CN109878516A - 车辆之间的间隙的监测和调整 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“车辆之间的间隙的监测和调整”，公开了用于监测和调整车辆之间的间隙的方法和设备。示例性车辆包括后方感测装置和控制器。所述控制器用于确定在自适应巡航控制期间跟随前方车辆的目标前方间隙，并经由所述后方感测装置测量距离尾随车辆的尾随距离。所述控制器还用于确定所述尾随车辆的目标尾随间隙。所述示例性车辆还包括巡航控制单元，所述巡航控制单元用于响应于所述尾随距离小于所述目标尾随间隙，而基于所述尾随距离增加所述目标前方间隙。

Description

车辆之间的间隙的监测和调整
技术领域
本公开大致涉及车辆，且更具体地，涉及车辆之间的间隙的监测和调整。
背景技术
通常，车辆包括执行自主和/或半自主车辆动力功能的巡航控制装置、系统和/或软件。通常，巡航控制系统使得车辆的操作者(例如，驾驶员)能够设定车辆的目标行驶速度。在从车辆操作者接收到设置时，巡航控制系统自主地将车辆行驶的速度控制为目标速度。最近，一些车辆包括自适应巡航控制装置、系统和/或软件，它们在检测到车辆正在接近物体(例如，较慢移动的车辆)时自主地使车辆从目标速度减速。
发明内容
所附权利要求定义了本申请。本公开概述了实施例的各方面，并且不应该用于限制权利要求。在审查了以下附图和详细描述之后，如对于本领域普通技术人员将明显的是，根据本文描述的技术预期其他实施，并且这些实施意在落入本申请的范围内。
示出了用于监测和调整车辆之间的间隙的示例性实施例。所公开的示例性车辆包括后方感测装置和控制器。控制器用于确定在自适应巡航控制期间跟随前方车辆的目标前方间隙，并经由后方感测装置测量距离尾随车辆的尾随距离。控制器还用于确定尾随车辆的目标尾随间隙。所公开的示例性车辆还包括巡航控制单元，所述巡航控制单元用于响应于尾随距离小于目标尾随间隙，而基于尾随距离增加目标前方间隙。
一些示例还包括巡航控制单元，所述巡航控制单元用于降低车辆速度以将距离前方车辆的前方距离增加到目标前方间隙。在一些示例中，后方感测装置包括相机。在一些示例中，后方感测装置包括接近传感器，所述接近传感器包括雷达传感器、激光雷达传感器和超声波传感器中的至少一个。
一些示例还包括用于监测前方车辆的前方感测装置。在一些这样的示例中，当前方感测装置检测到前方车辆以及后方感测装置检测到尾随车辆时，控制器比较尾随距离和目标前方间隙。一些这样的示例还包括巡航控制单元，所述巡航控制单元响应于控制器确定由前方感测装置测量的前方距离大于目标前方间隙而增加车辆速度。在一些示例中，巡航控制单元响应于控制器确定前方距离小于目标前方间隙而降低车辆速度。
一些示例还包括用于检测车辆速度的车辆速度传感器。在一些这样的示例中，控制器基于车辆速度确定目标前方间隙。在一些示例中，控制器基于尾随车辆的尾随车辆速度确定目标尾随间隙。一些这样的示例还包括专用短程通信模块，所述专用短程通信模块用于经由车辆对车辆通信接收尾随车辆速度。在一些示例中，控制器基于道路的摩擦系数和驾驶员的感知反应时间来确定目标尾随间隙。一些这样的示例还包括用于识别车辆位置的GPS接收器和用于基于车辆位置从外部网络检索路面的摩擦系数的通信模块。
一些示例还包括制动控制模块，所述制动控制模块基于尾随距离小于目标尾随间隙而施加紧急制动以进行碰撞前辅助。在一些这样的示例中，制动控制模块响应于控制器确定尾随距离小于目标尾随间隙，而减小用于紧急制动的减速率。
所公开的示例性方法包括经由处理器确定在自适应巡航控制期间车辆跟随前方车辆的目标前方间隙，并且经由车辆的后方感测装置测量距离尾随车辆的尾随距离。所公开的示例性方法还包括经由处理器确定尾随车辆的目标尾随间隙，并且响应于尾随距离小于目标尾随间隙，而基于尾随距离增加目标前方间隙。
一些示例还包括在自适应巡航控制期间经由巡航控制单元减小车辆速度以增加距离前方车辆的目标前方间隙。一些示例还包括经由前方感测装置测量距离前方车辆的前方距离，并且响应于确定前方距离大于目标前方间隙，经由处理器增加车辆速度。一些示例还包括：响应于确定尾随距离小于目标尾随间隙，经由制动控制模块减小用于紧急制动的减速率。
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，或者在一些情况下可能已经扩大了比例，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，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对应的部件。
图1示出了根据本文的教导的示例性车辆。
图2A至图2E示出了其中图1的车辆跟随前方车辆并且在尾随车辆前方的情景。
图3是图1的车辆的电子部件的框图。
图4是根据本文的教导的用于监测和调整车辆之间的间隙的流程图。
