CN110194161A - 基于车辆的周边情况的自适应巡航控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

基于车辆的周边情况的自适应巡航控制系统及方法。公开了一种基于车辆的周边情况的自适应巡航控制ACC系统及方法。所述ACC系统包括周边环境检测传感器和电子控制单元ECU，所述周边环境检测传感器被配置为在主车辆的ACC过程期间检测主车辆的周边环境或周边情况，所述电子控制单元被配置为根据适合于通过所述周边环境检测传感器所检测的周边环境或周边情况的ACC目标加速/减速量来自主地执行主车辆的加速或减速控制。

Description

基于车辆的周边情况的自适应巡航控制系统及方法
技术领域
本公开的实施方式涉及基于车辆的周边情况的自适应巡航控制(ACC)系统和方法，并且更具体而言，涉及这样一种基于车辆的周边情况的自适应巡航控制(ACC)系统和方法：其通过识别在至少一个周边车道中的平均速度来控制ACC目标加速度，并且由此通过避免车辆的不必要的加速来改善车辆的行驶稳定性。
背景技术
一般而言，自适应巡航控制(ACC)系统可以利用通过一个或更多个嵌入式传感器感测的车辆检测信息而将前方车辆确定为控制目标，并且可以通过加速度/减速度控制而自主地控制主车辆的行驶速度以及主车辆与周边车辆之间的距离，由此使得ACC系统能够极大的减轻在车辆行驶期间驾驶员的困难。
然而，如果尽管主车辆的周边街道挤满了许多车辆但是在主车辆的行进车道中不存在控制目标(如图3A所示)，则常规的ACC系统使主车辆加速，导致主车辆的行驶安全性和稳定性下降。
发明内容
因此，本公开的一个方面提供一种基于车辆的周边情况的自适应巡航控制(ACC)系统和方法，并且更具体而言，涉及这样一种基于车辆的周边情况的ACC系统和方法：其通过识别在至少一个周边车道中的平均速度来控制ACC目标加速度，并且由此通过避免车辆的不必要的加速来改善车辆的行驶稳定性。
本发明的其它方面将部分地在下述说明中得到阐述，部分地根据该说明而变得显而易见，或者可以通过对于本发明的实践而被习知。
根据本公开的一个方面，一种自适应巡航控制(ACC)系统包括周边环境检测传感器和电子控制单元(ECU)，所述周边环境检测传感器被配置为在主车辆的自适应巡航控制(ACC)过程期间检测主车辆的周边环境或周边情况，而所述电子控制单元被配置为根据适合于通过所述周边环境检测传感器检测的周边环境或周边情况的自适应巡航控制(ACC)目标加速/减速量来自主地执行主车辆的加速控制或减速控制。
所述周边环境或周边情况可以是在主车辆的周边车道中的交通流量。
电子控制单元(ECU)可以包括周边情况判定模块和目标加速度/减速度计算模块，所述周边情况判定模块被配置为确定通过周边环境检测传感器检测的周边情况，而所述目标加速度/减速度计算模块被配置为计算适合于所确定的周边情况的ACC目标加速/减速量。
如果检测到在主车辆的向前方向和向后方向上、在预定距离内、在相对于主车辆的车道的两个车道中存在一个或更多个周边车辆，则所述周边情况判定模块可以计算所检测到的在主车辆的向前方向和向后方向上、在预定距离内、在相对于主车辆的车道的两个车道中存在的周边车辆的平均速度。
目标加速度/减速度计算模块可以被配置为：如果传统ACC目标加速度大于零“0”，则通过将所述周边车辆的平均速度乘以权重来计算受限的加速度比率，通过将所计算的受限的加速度比率乘以传统ACC目标加速度来计算最终ACC目标加速度，并且根据所计算的ACC目标加速度来执行ACC过程。
目标加速度/减速度计算模块被配置为：如果所述周边车辆的平均速度等于传统ACC目标加速度或比所述传统ACC目标加速度小预定速度，则通过将ACC目标速度限制为所述周边车辆的平均速度与所述预定速度的和来计算最终ACC目标速度，并且根据所计算的ACC目标速度来执行ACC过程。
如果在所述主车辆的周边车道中仅一个车道可用，则周边情况判定模块可以计算位于该可用车道中的周边车辆的平均速度。
如果没有检测到在主车辆的向前方向和向后方向上、在预定距离内、在相对于主车辆的车道的两个车道中存在一个或更多个周边车辆，如果传统ACC目标加速度不大于零“0”，或者如果检测到对主车辆进行操作的驾驶员意图，则电子控制单元(ECU)可以根据传统ACC目标加速度来执行ACC过程。
附图说明
通过结合附图的对实施方式的下述说明，本发明的这些和/或其它方面将变得明显并且更加易于理解，在附图中：
