中的主车1806。在一些实施方案中，车道1804a将被称作并道车道。远程车辆正在车道1804a中行驶。远程车辆将总体上通过元件符号1808来提及。然而，更具体地说，远程车辆1808可以被称作远程车辆1808a、远程车辆1808b和远程车辆1808c。在一些实施方案中，远程车辆1808可以被称作多个远程车辆1808。与就图1A、图1B和图2至图7所讨论的主车106类似，主车1806可以使用DSRC来传输、接收通信和/或与其它车辆、用户或基础设施交换通信，所述通信包括数据、消息、图像和/或其它信息。为简单起见，在图18中，主车1806和远程车辆1808皆包括V2V收发器。应理解，主车1806和远程车辆1808可以包括与上文就主车106和远程车辆108所讨论的组件和功能相同或类似的组件和功能。在协作并道辅助的此说明的全文中，将参考图2至图7的组件。

主车1806可以包括可以是雷达系统414的部分的多个中程雷达或其它感测装置。在图18中，所述多个中程雷达可以包括位于主车1806的左前角区域处的左前中程雷达1810、位于主车1806的右前角区域处的右前中程雷达1812、位于主车1806的左后角区域处的左后中程雷达1814以及位于主车1806的右后角区域处的右后中程雷达1816。然而，在其它实施方案中，所述多个中程雷达可以放置于主车1806上的任何合适位置中。

现在参看图19，示出了根据示例性实施方案的用于使用车辆通信网络提供协作并道辅助的方法1900的过程流程图。在框1902处，方法1900包括激活并道辅助系统(例如车辆计算机系统302)。举例来说，可以从车辆接口系统328的输入部分接收用户输入(例如，来自驾驶员)以激活并道辅助模式。在框1904处，如上文就图8的框802所讨论，方法1900包括接收关于一个或多个远程车辆的远程车辆数据。所述远程车辆数据可以包括来自远程车辆1808的V2V远程车辆数据604和/或关于远程车辆1808的所感测到的远程车辆数据606。在一个实施方案中，处理器304可以经由车辆通信网络200接收从在并道车道(例如车道1804a)中行驶的一个或多个远程车辆1808传输的速度数据。举例来说，处理器304可以经由车辆通信网络200接收从一个或多个远程车辆1808传输的速度数据。

另外，在一些实施方案中，可以从主车1806的传感器系统接收一个或多个远程车辆1808的位置数据，所述传感器系统监测主车1806周围的区域。举例来说，如上文就图18所讨论，处理器304可以经由所述多个中程传感器接收关于远程车辆1808中的一者或多者的位置数据(例如，来自雷达系统414的所感测到的远程车辆数据606)。在框1906处，方法1900包括从主车存取主车数据。举例来说，如上文就图8的框804所讨论，可以经由总线330从车辆传感器系统322存取主车数据602。

在框1908处，方法1900可以任选地包括计算加速度控制率。在一些实施方案中，计算加速度控制率可以是用方程式(1)-(5)中示出并且就图8的框806所讨论的分量中的一些或全部来计算。更具体地说，处理器304根据上文在方程式(1)-(5)中讨论的控制模型来计算主车1808的加速度控制率。在一个实施方案(将在本文中讨论所述实施方案)中，主车1806的加速度控制率可以是基于在框1904处接收到的速度数据的平均值。在框1910处，与图8的框808类似，方法1900可以包括控制主车的车辆系统。举例来说，在一个实施方案中，处理器304可以通过基于加速度控制率提供自动制动和/或加速以进行速度控制而根据加速度控制率来控制主车1806。在一些实施方案中，处理器304可以控制车辆接口系统328以向主车1806的驾驶员提供并道辅助反馈。在其它实施方案中，可以控制加速踏板514的作用力踏板(AFP)来在驾驶员踩下加速踏板514时向驾驶员的脚提供反馈作用力。现在将参看图20和图21来更详细地描述方法1900。