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在下文中将描述一些示例性和非限制性实施例，其中应当理解本公开被认为是本发明的示例而不是意在将本发明限制于所示的特定实施例。
通常，车辆包括执行自主和/或半自主车辆动力功能的巡航控制特征。通常，巡航控制系统使得车辆的操作者(例如，驾驶员)能够设定车辆的目标行驶速度。在从车辆操作者接收到设置时，巡航控制系统自主地将车辆行驶的速度控制为目标速度。如本文所使用，“巡航控制”是指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/或半自主地行驶的系统和/或车辆设置。
最近，一些车辆包括自适应巡航控制特征，所述自适应巡航控制特征在检测到车辆正在接近物体(例如，较慢移动的前方车辆)时自主地使车辆从目标速度减速。如本文所使用，“自适应巡航控制”是指使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、加速到目标速度并且在检测到车辆正在接近另一个物体(例如，较慢移动的车辆)时减速的系统和/或车辆。
在一些情况下，正在利用自适应巡航控制来跟随前方车辆的主车辆也被尾随车辆跟随。在一些这样的情况下，尾随车辆在主车辆后面如此紧跟行驶，使得当主车辆例如由于自适应巡航控制检测到前方车辆正在停止和/或以其他方式快速减速而快速减速时，尾随车辆不能及时减速来避免与主车辆相撞(通俗地称为跟车过近)。
本文公开的示例性方法和设备(a)检测尾随车辆何时紧跟着已经将自适应巡航控制激活的主车辆并且(b)随后增加主车辆跟随前方车辆的距离，(c)使得主车辆能够在检测到前方车辆正在减速时，以较慢的速率减速，(i)防止主车辆在前方车辆减速时与前方车辆相撞(通俗地称为追尾)，并且(ii)当主车辆响应于前方车辆减速而减速时，阻止尾随车辆与主车辆相撞(通俗地称为追尾)。
本文公开的示例包括主车辆的自适应巡航控制系统。所述系统检测何时存在主车辆的前方车辆和尾随车辆。所述系统测量主车辆和前方车辆之间的前方时间间隙，并且还测量主车辆和尾随车辆之间的后方时间间隙。此外，本文公开的示例的系统识别目标前方时间间隙和目标后方时间间隙。在确定测量的后方时间间隙小于目标后方时间间隙时，系统使主车辆减速以增加主车辆和前方车辆之间的距离(以使得主车辆在检测到前方车辆正在制动时能够更平缓地制动)。在确定所测量的前方时间间隙和后方时间间隙分别大于目标前方时间间隙和目标后方时间间隙时，系统使主车辆加速以减小主车辆和前方车辆之间的距离。
参考附图，图1示出了根据本文的教导的示例性车辆100。车辆100可以是标准的汽油动力车辆、混合动力车辆、电动车辆、燃料电池车辆和/或任何其他移动工具类型的车辆。车辆100包括与移动性相关的部件，诸如具有发动机、变速器、悬架、驱动轴和/或车轮等的动力传动系统。车辆100可以是半自主的(例如，由车辆100控制的一些常规动力功能)或自主的(例如，动力功能由车辆100控制而不需要直接的驾驶员输入)。
在所示示例中，车辆100包括车辆速度传感器102和全球定位系统(GPS)接收器104。例如，车辆速度传感器102检测车辆100正行驶的速度。在一些示例中，车辆速度传感器102在一段时间内监测车辆100的速度以检测车辆100的加速度和/或减速度。此外，GPS接收器104从全球定位系统接收信号以识别车辆100的位置。在一些示例中，GPS接收器104在一段时间内识别车辆100的位置，以使得能够确定车辆100正行驶的速度。
所示示例的车辆100还包括接近传感器106(也称为前方接近传感器)、相机108(也称为前方相机)、接近传感器110(也称为后方接近传感器)以及相机112(也称为后方相机)。接近传感器106、相机108、接近传感器110和相机112是监测车辆100的周围区域的感测装置。例如，接近传感器106和相机108是监测车辆100前方的区域和/或物体(例如，图2A至图2E的前方车辆202)的前方感测装置，并且接近传感器110和相机112是监测车辆100后面的区域和/或物体(例如，图2A至图2E的尾随车辆204)的后方感测装置。接近传感器106(例如，雷达传感器、激光雷达传感器、超声波传感器等)被配置成检测位于车辆100前方的物体的存在、相对位置和/或距离。此外，相机108被配置成捕获用于检测位于车辆100前方的物体的存在、相对位置和/或距离的图像和/或视频。接近传感器110(例如，雷达传感器、激光雷达传感器、超声波传感器等)被配置成检测位于车辆100后面的物体的存在、相对位置和/或距离。此外，相机112被配置成捕获用于检测位于车辆100后面的物体的存在、相对位置和/或距离的图像和/或视频。
