CN110609285A - 用于车辆自动制动的控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆自动制动的控制装置及其方法，该控制装置包括：雷达反射波幅值信号生成装置，用于根据接收到的雷达反射波的强度来生成雷达反射波幅值信号；雷达反射波幅值波动累计值生成装置，用于根据接收到的所述雷达反射波的强度波动来生成雷达反射波幅值波动累计值；制动触发信号生成装置，用于生成制动触发信号；第一判断装置，用于判断所生成的雷达反射波幅值信号是否满足第一预定判断图案；第二判断装置，用于判断所生成的雷达反射波幅值波动累计值是否满足第二预定判断图案；以及控制信号生成装置，用于根据所述制动触发器输出的所述制动触发信号、所述第一判断装置和所述第二判断装置的输出信号，来生成车辆自动制动控制信号并输出。

Description

用于车辆自动制动的控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及车辆自动制动的控制装置及控制方法，尤其涉及基于雷达检测的车辆自动制动的控制装置及控制方法。

背景技术

目前，在汽车驾驶领域中，受到诸多关注的技术有先进驾驶辅助系统(ADAS)以及无人驾驶技术等。他们所应用的其中一个重要传感器是雷达，它广泛应用在各式装配有主动安全功能和具备自动驾驶特性的车辆上。常见的功能包括自动紧急制动(AEB)功能，自适应巡航(ACC)等等。

AEB系统通常采用雷达来检测出与前车或者障碍物的距离，然后利用数据分析模块对制动的紧迫程度进行判断，当紧迫程度超过算法中预定的紧迫程度参数时，进行报警或刹车。例如，检测出的距离与警报距离或安全距离进行比较，小于警报距离时就进行警报提示，而小于安全距离时即使在驾驶员没有来得及踩制动踏板的情况下，AEB系统也会启动，使汽车自动制动，从而为安全出行保驾护航。

ACC系统采用同样的原理，利用雷达监测出前方物体的各种运动参数，通过他们的运动特性和驾驶员设置的速度，可以在保持安全距离的情况自动跟随前车。前车制动减速，本车也会相应的减速以保持安全的距离。前车加速，本车也会自动请求发动机扭矩进行跟车。

雷达由于其基于多普勒的工作原理，可以提供较为精确地获得目标对象的纵向深度参数，如距离，速度，加速度等信息。然而也正是由于同样的工作原理限制，雷达无法提供十分精确的目标对象的高度，形状等信息。这样就造成了雷达对于地表常见物体，如铁轨，金属板等的检测能力不足，也相应给主动安全(ADAS)或者自动驾驶功能开发带来困难。本申请的发明人发现了AEB和ACC系统中存在的如下问题：装配有雷达的车辆经过城市地面铁轨(或铁板)的时候，会误触发紧急自动刹车功能(AEB)，从而造成后车追尾事故。有时候也会误触发ACC，造成不必要的车辆制动减速。

发明内容

为了解决上述问题，本申请的发明人对AEB/ACC系统进行了改进，由此，AEB/ACC系统的误触发问题得以解决或减轻，改进后的AEB/ACC系统能更精确地分辨出地表静止对象(例如，铁轨、金属板等)和非地表静止对象(例如可构成真实路面中的潜在威胁的对象，诸如前方行驶的车辆等)，因此，本申请的发明人提出的技术方案更加适合于地表静止对象较多的城市路况。

根据本发明的一个方面，提供一种用于车辆自动制动的控制装置，包括：雷达反射波幅值信号生成装置，用于根据接收到的雷达反射波的强度来生成雷达反射波幅值信号；雷达反射波幅值波动累计值生成装置，用于根据接收到的所述雷达反射波的强度波动来生成雷达反射波幅值波动累计值；制动触发信号生成装置，用于生成制动触发信号；第一判断装置，用于判断所生成的雷达反射波幅值信号是否满足第一预定判断图案；第二判断装置，用于判断所生成的雷达反射波幅值波动累计值是否满足第二预定判断图案；以及控制信号生成装置，用于根据所述制动触发器输出的所述制动触发信号、所述第一判断装置和所述第二判断装置的输出信号，来生成车辆自动制动控制信号并输出。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于车辆自动制动的控制方法，包括如下步骤：根据接收到的雷达反射波的强度来生成雷达反射波幅值信号；根据接收到的所述雷达反射波的强度波动来生成雷达反射波幅值波动累计值；根据接收到的所述雷达反射波，生成制动触发信号；判断所生成的雷达反射波幅值信号是否满足第一预定判断图案；判断所生成的雷达反射波幅值波动累计值是否满足第二预定判断图案；以及根据所述制动触发信号、所述第一判断装置和所述第二判断装置的输出信号，来生成车辆自动制动控制信号并输出。

