CN109849911B

CN109849911B - 跟车方法、装置和计算机可读存储介质

Info

Publication number: CN109849911B
Application number: CN201910122803.7A
Authority: CN
Inventors: 郝大洋; 柳长春; 陈雅琴
Original assignee: Beijing Baidu Netcom Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Baidu Netcom Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2019-02-19
Filing date: 2019-02-19
Publication date: 2020-10-09
Anticipated expiration: 2039-02-19
Also published as: CN109849911A

Abstract

本发明实施例提出一种跟车方法、装置和计算机可读存储介质，其中所述方法利用所述本车的速度、本车的加速度、前车的速度和前车的加速度得到本车相对于前车的期望车距，利用所述期望车距和实际车距得到距离差，利用所述距离差调整本车的速度和本车的加速度。上述实施例的技术方案可以更加准确的调整本车的速度和加速度，因此既能够满足车辆对安全的需求，又能够提高交通通行的效率。

Description

跟车方法、装置和计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及智能驾驶技术领域，尤其涉及一种跟车方法、装置和计算机可读存储介质。

背景技术

随着车辆工业的快速发展和人们生活水平的不断提高，汽车在人们日常生活中的比重逐渐增大。由于道路上的车辆越来越多，车辆的行驶速度非常缓慢，因此需要驾驶员高度注意本车与前车之间的距离。持续较长时间后，驾驶员容易处于疲劳驾驶状态，导致发生交通事故。作为汽车安全辅助系统的关键技术之一，自动跟车技术得到了广泛关注。所述跟车是指特定车群中的每个成员车辆都保持一定的速度前后尾随行驶的行为。驾驶员通常依据前面车辆的行驶速度和本车与前车之间的距离来调整自己的车速。

现有技术中，通常根据本车速度与前车的速度来计算两车之间的距离。然而上述获取两车之间的距离的方法存在如下不足：当本车或前车有加速度(例如刹车减速和起步加速等)的时候，可能会使计算出的两车之间的距离不准确。

发明内容

本发明实施例提供一种跟车方法、装置和计算机可读存储介质，以解决现有技术中的一个或多个技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种跟车方法，包括：

获取本车的速度、本车的加速度、前车的速度和前车的加速度；

利用所述本车的速度、本车的加速度、前车的速度和前车的加速度得到本车相对于前车的期望车距；

利用所述期望车距和实际车距得到距离差；

利用所述距离差调整本车的速度和本车的加速度。

在一种实施方式中，所述利用所述本车的速度、本车的加速度、前车的速度和前车的加速度得到本车相对于前车的期望车距，包括：

d1＝t1V1+t2(V1-V2)+t3²a1+t4²a2

其中，d1为期望车距，t1为第一时间参数，t2为第二时间参数，t3为第三时间参数，t4为第四时间参数，V1是本车的速度，V2是前车的速度，a1是本车的加速度，a2是前车的加速度。