如图1所示，车辆100包括通信模块114，通信模块114是专用短程通信(DSRC)模块。通信模块114包括天线、无线电和软件，它们用于广播消息并经由车辆对车辆(V2V)通信与其他车辆(例如，前方车辆202、尾随车辆204)建立连接，经由车辆对基础设施(V2I)通信与基于基础设施的模块建立连接，并且经由其他V2X通信与基于移动装置的模块建立连接。有关DSRC网络以及网络可以如何与车辆硬件和软件通信的更多信息请参阅美国运输部核心2011年6月的系统要求规范(SyRS)报告(请参阅http://www.its.dot.gov/meetings/pdf/CoreSys tem_SE_SyRS_RevA％20(2011-06-13).pdf)，其全部内容连同SyRS报告的第11至14页所引用的所有文献均以引用方式并入本文。DSRC系统可以安装在车辆上且沿路边安装在基础设施上。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)、可视光通信(VLC)、蜂窝通信和短程雷达等其他技术相结合，其促进车辆将其位置、速度、航向、相对位置传送给其他物体，以及与其他车辆或外部计算机系统交换信息。DSRC系统可以与其他系统(诸如移动电话)集成。
目前，DSRC网络以DSRC缩写或名称标识。然而，有时使用其他名称，通常与连接的车辆程序等有关。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，它还意在涵盖汽车和路边基础设施系统之间的专用无线通信系统，所述专用无线通信系统与GPS集成并且基于用于无线局域网的IEEE 802.11协议(诸如802.11p等)。
此外，所示示例的车辆100包括另一通信模块116，所述通信模块116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116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116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))、近场通信(NFC)和/或基于其他标准的网络(例如，WiMAX(IEEE802.16m)、近场通信(NFC)、局域无线网络(包括IEEE 802.11a/b/g/n/ac或其他网络)、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116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)以与移动装置(例如，智能手机、可穿戴设备、智能手表、平板电脑等)通信地耦合。在这样的示例中，车辆100可以经由耦合的移动装置与外部网络通信。外部网络可以是公共网络(诸如互联网)、专用网络(诸如内联网)或它们的组合，并且可以利用现在可用或以后开发的各种联网协议，包括但不限于基于TCP/IP的联网协议。
所示示例的车辆100还包括巡航控制单元118，巡航控制单元118被配置成执行用于车辆100的巡航控制和/或自适应巡航控制的自主和/或半自主动力功能。例如，巡航控制单元118执行自主和/或半自主动力功能以使车辆100能够以由车辆操作者(例如，驾驶员)设定的目标速度行驶、加速到目标速度、在检测到车辆100正在接近另一物体(例如，前方车辆202)时减速、和/或在另一车辆(例如，前方车辆202)后面预定距离(例如，图2A至图2E的目标前方间隙210)处行驶。也就是说，巡航控制单元118基于由车辆操作者设定的目标速度和例如经由车辆速度传感器102、GPS接收器104、接近传感器106、相机108、接近传感器110、相机112、通信模块114等所收集的车辆的周围区域的信息来控制车辆100的速度、加速度和/或减速度。
车辆100还包括用于监测前方车辆和尾随车辆的间隙控制器120。例如，间隙控制器120被配置成测量距离车辆100前方的前方车辆的距离(例如，前方距离)，确定安全跟随前方车辆的目标间隙(例如，目标尾随间隙)，测量距离车辆100后面的尾随车辆的距离(例如，尾随距离)，并确定安全地在尾随车辆前方的目标间隙(例如，目标尾随间隙)。此外，车辆100的间隙控制器120被配置成基于距离尾随车辆的测量距离来调整距离前方车辆的目标前方间隙。例如，响应于确定车辆100和尾随车辆之间的尾随距离小于目标尾随间隙，间隙控制器120增加车辆100和前方车辆之间的目标前方间隙。通过增加车辆100跟随前方车辆的目标前方间隙，间隙控制器120使得巡航控制单元118能够在前方车辆减速(例如，放慢速度、停止)时更慢地减速以降低当车辆100减速时尾随车辆与车辆100相撞的风险。通过增加目标前方间隙，间隙控制器120还使得车辆100的碰撞前辅助系统能够在前方车辆减速时使车辆100更慢地减速(例如，当巡航控制有效或无效时)，以进一步降低当车辆100减速时尾随车辆与车辆100相撞的风险。
图2A至图2E示出了其中车辆100(也称为主车辆)跟随前方车辆202并且在尾随车辆204前方的情景。更具体地，图2A描绘了第一情景，图2B描绘了第二情景，图2C描绘了第三情景，图2D描绘了第四情景，并且图2E描绘了第五情景，其中车辆100跟随前方车辆202并且尾随车辆204跟随车辆100。