根据本发明的AEB控制，雷达系统中的检测地表对象所存在的问题可通过执行雷达反射波功率幅值检测以及幅值振荡累计值检测来解决。由此帮助装配有雷达的车辆有效避免对前方地表静止对象的误触发AEB，与此同时不影响其对周边环境车辆等真实潜在危险的正常功能激活。

通过下面的详细描述、附图以及权利要求，其他特征和方面会变得清楚。

附图说明

通过结合附图对于本发明的示例性实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1示出根据本发明的一实施方式的用于车辆自动制动的控制装置的示意性框图；

图2描绘出行驶中的车辆遇到前方的地表静止对象和非地表静止对象时的雷达反射波的反射路径的示意图；

图3示出行驶中的车辆检测到前方地表静止对象时的雷达反射波的随行驶中的本车辆与目标对象之间的距离的强度变化曲线，横轴表示本车辆与对象之间的距离，纵轴表示雷达反射波的强度；

图4示出行驶中的车辆检测到前方非地表静止对象时的雷达反射波的随行驶中的本车辆与目标对象之间的距离的强度变化曲线，横轴表示本车辆与对象之间的距离，纵轴表示雷达反射波的强度；

图5示出根据本发明的一实施方式的用于车辆自动制动的控制装置的触发AEB信号的示意性流程框图；

图6示出根据本发明的另一实施方式的用于车辆自动制动的控制装置的使用幅值信号来调整AEB信号触发的示意性流程框图；

图7示出根据另一实施方式的行驶中的车辆检测到前方静止对象时的雷达反射波的随行驶中的本车辆与目标对象之间的距离的强度变化曲线，横轴表示本车辆与对象之间的距离，纵轴表示雷达反射波的强度；

图8示出根据另一实施方式的行驶中的车辆检测到前方非地表静止对象时的雷达反射波的随行驶中的本车辆与目标对象之间的距离的强度变化曲线，横轴表示本车辆与对象之间的距离，纵轴表示雷达反射波的强度。

具体实施例

以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。

除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。

图1是示出根据本发明的一实施方式的用于车辆自动制动(AEB)的控制装置的示意性框图。该控制装置10包括雷达反射波幅值生成装置110、第一判断装置111、雷达反射波幅值波动累计值生成装置120、第二判断装置121、制动触发信号生成装置130以及控制信号生成装置140。

具体地，向雷达反射波幅值信号生成装置110、雷达反射波幅值波动累计值生成装置120、制动触发信号生成装置130输入从传感器测得的雷达反射波信号。由此，雷达反射波幅值信号生成装置110根据接收到的雷达反射波的强度来生成雷达反射波幅值信号；雷达反射波幅值波动累计值生成装置120根据接收到的雷达反射波的强度波动来生成雷达反射波幅值波动累计值；制动触发信号生成装置130用于生成制动触发信号。其中，制动触发信号生成装置130可能是基于雷达反射波的AEB触发器，但该制动触发信号生成装置130无法精确判断地表静止对象和非地表静止对象，有可能误触发AEB信号。

接着，雷达反射波幅值信号生成装置110所生成的雷达反射波幅值信号输入至第一判断装置111，在该第一判断装置111中对雷达反射波幅值信号与预先设定的第一判断图案(或者称之为“幅值阈值表”)进行比较，当该幅值信号大于该幅值阈值表中的对应值时，第一判断装置111输出判断结果“满足条件”。另外，雷达反射波幅值波动累计值生成装置120所生成的雷达反射波幅值波动累计值输入至第二判断装置121，在该第二判断装置121中对雷达反射波幅值波动累计值号与预先设定的第二判断图案(或者称之为“幅值波动累计值阈值表”)进行比较，当该幅值波动累计值大于该幅值波动累计值阈值表中的对应值时，第二判断装置121输出判断结果“满足条件”。例如，第一判断装置111和第二判断装置121输出的结果，即“满足条件”可以用“高”电平来表示，“不满足条件”可以用“低”电平来表示。当然，这里不限于使用高电平或低电平，本领域常用的任何手段均可。

最终，由控制信号生成装置140根据第一判断装置111、第二判断装置121以及制动触发信号生成装置130的输出(诸如，逻辑“高”电平)，来生成自动制动的控制信号。

当该控制信号为高电平时，则表示前方的对象并非是地表静止对象，需要启动AEB系统，对行驶中的本车辆进行制动。当该控制信号为低电平时，则表示前方的对象为地表静止对象，不需要启动AEB系统，无需对行驶中的本车辆进行制动。由此，实现了精确分辨地表静止对象和非地表静止对象(例如车辆)，但同时确保不遗漏任何需要制动的场景。