在一种实施方式中，所述利用所述期望车距和实际车距得到距离差，包括：

当d1＞d2时，d＝d1-d2

当d1≤d2时，d＝0

其中，d2为实际车距，d为距离差。

在一种实施方式中，所述方法还包括：

利用所述距离差的代价函数得到所述距离差的最小值。

在一种实施方式中，所述距离差的代价函数包括：

cost＝e^d

其中，cost为距离差的代价函数，e为自然常数，d为距离差。

在一种实施方式中，所述利用所述距离差调整所述本车的速度和本车的加速度，包括：

利用两个采样时间下的前车的速度、前车的加速度和所述距离差的最小值，得到期望的本车的速度和本车的加速度；

利用所述期望的本车的速度和本车的加速度控制本车。

第二方面，本发明实施例提供了一种跟车装置，包括：

获取模块，用于获取本车的速度、本车的加速度、前车的速度和前车的加速度；

期望车距计算模块，用于利用所述本车的速度、本车的加速度、前车的速度和前车的加速度得到本车相对于前车的期望车距；

距离差计算模块，用于利用所述期望车距和实际车距得到距离差；

调整模块，用于利用所述距离差调整本车的速度和本车的加速度。

在一种实施方式中，所述期望车距计算模块，用于利用所述本车的速度、本车的加速度、前车的速度和前车的加速度得到本车相对于前车的期望车距，包括：

d1＝t1V1+t2(V1-V2)+t3²a1+t4²a2

在一种实施方式中，所述距离差计算模块，用于利用所述期望车距和实际车距得到距离差，包括：

当d1＞d2时，d＝d1-d2

当d1≤d2时，d＝0

其中，d2为实际车距，d为距离差。

在一种实施方式中，所述距离差计算模块包括：

最小值计算子模块，用于利用所述距离差的代价函数得到所述距离差的最小值。

在一种实施方式中，所述距离差的代价函数包括：

cost＝e^d

其中，cost为距离差的代价函数，e为自然常数，d为距离差。

在一种实施方式中，所述调整模块包括：

期望的速度和加速度计算子模块，用于利用两个采样时间下的前车的速度、前车的加速度和所述距离差的最小值，得到期望的本车的速度和本车的加速度；

控制子模块，用于利用所述期望的本车的速度和本车的加速度控制本车。

第三方面，本发明实施例提供了一种跟车装置，所述装置的功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。

在一个可能的设计中，所述装置的结构中包括处理器和存储器，所述存储器用于存储支持所述装置执行上述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。所述装置还可以包括通信接口，用于与其他设备或通信网络通信。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，用于存储跟车装置所用的计算机软件指令，其包括用于执行上述方法所涉及的程序。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

利用所述本车的速度、本车的加速度、前车的速度和前车的加速度得到本车相对于前车的期望车距，利用所述期望车距和实际车距得到距离差，利用所述距离差调整本车的速度和本车的加速度。上述技术方案可以更加准确的调整本车的速度和加速度，因此既能够满足车辆对安全的需求，又能够提高交通通行的效率。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。

图1示出根据本发明实施例的跟车方法的流程图。

图2示出根据本发明实施例的跟车方法的流程图。

图3示出根据本发明实施例的跟车方法的流程图。

图4示出根据本发明实施例的跟车方法的流程图。

图5示出根据本发明实施例的跟车装置的结构框图。

图6示出根据本发明实施例的跟车装置的距离差计算模块的结构框图。

图7示出根据本发明实施例的跟车装置的调整模块的结构框图。

图8示出根据本发明实施例的跟车装置的结构框图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

图1示出根据本发明实施例的一种跟车方法的流程图。如图1所示，所述方法包括：

步骤S11、获取本车的速度、本车的加速度、前车的速度和前车的加速度；

步骤S12、利用所述本车的速度、本车的加速度、前车的速度和前车的加速度得到本车相对于前车的期望车距；

步骤S13、利用所述期望车距和实际车距得到距离差；

步骤S14、利用所述距离差调整本车的速度和本车的加速度。

在一种示例中，本车可以包括各种类型的具有自动驾驶功能的车辆。可以利用步骤S14的所述本车的速度和本车的加速度控制本车行驶。

在一种示例中，可以通过速度传感器获取车辆行驶的速度，通过加速度传感器获取车辆行驶的加速度，通过距离传感器获取车辆与目标物体之间的距离。

在一种示例中，可以通过激光雷达(如车载激光雷达)获取前车的速度、前车的加速度以及前车与本车之间的距离，可以通过全球定位系统获取本车的速度和本车的加速度。

在一种示例中，利用所述本车的速度、本车的加速度、前车的速度和前车的加速度得到本车相对于前车的期望车距；利用所述期望车距和实际车距得到距离差；利用所述距离差调整本车的速度和本车的加速度。例如，当期望车距大于实际车距时，利用期望车距减去实际车距得到所述距离差，通过计算距离差的最小值得到期望车距的最小值。当期望车距小于或等于实际车距时，距离差等于0，此时期望车距等于实际车距。根据所述期望车距可以计算得到本车的速度和本车的加速度，从而根据所述本车的速度和本车的加速度控制本车。

