CN109421715A - 自适应巡航控制系统中车道条件的检测 - Google Patents

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Abstract

公开了用于自适应巡航控制系统中的车辆车道条件检测的方法和装置。示例车辆包括用于V2V通信的通信模块、用于捕获图像的摄像机以及控制器。控制器基于图像识别前方车辆的车辆类型并确定前方车辆速度。控制器还响应于确定前方车辆是乘用车辆并且前方车辆速度小于激活的自适应巡航控制的速度设置而经由通信模块向前方车辆发送警报。

Description

自适应巡航控制系统中车道条件的检测
技术领域
本公开总体上涉及巡航控制系统，并且更具体地，涉及自适应巡航控制系统中的车道条件的检测。
背景技术
通常，车辆包括巡航控制设备、系统和/或执行自动和/或半自动车辆动力功能的软件。通常，巡航控制系统使车辆的操作者(例如驾驶员)能够设定车辆的目标行驶速度。一旦从车辆操作者接收到设置时，巡航控制系统就自主地控制车辆行驶的速度为目标速度。最近，一些车辆包括一旦检测到车辆正在接近物体(例如较慢移动的车辆)就从目标速度自主地减速车辆的自适应巡航控制设备、系统和/或软件。
发明内容
所附权利要求限定了该申请。本公开总结了实施例的各方面，并且不应该用于限制权利要求。根据本文描述的技术构思了其他实施方式，如对于本领域普通技术人员在研究以下附图和详细描述时将显而易见的，并且这些实施方式旨在落入本申请的范围内。
示出了用于检测自适应巡航控制系统中的车道条件的示例实施例。示例公开的车辆包括用于V2V通信的通信模块、用于捕获图像的摄像机和控制器。控制器基于图像识别前方车辆的车辆类型并确定前方车辆速度。控制器还响应于确定前方车辆是乘用车辆并且前方车辆速度小于用于激活的自适应巡航控制的速度设置而经由通信模块向前方车辆发送警报。
示例公开的方法包括经由摄像机捕获图像并且基于图像经由处理器识别前方车辆的车辆类型。示例公开的方法还包括经由处理器确定前方车辆速度。示例公开的方法还包括响应于确定前方车辆是乘用车辆并且前方车辆速度小于用于自适应巡航控制的有效速度设置而经由V2V通信向前方车辆发送警报。
根据本发明，提供一种车辆，包括：
用于V2V通信的通信模块；
用于捕获图像的摄像机；
控制器，所述控制器用于执行以下操作：
基于所述图像识别前方车辆的车辆类型；
确定前方车辆速度；以及
响应于以下确定，经由所述通信模块向所述前方车辆发送警报，
所述确定包括：
所述前方车辆是乘用车辆；以及
所述前方车辆速度小于激活的自适应巡航控制的速度设置。
根据本发明的一个实施例，其中响应于确定所述前方车辆是半卡车或紧急车辆，所述控制器不向所述前方车辆发送所述警报。
根据本发明的一个实施例，其中在将所述警报发送到所述前方车辆之前，所述控制器确定所述前方车辆速度连续小于所述速度设置达预定时间段。
根据本发明的一个实施例，车辆还包括当所述自适应巡航控制被激活时执行所述自适应巡航控制的ECU，所述ECU将所述速度设置限制为小于或等于当前速度限制的速度。
根据本发明的一个实施例，其中所述控制器基于由所述摄像机捕获的所述图像来确定所述前方车辆的所述前方车辆速度。
根据本发明的一个实施例，其中所述通信模块接收所述控制器的前方车辆速度。
根据本发明的一个实施例，车辆还包括用于检测所述前方车辆的接近传感器，其中所述控制器经由由所述接近传感器收集的数据确定所述前方车辆速度。
根据本发明的一个实施例，其中所述控制器用于执行以下操作：
确定相邻行驶车道的交通速度；以及
响应于确定所述前方车辆速度小于所述速度设置，将所述交通速度与所述前方车辆速度进行比较。
根据本发明的一个实施例，其中所述控制器用于执行以下操作：
识别当前行驶车道的车道类型；以及
响应于确定所述前方车辆速度小于所述速度设置，确定所述车道类型是否对应于超车条件。
根据本发明的一个实施例，其中所述控制器响应于以下确定发送用于超过所述前方车辆的信号，所述确定包括：
所述交通速度大于所述前方车辆速度；以及
所述当前行驶车道的所述车道类型对应于超车条件。
根据本发明的一个实施例，其中禁止超车条件包括所述车道类型是禁止超车区域、合并车道、分流车道和住宅区车道中的至少一个。
根据本发明的一个实施例，车辆还包括显示器，所述显示器一旦接收到来自所述控制器的信号就呈现用于变道到所述相邻车道的指示。
根据本发明的一个实施例，车辆还包括ECU，所述ECU一旦从所述控制器接收到所述信号就自主地变道到所述相邻车道。
根据本发明的一个实施例，其中所述控制器经由V2V通信、V2X通信、导航地图系统、所述摄像机、侧面摄像机和一个或多个接近传感器中的至少一个来确定所述车道类型和所述交通速度。
根据本发明的一个实施例，其中所述控制器基于由所述摄像机捕获的所述图像来确定所述车道类型，所述图像指示道路的车道标记和所述前方车辆的转弯信号状态中的至少一个。
根据本发明，提供一种方法，包括：
经由摄像机捕获图像；
基于所述图像经由处理器识别前方车辆的车辆类型；
经由所述处理器确定前方车辆速度；以及
响应于以下确定，经由V2V通信向所述前方车辆发送警报，所述确定包括：
所述前方车辆是乘用车辆；以及
所述前方车辆速度小于自适应巡航控制的有效速度设置。
根据本发明的一个实施例，方法还包括：
识别当前行驶车道的车道类型；
确定相邻车道的交通速度；以及
响应于以下确定发送用于超过所述前方车辆的信号，所述确定包括：
所述交通速度大于所述前方车辆速度；以及
所述当前行驶车道的所述车道类型对应于超车条件。