图1是例示根据本公开的一个实施方式的能够基于适合于周边情况的目标加速/减速量而自主地受到控制的自适应巡航控制(ACC)系统的框图。
图2是例示根据本公开的一个实施方式的基于适合于周边情况的目标加速/减速量而自主地控制车辆的方法的总体过程的流程图。
图3A是例示能够应用本公开的概念的周边交通情况的概念图，图3B显示了例示能够应用本公开的概念的行驶环境的示例性图片。
具体实施方式
通过下文中结合附图而描述的实施方式，本公开的优点和特征以及实现本公开的这些优点和特征的方法将得到清楚的理解。然而，本公开并不限于下述实施方式，而是可以被实现为各种不同的形式。提供这些实施方式仅是为了完全公开本公开，并且使本公开所属领域的普通技术人员完全理解本公开的范畴。也就是说，本公开仅由权利要求限定。贯穿本说明书，相同的附图标记将被用于指代相同的部件。
下文中将参考附图描述根据本公开的一个实施方式的基于车辆的周边情况的自适应巡航控制(ACC)系统和方法。
图1是例示根据本公开的一个实施方式的能够基于适合于周边情况的目标加速/减速量而自主地受到控制的自适应巡航控制(ACC)系统的框图。
参考图1，可应用根据本公开的一个实施方式的利用适合于车辆的周边情况的目标加速/减速量来自主地控制车辆的自主控制方法的ACC系统可以包括周边环境检测传感器10、电子控制单元(ECU)20和速度控制设备30。
周边环境检测传感器10可以被实现为诸如雷达传感器、光探测和测距(LightDetection And Ranging,LiDAR)传感器等的各种公知传感器中的任何传感器。周边环境检测传感器10可以包括多个传感器。传感器可以分别被安装在主车辆的前表面的中心部分、后表面的中心部分以及角部，可以在相对于各个传感器的前方区域的预定角度范围内发射电磁波，可以接收从位于主车辆附近的周边对象反射的电磁波，并且可以检测主车辆和各个周边对象之间的角度、距离、相对速度、相对加速度等，使得周边环境检测传感器10的传感器可以将所检测到的信息发送至ECU 20。
周边环境检测传感器10可以被实现为例如远红外线(FIR)相机、CMOS相机(或CCD相机)等的各种公知图像传感器中的任何图像传感器。周边环境检测传感器10可以被布置在主车辆的挡风玻璃的上端，可以在相对于相机的前方区域的预定角度和预定距离范围内感测和投射各种类型的光(例如红外光、可见光等)，可以获取与主车辆相邻的外部对象的图像，并且可以将所获取的图像发送至ECU 20。
车辆的ECU 20可以包括诸如只读存储器(ROM)或随机存取存储器(RAM)的存储器(例如，DB)，可以存储各种控制数据(诸如图2所示的基于适合于周边情况的目标加速/减速量的自主控制程序)，并且可以进一步包括诸如CPU之类的处理器，使得ECU 20可以执行各种控制程序。ECU 20可以包括周边情况判定模块21和目标加速度/减速度计算模块22。ECU20可以从周边环境检测传感器10接收检测信号，可以利用所接收到的检测信号来确定诸如通过传感器检测的周边车道中的交通流量(例如，平均速度等)的周边情况(参见图3A)或诸如与倾斜道路相邻的行进车道、行进车道的曲率半径、返回车道的数量、行进车道的宽度等的周边环境(参见图3B)，可以计算适合于周边情况或周边环境的ACC目标加速/减速量(例如，目标加速度、目标加速度斜率或者目标速度)，并且可以根据目标加速/减速量来自主地执行车辆的加速或减速控制。
速度控制设备30可以从ECU 20接收控制信号，使得速度控制设备30可以执行车辆的加速或减速控制。
本公开可以提供一种根据适合于通过周边环境检测传感器10检测的周边情况或周边环境的ACC目标加速/减速量来自主地执行车辆的加速或减速控制的方法。
在下文中将参考图2来描述使用上述系统利用适合于周边情况的目标加速/减速量来自主地控制车辆的自主控制方法。
图2是例示根据本公开的一个实施方式的基于适合于周边情况的目标加速/减速量而自主地控制车辆的方法的总体过程的流程图。
参考图2，在主车辆的自适应巡航控制(ACC)期间(S200)，ECU 20可以利用周边环境检测传感器10来确定在相对于主车辆的车道的两个车道中，在主车辆的向前方向和向后方向上在预定距离(km)内是否存在周边车辆(S210)。
如果在相对于主车辆的车道的两个车道中存在周边车辆(S210)，则ECU 20可以从周边环境检测传感器10接收检测信号，可以计算在主车辆的向前和向后方向上在预定距离(km)内、在位于主车辆的两侧的预定数量的车道中存在的周边车辆的平均速度，并且可以基于所计算的周边车辆的平均速度来确定周边情况(S220)。