此外，在创建第一判断图案和第二判断图案时，应考虑如下因素，本车辆的速度、本车辆与前方对象之间的距离、本车辆到达前方对象所需的时间等。

例如，为了确保有足够的距离和时间规避风险，车辆激活AEB等ADAS功能时，与前方静止地表物体所需距离随着车速增大而提高。反之车速越低AEB功能激活时所需距离越短。图3图4中可以看到，由于迫近目标过程中反射强度幅值随着迫近距离大幅度下降，因此，对于第一判断图案(即，幅值阈值表)的阈值而言，对应于的小距离情况下的阈值设置为较小的值，对于大距离设置为较大的阈值。例如，AEB在距离5米处激活的阈值应该显著低于在10米处激活的阈值。此外由于前方为静止目标，制动所需距离与本车行驶速度正相关。因此亦可使用本车辆的行驶速度作为第一判断图案的输入。例如：本车车速10kph的阈值应显著低于40kph的阈值。

此外，当本车辆与目标对象之间的距离较远时，反射强度相对稳定，距离较近时，反射强度的波动会加大。因此，创建第二判断图案(即幅值波动累计值阈值表)时可考虑本车辆与目标对象之间的距离或者本车车速来设定各阈值。

在一实施方式中，为了补偿由于本车辆与目标对象相距不同距离下而引起的波动累计值总和的差异，可以采用与距离相关联的波动累计值阈值表。这一阈值表的设计原则为与目标对象相距较远时，阈值较小，而当与目标对象相距较近时，阈值较大。

在一实施方式中，若利用第二判断图案判断出的结果为满足条件，即，反射波幅值波动累计值和大于从第二判断图案中读出的阈值，且持续一段时间(该时间可以通过实验获得，例如数十毫秒～数百毫秒等)，则本发明的AEB控制装置可认为目标对象为非地表对象，并且在随后的时间会持续对该物体保持该属性。反之，对象将被认定为地表对象，不允许触发相关主动安全功能，例如不允许进入紧急制动状态。

接着，参照图2来说明地表静止对象与非地表静止对象对于雷达反射波的影响。图2是描绘出行驶中的车辆遇到前方的地表静止对象和非地表静止对象时的雷达反射波的反射路径的示意图。

图2中的上图为前方对象是地表静止对象时的雷达反射波的反射路径，下图为前方对象为非地表静止对象、例如车辆时的雷达反射波的反射路径。从图2中可看出地表静止对象和非地表静止对象的雷达反射波的反射路径是不同的。往往，静止对象的反射路径较为单一，而非地表静止对象的反射路径可能是多重的。导致这一现象的原因可能有如下几种：与地表静止对象(例如铁轨)相比，车辆轮廓的不规则形状可以形成多路反射；车辆表面可能形成漫反射、衍射等；从车辆反射的雷达波可经历其它环境对象的二次反射，例如，到路旁的树木等(如图2中示意性地示出的树木)。这种反射路径的不同，会引起雷达反射波信号的强弱，不仅仅是瞬时的强度变化，而且还会反映在雷达反射波信号的幅值波动累计值中。

图3和图4中分别示出了由前方的地表静止对象和非地表静止对象所反射的雷达反射波的波形图。可以直观地观察到这两种对象所反射的雷达反射波存在较大差异。

雷达波幅值而言，例如铁轨等静止的地表对象通常可反射如同真实车辆那样的雷达反射波，尤其当目标对象与行驶中的本车辆之间的距离较远时，静止对象更逼真地表现为真实车辆。然而，随着本车辆靠近目标对象，静止地表对象更容易逃出雷达波的垂直视线，即，在雷达波垂直可视角度下方，这可能引起反射功率幅值的显著下降。然而，雷达视野中的真实车辆的反射功率幅值不会显著下降，这与地表静止象显然是有区别的。

图3示出由地表静止对象(如铁轨)反射的雷达反射波的波形图，图4示出由实际车辆反射的雷达反射波的波形图。从图3和图4所示波形图，容易看出当车辆与铁轨相距约8m时，来自地表对象的反射幅值显著下降，大约为0dB，而来自真实车辆的幅值在直到本车辆与目标车辆之间的距离为3m时，其幅值才会达到0dB。此外，雷达反射波幅值降低到低于5dB的距离而言，本车辆与铁轨相距10m时反射波幅值低于5dB，而本车辆与真实车辆相距约5m时反射波幅值低于5dB。总体而言，当前方的目标对象为地表静止对象时的情况与车辆时的情况相比，前者的雷达反射波更快降到0dB，且反射波达到5dB时前者情况下本车辆与目标对象之间的距离更长，即，更早达到5dB。此外，来自地表静止对象的雷达反射波的波动相比来自车辆的反射波的波动较平滑。当车辆靠近对象时，从真实车辆反射的雷达反射波功率幅值与从静止地表对象反射的相比振荡更加剧烈。

