CN110435629A - 行车速度的调整方法、装置、系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种行车速度的调整方法、装置、系统及车辆。包括：当本车满足调速条件时，根据本车的当前速度确定目标加速度、目标减速度及目标跟车时距；根据所述目标加速度、目标减速度、本车与前车的目标跟车时距、前车的行车速度及本车的当前速度计算加速时长和减速时长；根据所述加速时长确定提示速度，以使驾驶员根据所述提示速度对行车速度进行调整；根据所述目标加速度、目标减速度及本车的当前速度确定是否进入辅助调速模式；若进入辅助调速模式，则控制本车辅助驾驶员对行车速度进行调整。本发明实施例提供的行车速度的调整方法，以实现对本车速度的调整，从而提高后车的通行效率。

Description

行车速度的调整方法、装置、系统及车辆
技术领域
本发明实施例涉及车辆速度调整技术，尤其涉及一种行车速度的调整方法、装置、系统及车辆。
背景技术
随着路网运营车辆日益增多，道路利用率和通行效率亟待提高。目前，驾驶员仍为车辆操纵的主体，驾驶员操纵车辆自由行驶和跟随前车行驶过程中，行车速度较慢、跟随前车时间距过大等情况极为常见，这种情况大幅降低了道路利用率，导致后方跟随车辆无法提速，导致该车道内通行效率下降，也易引发后方车辆换道行为，造成相邻车道交通效率下降甚至拥堵。
发明内容
本发明实施例提供一种行车速度的调整方法、装置、系统及车辆，以实现对本车速度的调整，从而提高后车的通行效率。
第一方面，本发明实施例提供了一种行车速度的调整方法，包括：
当本车满足调速条件时，根据本车的当前速度确定目标加速度、目标减速度及与前车的目标跟车时距；所述调速条件包括如下至少一项：本车接收到后车的调速请求、后车与本车的跟车时距小于第一阈值或者后车与本车的碰撞时间小于第二阈值；所处前车为本车跟随的同车道的车辆，所述后车为跟随本车的同车道的车辆；
根据所述目标加速度、目标减速度、本车与前车的目标跟车时距、前车的行车速度及本车的当前速度计算加速时长和减速时长；
根据所述加速时长确定提示速度，以使驾驶员根据所述提示速度对行车速度进行调整；
根据所述目标加速度、目标减速度及本车的当前速度确定是否进入辅助调速模式；
若进入辅助调速模式，则控制本车辅助驾驶员对行车速度进行调整。
第二方面，本发明实施例还提供了一种行车速度的调整装置，包括；
调速条件确定模块，用于当本车满足调速条件时，根据本车的当前速度确定目标加速度、目标减速度及与前车目标跟车时距；所述调速条件包括如下至少一项：本车接收到后车的调速请求、后车与本车的跟车时距小于第一阈值或者后车与本车的碰撞时间小于第二阈值；所处前车为本车跟随的同车道的车辆，所述后车为跟随本车的同车道的车辆；
时长计算模块，用于根据所述目标加速度、目标减速度、本车与前车的目标跟车时距、前车的行车速度及本车的当前速度计算加速时长和减速时长；
提示速度确定模块，用于根据所述加速时长确定提示速度，以使驾驶员根据所述提示速度对行车速度进行调整；
辅助调速模式确定模块，用于根据所述目标加速度、目标减速度及本车的当前速度确定是否进入辅助调速模式；
辅助调速模块，用于若进入辅助调速模式，则控制本车辅助驾驶员对行车速度进行调整。
第三方面，本发明实施例还提供了一种行车速度的调整系统，包括：前向毫米波雷达、后向毫米波雷达、通信单元、总线单元、上层决策单元、人机交互界面、下层控制单元、驱动执行单元和制动执行单元；
所述前向毫米波雷达用于采集本车与前车的间距及相对速度；所述后向毫米波雷达用于采集本与后车的间距及相对速度；所述通信单元用户接收后车发送的调速请求或者向前车发送调速请求；总线单元用于采集制动踏板信号、制动压力及油门开度；所述上层决策单元用于根据前向毫米波雷达和后向毫米波雷达采集的数据确定目标加速度、目标减速度、加速时长、减速时长及提示速度，并将所述提示速度发送至所述人机交互界面，将目标加速度、目标减速度、加速时长和减速时长发送至下层控制单元；所述人机交互界面用于显示所述提示速度；所述下层控制单元用于当目标加速度、目标减速度、加速时长和减速时长满足进入辅助调速模式条件时，产生控制指令；并将所述控制指令发送至制动执行单元和驱动执行单元；所述制动执行单元用于根据所述控制指令调节制动压力；所述驱动执行单元用于根据所述控制指令调节油门开度。