在这种情况下，当在主车辆的周边车道中仅一个车道可用时，ECU 20可以确定位于相应的可用车道中的周边车辆的平均速度。如果主车辆在多个车道中的第一车道中行进，则ECU 20可以计算与主车辆在相同方向中行进的周边车辆的平均速度，并且可以基于所计算的周边车辆的平均速度来确定周边情况。
ECU 20可以确定所计算的在传统ACC中计算(S200)的目标加速度(aorg)是否大于零“0”(S230)。
如果在传统ACC中计算(S200)的目标加速度(aorg)大于零“0”(S230)，则ECU 20可以将各个周边车辆的平均速度(μ_Vobj)乘以“K”(K指示当在最终ACC目标加速度中反映周边车辆的平均速度时要使用的权重)，从而ECU 20可以计算受限的加速度比率(m)(S240)。也就是说，随着在步骤S220中计算的平均速度(μ_Vobj)逐渐减小，ACC加速度受限的量逐渐增大。
最终，ECU 20可以将在步骤S240中计算的受限的加速度比率(m)乘以在步骤S230中确认的传统目标加速度(aorg)，从而ECU 20可以计算最终ACC目标加速度(atar)(S250)。另选地，如果在步骤S220中计算的平均速度(μ_Vobj)等于在步骤S230中确认的传统ACC目标加速度(vorg)或比在步骤S230中确认的传统ACC目标加速度(vorg)小预定速度(VTBD)，则ECU 20可以将加速度比率限制为平均速度(μ_Vobj)和预定速度(VTBD)的和，并且可以由此利用受限的加速度比率来计算最终ACC目标速度(vtar)(S250)。
如果驾驶员不具有驾驶主车辆的意图(即，如果驾驶员不操纵方向盘、加速踏板或制动踏板)(S260中的否)，则ECU 20可以根据最终ACC目标加速度(atar)或最终ACC目标速度(vtart)来执行主车辆的自适应巡航控制(ACC)。
然而，如果在主车辆的向前和向后方向上在预定距离(km)内在相对于主车辆的车道的两个车道中不存在周边车辆(S210)，如果传统ACC目标加速度不大于零“0”(S230)，并且如果检测到对主车辆进行操作的驾驶员意图，则ECU 20可以根据传统ACC目标加速度(aorg)执行ACC过程。
通过上述说明显而易见的是，一种基于车辆的周边情况的自适应巡航控制(ACC)系统和方法能够通过识别在至少一个周边车道中的平均速度来控制ACC目标加速度，并且能够避免车辆的不必要的加速，由此使得驾驶员和乘坐在车辆中的乘客不会感到不协调或不愉快。
尽管已显示和描述了本公开的数个实施方式，但是本领域技术人员将理解，可以在这些实施方式中进行改变，而不脱离本发明的原理和精神，本发明的范围在权利要求及其等价形式中限定。
相关申请的交叉引用
本申请基于2018年2月27日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0023801并且要求其优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用而全文并入。

Claims (14)

1.一种自适应巡航控制ACC系统，该自适应巡航控制ACC系统包括：
周边环境检测传感器，所述周边环境检测传感器被配置为在主车辆的自适应巡航控制ACC过程期间检测所述主车辆的周边环境或周边情况；以及
电子控制单元ECU，所述ECU被配置为根据适合于通过所述周边环境检测传感器检测的所述周边环境或所述周边情况的自适应巡航控制ACC目标加速/减速量来自主地执行所述主车辆的加速控制或减速控制。
2.根据权利要求1所述的自适应巡航控制ACC系统，其中，所述周边环境或所述周边情况是在所述主车辆的周边车道中的交通流量。
3.根据权利要求2所述的自适应巡航控制ACC系统，其中，所述电子控制单元ECU包括：
周边情况判定模块，所述周边情况判定模块被配置为确定通过所述周边环境检测传感器检测的周边情况；以及
目标加速度/减速度计算模块，所述目标加速度/减速度计算模块被配置为计算适合于所确定的周边情况的ACC目标加速/减速量。
4.根据权利要求3所述的自适应巡航控制ACC系统，其中，
如果检测到在所述主车辆的向前方向和向后方向上、在预定距离内、在相对于所述主车辆的车道的两个车道中存在一个或更多个周边车辆，则所述周边情况判定模块计算所检测到的、在所述主车辆的向前方向和向后方向上、在预定距离内、在相对于所述主车辆的车道的两个车道中存在的周边车辆的平均速度。