如图2A至图2E所示，车辆100与前方车辆202间隔开前方距离206并且与尾随车辆204间隔开尾随距离208。也就是说，当车辆100跟随前方车辆202时，前方距离206将车辆100和前方车辆202分开，并且当车辆100在尾随车辆204前方时，尾随距离208将车辆100和尾随车辆204分开。例如，间隙控制器120经由接近传感器106、相机108和/或车辆100的另一前方感测装置测量前方距离206。在一些示例中，间隙控制器120基于由接近传感器106、相机108和/或其他前方感测装置收集的数据的融合来测量前方距离206。此外，间隙控制器120经由接近传感器110、相机112和/或车辆100的另一后方感测装置测量尾随距离208。在一些示例中，间隙控制器120基于由接近传感器110、相机112和/或其他后方感测装置收集的数据的融合来测量尾随距离208。另外或替代地，间隙控制器120被配置成经由通信模块114接收前方距离206和/或尾随距离208。例如，前方车辆202可以测量前方距离206并且经由V2V通信将测量值发送到通信模块114，和/或尾随车辆204可以测量尾随距离208并且经由V2V通信将测量值发送到通信模块114。
此外，如图2A至图2E所示，前方距离206和尾随距离208可以分别小于、大于和/或等于目标前方间隙210和目标尾随间隙212。例如，目标前方间隙210用于在自适应巡航控制期间跟随前方车辆202和/或用于碰撞前辅助系统的紧急制动。间隙控制器120确定目标前方间隙210和目标尾随间隙212，以促进在巡航控制单元118对车辆100执行自主巡航控制时避免与前方车辆202和/或尾随车辆204的相撞。例如，目标前方间隙210对应于车辆100和前方车辆202之间的距离，所述距离使得车辆100能够在检测到前方车辆202正在停止和/或以其他方式制动时制动而不与前方车辆202相撞。目标尾随间隙212对应于车辆100和尾随车辆204之间的距离，所述距离使得尾随车辆204能够在检测到车辆100正在停止和/或以其他方式制动时制动而不与车辆100相撞。
在一些示例中，目标前方间隙210是预定的出厂设置。在其他示例中，目标前方间隙210是用于巡航控制和/或自适应巡航控制的用户可调整设置。在一些这样的示例中，间隙控制器120防止目标前方间隙210被设置在阈值距离以下，所述阈值距离对应于由间隙控制器120针对碰撞前辅助和/或自适应巡航控制计算的碰撞时间。此外，在一些示例中，目标前方间隙210等于对应于由间隙控制器120计算的碰撞时间的阈值距离。碰撞前辅助是车辆100的系统，其在车辆100由驾驶员和/或巡航控制操作时在检测到车辆100前方缓慢移动和/或静止的物体(例如，经由接近传感器106和/或相机108)时能够使车辆100自主停止车辆100，以防止车辆100与检测到的物体相撞。碰撞时间对应于如果前方车辆202要停止并且在检测到前方车辆202正在停止时车辆100要制动，车辆100与前方车辆202碰撞所需的时间。对应于碰撞时间的阈值距离是车辆100和前方车辆202之间的使得车辆100能够制动而不与前方车辆202相撞的最小距离。例如，间隙控制器120基于以下等式计算碰撞时间：
在上面提供的等式1中，TTC是指碰撞时间，r是指前方距离206，是指车辆100的速度，并且是指车辆100的加速度。也就是说，间隙控制器120被配置成基于前方距离206、车辆100的速度和/或车辆100的加速度来确定目标前方间隙210。换句话说，目标前方间隙210是前方距离206、车辆100的速度和/或车辆100的加速度的函数。
此外，目标尾随间隙212由间隙控制器120确定。例如，目标尾随间隙212对应于车辆100和尾随车辆204之间的距离，所述距离使得尾随车辆204在车辆100制动和/或以其他方式减速时能够制动，使得尾随车辆204避免与车辆相撞。
例如，间隙控制器120基于以下等式计算目标尾随间隙212：
在上面提供的等式2中，dr是指目标尾随间隙212，r是指尾随车辆制动所需的尾随距离208，是指尾随车辆204的速度，t是指尾随车辆204的操作者(例如驾驶员)的感知反应时间，μ是指尾随车辆204行驶所沿的道路的摩擦系数，并且g是指重力。也就是说，间隙控制器120基于尾随距离208、尾随车辆204的速度、尾随车辆204的驾驶员的感知反应时间和/或尾随车辆204行驶所沿的道路的摩擦系数来确定目标尾随间隙212。换句话说，目标尾随间隙212是尾随距离208、尾随车辆204的速度、尾随车辆204的驾驶员的感知反应时间和/或道路的摩擦系数的函数。