第四方面，本发明实施例还提供了一种车辆，包括本发明实施例所述的行车速度的调整系统。
本发明实施例，当本车满足调速条件时，根据本车的当前速度确定目标加速度、目标减速度及目标跟车时距；根据目标加速度、目标减速度、本车与前车的目标跟车时距、前车的行车速度及本车的当前速度计算加速时长和减速时长；根据加速时长确定提示速度，以使驾驶员根据提示速度对行车速度进行调整；根据目标加速度、目标减速度及本车的当前速度确定是否进入辅助调速模式；若进入辅助调速模式，则控制本车辅助驾驶员对行车速度进行调整。本发明实施例提供的行车速度的调整方法，以实现对本车速度的调整，从而提高后车的通行效率。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种行车速度的调整方法的流程图；
图2是本发明实施例二中的一种行车速度的调整装置的结构示意图；
图3是本发明实施例三中的一种行车速度的调整系统的结构示意图；
图4是本发明实施例四中的一种车辆的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种行车速度的调整方法的流程图，本实施例可适用于对车辆的行驶速度进行调整的情况，该方法可以由行车速度的调整装置来执行，该装置设置于车辆上。如图1所示，该方法具体包括如下步骤：
步骤110，当本车满足调速条件时，根据本车的当前速度确定目标加速度、目标减速度及目标跟车时距。
其中，调速条件包括如下至少一项：本车接收到后车的调速请求、后车与本车的跟车时距小于第一阈值或者后车与本车的碰撞时间小于第二阈值；所处前车为本车跟随的同车道的车辆，后车为跟随本车的同车道的车辆。
其中，跟车时距的计算公式可以是HF＝DSF/VF，其中，DSF为后车与本车的间距，VF为后车的速度，HF为后车与本车的跟车时距。后车与本车的碰撞时间的计算公式可以是TTC＝DSF/VF-VS，DSF后车与本车的间距，VF为后车的速度，VS为本车的当前速度，TTC表示碰撞时间。本实施例中，第一阈值可以设置为2秒，第二阈值可以设置为5秒，即当本车接收到后车的调速请求、或者HF≤2s或者0s≤TTC≤5s时，本车满足调速条件。
可选的，在根据本车的当前速度确定目标加速度、目标减速度及本车与前车的目标跟车时距之前，还包括如下步骤：对本车的行驶速度进行区间划分，获得多个速度区间；对于每个速度区间，根据本车的历史行驶速度计算各速度区间对应的目标加速度和目标减速度；根据本车的历史跟车时距确定各速度区间对于的目标跟车时距。
其中，在对行驶速度进行区间划分时，可以按照设定速度间隔进行划分,如设定速度间隔可以是5、10、15或者20。间隔越小，精度越高。本实施例中，速度的单位可以是千米每时(km/h)或米每秒(m/s)，后续在涉及到速度时，不再另加单位。历史行驶速度为当前驾驶员在历史时间段内驾驶本车时的速度。根据油门开度信号和制动踏板信号在历史行驶速度中分别选出加速速度区间和减速速度区间,其中，油门开度信号持续增加的速度区间为加速速度区间，制动踏板信号置1的数据段为减速速度区间。
具体的，对于当前速度区间，根据本车的历史行驶速度计算当前速度区间的多个平均加速度或平均减速度；对多个平均加速度进行聚类计算，并对聚类后的平均加速度或平均减速度取平均值，获得目标加速度或目标减速度。