再次返回图2，如图2中所示，这是因为来自地表静止对象的反射波具有单一反射波，没有多重反射波之间的干涉。从真实车辆来看，其示出尖锐的反射波且振荡比较剧烈，其原因在于存在多重反射波，例如来自周围表面的环境反射、这导致反射波之间的干涉。因此，对特定距离窗口中的反射波幅值波动评估可用来分辨地表静止对象与非地表静止对象。

如上所述，来自不同对象的反射波幅值的不同特性可用于分辨地表静止对象与非地表静止对象(例如车辆)。根据本发明的一实施方式的用于自动制动的控制装置使用基于雷达反射波的幅值检测，当幅值检测的结果为高电平，则自动制动控制信号变为高电平。在本文的上下文中，“幅值检测的结果”有时与“第一判断装置的判断结果”互换地使用。此外，“雷达幅值”与“雷达功率”可互换地使用。

接下来，基于图5，对本发明的实施方式的自动制动的控制信号生成方法进行详细说明。图5是示出根据本发明的一实施方式的用于车辆自动制动的控制装置的触发AEB信号的示意性流程的框图。

如图5所示，雷达功率输入至雷达反射波幅值信号生成装置110，由该装置110生成雷达反射波幅值信号，且雷达功率输入至雷达反射波幅值波动累计值生长装置120，由该装置120生成雷达反射波幅值波动累计值。此外，根据一实施方式，创建第一判断图案和第二判断图案，第一判断图案用于雷达反射波幅值，而第二判断图案用于雷法反射波幅值波动累计值。所谓的第一判断图案可以是基于本车辆速度的幅值检查表，在该检查表中包含着与本车辆的速度相匹配的各幅值阈值，当雷达反射波幅值大于对应的幅值阈值时，由第一判断装置111判断为满足幅值检查条件。所谓的第二判断图案可以是基于本车辆速度的波动检查表，在该检查表中包含着与本车辆的速度相匹配的各幅值波动累计阈值，当雷达反射波幅值波动累计值大于所对应的幅值波动累计值时，由第二判断装置121判断为满足幅值波动累计检查条件。

当执行功率检测时，本发明的发明人设计出了基于车辆速度的阈值表来补偿距离带来的差异，而非使用恒定的阈值表。可通过各种方法，例如多次实验来设计出该阈值表。应当注意，要将阈值设定为尽可能低，从而最小化对实际AEB控制带来的负面效果。例如，该阈值设定得较大，则有可能难以启动AEB，可能对实际需要制动的情形带来负面影响。

根据本发明的实施方式，在启动车辆中的AEB装置之前，即，实际做出紧急制动之前，将反射波功率幅值与阈值表进行比较。当功率大于阈值，则将对象分辨为真实车辆，且满足了特定AEB触发条件，输出AEB控制信号以制动本车辆。若对象被认为是地表静止对象，则不启动AEB。功率幅值检测将持续执行直到激活AEB或丢失对象。

利用第一判断图案和第二判断图案来对雷达反射波进行判断后，在接下来的步骤中，若幅值检查条件以及幅值波动累计检查条件均得到满足，则还要判断是否满足其它AEB触发条件。若其它AEB触发条件也得到满足，则由控制装置140输出AEB控制信号，由此启动AEB，对本车辆进行制动。

根据本发明的实施方式的自动制动控制信号的生成方法，可以帮助装配有雷达的车辆有效避免针对前方地表静止物体而误触发AEB，与此同时不影响其对周边环境车辆等真实潜在危险的正常的AEB功能激活。

大致而言，本方法包含两个方面，对前方的目标对象所反射的雷达反射波强度进行检测并判断是否需要触发AEB，以及对前方的目标对象所反射的雷达反射波幅值波动进行累计并判断是否触发AEB。作为优选实施方式，两个判断需要同时满足才可以将前方对象认定为非地表物体，从而允许后续安全功能激活(如AEB触发)。反之任何一项判断未通过，则把目标对象认定为地表物体，不允许后续安全功能激活(如不触发AEB)。当然，上述实施方式仅仅是作为优选实施方式，并非是限定性的。通过实验和实际情况，可设计出更加符合现实场景的判断标准，再此情况下，不排除仅使用上述两个方面中的一个方面来实现发明。