在一些示例中，间隙控制器120基于车辆速度传感器102、接近传感器110、相机112和/或另一后方感测装置的测量值来确定尾随车辆204的速度。例如，间隙控制器120基于如由车辆速度传感器102测量的车辆100的速度和如由接近传感器110、相机112和/或另一后方感测装置测量的尾随车辆204相对于车辆100的相对速度(也称为距离变化率)来确定尾随车辆204的速度。另外或替代地，间隙控制器120经由V2V通信从尾随车辆204接收尾随车辆204的速度和/或相对速度的测量值。此外，感知反应时间是恒定的(例如，约1.5秒)，其对应于普通驾驶员的感知反应时间。在其他示例中，等式2的感知反应时间特定于尾随车辆204的驾驶员，其基于驾驶员的测量的驾驶特性确定，和/或特定于尾随车辆204，其基于尾随车辆204的碰撞减轻特征。例如，间隙控制器120经由与尾随车辆204的V2V通信接收对应于尾随车辆204和/或其驾驶员的感知反应时间。此外，间隙控制器120从车辆100的数据库(例如，图3的数据库314)，经由通信模块116从外部网络，经由V2V通信从附近的车辆，经由V2I通信从附近的基础设施节点，以及从由车辆100的一个或多个传感器收集的测量值中检索和/或以其他方式收集道路的摩擦系数。
在图2A至图2E所示的示例中，自适应巡航控制对车辆100有效。间隙控制器120在检测到前方车辆202的存在(例如，经由前方感测装置)时，比较前方距离206与目标前方间隙210。此外，间隙控制器120在检测到前方车辆202和尾随车辆204的存在(例如，分别经由前方感测装置和后方感测装置)时，比较尾随距离208与目标尾随间隙212。
在图2A中，间隙控制器120检测到车辆100前方的前方车辆202的存在以及车辆100后方的尾随车辆204的存在。此外，间隙控制器120确定前方距离206(略微)大于目标前方间隙210并且确定尾随距离208(略微)大于目标尾随间隙212。在其他示例中，如果间隙控制器120确定前方距离206小于目标前方间隙210，则巡航控制单元118降低车辆100的速度(即，减速)直到前方距离206大于或等于目标前方间隙210。另外或替代地，车身控制模块(例如，图3的制动控制模块316)在检测到前方距离206小于目标前方间隙210时自主地执行紧急制动以进行碰撞前辅助。
在图2B中，间隙控制器120确定前方距离206(略微)大于目标前方间隙210并且确定尾随距离208小于目标尾随间隙212。图2C描绘了间隙控制器120响应于间隙控制器120确定尾随距离208小于目标尾随间隙212而增加目标前方间隙210。例如，间隙控制器120基于尾随距离208增加目标前方间隙210。也就是说，目标前方间隙210是尾随距离208的函数。巡航控制单元118降低车辆100的速度(即，减速)，直到前方距离206大于或等于调整的目标前方间隙210。此外，间隙控制器120增加目标前方间隙210以使得制动控制模块能够在远离前方车辆202一定距离处(例如，在目标前方间隙210处)启动紧急制动。另外或替代地，间隙控制器120在检测到前方车辆202的减速时减小用于自适应巡航控制和/或碰撞前辅助的减速率以更平缓地减速，从而在车辆100减速时阻止尾随车辆204与车辆100相撞。
在图2D中，间隙控制器120确定前方距离206大于目标前方间隙210并且确定尾随距离208大于目标尾随间隙212。图2E描绘了巡航控制单元118响应于间隙控制器120确定前方距离206大于目标前方间隙210并且尾随距离208大于目标尾随间隙212而增加车辆100的速度(即，加速)。巡航控制单元118被配置成加速车辆100直到前方距离206等于目标前方间隙210。
图3是车辆100的电子部件300的框图。如图3所示，电子部件300包括巡航控制单元118、GPS接收器104、通信模块114、通信模块116、相机302、传感器304、电子控制单元(ECU)306和车辆数据总线308。
巡航控制单元118包括微控制器单元、控制器或处理器310；存储器312；以及数据库314。在一些示例中，巡航控制单元118的处理器310被结构化成包括间隙控制器120。替代地，在一些示例中，间隙控制器120与其自己的处理器310、存储器312和/或数据库314结合到ECU 306中的另一个中。数据库314存储例如将目标尾随间隙和目标前方间隙与车辆100、前方车辆202和/或尾随车辆204的位置；车辆100、前方车辆202和/或尾随车辆204的速度；车辆操作者的平均感知反应时间；车辆100、前方车辆202和/或尾随车辆204的车辆操作者的测量的平均感知反应时间；道路的表面摩擦系数；等等关联的条目。例如，间隙控制器120基于车辆速度、感知反应时间和表面摩擦系数来检索目标尾随间隙和/或目标前方间隙。
处理器310可以是任何合适的处理装置或处理装置集，诸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312可以是易失性存储器(例如，RAM，其包括非易失性RAM、磁RAM、铁电RAM等)、非易失性存储器(例如，磁盘存储器、快闪存储器、EPROM、EEPROM、基于忆阻器的非易失性固态存储器等)、不可改变的存储器(例如，EPROM)、只读存储器和/或高容量存储装置(例如，硬盘驱动器、固态驱动器等)。在一些示例中，存储器312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312是计算机可读介质，所述计算机可读介质上可以嵌入一组或多组指令，诸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方法或逻辑中的一种或多种。例如，指令在执行指令期间完全或至少部分驻留在存储器312、计算机可读介质和/或处理器310中的任何一个或多个内。