平均加速度的计算公式可以是a1＝(vt1-v01)/Δt1，其中，vt1表示落入当前加速区间的最大速度，v01表示落入当前加速区间的最小速度，Δt1表示从最小速度加速到最大速度所需的时间。平均减速度的计算公式可以是a2＝(vt2-v02)/Δt2，其中，vt2表示落入当前减速区间的最大速度，v02表示落入当前减速区间的最小速度，Δt2表示从最大速度减速到最小速度所需的时间。
具体的，根据本车的历史跟车时距确定各速度区间对于的目标跟车时距的方式可以是：对于当前速度区间，获取本车的多个历史跟车时距；对多个历史跟车时距进行聚类计算，并对聚类后的历史跟车时距取平均值，获得目标跟车时距。
根据本车的当前速度确定目标加速度、目标减速度及目标跟车时距的过程可以是：确定当前速度所在的速度区间，根据速度区间确定目标加速度、目标减速度及目标跟车时距。
步骤120，根据目标加速度、目标减速度、本车与前车的目标跟车时距、前车的行车速度及本车的当前速度计算加速时长和减速时长。
具体的，计算加速时长和减速时长可根据如下方程组进行计算：
其中，Vs为本车的当前速度，aacce表示目标加速度，adece表示目标加速度，hch表示目标跟车时距，VP表示前车的行车速度，tacce表示加速时长，tdece表示减速时长。
可选的，若本车前方无前车，则获取本车所处车道对应的上限车速，然后根据目标加速度、目标减速度、上限车速及本车的当前速度计算加速时长和减速时长。
本实施例中，可控制本车加速到上限车速的一定比例后，再减速。一定比例可以是80％-90％之间的值。假设加速到上限车速的10％，加速时长的计算公式为tacce＝90％Vmax/aacce，其中，Vmax表示上限车速。
步骤130，根据加速时长确定提示速度，以使驾驶员根据提示速度对行车速度进行调整。
具体的，根据加速时长确定提示速度的方式可以是：若加速时长大于设定时长，则提示速度为由目标加速度、加速时长及本车的当前速度确定的峰值速度；若加速时长小于设定时长，则提示速度为目标加速度、目标减速度、本车的当前速度、加速时长和减速时长确定的最终速度。
其中，设定时长可以是1-2秒之间的值。示例性的，设定时长为1秒，则当tacce>1时，则提示速度为V2＝VS+aaccetacce；当0≤tacce≤1时，提示速度为经加速和减速后的最终速度。
步骤140，根据目标加速度、目标减速度及本车的当前速度确定是否进入辅助调速模式。
具体的，根据目标加速度、目标减速度及本车的当前速度确定是否进入辅助调速模式的方式可以是：根据目标加速度和本车的当前速度计算目标油门开度，根据目标减速度和本车的当前速度计算目标制动压力；根据目标油门开度和实际油门开度、目标制动压力和实际制动压力确定是否进入辅助调速模式。
其中，可以根据目标加速度和本车的当前速度按照车辆逆模型计算目标油门开度；可以根据目标减速度和本车的当前速度按照车辆逆模型计算目标制动压力。本实施例中，假设车辆滚阻系数为f，若adece≥fg，则确定的目标制动压力为0，当adece<fg，再根据目标减速度和本车的当前速度计算目标制动压力。
具体的，根据目标油门开度和实际油门开度、目标制动压力和实际制动压力确定是否进入辅助调速模式的方式可以是：若实际油门开度大于目标油门开度或者制动踏板信号为设定值，则不进入辅助调速模式；若实际油门开度大于目标油门开度，则进入辅助调速模式；若实际制动压力大于目标制动压力或者实际油门开度大于0，则不进入辅助调速模式；若实际制动压力小于目标制动压力，则进入辅助调速模式。
步骤150，若进入辅助调速模式，则控制本车辅助驾驶员对行车速度进行调整。
具体的，若进入辅助调速模式，则根据目标油门开度和目标制动压力控制本车辅助驾驶员调整行车速度。
本实施例中，调整行车速度的过程中，当实际跟车时距与目标跟车时距相对误差低于5％，且车速与目标车速的相对误差低于5％，则确定调整完成。