上述实施方式中的技术方案可以更加准确的调整本车的速度和加速度，因此既能够满足车辆对安全的需求，又能够提高交通通行的效率。

在一种实施方式中，利用所述本车的速度、本车的加速度、前车的速度和前车的加速度得到本车相对于前车的期望车距，包括：

d1＝t1V1+t2(V1-V2)+t3²a1+t4²a2 (1)

在一种示例中，时间参数t1、t2、t3、t4可以通过查对照表的方式获得。可以预先根据实际的测量结果得到的时间参数与车距、速度、加速度之间的对应关系得到上述的对照表。

在一种示例中，时间参数t1、t2、t3、t4还可以通过查对照曲线的方式获得。可以预先根据实际的测量结果得到的时间参数、车距、速度、加速度，进行拟合得到的上述的对照曲线。由于车距、速度、加速度一般为连续变化的数据，因此查对照曲线的方式非常适合实际的驾驶需求，从而可以更加准确的调整本车的速度和加速度，达到更好的跟车效果。

如图2所示，在一种实施方式中，所述利用所述期望车距和实际车距得到距离差，包括：

当d1＞d2时，d＝d1-d2；

当d1≤d2时，d＝0；

其中，d1为期望车距，d2为实际车距，d为距离差。

在一种实施方式中，所述方法还包括：

利用所述距离差的代价函数得到所述距离差的最小值。所述代价函数就是用于找到最优解的目标函数。

在一种实施方式中，所述距离差的代价函数包括：

cost1＝2d+1 (2)；

其中，cost1为距离差的第一代价函数，e为自然常数，d为距离差。

在一种示例中，距离差的第一代价函数cost1包括第一预定的取值范围，例如cost1≥1，d包括第二预定取值范围，例如d≥0。当cost1为最小值时，d取最小值。

在一种实施方式中，所述距离差的代价函数包括：

cost＝e^d (3)；

其中，cost为距离差的第二代价函数，e为自然常数，d为距离差。

在一种示例中，距离差的第二代价函数cost包括第三预定的取值范围，例如cost≥1，d包括第四预定取值范围，例如d≥0。当cost为最小值时，d取最小值。

采用上述公式(3)所示的代价函数非常适合实际的驾驶需求，从而可以更加准确的调整本车的速度和加速度，达到更好的跟车效果。

在一种实施方式中，利用所述距离差调整所述本车的速度和本车的加速度，包括：

利用所述期望的本车的速度和本车的加速度控制本车。

在一种示例中，当所述期望车距d1大于实际车距d2时，距离差d＝d1-d2。利用所述距离差的第二代价函数cost＝e^d，通过求cost的最小值得到距离差的最小值dmin。通过距离差的最小值dmin得到期望车距d1＝dmin+d2。在两个采样时间点下，分别测量前车的速度、前车的加速度，由于时间参数为已知量，因此将两个采样时间点下的前车的速度、前车的加速度和对应的时间参数t1、t2、t3、t4代入公式(1)，解方程组即可求得期望的本车的速度和本车的加速度。利用所述期望的本车的速度和本车的加速度可以控制本车的行驶。

在一种示例中，当所述期望车距d1小于等于实际车距d2时，距离差d＝0。此时距离差的最小值dmin＝0，期望车距d1＝d2。在两个采样时间点下，分别测量前车的速度、前车的加速度，由于时间参数为已知量，因此将两个采样时间点下的前车的速度、前车的加速度和对应的时间参数t1、t2、t3、t4代入公式(1)，解方程组即可求得期望的本车的速度和本车的加速度。利用所述期望的本车的速度和本车的加速度可以控制本车的行驶。

在一种示例中，可以通过测量新的采样时间下的前车的速度、前车的加速度来得到新的期望的本车的速度和本车的加速度。采样时间越晚，得到期望的本车的速度和本车的加速度就越准确。可以通过预定时间间隔的采样时间对前车的速度、前车的加速度进行测量，从而得到不同的期望的本车的速度和本车的加速度。上述通过预定时间间隔采样的方式得到的期望的本车的速度和本车的加速度更加准确，跟车效果更好。