根据本发明的一个实施例，其中禁止超车条件包括所述车道类型是住宅区车道、禁止超车区域、合并车道和分流车道中的至少一个。
根据本发明的一个实施例，方法还包括一旦接收到所述信号就经由显示器呈现变道到所述相邻通道中的指示。
根据本发明的一个实施例，方法还包括一旦接收到所述信号就经由ECU自主地变道到所述相邻车道中。
附图说明
为了更好地理解本发明，可以参考以下附图中所示的实施例。附图中的部件不一定按比例绘制，并且可以省略相关元件，或者在某些情况下可能夸大了比例，以便强调和清楚地说明本文所述的新颖特征。另外，如本领域中已知的，系统部件可以不同地布置。此外，在附图中，相同的附图标记在若干视图中表示相应的部分。
图1示出了根据本文教导的示例性车辆；
图2示出了图1的车辆在超车条件下接近慢速前方车辆；
图3示出了图1的车辆在禁止超车条件下接近慢速前方车辆；
图4是图1的车辆的电子部件的框图；
图5是根据本文的教导用于在接合自适应巡航控制时检测超车条件的流程图。
具体实施方式
虽然本发明可以以各种形式体现，但是在附图中示出并且将在下文中描述一些示例性和非限制性实施例，应理解本公开被认为是本发明的示例，并且不旨在将本发明限制于所示的特定实施例。
通常，车辆包括巡航控制，其中车辆自主地控制车辆行驶的速度。通常，巡航控制系统使车辆的操作者(例如驾驶员)能够设定车辆的目标行驶速度。一旦从车辆操作者接收到设置，车辆就自主地控制车辆行驶速度为目标速度。如本文所使用的，“巡航控制”指的是使得车辆能够以由车辆的操作者设定的目标速度自主地和/或半自主地行驶的设备、系统、软件和/或设置。最近，一些车辆包括自适应巡航控制，其中车辆一旦检测到车辆正在接近物体就从目标速度自主地减速。如本文所使用的，是指一种使得车辆能够以由车辆的操作者设定的目标速度自主地和/或半自主地行驶并且一旦检测到车辆正在接近另一物体(例如较慢移动的车辆)而使车辆能够自主地和/或半自主地减速的设备、系统、软件和/或设置。在激活自适应巡航控制的一些情况下，车辆接近一直以低于车辆目标速度的速度行驶的车辆。
本文公开的示例性方法和装置便于自适应巡航控制被激活的车辆检测并超过缓慢移动的前方车辆。本文公开的示例包括包含自适应巡航控制的车辆。当自适应巡航控制被激活时，车辆的控制器检测(例如经由摄像机识别系统、电子地图绘制系统)它是否在比自适应巡航控制的目标速度设置慢的前方车辆后面行驶。如果前方车辆行驶低于目标速度设置(例如连续行驶预定时间段)，则控制器确定(例如经由摄像机、V2V通信、V2X通信等)前方车辆的车辆类型或分类。如果前方车辆不是半卡车、紧急车辆(例如警车、消防车)等和/或需要以较慢速度行驶的其他车辆，则控制器向前方车辆(例如经由V2V通信)发送指示其正在缓慢行驶的警报。
附加地或替代地，如果前方车辆行驶低于目标速度设置，则控制器确定相邻车道内的交通的行驶速度(例如经由摄像机、传感器、V2V通信、V2X通信、导航系统等)。如果相邻车道内的行驶速度大于车辆的行驶速度，则控制器确定(例如经由摄像机、接近传感器、V2V通信、V2X通信、导航系统等)前方车辆是否正在禁止超车区域内、在住宅区和/或任何其他禁止超车条件下合并、退出。如果车辆处于道路的超车条件(例如前方车辆沿着公路和/或高速公路行驶并且没有在禁止超车区域中合并、退出等)，则控制器发送信号以变道到相邻车道。例如，由控制器发送的信号使得显示器向驾驶员呈现变道到相邻车道中的指示和/或使车辆的电子控制单元自动地变道到相邻车道。
如本文所使用的，“超车条件”是指道路的至少一部分的道路条件，该条件允许车辆在相邻车道中超过车辆(例如在公路和/或高速公路上行驶时)。如本文所使用的，“禁止超车条件”是指道路的至少一部分的道路条件，该条件不允许车辆在相邻车道中超过车辆。示例禁止超车条件包括禁止超车区域、合并通道(例如入口匝道)、分流通道(例如出口匝道)、建筑区域、住宅区域等。
转到附图，图1示出了根据本文教导的示例车辆100。车辆100可以是标准汽油动力车辆、混合动力车辆、电动车辆、燃料电池车辆和/或任何其他机动类型的车辆。车辆100包括与机动性相关的部件，例如具有发动机、变速器、悬架、驱动轴和/或车轮等的动力传动系统。车辆100可以是非自主的、半自主的(例如一些例行动力功能由车辆100控制)、或者是自主的(例如动力功能由车辆100控制而没有直接驾驶员输入)。
在所示示例中，车辆100包括组合仪表输出102、显示器104和扬声器106。例如，组合仪表输出102呈现指示(例如低轮胎压力指示、检查发动机指示、改变车道指示等)以向车辆100的驾驶员提供指令和/或其他信息。显示器104(例如触摸屏)向车辆100的乘员呈现视觉信号以用于提供信息和/或娱乐目的，以及扬声器106将音频信号呈现给车辆100的乘员以用于提供信息和/或娱乐目的。
如图1所示，车辆还包括全球定位系统(GPS)接收器108、车辆速度传感器110、通信模块112(例如第一通信模块)和通信模块114(例如第二通信模块)。GPS接收器108从全球定位系统接收信号以识别车辆100的位置。此外，车辆速度传感器110检测车辆100行驶的速度。
通信模块112是专用短程通信(DSRC)模块、基于基础设施的模块和基于移动设备的模块，专用短程通信(DSRC)模块包括用于广播消息以及在车辆100与其他车辆(例如图2的前方车辆206、图2的车辆208)之间建立连接的天线、无线电和软件。例如，通信模块112被配置为经由车辆到车辆(V2V)通信与其他车辆通信和/或经由车辆到基础设施(V2X)通信与基于基础设施的模块通信。
