CN109690344A - 用于车辆中的自适应巡航控制的超车加速辅助 - Google Patents

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Abstract

自适应巡航控制系统和在主车辆中提供超车加速辅助的方法。在一个实施例中，自适应巡航控制系统包括超声传感器、雷达传感器、相机和电子控制器。超声传感器、雷达传感器和相机被配置为在相邻车道的视野内进行感测。响应于接收到指示超车请求的输入，电子控制器被配置为部分地基于从超声传感器接收的第一数据来确定对象何时定位在相邻车道中。电子控制器还被配置为当对象定位在雷达传感器或相机的视野内时确定对象的速度。电子控制器还被配置为部分地基于对象的速度来确定超车加速提升并对主车辆应用超车加速提升。

Description

用于车辆中的自适应巡航控制的超车加速辅助
相关申请
本申请要求于2016年6月17日提交的名称为“OVERTAKE ACCELERATION AID FORADAPTIVE CRUISE CONTROL IN VEHICLES”的美国临时申请号62/351,630的优先权，通过引用将其全部内容合并于本文。
背景技术
本公开涉及在车辆中提供超车加速辅助的系统和方法。
当驾驶员示出对缓慢移动车辆超车的意图时，车辆中的自适应巡航控制系统提供超车加速辅助。很多当前的自适应巡航控制系统使用雷达传感器和/或相机系统来追踪相邻车道中的车辆。雷达传感器和相机系统的视野在靠近于主车辆的距离处是窄的。照此，使用雷达传感器和相机系统的近距离对象检测受限制。
通过使用更精确的专用前角传感器（诸如角雷达传感器），可以显著改进相邻车道中的车辆追踪。角雷达传感器是指向相邻车道的方向以甚至在近距离处确定相邻车道行为的雷达传感器。然而，前角传感器是昂贵的并且通常不被包括在大多数车辆中。
发明内容
包括先进的驾驶员辅助系统（诸如自适应巡航控制）的很多车辆装备有前超声传感器。除其他事物外，本文描述的实施例还提供具有改进的近距离对象检测的自适应巡航控制系统，所述改进的近距离对象检测用于使用超声传感器的超车加速辅助。
一个实施例提供一种用于主车辆的自适应巡航控制系统。在一个实施例中，所述自适应巡航控制系统包括超声传感器、雷达传感器、相机和电子控制器。超声传感器被配置为在相邻车道的第一视野内进行感测并生成第一数据。雷达传感器被配置为在相邻车道的第二视野内进行感测。相机被配置为在相邻车道的第三视野内进行感测。电子控制器被配置为接收指示超车请求的输入。响应于接收到输入，电子控制器被配置为部分地基于从超声传感器接收的第一数据来确定对象何时定位在相邻车道中。电子控制器还被配置为当对象定位在选自由相邻车道的第二视野和相邻车道的第三视野组成的组中的至少一个内时确定对象的速度。电子控制器还被配置为部分地基于对象的速度来确定第一超车加速提升。电子控制器还被配置为经由主车辆的节气门系统来对主车辆应用第一超车加速提升。
另一个实施例提供一种用于主车辆的自适应巡航控制系统。在一个实施例中，所述自适应巡航控制系统包括超声传感器、非超声传感器和电子控制器。超声传感器被配置为在相邻车道的第一视野内进行感测并生成第一数据。非超声传感器被配置为在相邻车道的第二视野内进行感测。电子控制器被配置为接收指示超车请求的输入。响应于接收到输入，电子控制器被配置为部分地基于从超声传感器接收的第一数据来确定对象何时定位在相邻车道中。电子控制器还被配置为当对象定位在相邻车道的第二视野内时确定对象的速度。电子控制器还被配置为部分地基于对象的速度来确定第一超车加速提升。电子控制器还被配置为经由主车辆的节气门系统来对主车辆应用第一超车加速提升。
又一个实施例提供一种在主车辆中提供超车加速辅助的方法。所述方法包括利用电子控制器来接收指示超车请求的输入。所述方法还包括利用电子控制器来接收来自主车辆的超声传感器的第一数据和来自主车辆的非超声传感器的第二数据。所述方法还包括利用电子控制器部分地基于第一数据来检测相邻车道中的对象。所述方法还包括当主车辆的非超声传感器检测到对象时，利用电子控制器来确定对象的速度。所述方法还包括利用电子控制器部分地基于对象的速度来确定第一超车加速提升。所述方法还包括经由主车辆的节气门系统来对主车辆应用第一超车加速提升。
通过考虑详细描述和附图，其他方面和实施例将变得清楚。
附图说明