本实施例的技术方案，当本车满足调速条件时，根据本车的当前速度确定目标加速度、目标减速度及目标跟车时距；根据目标加速度、目标减速度、本车与前车的目标跟车时距、前车的行车速度及本车的当前速度计算加速时长和减速时长；根据加速时长确定提示速度，以使驾驶员根据提示速度对行车速度进行调整；根据目标加速度、目标减速度及本车的当前速度确定是否进入辅助调速模式；若进入辅助调速模式，则控制本车辅助驾驶员对行车速度进行调整。本发明实施例提供的行车速度的调整方法，以实现对本车速度的调整，从而提高后车的通行效率。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种行车速度的调整装置的结构示意图。如图2所示，该装置包括：调速条件确定模块210，时长计算模块220，提示速度确定模块230，辅助调速模式确定模块240和辅助调速模块250。
调速条件确定模块210，用于当本车满足调速条件时，根据本车的当前速度确定目标加速度、目标减速度及目标跟车时距；调速条件包括如下至少一项：本车接收到后车的调速请求、后车与本车的跟车时距小于第一阈值或者后车与本车的碰撞时间小于第二阈值；所处前车为本车跟随的同车道的车辆，后车为跟随本车的同车道的车辆；
时长计算模块220，用于根据目标加速度、目标减速度、本车与前车的目标跟车时距、前车的行车速度及本车的当前速度计算加速时长和减速时长；
提示速度确定模块230，用于根据加速时长确定提示速度，以使驾驶员根据提示速度对行车速度进行调整；
辅助调速模式确定模块240，用于根据目标加速度、目标减速度及本车的当前速度确定是否进入辅助调速模式；
辅助调速模块250，用于若进入辅助调速模式，则控制本车辅助驾驶员对行车速度进行调整。
可选的，时长计算模块220，还用于：
若本车前方无前车，则获取本车所处车道对应的上限车速；
根据目标加速度、目标减速度、上限车速及本车的当前速度计算加速时长和减速时长。
可选的，提示速度确定模块230，还用于：
若加速时长大于设定时长，则提示速度为由目标加速度、加速时长及本车的当前速度确定的峰值速度；
若加速时长小于设定时长，则提示速度为由目标加速度、目标减速度、本车的当前速度、加速时长和减速时长确定的最终速度。
可选的，辅助调速模式确定模块240，还用于：
根据目标加速度和本车的当前速度计算目标油门开度，根据目标减速度和本车的当前速度计算目标制动压力；
根据目标油门开度和实际油门开度、目标制动压力和实际制动压力确定是否进入辅助调速模式。
可选的，辅助调速模式确定模块240，还用于：
若实际油门开度大于目标油门开度或者制动踏板信号为设定值，则不进入辅助调速模式；
若实际油门开度大于目标油门开度，则进入辅助调速模式；
若实际制动压力大于目标制动压力或者实际油门开度大于0，则不进入辅助调速模式；
若实际制动压力小于目标制动压力，则进入辅助调速模式。
可选的，还包括：目标加速度确定模块，用于：
对本车的行驶速度进行区间划分，获得多个速度区间；
对于每个速度区间，根据本车的历史行驶速度计算各速度区间对应的目标加速度和目标减速度；根据本车的历史跟车时距确定各速度区间对于的目标跟车时距；
相应的，根据本车的当前速度确定目标加速度、目标减速度及目标跟车时距，包括：确定当前速度所在的速度区间，根据速度区间确定目标加速度、目标减速度及目标跟车时距。
可选的，目标加速度确定模块，还用于：
对于当前速度区间，根据本车的历史行驶速度计算当前速度区间的多个平均加速度或平均减速度；
对多个平均加速度进行聚类计算，并对聚类后的平均加速度或平均减速度取平均值，获得目标加速度或目标减速度；
根据本车的历史跟车时距确定各速度区间对于的目标跟车时距，包括：
对于当前速度区间，获取本车的多个历史跟车时距；
对多个历史跟车时距进行聚类计算，并对聚类后的历史跟车时距取平均值，获得目标跟车时距。
上述装置可执行本发明前述所有实施例所提供的方法，具备执行上述方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明前述所有实施例所提供的方法。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种行车速度的调整系统的结构示意图。如图3所示，该系统包括：前向毫米波雷达、后向毫米波雷达、通信单元、总线单元、上层决策单元、人机交互界面、下层控制单元、驱动执行单元和制动执行单元；