有关DSRC网络以及网络如何与车辆硬件和软件进行通信的更多信息，可从美国运输部的2011年6月核心系统要求规范(SyRS)报告中获得(可从http://www.its.dot.gov/meetings/pdf/CoreSystem_SE_SyRS_RevA％20(2011-06-13).pdf获得)，其全部内容以及SyRS报告第11至14页中引用的所有文献通过引用并入本文。DSRC系统可以安装在车辆上和沿着路边的基础设施上。包含基础设施信息的DSRC系统被称为“路边”系统。DSRC可以与诸如全球定位系统(GPS)、可见光通信(VLC)、蜂窝通信和近程雷达的其他技术相结合，以便于车辆通信其位置、速度、前进方向、与其他物体的相对位置并且与其他车辆或外部计算机系统交换信息。DSRC系统可以与诸如移动电话的其他系统集成。
目前，DSRC网络以DSRC缩写或名称来标识。然而，有时使用其他名称，通常与车网联结程序等相关。这些系统中的大多数是纯DSRC或IEEE 802.11无线标准的变体。然而，除了纯DSRC系统之外，它还旨在涵盖车辆和路边基础设施系统之间的专用无线通信系统，它们与GPS集成，并且基于用于无线局域网(例如802.11p等)的IEEE 802.11协议。
所示示例的通信模块114包括有线或无线网络接口，以实现与外部网络的通信。通信模块114还包括用于控制有线或无线网络接口的硬件(例如处理器、存储器、存储装置、天线等)和软件。在所示示例中，通信模块114包括用于蜂窝网络(例如全球移动通信系统(GSM)、通用移动电信系统(UMTS)、长期演进(LTE)、码分多址(CDMA))和/或其他基于标准的网络(例如WiMAX(全球微波接入互操作性)(IEEE 802.16m)；近场通信(NFC)、局域无线网络(包括IEEE 802.11a/b/g/n/ac或其他)、无线千兆(IEEE 802.11ad)等)的一个或多个通信控制器。在一些示例中，通信模块114包括有线或无线接口(例如辅助端口、通用串行总线(USB)端口、无线节点等)以与移动设备(例如智能电话、可穿戴设备、智能手表、平板电脑等)通信地连接。在这样的示例中，车辆100可以经由连接的移动设备与外部网络通信。外部网络可以是公共网络，例如因特网；私人网络，如内联网；或者它们的组合，并且可以利用现在可用或以后开发的各种网络协议，包括但不限于基于TCP/IP的网络协议。
如图1中所示，车辆100还包括摄像机116(例如前置摄像机、第一摄像机)、接近传感器118(例如前方接近传感器、第一接近传感器)、一个或多个摄像机120(例如侧面摄像机、第二摄像机)以及一个或多个接近传感器122(例如侧面接近传感器、第二接近传感器)。摄像机116捕获车辆100前方的周围区域的图像和/或视频，并且摄像机120捕获到车辆100侧面的周围区域的图像和/或视频。例如，由摄像机116和/或一个或多个摄像机120捕获的图像和/或视频被呈现给车辆100的乘员(例如经由显示器104)和/或用于便于执行车辆100的自主和/或半自动驾驶操纵。此外，接近传感器118监测车辆100前方的周围区域，并且接近传感器122监测车辆100侧面的周围区域。接近传感器118和接近传感器122收集检测和识别车辆100附近的物体的位置的数据。接近传感器118和/或一个或多个接近传感器122包括雷达传感器、激光雷达传感器、超声波传感器和/或检测附近物体的存在和位置的任何其他接近传感器。例如，雷达传感器经由无线电波检测和定位物体，激光雷达传感器经由激光检测和定位物体，以及超声波传感器经由超声波检测和定位物体。
所示示例的车辆100还包括车道条件控制器124。车道条件控制器124在车辆100的自适应巡航控制被激活时监测车辆100行驶的道路(例如图2的道路200)的条件车道(例如图2的车道202、图2的车道204)。例如，车辆100的一个或多个电子控制单元(ECU)执行车辆100的自适应巡航控制的自主和/或半自主动力功能。当自适应巡航控制被激活时，车道条件控制器124确定车辆100是否在比激活的自适应巡航控制的速度设置慢的前方车辆(例如图2的前方车辆206)后面行驶。如果前方车辆行驶低于速度设置(例如连续行驶预定时间段)，则如果前方车辆是乘用车辆(即不是半卡车、紧急车辆和/或需要以比车辆100更慢的速度行驶的其他车辆的车辆)，则车道条件控制器124向前方车辆发送警报(例如经由V2V通信)。附加地或替代地，如果前方车辆行驶低于目标速度设置，则车道条件控制器124确定车辆100是否能够改变车道以超过慢速前方车辆。如果车辆100能够改变车道，则车道条件控制器124发送信号以变道到相邻车道。例如，由车道条件控制器124发送的信号使得改变车道的指令呈现(例如经由组合仪表输出102、显示器104、扬声器106等)给车辆100的操作者和/或使ECU(例如图4的自主单元418、图4的速度控制单元420、图4的制动控制模块422)自主地将车辆100驶向相邻车道。
图2示出了在车道202中沿道路200行驶的车辆100。如图2所示，道路200包括车道202和与车道202相邻的另一车道204，每个车道用于车辆在其中沿相同方向行驶。车辆100在超车条件下在前方车辆206后面在车道202内行驶。此外，其他车辆208在与车辆100相邻的车道204中行驶。
在所示示例中，激活车辆100的自适应巡航控制。当自适应巡航控制被激活时，车辆100的车道条件控制器124识别车辆100是否在前方车辆后面行驶。例如，在图2中，车道条件控制器124检测到车辆100正在前方车辆206后面行驶。一旦识别到前方车辆206的存在，车辆100的车道条件控制器124就确定前方车辆206是否是以比车辆100的自适应巡航控制的速度设置更小和/或更慢的前方车辆速度行驶。