图1是其中主车辆从后方接近缓慢移动车辆的驾驶情形的图。
图2是其中相邻车辆定位在主车辆的盲区内的驾驶情形的图。
图3是根据一些实施例的自适应巡航控制系统的图。
图4A是根据一些实施例的包括图3的自适应巡航控制系统的主车辆的图。
图4B是根据一些实施例的包括图3的自适应巡航控制系统的主车辆的图。
图5是其中相邻车辆定位在主车辆的多个传感器的视野内的驾驶情形的图。
图6是其中相邻车辆定位在主车辆的超声传感器的视野内的驾驶情形的图。
图7是根据一些实施例的在主车辆中提供超车加速辅助的方法的流程图。
具体实施方式
在详细解释任何实施例之前，要理解，实施例在其应用方面不一定限于以下描述中阐述的或所附附图中图示的组件的构造细节和布置。其他实施例是可能的并且所描述的实施例能够以各种方式被实践或被施行。
还应当指出，可以利用多个不同结构组件来实现本公开。此外，并如后续段落中描述的，附图中图示的具体配置意图例示某些实施例。可替换配置是可能的。
为了便于描述，本文给出的示例系统可以以它们的每个组件部分的单个范例来说明。一些示例可能未描述或说明系统的所有组件。其他示例实施例可以包括更多或更少的每个说明的组件，可以组合一些组件或者可以包括附加或可替换组件。
参考图1中图示的示例驾驶情形100，当主车辆105的驾驶员想要对缓慢移动车辆110超车时，请求加速方面的提升以增大主车辆105的速度。在装备有自适应巡航控制系统的主车辆105中，自适应巡航控制系统将该相同行为复制为超车加速提升。在一些自适应巡航控制系统中，可以在提供超车加速提升之前执行多个检查。作为示例，如图2的示例驾驶情形200中图示的，当相邻车辆115定位在主车辆105的盲区内时，自适应巡航控制系统可以不应用超车加速提升。
图3是自适应巡航控制系统300的示例实施例。在图示的实施例中，自适应巡航控制系统300包括电子控制器305（例如，电子控制单元（ECU））、雷达系统310、相机系统315、超声系统320、用户接口325和节气门系统330。在可替换实施例中，在与图3中图示的配置不同的配置中，自适应巡航控制系统300可以包括更少或附加组件。在一些实施例中，自适应巡航控制系统300可以包括超声系统320和一个非超声感测系统。例如，自适应巡航控制系统300可以包括超声系统320和雷达系统310，但不包括相机系统315。
电子控制器305、雷达系统310以及自适应巡航控制系统300的各种其他组件通过一个或多个通信总线（例如，通过车辆通信总线，诸如图3中图示的控制器域网（CAN）总线335）与每个通信。
除其他事物外，电子控制器305还包括电子处理器340（例如，微处理器）、存储器345和输入/输出接口350。电子处理器340、存储器345、输入/输出接口350以及其他各种组件（未示出）通过一个或多个附加控制或数据总线或者其组合而经由总线耦合或直接耦合。存储器345包括例如只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、电可擦可编程只读存储器（EEPROM）、其他非暂时性计算机可读介质或其组合。除其他事物外，电子处理器340还被配置为从存储器345检索程序指令和数据并执行指令以执行本文所描述的方法。可替换地或附加地，存储器345被包括在电子处理器340中。输入/输出接口350包括用于在电子控制器305内的组件与自适应巡航控制系统300的其他组件之间传递信息的例程。
电子控制器305从雷达系统310、相机系统315和超声系统320接收传感器数据。雷达系统310包括至少一个雷达传感器。相机系统315包括至少一个相机和在一些实施例中的成像处理系统，所述成像处理系统在由至少一个相机捕获的图像数据上执行诸如失真校正之类的操作。超声系统320包括至少一个超声传感器。电子控制器305分析来自雷达系统310、相机系统315和超声系统320的传感器数据，以确定定位在主车辆105周围的对象（例如，缓慢移动车辆110和相邻车辆115）的位置。