在一个实施方案中，通过提供速度指导来向主车提供并道辅助。所述速度指导帮助主车1806相对于远程车辆1808达到适合于进行并道的速度。图20示出了用于使用车辆通信网络200来进行速度指导的方法2000。在框2002处，与图19的框1902类似，方法2000包括激活并道辅助系统。在框2004处，方法2000包括经由车辆通信网络200接收V2V远程车辆数据604。更具体地说，处理器304可以经由车辆通信网络200接收从在并道车道(例如车道1804a)中行驶的一个或多个远程车辆1808传输的速度数据。举例来说，处理器304可以经由车辆通信网络200接收从一个或多个远程车辆1808传输的速度数据。

在框2006处，方法2000可以包括从主车存取主车数据。举例来说，如上文就图8的框804所讨论，可以经由总线330从主车1806的车辆传感器系统322存取主车数据602。在一个实施方案中，处理器304存取和/或检索主车1806的速度和主车1806的位置。

在框2008处，方法2000包括计算在并道车道(即，车道1804a)中的一个或多个远程车辆1808的平均速度。处理器304可以基于在框2004处经由车辆通信网络200从远程车辆1808中的每一者接收的速度数据来计算所述平均速度。另外，在框2010处，处理器304可以将所述平均速度与主车1806的速度进行比较。基于所述比较，在框2012处，方法2000可以包括基于所述平均速度和/或所述平均速度与主车1806之间的比较来计算加速度控制率。可以通过处理器304来计算所述加速度控制率以最小化一个或多个远程车辆1808的平均速度与主车1806的速度之间的差异。

换句话说，可以使用所述平均速度来计算和/或设置主车1806的目标加速度。处理器304可以确定主车1806的速度是高于还是低于目标加速度。举例来说，如果处理器304确定主车1806的速度小于目标加速度，那么如本文中所讨论，处理器304在框2014处可以控制主车1806的车辆系统以通知驾驶员和/或自动地控制主车1806以增加加速度。举例来说，处理器304可以基于与加速踏板514的AFP的比较来发送命令，由此提供软反馈，所述软反馈鼓励驾驶员提供更大的加速度以便并道至车道1804a中。替代地或另外地，处理器304可以将增加加速度的视觉指示提供至车辆接口系统328。另外，在一些实施方案中，在框2014处，处理器304可以将加速度控制率输出至车辆系统以根据所述加速度控制率来控制主车1806的运动。

如果处理器304确定主车1806的速度大于主车1806的目标速度，那么处理器304在框2014处可以发送控制加速踏板514的AFP的命令以提供作用力反馈，所述反馈模拟对驾驶员的脚的推力(例如，回推或反推)。模拟推力的作用力反馈可以具有反馈力，所述反馈力与主车1806的速度与主车1806的目标速度之间的差值相关。因此，鼓励主车1806的驾驶员通过与主车1806的速度与主车1806的目标速度之间的差值相关的力来对主车1806加速和/或减速。另外，处理器304可以将减小和/或增加速度的视觉指示提供至车辆接口系统328。所述视觉指示的亮度可以与AFP反馈力同步，所述AFP反馈力与速度差值正相关。

除了如上文就图20所讨论般提供速度指导之外，本文中讨论的系统和方法可以确定精确的定位以进行并道辅助。现在参看图21，示出了根据示例性实施方案使用位置指导进行并道辅助的方法2100。在框2102处，与图19的框1902类似，方法2100包括激活并道辅助系统。在框2104处，方法2100包括接收远程车辆数据。在一个实施方案中，如上文在图20的框2004处所讨论，处理器304可以接收V2V远程车辆数据604(例如，速度数据)。另外，在这个实施方案中，处理器304可以接收所感测到的远程车辆数据606。更具体地说，处理器304可以经由所述多个中程传感器接收关于远程车辆1808中的一者或多者的位置数据(例如，来自雷达系统414的所感测到的远程车辆数据)。另外，如上文就图8的框804所讨论，方法2100在框2106处可以包括存取主车数据602。