车辆100的速度设置是自适应巡航控制被设定为使车辆100行驶的最大速度。在自适应巡航控制被激活之前，由车辆100的操作者设定自适应巡航控制的速度设置。在一些示例中，执行自适应巡航控制的ECU(例如图4的自主单元418、图4的速度控制单元420、图4的制动控制模块422)将速度设置限制为小于或等于用于车辆100的道路200的当前速度限制的速度。例如，车辆100的车道条件控制器124和/或ECU基于道路200的路边标志210确定用于车辆100的道路200的当前速度限制，路边标志210包括在由车辆100的摄像机116和/或一个或多个摄像机120捕获的图像和/或视频中。例如，车辆100包括使得车道条件控制器124和/或ECU能够确定在路边标志210上识别的速度限制的图像识别系统和/或软件。附加地或替代地，车道条件控制器124和/或ECU经由导航系统确定道路200的当前速度限制。例如，车辆100包括车载导航系统和/或经由通信模块114与导航系统通信。
此外，在将车辆100的速度设置与前方车辆206的前方车辆速度进行比较之前，车辆100的车道条件控制器124确定前方车辆206的前方车辆速度。例如，车道条件控制器124基于由摄像机116捕获的图像和/或视频和/或由接近传感器118收集的数据来检测前方车辆206的前方车辆速度。即，接近传感器118收集使得车道条件控制器124能够检测前方车辆206的存在并确定前方车辆206速度的数据。附加地或替代地，车道条件控制器124经由由通信模块112接收的V2V通信和/或V2X通信来检测前方车辆206的前方车辆速度。例如，通信模块112从前方车辆206的通信模块212(例如DSRC模块)、车辆208的通信模块214(例如DSRC模块)、基础设施设备(例如路边标志210)的通信模块(例如DSRC模块)等接收前方车辆206的前方车辆速度。
在一些示例中，车道条件控制器124将预定时间段内前方车辆速度和速度设置进行比较，以确定前方车辆206是否以比车辆100的自适应巡航控制的速度设置更慢的速度行驶。即，如果车道条件控制器124确定在预定时间段的持续时间内前方车辆速度连续小于车辆100的速度设置，则车道条件控制器124确定前方车辆206以比车辆100的自适应巡航控制的速度设置更慢的速度行驶。例如，在最初检测到前方车辆速度小于速度设置时，车道条件控制器124启动计时器计数到时间阈值。如果前方车辆速度保持小于速度设置直到满足时间阈值，则车道条件控制器124确定前方车辆206以比车辆100的速度设置更慢的速度行驶。车道条件控制器124比较预定时间段和/或计时器期间的速度，以考虑前方车辆206以略高于、略低于和/或以车辆100的速度设置波动的速度行驶的情况。
车道条件控制器124还确定前方车辆206的车辆类型。即，车道条件控制器124确定前方车辆206是乘用车辆还是半卡车、紧急车辆(例如警车、消防车等)和/或需要以比车辆100慢的速度行驶的其他类型的车辆。例如，车道条件控制器124基于由摄像机116捕获的图像和/或视频和/或由接近传感器118收集的数据检测前方车辆206的车辆类型。附加地或替代地，车道条件控制器124经由由通信模块112(例如来自前方车辆206的通信模块212、车辆208的通信模块214、基于基础设施的DSRC模块等)接收的V2V通信和/或V2X通信来检测前方车辆206的前方车辆速度。在所示的示例中，车道条件控制器124响应于确定(i)前方车辆206的前方车辆速度小于车辆100的速度设置以及(ii)前方车辆206是乘用车辆(即不是半卡车、紧急车辆和/或需要以较慢速度行驶的其他车辆类型)而从通信模块112向前方车辆206的通信模块214发送警报。例如，警报向操作前方车辆206的ECU和/或操作员指示前方车辆206以低于道路200的速度限制的速度行驶。或者，如果车道条件控制器124确定前方车辆206是半卡车、紧急车辆和/或需要以较慢速度行驶的其他车辆类型，则车道条件控制器124不将警报发送到前方车辆206。
在所示示例中，一旦确定前方车辆速度小于车辆100的速度设置，车道条件控制器124还确定与车道202相邻的车道204内的交通的行驶速度以识别是否车辆100能够经由车道204超过前方车辆206。在所示示例中，车道条件控制器124确定车辆208在与车辆100相邻的车道204内行驶的速度，以确定车道204的交通速度。例如，车道条件控制器124基于经由摄像机116捕获的图像和/或视频、由接近传感器118收集的数据、经由一个或多个摄像机120捕获的图像和/或视频、由一个或多个接近传感器122收集的数据等确定车道204内的交通的行驶速度。附加地或替代地，车道条件控制器124经由由车辆100的通信模块112(例如来自前方车辆206的通信模块212、车辆208的通信模块214、基于基础设施的DSRC模块等)接收的V2V通信和/或V2X通信来确定与车辆100相邻的车道204内的交通的交通速度。此外，在一些示例中，车道条件控制器124从导航系统(例如车载导航系统、外部导航系统)收集车道204内的交通的交通速度。一旦确定车道204的交通速度，车道条件控制器124就将车道204的交通速度与前方车辆206的前方车辆速度进行比较，以确定车道204的交通速度能否使车辆100超过前方车辆206。