参见图6，该图示出了仅适用上述2个方面中的一个方面的情况，即适用幅值强度来分辨地表静止对象与非地表静止对象的实施方式。在该实施方式中，将反射波幅值与基于本车辆速度的幅值检查表(第一判断图案)进行比较，当前检测到的幅值强度大于或等于该检查表中对应的阈值时，判断为满足第一判断图案中的条件。若目标对象为可移动对象，则在后续的AEB启动中不考虑上述由第一判断图案判断出的结果。若目标对象为地表静止对象，则进一步考虑是否该系统已经激活了制动。当根据前次的判断结果已经激活了制动或对象为可移动对象，即上述条件中的一个条件得到满足，且同时其它AEB触发条件得到也满足，则输出AEB控制信号，由此启动AEB，对车辆进行制动。在反射波幅值小于幅值检查表中的对应阈值、目标对象为静止地表对象、系统也未激活制动的情况下，或者其它AEB条件未被满足的情况下，才会输出AEB控制信号的低电平，即不触发AEB。

举例来说，若根据某一判断逻辑的判断结果，在前一时刻已经激活了AEB制动系统，则不会因一次的反射波幅值低于阈值的比较结果而冒然地停止制动，而是保持原来的制动系统的激活状态。

在图7和图8中示出了来自地表静止对象(铁轨)和非地表静止对象(真实车辆)的雷达反射波的另一组波形图。

图7中，目标对象与本车辆之间的距离在从约6m到约38m的范围内，雷达反射波幅值变化范围大约为10dB之内。图8中，雷达反射波幅值变化范围大约为35dB。从这两幅图不难看出，与铁轨相比真实车辆呈现出更剧烈的功率幅值波动。

因此，本发明的发明人在分辨地表静止对象和非地表静止对象时，引入了雷达反射波的波动累计值。

本文中，雷达反射波幅值波动以Jerk[trk]用公式(1)来表示，具体定义为：

︱Jerk[trk]︱＝︱当前幅值[trk]–前一幅值[trk]︱……(1)

即，是当前幅值与前一幅值的差值的绝对值。

此外，幅值波动累计值可由下式(2)来表示。

其中，Jerk[trk]表示当前的雷达反射波强度差值，︱Jerk[trk]︱表示强度差值的绝对值，∑_nJerk[trk]为强度差值的绝对值的累计，亦称为波动累计值，消退因子(fadingfactor)则可用下式(3)定义。

消退因子＝当前车速*雷达数据采样周期/距离常数……(3)

其中距离常数可以通过实验获得。例如，在一优选实施方式中，距离常数可以是6m。采样周期可以为50ms等。上述数据仅仅是示例性的，不是限定性的。

下面，讨论波动累计值的考虑的几种因素。

根据一实施方式了，在进行雷达反射波波动累计值的生成过程中，采用滚动时序累计的机制，不断地将最新获得的数据反映在波动值总和之上，与此同时逐渐消除早期统计的数据对于总和的影响。保证了在车辆迫近地表对象的过程中统计数据的不断更新。滚动时序累计的数学式如式(2)。通过对前一波动累计值施加一定的权重，逐渐消除早期数据的影响。例如该预定的权重可以表现为W＝(1-消退因子)。

此外，由于随着本车辆不断迫近目标对象，雷达反射波的幅值最终会忽然下降(地表对象在距离车辆雷达特别近以后会离开雷达的上下方向上的可视范围)，因此为了避免这后一段的数据对波动值总和的影响过于巨大，根据一实施方式，设计了停止累计的最小目标距离(D_min)，即，在本车辆与目标对象之间的距离到达该最小目标距离(D_min)之后停止波动累计。本文中，最小目标距离(D_min)被定义为当本车辆与前方对象之间的距离小于等于该最小距离时，停止对反射波波动进行累计的距离。该最小目标距离可通过实际经验数据的统计来获得。

另外，在对雷达反射波的幅值波动进行累计时，要针对同一对象进行幅值波动累计。如果丢失了原对象或引进了新对象，波动累计应重新计算。

此外，根据本发明的一实施方式，在将反射强度与第一判断图案(雷达幅值检查表)比较的同时，开展反射波强度波动累计(与第二判断图案相比较)。可基于当前车速，从第二判断图案中读出预先设置好的需要统计的距离，此处的距离指的是本车辆与前方对象之间的距离的变化，或者可以说是本车辆从预定时刻开始所行驶的距离，因为前方目标对象为静止对象，因此本车辆行驶的距离等同于变化的距离。在该统计距离之内，随着车辆迫近目标对象，叠加每一采样时刻的反射强度差值，算出总和。反射强度差值(波动：jerk)定义为当前雷达强度值减去前一时刻的反射强度值的绝对值(如式(1))。当一个新的目标对象被雷达检测到的时候，则开始叠加差值直到统计距离的终点。到达终点之后，新的反射波差值依然会被加在总和上，但与此同时还需要减去上一刻的累计值的一部分(如式(2))。