前向毫米波雷达用于采集本车与前车的间距及相对速度；后向毫米波雷达用于采集本与后车的间距及相对速度；通信单元用户接收后车发送的调速请求或者向前车发送调速请求；总线单元用于采集制动踏板信号、制动压力及油门开度；上层决策单元用于根据前向毫米波雷达和后向毫米波雷达采集的数据确定目标加速度、目标减速度、加速时长、减速时长及提示速度，并将提示速度发送至人机交互界面，将目标加速度、目标减速度、加速时长和减速时长发送至下层控制单元；人机交互界面用于显示提示速度；下层控制单元用于当目标加速度、目标减速度、加速时长和减速时长满足进入辅助调速模式条件时，产生控制指令；并将控制指令发送至制动执行单元和驱动执行单元；制动执行单元用于根据控制指令调节制动压力；驱动执行单元用于根据控制指令调节油门开度。本实施例中，驾驶员可以通过人机交互界面开启或关闭系统。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的一种车辆的结构示意图。如图4所示，该车辆包括上述实施例所述的行车速度的调整系统。
其中，行车速度的调整系统包括前向毫米波雷达、后向毫米波雷达、通信单元、总线单元、上层决策单元、人机交互界面、下层控制单元、驱动执行单元和制动执行单元。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种行车速度的调整方法，其特征在于，包括：
当本车满足调速条件时，根据本车的当前速度确定目标加速度、目标减速度及与前车的目标跟车时距；所述调速条件包括如下至少一项：本车接收到后车的调速请求、后车与本车的跟车时距小于第一阈值或者后车与本车的碰撞时间小于第二阈值；所述前车为本车跟随的同车道的车辆，所述后车为跟随本车的同车道的车辆；
根据所述目标加速度、目标减速度、本车与前车的目标跟车时距、前车的行车速度及本车的当前速度计算加速时长和减速时长；
根据所述加速时长确定提示速度，以使驾驶员根据所述提示速度对行车速度进行调整；
根据所述目标加速度、目标减速度及本车的当前速度确定是否进入辅助调速模式；
若进入辅助调速模式，则控制本车辅助驾驶员对行车速度进行调整。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述目标加速度、目标减速度、本车与前车的跟车时距及本车的当前速度计算加速时长和减速时长，包括：
若所述本车前方无前车，则获取本车所处车道对应的上限车速；
根据所述目标加速度、目标减速度、所述上限车速及本车的当前速度计算加速时长和减速时长。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述加速时长确定提示速度，包括：
若所述加速时长大于设定时长，则提示速度为由目标加速度、加速时长及本车的当前速度确定的峰值速度；
若所述加速时长小于所述设定时长，则提示速度为由目标加速度、目标减速度、本车的当前速度、加速时长和减速时长确定的最终速度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述目标加速度、目标减速度及本车的当前速度确定是否进入辅助调速模式，包括：
根据目标加速度和本车的当前速度计算目标油门开度，根据目标减速度和本车的当前速度计算目标制动压力；
根据所述目标油门开度和实际油门开度、所述目标制动压力和实际制动压力确定是否进入辅助调速模式。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述目标油门开度和实际油门开度、所述目标制动压力和实际制动压力确定是否进入辅助调速模式，包括：