在框2108处，基于所感测到的远程车辆数据606来确定是否检测到任何物体(例如，远程车辆1808、危险)。更具体地说，处理器304基于位置数据来确定一个或多个远程车辆1808是否在主车1806周围的区域中。如果框2108处的确定为否，那么方法2100可以前进至框2114以基于所述位置数据来控制主车1806的车辆系统404。举例来说，图22A示出了交通情形2202，所述交通情形是包括主车1806的交通情形1800的简化图示。在这个实例中，在并道车道1804a中没有检测到雷达物体(例如，远程车辆、危险)。因此，处理器304可以控制车辆接口系统328以提供主车1806并道至并道车道1804a中是安全的视觉指示。举例来说，车辆接口系统328可以在显示器510上提供绿光。在其它实施方案中，处理器304可以控制一个或多个车辆系统404以帮助驾驶员和/或主车1806并道至并道车道1804a中。

再次参看图21，如果在框2108处的确定为是，那么方法2100可以任选地前进至框2110以基于主车1806与一个或多个远程车辆1808的相对位置来识别合并情形并道情形的类型。在一个实施方案中，车辆计算机系统302存储合并模型并道模型数据318。合并模型并道模型数据318可以用于识别合并情形并道情形的类型。因此，在框2114处实现的对车辆系统404的控制可以是部分基于合并情形并道情形的类型。另外，在一些实施方案中，在图13、图14A和图14C中描述的远程车辆分类方法可以用于对合并情形并道情形的类型进行识别并分类。在一个实施方案中，所述合并情形并道情形类型是以下一者：如图22B中所示的并排合并情形并道情形、如图22C中所示的尾部合并情形并道情形、如图22D中所示的头部合并情形并道情形或如图22E和图22F中所示的中间合并情形并道情形。将在本文中更详细地讨论这些情形中的每一者。

在框2112处，方法2100可以任选地包括基于主车1206与一个或多个远程车辆1808的相对位置、主车1806的速度和一个或多个远程车辆1808的速度来计算加速度控制率和/或计算用于并道至车道中的安全距离。在一些实施方案中，还基于在框2112处确定的并道情形类型来计算所述加速度控制率和/或所述安全距离。应理解，在一些实施方案中，计算所述加速度控制率可以是使用上文所讨论的方程式(1)-(5)来实现。

参看图22B，示出了并排并道情形2204。更具体地说，远程车辆中的至少一者，即，远程车辆1808a，在并道车道1804a中与主车1806相邻定位。基于在框2104处接收到的所感测到的远程车辆数据606来检测远程车辆1808a。在这个实例中，基于并道情形类型，在框2112处，处理器304可以计算加速度控制率以使主车1806慢下来。在框2114处，处理器304可以通过提供减速度基于所述加速度控制率来控制制动系统。在一个实施方案中，减速度是0.08G。替代地和/或除了自动制动控制之外，处理器304可以向车辆接口系统328提供视觉指示来提醒和/或鼓励增加加速度来进行并道。举例来说，可以在显示器510上提供视觉指示以通过提供红色的发光指示来建议主车1806的驾驶员慢下来。所述红色的发光指示还可以向驾驶员指示不接受并道至并道车道1804a中。另外，处理器304可以通过提供大计数的反馈力来控制AFP。在一个实施方案中，所述大计数的反馈力可以包括100％计数的力。