在所示示例中，相机302收集车辆100的周围区域的图像和/或视频。例如，相机302捕获巡航控制单元118使用的图像和/或视频，以促进车辆100的自主和/或半自主驾驶操纵的执行。如图3所示，相机302包括相机108和相机112。相机108收集车辆100前方的区域的图像和/或视频(例如，以监测前方车辆202)，并且相机112收集车辆100后面的区域的图像和/或视频(例如，以监测尾随车辆204)。
传感器304布置在车辆100中和周围以监测车辆100的性质和/或车辆100所处的环境。可以安装传感器304中的一个或多个以测量车辆100外部周围的性质。另外或替代地，传感器304中的一个或多个可以安装在车辆100的车舱内或车辆100的车身(例如，发动机舱、轮窝等)中以测量车辆100内部的性质。例如，传感器304包括加速度计、里程表、转速计、俯仰和横摆传感器、车轮速度传感器、传声器、轮胎压力传感器、生物测定传感器和/或任何其他合适类型的传感器。
在所示示例中，传感器304包括车辆速度传感器102、接近传感器106和接近传感器110。例如，车辆速度传感器102检测车辆100的速度。在一些示例中，车辆速度传感器102在一段时间内监测车辆100的速度以检测车辆100的加速度和/或减速度。此外，接近传感器106监测车辆100前方的区域，以检测车辆前方物体(例如，前方车辆202)的存在、位置和/或距离。接近传感器110监测车辆100后方的区域，以检测车辆后面的物体(例如，尾随车辆204)的存在、位置和/或距离。接近传感器(例如，接近传感器106、接近传感器110)包括经由无线电波检测和定位物体的雷达传感器、经由激光检测和定位物体的激光雷达传感器、经由超声波检测和定位物体的超声波传感器、和/或配置成检测和定位附近的物体的任何其他类型的传感器。
ECU 306监测和控制车辆100的子系统。例如，ECU 306是离散的电子器件集，其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)和固件、传感器、致动器和/或安装硬件。ECU 306经由车辆数据总线(例如，车辆数据总线308)传送和交换信息。另外，ECU 306可以将性质(例如，ECU 306的状态、传感器读数、控制状态、错误和诊断代码等)传送到彼此和/或从彼此接收请求。例如，车辆100可以具有位于车辆100周围的各个位置并且通过车辆数据总线308通信地耦合的七十个或更多个ECU 306。在所示示例中，ECU306包括制动控制模块316和自主单元318。制动控制模块316被配置成例如在从巡航控制单元118接收到信号时自主地操作车辆100的制动。例如，制动控制模块316执行紧急制动以防止车辆100与相机302和/或传感器304中的一个或多个在车辆100前方检测到的物体相撞。在一些示例中，制动控制模块316基于尾随距离208小于目标尾随间隙212而施加紧急制动以进行碰撞前辅助，和/或响应于间隙控制器120确定尾随距离208小于目标尾随间隙212而减小用于紧急制动的减速率。此外，自主单元318至少部分基于由相机302捕获的图像和/或视频和/或从传感器304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。
车辆数据总线308通信地耦合GPS接收器104、通信模块114、通信模块116、巡航控制单元118、相机302、传感器304和ECU 306。在一些示例中，车辆数据总线308包括一根或多根数据总线。车辆数据总线308可以根据如由国际标准组织(ISO)11898-1定义的控制器局域网(CAN)总线协议、媒体导向系统传输(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年起)等实施。
图4是用于监测和调整车辆之间的间隙的示例方法400的流程图。图4的流程图表示存储在存储器(诸如图3的存储器312)中并且包括一个或多个程序的机器可读指令，，所述一个或多个程序在由处理器(诸如图3的处理器310)执行时，致使车辆100实施图1至图3的示例性间隙控制器120。尽管参考图4所示的流程图描述了示例性程序，但是可以替代地使用实施示例性间隙控制器120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400。此外，因为结合图1至图3的部件公开了方法400。所以下面将不详细描述那些部件的一些功能。