图5示出根据本发明实施例的跟车装置的结构框图。如图5所示，所述装置包括：

获取模块51，用于获取本车的速度、本车的加速度、前车的速度和前车的加速度；

期望车距计算模块52，用于利用所述本车的速度、本车的加速度、前车的速度和前车的加速度得到本车相对于前车的期望车距；

距离差计算模块53，用于利用所述期望车距和实际车距得到距离差；

调整模块54，用于利用所述距离差调整本车的速度和本车的加速度。

d1＝t1V1+t2(V1-V2)+t3²a1+t4²a2 (1)；

当d1＞d2时，d＝d1-d2；

当d1≤d2时，d＝0；

其中，d2为实际车距，d为距离差。

如图6所示，在一种实施方式中，所述距离差计算模块53包括：

最小值计算子模块531，用于利用所述距离差的代价函数得到所述距离差的最小值。

在一种实施方式中，所述距离差的代价函数包括：

cost1＝2d+1 (2)；

在一种实施方式中，所述距离差的代价函数包括：

cost＝e^d (3)；

如图7所示，在一种实施方式中，所述调整模块54包括：

期望的速度和加速度计算子模块541，用于利用两个采样时间下的前车的速度、前车的加速度和所述距离差的最小值，得到期望的本车的速度和本车的加速度；

控制子模块542，用于利用所述期望的本车的速度和本车的加速度控制本车。

本发明实施例各装置中的各模块的功能可以参见上述方法中的对应描述，在此不再赘述。

图8示出根据本发明实施例的跟车装置的结构框图。如图8所示，该装置包括：存储器910和处理器920，存储器910内存储有可在处理器920上运行的计算机程序。所述处理器920执行所述计算机程序时实现上述实施例中的方法。所述存储器910和处理器920的数量可以为一个或多个。

该装置还包括：

通信接口930，用于与外界设备进行通信，进行数据交互传输。

存储器910可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

如果存储器910、处理器920和通信接口930独立实现，则存储器910、处理器920和通信接口930可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。所述总线可以是工业标准体系结构(ISA，Industry Standard Architecture)总线、外部设备互连(PCI，PeripheralComponent)总线或扩展工业标准体系结构(EISA，Extended Industry StandardComponent)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

可选的，在具体实现上，如果存储器910、处理器920及通信接口930集成在一块芯片上，则存储器910、处理器920及通信接口930可以通过内部接口完成相互间的通信。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例中任一所述的方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种跟车方法，其特征在于，包括：

利用所述期望车距和实际车距得到距离差；

利用所述距离差调整本车的速度和本车的加速度；

所述利用所述本车的速度、本车的加速度、前车的速度和前车的加速度得到本车相对于前车的期望车距，包括：

d1＝t1V1+t2(V1-V2)+t3²a1+t4²a2；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述期望车距和实际车距得到距离差，包括：

当d1＞d2时，d＝d1-d2；

当d1≤d2时，d＝0；

其中，d2为实际车距，d为距离差。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

利用所述距离差的代价函数得到所述距离差的最小值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述距离差的代价函数包括：

cost＝e^d；

其中，cost为距离差的代价函数，e为自然常数，d为距离差。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用所述距离差调整所述本车的速度和本车的加速度，包括：

利用所述期望的本车的速度和本车的加速度控制本车。

6.一种跟车装置，其特征在于，包括：

调整模块，用于利用所述距离差调整本车的速度和本车的加速度；

所述期望车距计算模块，用于利用所述本车的速度、本车的加速度、前车的速度和前车的加速度得到本车相对于前车的期望车距，包括：

d1＝t1V1+t2(V1-V2)+t3²a1+t4²a2；

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述距离差计算模块，用于利用所述期望车距和实际车距得到距离差，包括：

当d1＞d2时，d＝d1-d2；

当d1≤d2时，d＝0；

其中，d2为实际车距，d为距离差。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述距离差计算模块包括：

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述距离差的代价函数包括：

cost＝e^d；

其中，cost为距离差的代价函数，e为自然常数，d为距离差。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调整模块包括：

11.一种跟车装置，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。

12.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。