再次参看图21，如上文所提及，在框2112处，方法2100还可以包括确定用于并道至并道车道中的安全距离。在一个实施方案中，所述安全距离是基于并道车道1804a中的一个或多个远程车辆1808的、主车1806并道至并道车道1804a中的安全边界。在一些实施方案中，所述安全距离是基于在框2110处识别出的并道情形类型。参看图22C，示出了根据示例性实施方案的尾部并道情形2206。此处，主车1806与远程车辆1808a相邻(例如在相邻车道中)定位并且位于远程车辆1808a的尾端处。在一个实施方案中，处理器304确定主车1806位于远程车辆1808a的侧面(例如相邻)并且位于远程车辆1808a的尾端处，并且可以基于并道模型318将并道情形类型识别为尾部并道情形。基于所述并道情形类型，在框2112处，处理器304计算加速度控制率以使主车1806慢下来。在另一个实施方案中，处理器304根据以下方程式确定主车1806并道至并道车道1804a中的安全距离：

DS＝m+1.5s*(V_HV-V_RV) (10)

其中m是以米为单位的恒定变量，V_HV是主车1806的速度，并且V_RV是远程车辆1808a的速度。在一些实施方案中，所述安全距离被限于预定范围，所述预定范围可以是部分基于并道类型。举例来说，对于尾部并道情形，是在4米与25米之间。在一个说明性实例中，恒定变量m是5m。然而，在一些实施方案中，上文示出的安全距离方程式(10)可以是基于主车1806的速度和远程车辆1808a的速度。举例来说，如果处理器304确定主车1806的速度大于远程车辆1808a的速度，那么恒定变量m可以增加(例如，从5m增加至10m)，导致较大的安全距离。然而，如果主车1806的速度小于远程车辆1808a的速度，那么恒定变量m可以减小(例如，从5m减小至2m)，导致较小的安全距离。

在一个实施方案中，如图22C中所示，处理器304确定主车1806与远程车辆1808a之间的实际距离D_X。处理器304可以将实际距离与安全距离进行比较。如果实际距离小于安全距离，那么处理器304确定主车1806并道至车辆1804a中并不安全，因为主车1806与远程车辆1808a之间存在碰撞的风险。因此，在一个实施方案中，在框2114处，处理器304可以控制车辆接口系统328以提供使主车1806慢下来的反馈。举例来说，可以在显示器510上提供指示并道不安全的视觉指示。否则，如果处理器304确定实际距离大于安全距离，那么处理器304确定主车1806并道至车道1804a中是安全的。处理器304可以控制车辆接口系统328以提供并道至车道1804a中是安全的反馈。举例来说，处理器304可以控制显示器510来显示绿光指示器。

在另一个实施方案中，在框2112处计算安全距离还可以包括计算用于控制车辆系统的控制值。举例来说，在确定主车1806与远程车辆1808a之间的实际距离小于安全距离之后，处理器304可以根据实际距离与安全距离之间的差值来计算控制值。在一个实施方案中，根据以下方程式来计算所述控制值：

所述控制值可以饱和至预定范围。在一个实例中，控制值饱和至-1至0的范围。可以在框2114处使用控制值来控制车辆系统404中的一者或多者。举例来说，在确定实际距离小于安全距离之后，处理器304可以部分基于控制值来计算加速度控制率。作为另一个实例，处理器304可以控制显示器510来提供具有某一亮度的红色光，可以基于控制值来修改和/或调整所述亮度。举例来说，红色光的亮度可以随着控制值增加而增加。因此，主车1806越接近于远程车辆1808a，控制值就越高和/或反馈就越强。在另一个实施方案中，可以基于控制值来调整和/或修改AFP反作用力(例如反馈力)。AFP反馈力可以随着控制值增加而增加。

现在参看图22D，示出了根据示例性实施方案的头部并道情形2208。此处，主车1806位于远程车辆1808a的侧面(例如在相邻车道中)并且位于远程车辆1808a的前端处。在一个实施方案中，处理器304确定主车1806位于远程车辆1808a的侧面并且位于远程车辆1808a的前端处，并且可以基于并道模型318将并道情形类型识别为头部并道情形。在一些实施方案中，处理器304可以计算加速度控制率以基于并道情形类型来使主车1806加快速度。

在另一个实施方案中，处理器304根据以下方程式确定主车1806并道至并道车道1804a中的安全距离：

DS＝m+1.5s*(V_HV-V_RV) (12)