最初，在框402处，巡航控制单元118确定自适应巡航控制是否有效。响应于巡航控制单元118识别自适应巡航控制尚未被激活，方法400保持在框402。否则，响应于巡航控制单元118识别自适应巡航控制已被激活，方法400前进到框404，在框404处，巡航控制单元118检测车辆100正行驶的速度。例如，巡航控制单元118经由车辆速度传感器102、GPS接收器104和/或由通信模块114接收的V2X通信来检测车辆速度。
在框406处，巡航控制单元118确定是否在车辆100的前方检测到前方车辆(例如，前方车辆202)。例如，巡航控制单元118经由接近传感器106和/或相机108检测前方车辆的存在。响应于巡航控制单元118确定前方车辆不在车辆100的前方，方法400返回到框402。否则，响应于巡航控制单元118确定前方车辆在车辆100的前方，方法400前进到框408。在框408处，巡航控制单元118的间隙控制器120确定车辆100与前方车辆之间的前方距离206。此外，在框410处，间隙控制器120确定目标前方间隙210，例如，用于自适应巡航控制和/或碰撞前辅助。在框412处，间隙控制器120确定前方距离206是否小于目标前方间隙210。
响应于间隙控制器120在框412处确定前方距离206小于目标前方间隙210，方法400前进到框414，在框414处，巡航控制单元118自主地使车辆100减速以将车辆100定位在前方车辆202后面的目标前方间隙210。另外或替代地，制动控制模块316响应于间隙控制器120确定前方距离206小于目标前方间隙210而自主地使车辆100减速用于进行碰撞前辅助。例如，制动控制模块316被配置成当自适应巡航控制有效和/或无效时自主地使车辆100减速以进行碰撞前辅助。
此外，响应于间隙控制器120在框412处确定前方距离206不小于目标前方间隙210，方法400前进到框416，在框416处，间隙控制器120确定车辆100后面是否存在尾随车辆(例如，尾随车辆204)。响应于间隙控制器120确定不存在尾随车辆，方法400返回到框402。否则，响应于间隙控制器120确定存在尾随车辆，方法400前进到框418，在框418处，间隙控制器120确定尾随车辆的速度和距离尾随车辆的尾随距离208。在框420处，间隙控制器120确定尾随车辆与车辆100之间的目标尾随间隙212。
在框422处，间隙控制器120确定尾随距离208是否小于目标尾随间隙212。响应于间隙控制器120确定尾随距离208小于目标尾随间隙212，方法400前进到框424，在框424处，间隙控制器基于尾随距离208增加目标前方间隙210。例如，间隙控制器120增加目标前方间隙210以影响车辆100在自适应巡航控制期间跟随前方车辆的距离和/或制动控制模块316开始减速以进行紧急制动的距离。在框426处，巡航控制单元118使车辆100减速，使得车辆100在自适应巡航控制期间定位在调整的目标前方间隙210处。在框428处，间隙控制器120基于尾随距离208致使用于自适应巡航控制和/或碰撞前辅助的制动的减速率减小，以在车辆100制动时阻止尾随车辆204与车辆100相撞。例如，减速率是由间隙控制器120确定的尾随距离208的函数。否则，响应于间隙控制器120确定尾随距离208不小于目标尾随间隙212，巡航控制单元118使车辆100加速直到车辆100处于目标前方间隙210。
在本申请中，转折词的使用旨在包括连词。使用定冠词或不定冠词并不是意在表示基数。特定地，对“所述”物体或“一(a)”和“一(an)”物体的引用也意在表示可能的多个这样的物体之一。此外，连词“或”可以用于表达同时存在而不是相互排斥的替代例的特征。换句话说，连词“或”应当理解为包括“和/或”。术语“包括(includes、including和include)”是包括性的，并且分别具有与“包括(comprises、comprising和comprise)”相同的范围。另外，如本文所使用，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，且特定地说，任何“优选的”实施例，是实施的可能的示例并且仅出于清楚地理解本发明的原理而阐述。在实质上未脱离本文描述的技术的精神和原理的情况下，可以对上述实施例做出许多变化和修改。所有修改在本文中意在被包括在本公开的范围内，并且受所附权利要求的保护。
根据本发明，提供了一种车辆，其具有后方感测装置；以及控制器，其用于确定在自适应巡航控制期间跟随前方车辆的目标前方间隙；经由后方感测装置测量距离尾随车辆的尾随距离；确定尾随车辆的目标尾随间隙；并且响应于尾随距离小于目标尾随间隙，基于尾随距离增加目标前方间隙。
根据实施例，上述发明的特征还在于巡航控制单元，巡航控制单元用于降低车辆速度以将距离前方车辆的前方距离增加到目标前方间隙。
根据实施例，后方感测装置包括相机。
根据实施例，后方感测装置包括接近传感器，所述接近传感器包括雷达传感器、激光雷达传感器和超声波传感器中的至少一个。
根据实施例，上述发明的特征还在于用于监测前方车辆的前方感测装置。