此外，一旦确定前方车辆速度小于车辆100的速度设置，所示示例的车道条件控制器124还识别道路200的车道202(当前行驶车道)和/或车道204(例如相邻车道)的车道类型。在图示的示例中，车道条件控制器124基于经由摄像机116捕获的图像和/或视频、由接近传感器118收集的数据、经由一个或多个摄像机120捕获的图像和/或视频、由一个或多个接近传感器122收集的数据等确定道路200的车道202和/或车道204的车道类型。例如，摄像机116、一个或多个接近传感器118、一个或多个摄像机120和/或一个或多个接近传感器122被配置为检测包括在道路200的路边标志210、车道标记216上的信息和/或指示车道类型的前方车辆206和/或车辆100的指示灯(例如转向信号)。附加地或替代地，车道条件控制器124经由由车辆100的通信模块112(例如来自前方车辆206的通信模块212、车辆208的通信模块214、基于基础设施的DSRC模块等)接收的V2V通信和/或V2X通信来确定车道202和/或车道204的车道类型。此外，在一些示例中，车道条件控制器124从导航系统(例如车载导航系统、外部导航系统)确定车道202和/或车道204的车道类型。
一旦识别出车道202和/或车道204的车道类型，车道条件控制器124就确定车道类型是对应于超车条件还是禁止超车条件。对应于禁止超车条件的示例车道类型包括住宅区车道、禁止超车区域、合并车道(例如入口匝道)、分流车道(例如出口匝道)等。在一些示例中，车道条件控制器124一旦确定车辆100处于住宅区域就停用并且一旦确定车辆100在公路和/或高速公路上就激活。在所示的示例中，车道条件控制器124确定车辆100行驶的道路200的部分的车道类型对应于超车条件(例如在公路和/或高速公路上)。例如，车道条件控制器124基于道路200的车道标记216、检测到的前方车辆206和/或车辆208的转弯信号状态、路边标志210、导航系统、V2V通信、V2X通信等确定车道类型对应于超车条件。
此外，所示示例的车道条件控制器124响应于确定(i)车道204的交通速度大于前方车辆206的前方车辆速度和(ii)道路200的车道202和车道204的车道类型对应于超车条件而发送变道到车道204中以超过前方车辆206的信号。例如，组合仪表输出102、显示器104、扬声器106和/或其他输出设备一旦接收到车道条件控制器124发送的信号，就向车辆100的操作者呈现变道到车道204中以超过前方车辆206的指示。附加地或替代地，ECU一旦接收到车道条件控制器124发送的信号，就执行自适应巡航控制以自主地将车辆100驶向车道204中以超过前方车辆206。
在一些示例中，车道条件控制器124还监测前方车辆206的前方车辆速度小于车辆100的速度设置时的行驶距离，例如以考虑车辆100何时处于红灯处和/或被拥挤的交通包围。例如，如果在前方车辆速度小于速度设置时车辆100在预定时间量内已经行驶了短距离(例如小于1米)，则车道条件控制器124确定车辆100处于红灯处和/或拥挤的交通中。反过来，车道条件控制器124不向前方车辆206发送警报和/或发送用于超过前方车辆206的信号。如果在前方车辆速度小于速度设置时车辆100在预定时间量内已经行驶了更大的距离(例如数百或数千米)，则车道条件控制器124确定车辆100正在公路和/或高速公路上行驶。反过来，车道条件控制器124一旦确定前方车辆速度小于速度设置就向前方车辆206发送警报和/或发送用于超过前方车辆206的信号。
图3示出了车辆100在禁止超车条件下接近前方车辆206。如图3所示，道路300包括车道302和与车道302相邻的另一个车道304，每个车道用于车辆沿相同方向行驶。在所示的示例中，车辆100作为前方车辆206在车道302中行驶，并且车辆208在与车辆100相邻的车道304中行驶。
在所示示例中，激活车辆100的自适应巡航控制。当自适应巡航控制被激活时，车辆100的车道条件控制器124识别出车辆100正在前方车辆206后面行驶。例如，车道条件控制器124检测到车辆100正在图2的前方车辆206后面行驶。一旦识别到前方车辆206的存在，车辆100的车道条件控制器124就确定前方车辆206的前方车辆速度是否小于和/或慢于车辆100的自适应巡航控制的速度设置。
车道条件控制器124还确定前方车辆206的车辆类型。在所示示例中，车道条件控制器124响应于确定(i)前方车辆206的前方车辆速度小于车辆100的速度设置以及(ii)前方车辆206是乘用车辆(例如不是半卡车、紧急车辆和/或需要以较慢的速度行驶的其他车辆类型)，而从通信模块112向前方车辆206的通信模块214发送警报。或者，如果车道条件控制器124确定前方车辆206是半卡车、紧急车辆和/或需要以较慢速度行驶的其他车辆类型，则车道条件控制器124不向前方车辆206发送警报。
一旦确定前方车辆速度小于车辆100的速度设置，所示示例的车道条件控制器124还识别道路300的车道302(当前行驶车道)和/或车道304(例如相邻车道)的车道类型。在所示示例中，车道条件控制器124基于经由摄像机116捕获的图像或视频、由接近传感器118收集的数据、经由一个或多个摄像机120捕获的图像和/或视频、由一个或多个接近传感器122收集的数据等确定道路300的车道302和/或车道304的车道类型。即，摄像机116、一个或多个接近传感器118、一个或多个摄像机120和/或一个或多个接近传感器122被配置为检测包括在道路300的路边标志306、车道标记308上的信息和/或指示车道类型的前方车辆206和/或车辆100的指示灯(例如转向信号)。例如，车道条件控制器124一旦收集到包括在路边标志306上的信息、识别到道路300的车道标记308和/或检测到前方车辆206的左转弯信号被激活就检测到车道302正在合并到车道304中。附加地或替代地，车道条件控制器124经由由车辆100的通信模块112(例如来自前方车辆206的通信模块212、车辆208的通信模块214、基于基础设施的DSRC模块等)接收的V2V通信和/或V2X通信来确定车道302和/或车道304的车道类型。此外，在一些示例中，车道条件控制器124从导航系统收集车道202和/或车道204的车道类型。