包括用户接口325以除其他事物外，还控制自适应巡航控制系统300的操作。在一些实施例中，电子控制器305从用户接口325接收指示超车请求的输入。用户接口325可以包括为实现自适应巡航控制系统300的期望控制水平而要求的数字和模拟输入设备的任何组合。例如，用户接口325可以包括显示器、相机、扬声器、多个旋钮、刻度盘、开关、按钮等。在一些实施例中，用户接口325包括触敏接口（例如，触摸屏显示器），所述触敏接口显示由电子处理器340执行的软件应用所生成的视觉输出。视觉输出包括例如图形指示符、灯、颜色、文本、图像、图形用户接口（GUI）、前述的组合等。触敏接口包括用于显示视觉输出的合适的显示机构（例如，发光二极管（LED）屏幕、液晶显示器（LCD）屏幕等）。触敏接口还使用检测到的物理接触（例如，检测到的电容或电阻）来接收用户输入。基于用户输入，触敏接口向电子处理器340输出信号，所述信号指示触敏接口上当前正被物理接触选择的位置。
节气门系统330（例如，动力系统）向主车辆105的车轮输送驱动动力。在一些实施例中，自适应巡航控制系统300致动主车辆105的节气门系统330以提供对于例如对缓慢移动车辆110超车必要的超车加速提升。
图4A图示了装备有自适应巡航控制系统300的一个示例实施例的主车辆105。在图示的实施例中，自适应巡航控制系统300包括雷达传感器405、相机410和超声传感器415。
雷达传感器405朝向主车辆105的前端定位（例如，在前保险杠上或靠近前保险杠）。如图4A中图示的，雷达传感器405检测在视野420内的对象（例如，其他车辆）。相机410也朝向主车辆105的前端定位。在一些实施例中，如图4中图示的，相机410定位在主车辆105的前窗的上端上的后视镜的安装基座附近。如图4A中图示的，相机410检测视野425内的对象（例如，其他车辆）。超声传感器415也朝向主车辆105的前端定位（例如，在前保险杠上或靠近前保险杠）。如图4A中图示的，超声传感器415检测视野430内的对象（例如，其他车辆）。
在一些实施例中，雷达传感器405的视野420、相机410的视野425和超声传感器415的视野430是不同的。例如，相机410的视野425可以大于雷达传感器405的视野420，如图4A中图示的。此外，超声传感器415的视野430可以大于雷达传感器405的视野420和相机410的视野425，如图4A中图示的。
在可替换实施例中，在与图4A中图示的配置不同的配置中，自适应巡航控制系统300可以包括更少或附加组件。例如，自适应巡航控制系统300可以包括多于一个雷达传感器405、多于一个相机410和多于一个超声传感器415。作为另外的示例，超声传感器415可以定位在主车辆105除图4A中图示的位置之外的不同位置上。
图4B图示了装备有自适应巡航控制系统300的另一示例实施例的主车辆105。在图示的实施例中，自适应巡航控制系统300包括雷达传感器405、相机410、第一超声传感器435和第二超声传感器440。第一超声传感器435和第二超声传感器440朝向前端（例如，靠近前保险杠）分别定位在主车辆105的左侧和右侧。如图4B中图示的，第一超声传感器435检测主车辆105的左侧的视野445内的对象（例如，其他车辆）。如图4B中图示的，第二超声传感器440检测主车辆105的右侧的视野450内的对象（例如，其他车辆）。
图5图示了其中相邻车辆115定位在雷达传感器405的视野420、相机410的视野425和超声传感器415的视野430内的示例驾驶情形500。主车辆105的自适应巡航控制系统300使用由雷达传感器405、相机410和超声传感器415收集的传感器数据来追踪和确定相邻车辆115的速度。将雷达传感器405的视野420、相机410的视野425和超声传感器415的视野430进行组合导致对相邻车辆115的更精确检测，这改进自适应巡航控制系统300的性能。
图6图示了其中相邻车辆115定位在超声传感器415的视野430内但在雷达传感器405的视野420和相机410的视野425之外的示例驾驶情形600。在一些实施例中，当由超声传感器415而未由雷达传感器405或相机410检测到相邻车辆115时，主车辆105的自适应巡航控制系统300取消超车请求而不应用超车加速提升。
图7是向主车辆105提供超车加速辅助的一个示例方法700。在块705处，电子控制器305接收指示超车请求的输入。在一些实施例中，电子控制器305从用户接口325接收超车请求。例如，响应于主车辆105的驾驶员选择在用户接口325中包括的触摸屏显示器上显示的虚拟按钮，用户接口325向电子控制器305发送指示超车请求的输入。可替换地或附加地，电子控制器305从主车辆105的单独控制组件（诸如转向信号杆）接收超车请求。