其中m是以米为单位的恒定变量，V_HV是主车1806的速度，并且V_RV是远程车辆1808a的速度。在一些实施方案中，安全距离被限于预定范围。举例来说，在5米与12米之间。在一个说明性实例中，恒定变量m是8m。然而，在一些实施方案中，上文示出的安全距离方程式可以是基于主车1806的速度和远程车辆1808a的速度。举例来说，如果处理器304确定主车1806的速度大于远程车辆1808a的速度，那么恒定变量m可以增加(例如，从8m增加至12m)，导致较大的安全距离。然而，如果主车1806的速度小于远程车辆1808a的速度，那么恒定变量m可以减小(例如，从8m减小至4m)，导致较小的安全距离。

在一个实施方案中，如图22D中所示，处理器304确定主车1806与远程车辆1808a之间的实际距离D_X。处理器304可以将实际距离与安全距离进行比较。如果实际距离小于安全距离，那么处理器304确定主车1806并道至车辆1804a中并不安全，因为主车1806与远程车辆1808a之间存在碰撞的风险。因此，在一个实施方案中，在框2014处，处理器304可以控制车辆接口系统328以提供增加主车1806的速度的反馈。举例来说，可以在显示器510上提供指示并道不安全的视觉指示。否则，如果处理器304确定实际距离大于安全距离，那么处理器304确定主车1806并道至车道1804a中是安全的。在这种情形中，处理器304可以控制车辆接口系统328以提供并道至车道1804a中是安全的反馈。举例来说，处理器304可以控制显示器510来显示绿光指示器。

在另一个实施方案中，在框2112处计算安全距离还可以包括计算用于控制车辆系统的控制值。举例来说，在确定主车1806与远程车辆1808a之间的实际距离小于安全距离之后，处理器304可以根据实际距离与安全距离之间的差值来计算控制值。在一个实施方案中，根据以下方程式来计算所述控制值：

可以根据预定范围使所述控制值饱和。举例来说，在一个实施例中，控制值饱和至-1至0的范围。在框2114处可以使用控制值来控制一个或多个车辆系统404。举例来说，在确定实际距离小于安全距离之后，处理器304可以部分基于控制值来计算加速度控制率。作为另一个实例，处理器304可以控制显示器510来提供具有某一亮度的蓝色光，可以基于控制值来修改和/或调整所述亮度。举例来说，蓝色光的亮度可以随着控制值增加而增加。因此，主车1806越接近于远程车辆1808a，控制值就越高并且反馈就越强。

参看图22E和图22F，示出了根据示例性实施方案的中间并道情形2210和2212。在图22E中，主车1806与远程车辆1808a和1808b相邻(例如，在相邻车道中)定位并且在远程车辆1808a与1808b中间。在这个实施方案中，在框2112处，处理器304基于从主车1806至远程车辆1808a的前安全距离和从主车1806至远程车辆1808b的后安全距离来计算安全距离。更具体地说，根据以下方程式来计算前安全距离(Front_DS)：

Front_Ds＝m+1.5s*(V_HV-V_RVF) (14)

其中m是以米为单位的恒定变量，V_HV是主车1806的速度，并且V_RVF是前远程车辆1808a的速度。在一些实施方案中，所述安全距离被限于预定范围，所述预定范围可以是部分基于并道类型。举例来说，对于如图22E中所示的中间情形，安全距离可以被限制于4米与20米之间。在一个实施方案中，处理器304确定主车1806与前远程车辆1808a之间的实际前距离D_FX。处理器304可以将实际前距离与前安全距离进行比较。如果实际前距离小于安全前距离，那么处理器304确定主车1806并道至车辆1804a中并不安全，因为主车1806与前远程车辆1808a之间存在碰撞的风险。因此，在一个实施方案中，在框2114处，处理器304可以控制车辆接口系统328以提供使主车1806慢下来的反馈。举例来说，可以在显示器510上提供指示并道不安全的视觉指示。