在所示示例中，车道条件控制器124确定车道类型对应于禁止超车条件。也就是说，一旦识别出车道302的车道类型是合并车道(例如入口匝道)，车道条件控制器124就确定车道类型对应于禁止超车条件。其他示例，对应于禁止超车条件的车道类型包括住宅区、禁止超车区域、分流车道(例如出口匝道)等。响应于确定车辆100正在行驶的车道类型对应于禁止超车条件，所示示例的车道条件控制器124不发送通过改变车道以超过前方车辆206的信号。
图4是车辆100的电子部件400的框图。如图4所示，电子部件400包括车载计算平台402、信息娱乐主机单元404、GPS接收器108、通信模块112、通信模块114、摄像机406、传感器408、电子控制单元(ECU)410和车辆数据总线412。
车载计算平台402包括微控制器单元、控制器或处理器414和存储器416。在一些示例中，车载计算平台402的处理器414被构造为包括车道条件控制器124。或者，在一些示例中，车道条件控制器124结合到具有其自己的处理器414和存储器416的另一电子控制单元(ECU)(例如自主单元、速度控制单元、制动控制模块)中。处理器414可以是任何合适的处理设备或处理设备集合，例如但不限于微处理器、基于微控制器的平台、集成电路、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)和/或一个或多个专用集成电路(ASIC)。存储器416可以是易失性存储器(例如包括非易失性RAM、磁性RAM、铁电RAM等的RAM)、非易失性存储器(例如磁盘存储器、FLASH存储器(闪存)、EPROM(可擦可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦可编程只读存储器)、基于忆阻器的非易失性固体存储器等)、不可改变的存储器(例如EPROM)、只读存储器和/或高容量存储设备(例如硬盘驱动器、固态驱动器等)。在一些示例中，存储器416包括多种存储器，尤其是易失性存储器和非易失性存储器。
存储器416是计算机可读介质，其上可以嵌入一组或多组指令，例如用于操作本公开的方法的软件。指令可以体现如本文所述的一个或多个方法或逻辑。例如，在执行指令期间，指令完全或至少部分地驻留在存储器416、计算机可读介质和/或处理器414中的任何一个或多个内。
术语“非暂时性计算机可读介质”和“计算机可读介质”包括单个介质或多个介质，诸如存储一个或多个指令集的集中式或分布式数据库和/或相关高速缓存和服务器。此外，术语“非暂时性计算机可读介质”和“计算机可读介质”包括能够存储、编码或携带一组指令以供处理器执行或使系统执行本文公开的一种或多种方法或操作的任何有形介质。如本文所使用的，术语“计算机可读介质”明确地定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘并且排除传播信号。
信息娱乐主机单元404提供车辆100和用户之间的接口。信息娱乐主机单元404包括数字和/或模拟接口(例如输入设备和输出设备)以从用户接收输入和向用户显示信息。输入设备包括例如控制旋钮、仪表板、用于图像捕获和/或视觉命令识别的数字摄像机、触摸屏、音频输入设备(例如车厢麦克风)、按钮或触摸板。输出设备可以包括组合仪表输出102、其他仪表组输出(例如刻度盘、照明设备)、驱动器、抬头显示器、显示器104(例如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、平板显示器、固态显示器等的中央控制台显示器)和/或扬声器106。在所示的示例中，信息娱乐主机单元404包括用于信息娱乐系统(例如由开发的和MyFord)的硬件(例如处理器或控制器、存储器、存储装置等)和软件(例如操作系统等)。另外，信息娱乐主机单元404在例如显示器104上显示信息娱乐系统。
摄像机406捕获车辆100的周围区域的图像和/或视频。例如，所示示例的摄像机406包括捕获车辆100的周围区域的图像和/或视频的摄像机116和摄像机120，以使车道条件控制器124能够确定车辆100周围区域的车道条件。此外，在一些示例中，摄像机406捕获呈现给车辆100的乘员(例如经由显示器104)和/或用于促进执行车辆100的自主和/或半自主驾驶操纵的图像和/或视频。
传感器408布置在车辆100中和车辆100周围，以监测车辆100的特性和/或车辆100所处的环境。可安装一个或多个传感器408以测量车辆100外部周围的特性。附加地或替代地，一个或多个传感器408可安装在车辆100的车厢内或车辆100的车身(例如发动机舱、轮舱等)内以测量车辆100内部的特性。例如，传感器408包括加速计、里程表、转速计、俯仰和横摆传感器、车轮速度传感器、麦克风、轮胎压力传感器、生物计量传感器和/或任何其他合适类型的传感器。在所示示例中，传感器408包括车辆速度传感器110、接近传感器118和接近传感器122。