此外，对波动进行累计的距离范围与车辆的速度有关，可将地表静止对象的距离窗口定义为本车辆速度的函数。本文中，距离窗口(亦称为“距离范围”)指的是本车辆与目标对象之间的、进行波动累计的距离范围。换言之，在车辆从某预定时刻起行驶该距离范围的时间段内，对雷达反射波的波动进行累计并与第二判断图案进行比较。

表1是示出本车辆速度与进行累计的距离窗口之间的对应关系的图表。

表1：本车辆速度与累计距离窗口

如表1所示，当本车辆速度为3m/s时，距离窗口可设定为5m。即，当本车辆从预定时刻起行驶5米的时间段内，对雷达反射波的波动进行累计。本车辆速度为3m/s时，距离窗口为5m，则需要进行统计的时间为5m/(3m/s)，在该时间段内以预定时间间隔来采样雷达反射波并计算出波动累计值，所述预定时间间隔可以是50ms。

当本车辆速度为25m/s时，距离窗口可设定为20m。即，当本车辆从预定时刻起行驶20米的时间段内，对雷达反射波的波动进行累计。本车辆速度为25m/s时，距离窗口为20m，则需要进行统计的时间为20m/(25m/s)，在该时间段内以预定时间间隔来采样雷达反射波并计算出波动累计值，所述预定时间间隔可以是50ms。

此外，上文中描述的自动制动控制装置所包含的第一判断装置111和第二判断装置121中采用的基于本车辆速度的幅值检查表以及幅值波动累计值检查表不仅可表示为基于本车辆速度的检查表，还可表示为基于距离的幅值检查表以及幅值波动累计值检查表。其原理如下：在车辆逐渐迫近前方静止对象的过程中，雷达实时返回目标对象反射波强度。基于当前的本车车速，可从经过大量数据统计获得的表格里面读出通过验证所需最小雷达反射强度阈值。该表格的阈值设置需要相对保守，以确保在可以过滤掉绝大多数的地表对象的同时，真实潜在威胁目标对象可以通过其校验。在判断出前方对象为静止对象时，返回强度值不断地跟表中读出来的阈值进行比较，直到反射强度值在某一刻大于表中的阈值，反射强度校验才获得通过，认为前方对象为非地表对象。反之，将前方对象认定为地表对象，从而不允许后续ADAS功能激活(例如AEB触发)。

此外，如上所述，本发明的发明人通过诸多方法得到并设计出了停止累计的该最小目标距离(D_min)并将该最小目标距离引入到第二判断图案中。当本车辆与对象相距较远时，反射波幅值波动较小，因此，较远距离下采集的波动小于在较短距离下采集的波动。因此，可创建基于距离的幅值波动累计值阈值表(亦称为第二判断图案)，而非使用恒定值，从而在进行阈值检测时对不同的距离范围进行补偿。例如，该阈值表应包含短距离下的大阈值以及长距离下的小阈值。在本车辆靠近目标对象的全程中，将计算出的本车辆的雷达反射波幅值波动累计值与从阈值表中读出的阈值进行比较。在计量的时间段内波动累计值大于阈值时，即，通常在若干个扫描循环内累计波动大于阈值时，确定为该对象是非地表对象，且将该对象的属性一直保持直到雷达再也检测不到该对象。在优选实施方式中，本文中的一个扫描循环可能是50ms，若干个扫描循环可不表示n*50ms的时间段。

此外，本申请人的发明人为了更好地区分真实车辆与地表对象，还提出了诸多优选实施方式。

根据一实施方式，当本车辆的雷达反射波检测器接收到的雷达反射波强度饱和到最大值，在幅值波动累计值上相加一个恒定的差值(Diff_Con)，例如，在优选实施方式中，反射波的饱和最大值可能是21dB，该恒定的差值可能是2dB，即，︱Jerk[trk]︱始终以某一恒定的差值来代替，这用于弥补反射波饱和所引起的波动累计值的不准确。其原因如下：在当前在车辆中使用的雷达反射波检测器中，当接收到的雷达反射波饱和到某一程度时，无论雷达反射波是否有轻微波动，均呈现出恒定的雷达反射波强度。但事实上，雷达反射波不可能是一个恒定的值，只是系统无法将雷达反射波的波动呈现出来而已。为了弥补这一系统性的不足，通过追加该预先设定的值作为饱和反射波的波动值，可进一步提高雷达反射波幅值波动累计值的精确度。至少，通过这一方法，更逼近于实际的反射波波动累计值。