在另一个实施方案中，在框2112处计算安全距离还可以包括计算用于控制车辆系统的控制值。举例来说，在确定主车1806与前远程车辆1808a之间的实际前距离小于安全前距离之后，处理器304可以根据实际前距离与安全前距离之间的差值来计算控制值。在一个实施方案中，根据以下方程式来计算所述控制值(Front_CV)：

所述控制值可以饱和至预定范围。在一个实例中，控制值饱和至-1至0的范围。在框2114处可以使用控制值来控制一个或多个车辆系统404。举例来说，在确定实际前距离小于安全距离之后，处理器304可以部分基于控制值来计算加速度控制率。作为另一个实例，处理器304可以控制显示器510来提供具有某一亮度的红色光，可以基于控制值来修改和/或调整所述亮度。举例来说，红色光的亮度可以随着控制值增加而增加。因此，主车1806越接近于前远程车辆1808a，控制值就越高并且反馈就越强。在另一个实施方案中，可以基于控制值来调整和/或修改AFP反作用力(例如反馈力)。AFP反馈力可以随着控制值增加而增加。

参考图22F的中间并道情形2212，主车1806离后远程车辆1808b比离前远程车辆1808a更近。这与图22E的中间并道情形2210形成对比，在中间并道情形2210中，主车1806离前远程车辆1808a比离后远程车辆1808b更近。在图22F的实施方案中，在框2112处，处理器304基于从主车1806至后车辆1808b的后安全距离来计算安全距离。更具体地说，根据以下方程式来计算后安全距离(Rear_DS)：

Rear_DS＝m+1.5s*(V_HV-V_RVR) (16)

其中m是以米为单位的恒定变量，V_HV是主车1806的速度，并且V_RVR′是后远程车辆1808b的速度。在一些实施方案中，所述安全距离被限于预定范围，所述预定范围可以是部分基于并道类型。举例来说，对于如图22F中所示的中间情形，安全距离可以被限制于5米与8米之间。在一个实施方案中，如图22F中所示，处理器304确定主车1806与后远程车辆1808b之间的实际后距离D_RX。处理器304可以将实际后距离与后安全距离进行比较。如果实际后距离小于安全后距离，那么处理器304确定主车1806并道至车辆1804a中并不安全，因为主车1806与后远程车辆1808b之间存在碰撞的风险。因此，在一个实施方案中，在框2114处，处理器304可以控制车辆接口系统328以提供增加主车1806的速度的反馈。举例来说，可以在显示器510上提供指示并道不安全的视觉指示。

在另一个实施方案中，在框2112处计算安全距离还可以包括计算用于控制车辆系统的后控制值。举例来说，在确定主车1806与后远程车辆1808a之间的实际后距离小于后安全距离之后，处理器304可以根据实际后距离与安全后距离之间的差值来计算控制值。在一个实施方案中，根据以下方程式来计算所述控制值(Rear_CV)：

所述控制值可以饱和至预定范围。在一个实例中，控制值饱和至-1至0的范围。在框2114处可以使用控制值来控制一个或多个车辆系统404。举例来说，在确定实际后距离小于后安全距离之后，处理器304可以部分基于控制值来计算加速度控制率。作为另一个实例，处理器304可以控制显示器510来提供具有某一亮度的蓝色光，可以基于控制值来修改和/或调整所述亮度。举例来说，蓝色光的亮度可以随着控制值增加而增加。因此，主车1806越接近于后远程车辆1808b，控制值就越高并且反馈就越强。

基于上文的方程式，如果处理器304确定实际后距离大于后安全距离并且实际前距离大于前安全距离，那么处理器304确定主车1806并道至车道1804a中是安全的。处理器304可以控制车辆接口系统328以提供并道至车道1804a中是安全的反馈。举例来说，处理器304可以控制显示器510来显示绿光指示器。