ECU 410监测和控制车辆100的子系统。例如，ECU 410是包括它们自己的电路(例如集成电路、微处理器、存储器、存储装置等)以及固件，传感器、驱动器和/或安装硬件的离散电子组件。ECU 410经由车辆数据总线(例如车辆数据总线412)进行通信和交换信息。另外，ECU 410可以将特性(例如ECU 410的状态、传感器读数、控制状态、错误和诊断代码等)特性到彼此和/或从彼此接收请求。例如，车辆100可以具有七十个或更多个位于车辆100周围的各个位置并且通过车辆数据总线412通信地连接的ECU 410。
在所示示例中，ECU 410包括自主单元418、速度控制单元420和制动控制模块422。例如，自主单元418至少部分地基于由一个或多个摄像机406捕获的图像和/或视频和/或由一个或多个传感器408收集的数据来控制车辆100的自主和/或半自主驾驶操纵的执行。速度控制单元420至少部分地基于由一个或多个摄像机406捕获的图像和/或视频和/或由一个或多个传感器408收集的数据来自主地控制车辆100行驶的速度。此外，制动控制模块422至少部分地基于由一个或多个摄像机406捕获的图像和/或视频和/或由一个或多个传感器408收集的数据来自主地操作车辆100的制动器。
车辆数据总线412通信地连接GPS接收器108、通信模块112、通信模块114、车载计算平台402、信息娱乐主机单元404、摄像机406、传感器408和ECU 410。在一些示例中，车辆数据总线412包括一个或多个数据总线。车辆数据总线412可以根据国际标准组织(ISO)11898-1定义的控制器局域网(CAN)总线协议、面向媒体的系统传输(MOST)总线协议、CAN灵活数据(CAN-FD)总线协议(ISO 11898-7)和/或K线总线协议(ISO 9141和ISO 14230-1)和/或EthernetTM总线协议IEEE 802.3(2002年以前)等来实现。
图5是在车辆的自适应巡航控制被接合时检测车道条件的示例方法500的流程图。图5的流程图表示存储在存储器(例如图4的存储器416)中并且包括一个或多个程序的机器可读指令，该程序当由处理器(例如图4的处理器414)执行时，使车辆100实施图1-4的示例车道条件控制器124。虽然参考图5中所示的流程图描述了示例程序，但是可以替代地使用实现示例车道条件控制器124的许多其他方法。例如，可以重新排列、改变、消除和/或组合框的执行顺序以执行方法500。此外，因为结合图1-4的部件公开了方法500，所以下面将不再详细描述那些部件的一些功能。
最初，在框502处，车道条件控制器124确定是否为车辆100激活自适应巡航控制。响应于车道条件控制器124确定未激活自适应巡航控制，方法500保持在框502。否则，响应于车道条件控制器124确定自适应巡航控制被激活，方法500前进到框504。在框504，车道条件控制器124确定车辆100的自适应巡航控制的速度设置。
在框506处，车道条件控制器124确定是否检测到前方车辆(例如前方车辆206)。例如，车道条件控制器124经由摄像机116、接近传感器118、通信模块112接收的V2V和/或V2X通信等检测前方车辆206。响应于车道条件控制器124未检测到前方车辆206，方法500返回到框502。否则，响应于车道条件控制器124检测到前方车辆206的存在，方法500前进到框508，在框508中，车道条件控制器124确定前方车辆206的前方车辆速度。例如，车道条件控制器124经由摄像机116、接近传感器118、通信模块112接收的V2V和/或V2X通信等检测前方车辆速度。在框510，车道条件控制器124确定车辆100的自适应巡航控制的速度设置是否大于前方车辆206的前方车辆速度。响应于车道条件控制器124确定速度设置不大于前方车辆速度，方法500返回到框502。否则，响应于车道条件控制器124确定速度设置大于前方车辆速度，方法500前进到框512。
在框512处，车道条件控制器124识别道路(例如图2的道路200、图3的道路300)的当前行驶车道(例如图2的车道202、图3的车道302)和/或相邻车道(例如图2的车道204、图3的车道304)。例如，车道条件控制器124识别车道类型以确定车辆100所处的道路部分是处于超车条件还是禁止超车条件。示例车道类型包括住宅区车道、超车区域、禁止超车区域、合并车道、分流车道等。车道条件控制器124用于经由摄像机116、接近传感器118、一个或多个摄像机120、一个或多个接近传感器122、由通信模块112接收的V2V和/或V2X通信、导航系统等识别车道类型。在框514，车道条件控制器124基于车道类型确定车辆100是否处于改变车道的位置。例如，如果车辆100所处的道路部分处于超车条件，则车辆100处于改变车道的位置，以及如果车辆100所处的道路部分处于禁止超车条件，则车辆100不处于改变车道的位置。响应于车道条件控制器124确定车辆100不在改变车道的位置，方法500进行到框526。否则，响应于车道条件控制器124确定车辆100处于改变车道的位置，方法500进行到框516。
在框516处，车道条件控制器124识别相邻车道内的交通的交通速度。例如，车道条件控制器124经由摄像机116、接近传感器118、一个或多个摄像机120、一个或多个接近传感器122、由通信模块112接收的V2V和/或V2X通信、导航系统等来识别交通速度。在框518，车道条件控制器124确定交通速度是否大于前方车辆206的前方车辆速度。响应于车道条件控制器124确定交通速度不大于前方车辆速度，方法500进行到框526。否则，响应于车道条件控制器124确定交通速度大于前方车辆速度，方法500进行到框520。