根据本发明的另一实施方式，可对刚检测到地表静止对象时起本车辆前进预定距离(例如5m)的范围内的波动值不予累计。此外，对于检测到低于预定幅值(例如0dB)的反射波幅值的时刻起预定时间(例如2秒)内的时间段内的雷达反射波幅值波动施加一定权重(例如1/4)来进行累计。其工作原理大致如下。

大体而言，当检测到地表静止对象(例如金属板、铁轨)时，其反射波通常为一开始呈现出较强反射且波动较大，之后可能突然呈现出非常弱的信号(幅值小于0dB)。因此，对刚检测到地表静止对象时起本车辆前进预定距离(例如5m)的范围内的波动值不予累计，并且当地表静止对象所反射的信号突然呈现强度减弱时(例如小于0dB)，那么该时刻的反射波幅值的波动差值也会被赋予非常小的权重值后再加到波动累计值总和之上。例如，在检测到较强反射波后检测到弱信号(幅值小于0dB)起的2秒内，对幅值波动累计值施加较小的权重(例如1/4)，弱化该突然变化的波动对累计总和的影响，从而避免大累计幅值波动。这有助于更精确地获得反射波幅值波动累计值，从而可改善AEB触发条件，减少针对地表对象的AEB误触发。

根据本发明的又一实施方式，当前方道路为弧形道路，此时要对阈值表(第一判断图案和第二判断图案)进行补偿，例如，对反射波幅值波动累计而言，可将进行累计的距离缩小，用于补偿弯道中迫近目标对象带来的实际距离的增加。在更优选的实施方式中，当弯道的半径(曲率半径：ROC)为20米，则补偿距离为3米，当ROC为50米，则补偿距离为2.5米等。

在表2中示出了具体的补偿参数。但这一参数并非是限定性的，而是示例性的。根据不同的地表情况、不同的雷达系统等，可调整这一参数。

表2：ROC以及累计距离窗口补偿

ROC(单位：米)	累计距离窗口补偿(单位：米)
		0	3
20	3
		50	2.5
100	2.5
		150	1.5
200	0

例如，当弯道半径为50m时，对累计窗口进行3m的补偿，当弯道半径达到200m时，则不对累计窗口进行补偿等。

当然，基于ROC的补偿还可对反射波强度比较时进行，例如对第一判断图案也应用ROC补偿，这归因于弯道中反射波的传播路径和强度可能与直线道路中的反射波的传播路径和强度略有差异。

此外，根据本发明的又一实施方式，如果本车辆没有正对着目标对象靠近，目标对象的反射强度波动有可能会增加，因此每一帧的波动值需要根据当时本车辆与前车之间的横向偏置程度乘以补偿系数(比例因子)，用于拉低波动值。该系数可以通过实验获得，对于存在横向偏移的本车辆与目标对象而言，该系数通常为小于1的系数。具体为，当对象车辆与本车辆的雷达系统不是严格对齐时，反射波功率幅值波动有所增加。表3示出了获得累计值时所采用的比例因子。即，示出了基于横向偏移的反射波幅值波动累计值的比例因子。

表3：横向偏移与比例因子

横向偏移(单位：米)	比例因子
		0	1
2	1
		3	1
4	0.95
		5	0.7
7	0.5
		9	0.5
12	0.5
		15	0.5

当然，基于横向偏移的补偿还可应用于反射波强度(第一判断图案)比较中，例如对第一判断图案也应用横向偏移补偿，这归因于横向偏移存在时，反射波的传播路径和强度可能与正对准的标准模型之间存在些许差异。

以上，对本发明的诸多实施方式进行了较为详细的说明。接下来，对本发明的实施方式带来的技术效果进行讨论。

为了验证本发明的技术效果，本发明的申请人进行了诸多方面的实验并获得了可靠的数据。实验大致分为正面实验和负面实验，且实验组采用本发明的控制信号，对照组则采用当前常规使用的AEB控制。总体上，本发明的实验组获得的结果优于对照组的结果。

实验1：铁条实验

将本发明的AEB控制装置安装到车辆，该AEB控制装置使用单个 的电子扫描雷达来实现，对该AEB控制装置(实验组)进行测试。此外，将市面常见的AEB触发器装配到车辆上作为对照组。在试验中测试了22个铁条(21个6cm高的铁条和1个9cm高的铁条)的情况。具体实验结果如表4所示。