响应于接收到输入，电子控制器305从雷达系统310、相机系统315和超声系统320接收传感器数据（块710处）。从超声系统320接收的传感器数据可以包括指示定位在超声传感器415的视野430内的对象的存在（和位置）的数据（例如，第一数据）。从雷达系统310接收的传感器数据可以包括指示定位在雷达传感器405的视野420内的对象的存在（和位置）的数据（例如，第二数据）。从相机系统315接收的传感器数据可以包括指示定位在相机410的视野425内的对象的存在（和位置）的数据（例如，第三数据）。
在块715处，电子控制器305确定对象（例如，车辆）是否定位在相邻车道中。电子控制器305至少部分地基于从雷达系统310、相机系统315、超声系统320或其组合接收的传感器数据来做出该确定。
当在相邻车道中未检测到对象时（即，相邻车道是畅通的），自适应巡航控制系统300经由节气门系统330对主车辆105应用标准超车加速提升（块720处）。在一些实施例中，电子控制器305向节气门系统330发送信号，所述信号引起节气门系统330将对主车辆105的车轮应用的驱动力的量增大一预定量。可替换地或附加地，电子控制器305基于例如在主车辆105前方的车辆的速度来确定标准超车加速提升。例如，电子控制器305确定标准超车加速提升，使得主车辆105的速度将增大到一值，该值是大于主车辆105意图超车的缓慢移动车辆110的速度的预定量。
可替换地，当在相邻车道中检测到对象时，电子控制器305确定是否是雷达系统310和/或相机系统315正检测到相邻车道中的对象（块725处）。在一些情形下，仅超声系统320能够检测到相邻车道中的对象。例如，如图6中图示的，超声传感器415能够检测到相邻车道中的相邻车辆115，这是因为相邻车辆115定位在超声传感器415的视野430内。然而，雷达传感器405和相机410不能够检测到相邻车道中的相邻车辆115，这是因为相邻车辆115定位在雷达传感器405的视野420和相机410的视野425之外。
当雷达系统310和/或相机系统315正检测到相邻车道中的对象时，电子控制器305确定相邻车道中的对象的速度（块730处）。在一些实施例中，电子控制器305至少部分地基于从雷达系统310、相机系统315、超声系统320或其组合接收的传感器数据来确定相邻车道中的对象的速度。
在块735处，电子控制器305至少部分地基于相邻车道中的对象的速度来确定调整的超车加速提升。调整的超车加速提升足够大以对定位在主车辆105前方的车辆超车，但足够低以防止主车辆105与定位在相邻车道中的对象碰撞。例如，参考图5中图示的停车情形，电子控制器305基于从雷达传感器405、相机410和超声传感器415接收的传感器数据来确定相邻车辆115的速度。然后，电子控制器305确定调整的超车加速提升，使得主车辆105将足够快地行进以对缓慢移动车辆110超车，但不会太快以至于主车辆105将与相邻车辆115碰撞。
在块740处，自适应巡航控制系统300对主车辆105应用调整的超车加速提升。在一些实施例中，电子控制器305向节气门系统330发送信号，所述信号引起节气门系统330基于调整的超车加速提升来增大对主车辆105的车轮应用的驱动力的量。
返回到块725，可替换地，当雷达系统310和/或相机系统315未正检测到相邻车道中的对象时，电子控制器305取消超车请求而不应用超车加速提升（块745处）。换言之，当相邻车道中的对象仅被超声系统320检测到并且没有也被雷达系统310或相机系统315检测到时，自适应巡航控制系统300不应用超车加速提升。在其中仅超声系统320能够检测到相邻车道中的对象的驾驶情形下，对象可能定位在使得对象阻挡主车辆105进入相邻车道的位置中。例如，如图6中图示的，相邻车辆115定位为使得它正阻挡主车辆105进入相邻车道。而且，如图6中图示的，相邻车辆115仅定位在超声传感器415的视野430内。在一些实施例中，当仅超声系统320在相邻车道中检测到对象时，自适应巡航控制系统300生成警报信号。例如，当仅超声系统320在相邻车道中检测到对象时，用户接口325向主车辆105的驾驶员生成可听和/或视觉警报信号。
因此，除其他事物外，各种实施例还包括用于在车辆中提供超车加速辅助的方法和系统。在所附权利要求中阐述了各种实施例和特征。

Claims (18)

1.一种用于主车辆的自适应巡航控制系统，包括：