根据实施例，当前方感测装置检测到前方车辆以及后方感测装置检测到尾随车辆时，控制器比较尾随距离和目标前方间隙。
根据实施例，上述发明的特征还在于巡航控制单元，其响应于控制器确定由前方感测装置测量的前方距离大于目标前方间隙而增加车辆速度。
根据实施例，巡航控制单元响应于控制器确定前方距离小于目标前方间隙而降低车辆速度。
根据实施例，上述发明的特征还在于用于检测车辆速度的车辆速度传感器。
根据实施例，控制器基于车辆速度确定目标前方间隙。
根据实施例，控制器基于尾随车辆的尾随车辆速度确定目标尾随间隙。
根据实施例，上述发明的特征还在于专用的短程通信模块，其用于经由车辆对车辆通信接收尾随车辆速度。
根据实施例，控制器基于路面的摩擦系数和驾驶员的感知反应时间来确定目标尾随间隙。
根据实施例，上述发明的特征还在于：GPS接收器，其用于识别车辆位置；以及通信模块，其用于基于车辆位置从外部网络检索路面的摩擦系数。
根据实施例，上述发明的特征还在于制动控制模块，所述制动控制模块基于尾随距离小于目标尾随间隙而施加紧急制动以进行碰撞前辅助。
根据实施例，制动控制模块响应于控制器确定尾随距离小于目标尾随间隙，而减小用于紧急制动的减速率。
根据本发明，一种方法包括：经由处理器确定车辆跟随前方车辆的目标前方间隙；经由车辆的后方感测装置测量距离尾随车辆的尾随距离；经由处理器确定尾随车辆的目标尾随间隙；以及响应于尾随距离小于目标尾随间隙，而基于尾随距离增加目标前方间隙。
根据实施例，上述发明的特征还在于，经由巡航控制单元减小车辆速度，以在自适应巡航控制期间增加距离前方车辆的目标前方间隙。
根据实施例，上述发明的特征还在于，经由前方感测装置测量距离前方车辆的前方距离；以及响应于确定前方距离大于目标前方间隙，而经由处理器增加车辆速度。
根据实施例，上述发明的特征还在于，响应于确定尾随距离小于目标尾随间隙，经由制动控制模块，减小用于紧急制动的减速率。

Claims (15)

1.一种车辆，其包括：
后方感测装置；以及
控制器，其用于：
确定在自适应巡航控制期间跟随前方车辆的目标前方间隙；
经由所述后方感测装置测量距离尾随车辆的尾随距离；
确定所述尾随车辆的目标尾随间隙；以及
响应于所述尾随距离小于所述目标尾随间隙，基于所述尾随距离增加所述目标前方间隙。
2.根据权利要求1所述的车辆，其还包括巡航控制单元，所述巡航控制单元用于降低车辆速度以将距离所述前方车辆的前方距离增加到所述目标前方间隙。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中所述后方感测装置包括相机。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中所述后方感测装置包括接近传感器，所述接近传感器包括雷达传感器、激光雷达传感器和超声波传感器中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的车辆，其还包括用于监测所述前方车辆的前方感测装置。
6.根据权利要求5所述的车辆，其中当所述前方感测装置检测到所述前方车辆以及所述后方感测装置检测到所述尾随车辆时，所述控制器比较所述尾随距离和所述目标前方间隙。
7.根据权利要求5所述的车辆，其还包括巡航控制单元，所述巡航控制单元响应于所述控制器确定由所述前方感测装置测量的前方距离大于所述目标前方间隙而增加车辆速度。
8.根据权利要求7所述的车辆，其中所述巡航控制单元响应于所述控制器确定所述前方距离小于所述目标前方间隙而降低所述车辆速度。
9.根据权利要求1所述的车辆，其还包括用于检测车辆速度的车辆速度传感器，其中所述控制器基于所述车辆速度确定所述目标前方间隙。
10.根据权利要求1所述的车辆，其中所述控制器基于所述尾随车辆的尾随车辆速度来确定所述目标尾随间隙。
11.根据权利要求1所述的车辆，其中所述控制器基于路面的摩擦系数和驾驶员的感知反应时间来确定所述目标尾随间隙。
12.根据权利要求1所述的车辆，其还包括制动控制模块，所述制动控制模块基于所述尾随距离小于所述目标尾随间隙而施加紧急制动以进行碰撞前辅助，其中所述制动控制模块响应于所述控制器确定所述尾随距离小于所述目标尾随间隙，而减小用于所述紧急制动的减速率。
13.一种方法，其包括：
经由处理器确定车辆跟随前方车辆的目标前方间隙；
经由所述车辆的后方感测装置测量距离尾随车辆的尾随距离；
经由所述处理器确定所述尾随车辆的目标尾随间隙；以及
响应于所述尾随距离小于所述目标尾随间隙，而基于所述尾随距离增加所述目标前方间隙。
14.根据权利要求13所述的方法，其还包括在自适应巡航控制期间经由巡航控制单元减小车辆速度，以增加距离所述前方车辆的所述目标前方间隙。
15.根据权利要求13所述的方法，其还包括：响应于确定所述尾随距离小于所述目标尾随间隙，而经由制动控制模块减小用于紧急制动的减速率。
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