5.根据权利要求4所述的自适应巡航控制ACC系统，其中，所述目标加速度/减速度计算模块被配置为：
如果传统ACC目标加速度大于零“0”，则通过将所述周边车辆的所述平均速度乘以权重来计算受限的加速度比率；
通过将所计算的受限的加速度比率乘以所述传统ACC目标加速度来计算最终ACC目标加速度；并且
根据所计算的ACC目标加速度来执行ACC过程。
6.根据权利要求4所述的自适应巡航控制ACC系统，其中，所述目标加速度/减速度计算模块被配置为：
如果所述周边车辆的所述平均速度等于传统ACC目标加速度或比所述传统ACC目标加速度小预定速度，则通过将ACC目标速度限制为所述周边车辆的所述平均速度与所述预定速度的和来计算最终ACC目标速度；并且
根据所计算的ACC目标速度来执行ACC过程。
7.根据权利要求3所述的自适应巡航控制ACC系统，其中，
如果在所述主车辆的周边车道中仅一个车道可用，则所述周边情况判定模块计算位于可用车道中的周边车辆的平均速度。
8.根据权利要求5至7中的任一项所述的自适应巡航控制ACC系统，其中，
如果没有检测到在所述主车辆的向前方向和向后方向上、在预定距离内、在相对于所述主车辆的车道的两个车道中存在一个或更多个周边车辆，如果传统ACC目标加速度不大于零“0”，或者如果检测到对所述主车辆进行操作的驾驶员意图，则所述电子控制单元ECU根据所述传统ACC目标加速度来执行所述ACC过程。
9.一种自适应巡航控制ACC方法，该自适应巡航控制ACC方法包括以下步骤：
在主车辆的自适应巡航控制ACC过程期间，检测所述主车辆的周边环境或周边情况；
计算适合于所检测的周边环境或周边情况的自适应巡航控制ACC目标加速/减速量；以及
根据所计算的ACC目标加速/减速量来自主地执行所述主车辆的加速控制或减速控制。
10.根据权利要求9所述的自适应巡航控制ACC方法，其中，所述周边环境或所述周边情况是在所述主车辆的周边车道中的交通流量。
11.根据权利要求10所述的自适应巡航控制ACC方法，该自适应巡航控制ACC方法还包括以下步骤:
在检测所述主车辆的所述周边环境或所述周边情况时，如果检测到在所述主车辆的向前方向和向后方向上、在预定距离内、在相对于所述主车辆的车道的两个车道中存在一个或更多个周边车辆，则计算在所述主车辆的向前方向和向后方向上、在预定距离内、在相对于所述主车辆的车道的两个车道中存在的所述周边车辆的平均速度；
确定在传统ACC过程中计算的目标加速度是否大于零“0”；
如果传统ACC目标加速度大于零“0”，则通过将所述周边车辆的所述平均速度乘以参数“K”来计算受限的加速度比率；
通过将所计算的受限的加速度比率乘以所述传统ACC目标加速度来计算最终ACC目标加速度；以及
根据所计算的目标加速度来执行ACC过程。
12.根据权利要求10所述的自适应巡航控制ACC方法，该自适应巡航控制ACC方法还包括以下步骤:
在检测所述主车辆的所述周边环境或所述周边情况时，如果检测到在所述主车辆的向前方向和向后方向上、在预定距离内、在相对于所述主车辆的车道的两个车道中存在一个或更多个周边车辆，则计算在所述主车辆的向前方向和向后方向上、在预定距离内、在相对于所述主车辆的车道的两个车道中存在的所述周边车辆的平均速度；
如果所述周边车辆的所述平均速度等于传统ACC目标加速度或比所述传统ACC目标加速度小预定速度，则通过将ACC目标速度限制为所述周边车辆的所述平均速度与所述预定速度的和来计算最终ACC目标速度；以及
根据所计算的ACC目标速度来执行ACC过程。
13.根据权利要求11所述的自适应巡航控制ACC方法，其中，计算所述周边车辆的所述平均速度包括以下步骤：
如果在所述主车辆的周边车道中仅一个车道可用，则计算位于可用车道中的周边车辆的平均速度。
14.根据权利要求11至13中的任一项所述的自适应巡航控制ACC方法，该自适应巡航控制ACC方法还包括以下步骤：
如果没有检测到在所述主车辆的向前方向和向后方向上、在预定距离内、在相对于所述主车辆的车道的两个车道中存在一个或更多个周边车辆，如果传统ACC目标加速度不大于零“0”，或者如果检测到对所述主车辆进行操作的驾驶员意图，则根据所述传统ACC目标加速度来执行所述ACC过程。
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