还可以在存储计算机可执行指令的计算机可读存储介质的情形中描述和实现本文中讨论的实施方案。计算机可读存储介质包括计算机存储介质和通信介质。举例来说，为闪存盘、数字多功能光盘(DVD)、压缩光盘(CD)、软盘和盒式磁带。计算机可读存储介质可以包括在任何方法或技术中实现的用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、模块或其它数据)的易失性和非易失性、可移除和不可移除的介质。计算机可读存储介质不包括非暂时性有形介质和所传播的数据信号。

将了解，上文公开的和其它的特征和功能或者其替代或变体的各种实现方式可以按希望组合至许多其它不同的系统或应用中。此外，随后可以通过本领域的技术人员进行各种目前未预见的或未预期的替代、修改、变化或改进，所述替代、修改、变化或改进意欲包含在本文中。

Claims (20)

1.一种用于控制具有车辆控制系统的主车的计算机实施方法，所述车辆控制系统控制所述主车相对于前车的运动，其中所述前车定位成紧挨在所述主车前方，所述计算机实施方法包括：

相对于间隔参考距离确定所述主车与所述前车之间的相对间隔距离；

确定所述主车的速度与所述前车的速度之间的相对速度；

确定所述前车的加速度；

经由车辆通信网络和所述主车与多个远程车辆中的每一者之间的一个或多个通信链路接收从所述多个远程车辆传输至所述主车的远程车辆数据；

基于所述远程车辆数据从所述多个远程车辆选择头车，所述头车位于所述主车和所述前车前面，其中从所述头车传输的所述远程车辆数据含有所述头车的加速度；

基于所述相对间隔距离、所述相对速度、所述前车的所述加速度以及所述头车的所述加速度来计算所述主车的加速度控制率以维持所述主车与所述前车之间的所述间隔参考距离；以及

将所述加速度控制率输出至车辆控制器以根据所述加速度控制率来控制所述主车的运动。

2.如权利要求1所述的计算机实施方法，其中计算所述加速度控制率包括按照可变增益来修改所述主车的加速度。

3.如权利要求2所述的计算机实施方法，该计算机实施方法包括基于所述主车与所述头车之间的距离间隔和所述主车与所述头车之间的时间间隔来确定所述可变增益。

4.如权利要求3所述的计算机实施方法，其中所述可变增益随着所述距离间隔或所述时间间隔增加而增加。

5.如权利要求1所述的计算机实施方法，该计算机实施方法包括通过从所述多个远程车辆中选择在与所述主车相差预定间隔时间阈值内的所述头车来从所述多个远程车辆中选择所述头车。

6.如权利要求1所述的计算机实施方法，其中所述多个远程车辆的所述远程车辆数据含有传输所述远程车辆数据的所述多个远程车辆中的远程车辆的参数，其中所述远程车辆数据包括以下至少一者：加速度、减速度和位置。

7.如权利要求6所述的计算机实施方法，该计算机实施方法包括通过从所述多个远程车辆中选择具有最大减速度的所述头车来从所述多个远程车辆中选择所述头车。

8.如权利要求1所述的计算机实施方法，该计算机实施方法包括监测所述主车与所述头车之间的通信链路。

9.如权利要求8所述的计算机实施方法，该计算机实施方法包括在检测到所述主车与所述头车之间的所述通信链路的信号强度低于预定阈值之后，通过从所述多个远程车辆中选择接近所述头车的新的头车来从所述多个远程车辆中选择所述新的头车。

10.一种用于控制主车相对于前车的运动的车辆控制系统，其中所述前车定位成紧挨在所述主车前方，所述车辆控制系统包括：

传感器系统，用于测量所述前车的距离和所述前车的速度；

无线收发器，用于使用车辆通信网络经由一个或多个通信链路接收从一个或多个远程车辆传输的消息封包，其中每一消息封包含有传输所述消息封包的所述一个或多个远程车辆的远程车辆数据；以及