若实际油门开度大于目标油门开度或者制动踏板信号为设定值，则不进入辅助调速模式；
若实际油门开度大于目标油门开度，则进入辅助调速模式；
若实际制动压力大于目标制动压力或者实际油门开度大于0，则不进入辅助调速模式；
若实际制动压力小于目标制动压力，则进入辅助调速模式。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据本车的当前速度确定目标加速度、目标减速度及本车与前车的目标跟车时距之前，还包括：
对本车的行驶速度进行区间划分，获得多个速度区间；
对于每个速度区间，根据所述本车的历史行驶速度计算各速度区间对应的目标加速度和目标减速度；根据所述本车的历史跟车时距确定各速度区间对于的目标跟车时距；
相应的，根据本车的当前速度确定目标加速度、目标减速度及目标跟车时距，包括：确定所述当前速度所在的速度区间，根据所述速度区间确定目标加速度、目标减速度及目标跟车时距。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述本车的历史行驶速度计算各速度区间对应的目标加速度和目标减速度，包括：
对于当前速度区间，根据本车的历史行驶速度计算所述当前速度区间的多个平均加速度或平均减速度；
对所述多个平均加速度进行聚类计算，并对聚类后的平均加速度或平均减速度取平均值，获得目标加速度或目标减速度；
根据所述本车的历史跟车时距确定各速度区间对于的目标跟车时距，包括：
对于当前速度区间，获取本车的多个历史跟车时距；
对所述多个历史跟车时距进行聚类计算，并对聚类后的历史跟车时距取平均值，获得目标跟车时距。
8.一种行车速度的调整装置，其特征在于，包括；
调速条件确定模块，用于当本车满足调速条件时，根据本车的当前速度确定目标加速度、目标减速度及与前车的目标跟车时距；所述调速条件包括如下至少一项：本车接收到后车的调速请求、后车与本车的跟车时距小于第一阈值或者后车与本车的碰撞时间小于第二阈值；所述前车为本车跟随的同车道的车辆，所述后车为跟随本车的同车道的车辆；
时长计算模块，用于根据所述目标加速度、目标减速度、本车与前车的目标跟车时距、前车的行车速度及本车的当前速度计算加速时长和减速时长；
提示速度确定模块，用于根据所述加速时长确定提示速度，以使驾驶员根据所述提示速度对行车速度进行调整；
辅助调速模式确定模块，用于根据所述目标加速度、目标减速度及本车的当前速度确定是否进入辅助调速模式；
辅助调速模块，用于若进入辅助调速模式，则控制本车辅助驾驶员对行车速度进行调整。
9.一种行车速度的调整系统，其特征在于，包括：前向毫米波雷达、后向毫米波雷达、通信单元、总线单元、上层决策单元、人机交互界面、下层控制单元、驱动执行单元和制动执行单元；
所述前向毫米波雷达用于采集本车与前车的间距及相对速度；所述后向毫米波雷达用于采集本与后车的间距及相对速度；所述通信单元用户接收后车发送的调速请求或者向前车发送调速请求；所述总线单元用于采集制动踏板信号、制动压力及油门开度；所述上层决策单元用于根据前向毫米波雷达和后向毫米波雷达采集的数据确定目标加速度、目标减速度、加速时长、减速时长及提示速度，并将所述提示速度发送至所述人机交互界面，将目标加速度、目标减速度、加速时长和减速时长发送至下层控制单元；所述人机交互界面用于显示所述提示速度；所述下层控制单元用于当目标加速度、目标减速度、加速时长和减速时长满足进入辅助调速模式条件时，产生控制指令；并将所述控制指令发送至制动执行单元和驱动执行单元；所述制动执行单元用于根据所述控制指令调节制动压力；所述驱动执行单元用于根据所述控制指令调节油门开度。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的行车速度的调整系统。
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