超声传感器，其被配置为在相邻车道的第一视野内进行感测并生成第一数据；
雷达传感器，其被配置为在相邻车道的第二视野内进行感测；
相机，其被配置为在相邻车道的第三视野内进行感测；以及
电子控制器，其被配置为：
接收指示超车请求的输入；以及
响应于接收到输入
部分地基于从超声传感器接收的第一数据来确定对象何时定位在相邻车道中，
当对象定位在选自由相邻车道的第二视野和相邻车道的第三视野组成的组中的至少一个内时，确定对象的速度，
部分地基于对象的速度来确定第一超车加速提升，以及
经由主车辆的节气门系统来对主车辆应用第一超车加速提升。
2.根据权利要求1所述的自适应巡航控制系统，其中电子控制器还被配置为
当相邻车道畅通时，经由节气门系统对主车辆应用第二超车加速提升。
3.根据权利要求2所述的自适应巡航控制系统，其中电子控制器还被配置为
当对象定位在相邻车道的第一视野内、未定位在相邻车道的第二视野内并且未定位在相邻车道的第三视野内时，取消超车请求而不应用第一超车加速提升或第二超车加速提升。
4.根据权利要求1所述的自适应巡航控制系统，其中雷达传感器还被配置为生成第二数据，其中相机还被配置为生成第三数据，并且其中电子控制器部分地基于从超声传感器接收的第一数据、从雷达传感器接收的第二数据以及从相机接收的第三数据来确定对象的速度。
5.根据权利要求1所述的自适应巡航控制系统，其中超声传感器、雷达传感器和相机朝向主车辆的前端定位。
6.根据权利要求1所述的自适应巡航控制系统，其中超声传感器和雷达传感器定位在主车辆的前端上。
7.一种用于主车辆的自适应巡航控制系统，包括：
超声传感器，其被配置为在相邻车道的第一视野内进行感测并生成第一数据；
非超声传感器，其被配置为在相邻车道的第二视野内进行感测，以及
电子控制器，其被配置为
接收指示超车请求的输入，以及
响应于接收到输入
部分地基于从超声传感器接收的第一数据来确定对象何时定位在相邻车道内，和
当对象定位在相邻车道的第二视野内时确定对象的速度，
部分地基于对象的速度来确定第一超车加速提升，以及
经由主车辆的节气门系统来对主车辆应用第一超车加速提升。
8.根据权利要求7所述的自适应巡航控制系统，其中非超声传感器包括选自由雷达传感器和相机组成的组中的至少一个。
9.根据权利要求8所述的自适应巡航控制系统，其中电子控制器还被配置为
当相邻车道畅通时，经由节气门系统对主车辆应用第二超车加速提升。
10.根据权利要求9所述的自适应巡航控制系统，其中电子控制器还被配置为
当对象定位在相邻车道的第一视野内并且未定位在相邻车道的第二视野内时，取消超车请求而不应用第一超车加速提升或第二超车加速提升。
11.根据权利要求8所述的自适应巡航控制系统，其中非超声传感器生成第二数据，并且其中电子控制器部分地基于从超声传感器接收的第一数据和从非超声传感器接收的第二数据来确定对象的速度。
12.根据权利要求8所述的自适应巡航控制系统，其中超声传感器和非超声传感器朝向主车辆的前端定位。
13.根据权利要求8所述的自适应巡航控制系统，其中超声传感器和非超声传感器定位在主车辆的前端上。
14.一种在主车辆中提供超车加速辅助的方法，所述方法包括：
利用电子控制器来接收指示超车请求的输入；
利用电子控制器来接收来自主车辆的超声传感器的第一数据和来自主车辆的非超声传感器的第二数据；
利用电子控制器部分地基于第一数据来检测相邻车道中的对象；
当由主车辆的非超声传感器检测到对象时，利用电子控制器来确定对象的速度；
利用电子控制器部分地基于对象的速度来确定第一超车加速提升；以及
经由主车辆的节气门系统来对主车辆应用第一超车加速提升。
15.根据权利要求14所述的方法，其中非超声传感器包括选自由雷达传感器和相机组成的组中的至少一个。
16.根据权利要求14所述的方法，还包括
当相邻车道畅通时，经由节气门系统对主车辆应用第二超车加速提升。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括
当对象被超声传感器检测到并且没有被非超声传感器检测到时，取消超车请求而不应用第一超车加速提升或第二超车加速提升。
18.根据权利要求15所述的方法，其中确定对象的速度包括部分地基于从超声传感器接收的第一数据和从非超声传感器接收的第二数据来确定对象的速度。
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