处理器，所述处理器被可操作地连接以向所述传感器系统和所述无线收发器进行计算机通信，其中所述处理器：

相对于间隔参考距离确定所述主车的距离与所述前车的所述距离之间的相对间隔距离；

确定所述主车的速度与所述前车的所述速度之间的相对速度；

确定所述前车的加速度；

基于所述一个或多个远程车辆的所述远程车辆数据从所述一个或多个远程车辆选择头车；

经由所述主车与所述头车之间的通信链路接收从所述头车传输的消息封包，其中从所述头车传输的所述消息封包含有所述头车的参数，所述参数包括所述头车的加速度；

基于所述相对间隔距离、所述相对速度、所述前车的所述加速度以及所述头车的所述加速度来计算所述主车的加速度控制率以维持所述主车与所述前车之间的所述间隔参考距离；以及

根据所述加速度控制率来控制所述主车的运动。

11.如权利要求10所述的车辆控制系统，其中所述处理器计算所述加速度控制率，包括按照可变增益来修改所述主车的加速度。

12.如权利要求11所述的车辆控制系统，其中所述处理器基于所述主车与所述头车之间的距离间隔和所述主车与所述头车之间的时间间隔来计算所述可变增益。

13.如权利要求10所述的车辆控制系统，其中所述处理器通过选择所述一个或多个远程车辆中的在与所述主车相差预定间隔时间阈值内的一者来选择所述一个或多个远程车辆中的一者作为所述头车。

14.如权利要求10所述的车辆控制系统，其中所述处理器通过基于与所述主车的接近度和所述一个或多个远程车辆的加速度选择所述一个或多个远程车辆中的一者来选择所述一个或多个远程车辆中的一者作为所述头车。

15.如权利要求10所述的车辆控制系统，其中所述处理器基于所述头车与所述主车之间的所述通信链路来检测封包丢失并且从所述一个或多个远程车辆中选择接近所述头车的新的头车。

16.一种非暂时性计算机可读存储介质，该非暂时性计算机可读存储介质包括在由处理器执行时使所述处理器进行以下操作的指令：

相对于间隔参考距离确定主车与前车之间的相对间隔距离；

确定所述主车的速度与所述前车的速度之间的相对速度；

确定所述前车的加速度；

经由车辆通信网络和所述主车与多个远程车辆中的每一者之间的一个或多个通信链路接收从所述多个远程车辆传输至所述主车的远程车辆数据；

基于所述远程车辆数据从所述多个远程车辆选择头车，所述头车位于所述主车和所述前车前面，其中从所述头车传输的所述远程车辆数据含有所述头车的加速度；

基于所述相对间隔距离、所述相对速度、所述前车的所述加速度以及所述头车的所述加速度来计算所述主车的加速度控制率以维持所述主车与所述前车之间的所述间隔参考距离；以及

将所述加速度控制率传输至车辆控制器，其中所述车辆控制器根据所述加速度控制率来执行对所述主车的运动的控制。

17.如权利要求16所述的非暂时性计算机可读存储介质，该非暂时性计算机可读存储介质包括使所述处理器基于所述主车与所述头车之间的距离间隔和所述主车与所述头车之间的时间间隔来计算可变增益。

18.如权利要求17所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述处理器基于所述相对间隔距离、所述相对速度、所述前车的所述加速度、所述头车的所述加速度以及所述可变增益来计算所述主车的所述加速度控制率以维持所述主车与所述前车之间的所述间隔参考距离。

19.如权利要求16所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述处理器通过从在所述主车和所述前车前面的所述多个远程车辆中选择在与所述主车相差预定间隔时间阈值内的所述头车来从所述多个远程车辆中选择所述头车。

20.如权利要求19所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述处理器通过从在所述主车和所述前车前面的所述多个远程车辆中选择在与所述主车相差所述预定间隔时间阈值内并且最接近所述主车的所述头车来从所述多个远程车辆中选择所述头车。

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