在框520处，车道条件控制器124指示(例如经由组合仪表输出102、显示器104、扬声器106等)车辆100的驾驶员和/或操作员以改变车道。在框522处，车道条件控制器124使控制自适应巡航控制的ECU自主地驾驶车辆100以变道到相邻车辆中以超过前方车辆206。例如，车道条件控制器124发送信号使得指示被呈现和/或引起自主改变车道。
在框524处，车道条件控制器124识别前方车辆206的车辆类型。例如，车道条件控制器124经由摄像机116、接近传感器118、由通信模块112接收的V2V和/或V2X通信识别车辆类型。在框526，车道条件控制器124确定前方车辆206是否是半卡车、紧急车辆和/或需要以比车辆100的速度限制更慢的速度行驶的其他类型的车辆。响应于车道条件控制器124确定前方车辆206是半卡车、紧急车辆和/或需要以较慢速度行驶的其他车辆类型，方法返回到框502。否则，响应于车道条件控制器124确定前方车辆206是乘用车辆，该方法进行到框528，在框528处，车道条件控制器124经由V2V通信向前方车辆206发送表示前方车辆206正在缓慢驾驶的警报。
在本申请中，反义连接词的使用旨在包括连接词。定或不定冠词的使用并不是为了表示基数。特别地，对“该”对象或“一”和“一个”对象的引用也旨在表示可能的多个这样的对象之一。此外，连接词“或”可用于传达同时存在的特征而不是相互排斥的替代方案。换句话说，连接词“或”应理解为包括“和/或”。术语“包括”是包含性的，并且具有与“包含”相同的范围。另外，如本文所使用的，术语“模块”和“单元”是指具有通常与传感器结合提供通信、控制和/或监测能力的电路的硬件。“模块”和“单元”还可以包括在电路上执行的固件。
上述实施例，尤其是任何“优选的”实施例，是实施方式的可能示例，并且仅仅是为了清楚地理解本发明的原理而提出的。可以对上述实施例进行许多变化和修改而基本上不脱离这里描述的技术的精神和原理。所有修改旨在包括在本公开的范围内并受所附权利要求的保护。

Claims (15)

1.一种车辆，包括：
用于V2V通信的通信模块；
用于捕获图像的摄像机；
控制器，所述控制器用于执行以下操作：
基于所述图像识别前方车辆的车辆类型；
确定前方车辆速度；以及
响应于以下确定，经由所述通信模块向所述前方车辆发送警报，所述确定包括：
所述前方车辆是乘用车辆；以及
所述前方车辆速度小于激活的自适应巡航控制的速度设置。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述控制器响应于确定所述前方车辆是半卡车或紧急车辆，不向所述前方车辆发送所述警报。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中所述控制器在将所述警报发送到所述前方车辆之前，确定所述前方车辆速度连续小于所述速度设置达预定时间段。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中所述控制器基于由所述摄像机捕获的所述图像来确定所述前方车辆的所述前方车辆速度。
5.根据权利要求1所述的车辆，其中所述通信模块接收所述控制器的所述前方车辆速度。
6.根据权利要求1所述的车辆，还包括用于检测所述前方车辆的接近传感器，其中所述控制器经由由所述接近传感器收集的数据确定所述前方车辆速度。
7.根据权利要求1所述的车辆，其中所述控制器用于执行以下操作：
确定相邻行驶车道的交通速度；
响应于确定所述前方车辆速度小于所述速度设置，将所述交通速度与所述前方车辆速度进行比较；
识别当前行驶车道的车道类型；以及
响应于确定所述前方车辆速度小于所述速度设置，确定所述车道类型是否对应于超车条件。
8.根据权利要求7所述的车辆，其中所述控制器响应于以下确定发送用于超过所述前方车辆的信号，所述确定包括：
所述交通速度大于所述前方车辆速度；以及
所述当前行驶车道的所述车道类型对应于超车条件。
9.根据权利要求8所述的车辆，其中禁止超车条件包括所述车道类型是禁止超车区域、合并车道、分流车道和住宅区车道中的至少一个。
10.根据权利要求8所述的车辆，还包括显示器，所述显示器一旦接收到来自所述控制器的所述信号就呈现用于变道到所述相邻车道的指示。
11.根据权利要求8所述的车辆，还包括ECU，所述ECU一旦从所述控制器接收到所述信号就自主地变道到所述相邻车道。
12.根据权利要求7所述的车辆，其中所述控制器经由V2V通信、V2X通信、导航地图系统、所述摄像机、侧面摄像机和一个或多个接近传感器中的至少一个来确定所述车道类型和所述交通速度。
13.根据权利要求7所述的车辆，其中所述控制器基于由所述摄像机捕获的所述图像来确定所述车道类型，所述图像指示道路的车道标记和所述前方车辆的转弯信号状态中的至少一个。
14.一种方法，包括：
经由摄像机捕获图像；
基于所述图像经由处理器识别前方车辆的车辆类型；
经由所述处理器确定前方车辆速度；以及
响应于以下确定，经由V2V通信向所述前方车辆发送警报，所述确定包括：
所述前方车辆是乘用车辆；以及
所述前方车辆速度小于自适应巡航控制的有效速度设置。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：
识别当前行驶车道的车道类型；
确定相邻车道的交通速度；以及
响应于以下确定发送用于超过所述前方车辆的信号，所述确定包括：
所述交通速度大于所述前方车辆速度；以及
所述当前行驶车道的所述车道类型对应于超车条件。
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