表4：铁条实验结果

铁条实验的实验结果为对照组的AEB控制情况下，总22个轻微制动被启动。而在使用本发明的AEB控制的情况下，仅启动了1个轻微制动，而该1个轻微制动仅仅是针对9cm高的铁条发起的。对于9cm高的铁条而言，是否应触发AEB是存在争议的，因此，总体上本发明的AEB控制方法将提供优于对照组的AEB控制的结果。避免了紧急制动非必须时触发AEB的情况，可减轻误触发AEB引起的交通事故，诸如追尾。

实验2：铁轨实验

针对铁轨实验，进行了13次测试。对照组的AEB控制的情况下，出现了8个轻微制动和2个紧急制动，而使用本发明的AEB控制的情况下，则没有出现紧急制动。

表5：铁轨实验结果

在使用原来市面上常见的AEB控制的情况下，在实验对象总数为13个的实验中，出现了8个轻微制动和2个紧急制动，这一结果是不理想的。相反，使用本发明的AEB控制的情况下，没有出现轻微制动。尤其没有出现紧急制动。紧急制动对于行驶中的车辆带来诸多潜在危险，例如引发前后车辆的追尾等。因此，在前方对象是铁轨的情况下，迫切需要避免AEB误触发。

实验3：气球车实验

为了检测负面影响，使用静止气球车进行了实验。气球车是无限逼近真实车辆的实验车辆，气球车的雷达反射性能等非常接近真实车辆。当前方对象是气球车时，应当触发AEB，对行驶中的本车辆进行制动，从而避免碰撞。气球车实验结果如下表。

表6：气球车实验结果

气球车实验启示了本发明的AEB控制对气球车实验没有任何负面影响。均触发AEB信号。举例而言，若判断为2秒后将抵达目标对象，则在此时先启动轻微制动，过1秒后，若判断为1秒后将抵达目标对象，则在此时启动紧急制动。

实验结果来看，本发明的AEB控制可避免针对普通地表对象(诸如铁轨和金属板)触发AEB，同时不会带来潜在风险(诸如该触发AEB而不触发等)。广泛地认为，对于仅使用雷达的大多数ADAS系统而言，无法分辨地表对象和真实车辆。但通过使用本发明的AEB控制，可改善仅使用雷达的ADAS系统的AEB触发机制，最大限度地避免误触发的同时确保AEB对紧急情况下的正确应对。

当前主流雷达供应企业可以提供的雷达产品只具备部分地表物体筛选检测的能力。然而由于现实环境中的复杂情况，例如各大城市修建地铁，十字路口大量存在厚度不一的铁板，每个城市的铁道岔口之余路面的高低情况不同，因此各种产品均无法做到高效过滤。本发明的发明人所设计出的方案经过大量实验论证可以避免路面上的常见的所有金属地表静止物体，同时不对真实车辆的检测造成负面影响。具有很大的实际量产意义。

尽管本文中为了突出发明的特点，仅对重要部分进行了描述，但本领域普通技术人员应理解，本发明所涉及的用于自动制动的控制装置及其方法还包括其它常规的部件。

上面已经描述了一些示例性实施例。然而，应该理解的是，可以做出各种修改。例如，如果所描述的技术以不同的顺序执行和/或如果所描述的系统、架构、设备或电路中的组件以不同方式被组合和/或被另外的组件或其等同物替代或补充，则可以实现合适的结果。相应地，其他实施方式也落入权利要求的保护范围内。

Claims (24)

1.一种用于车辆自动制动的控制装置，包括：

雷达反射波幅值信号生成装置，用于根据接收到的雷达反射波的强度来生成雷达反射波幅值信号；

雷达反射波幅值波动累计值生成装置，用于根据接收到的所述雷达反射波的强度波动来生成雷达反射波幅值波动累计值；

制动触发信号生成装置，用于生成制动触发信号；

第一判断装置，用于判断所生成的雷达反射波幅值信号是否满足第一预定判断图案；

第二判断装置，用于判断所生成的雷达反射波幅值波动累计值是否满足第二预定判断图案；以及

控制信号生成装置，用于根据所述制动触发器输出的所述制动触发信号、所述第一判断装置和所述第二判断装置的输出信号，来生成车辆自动制动控制信号并输出。

2.如权利要求1所述的控制装置，所述第一预定判断图案、所述第二预定判断图案与行驶中的本车辆的速度相关联。

3.如权利要求1所述的控制装置，所述第一预定判断图案、所述第二预定判断图案与行驶中的本车辆与目标对象之间的距离相关联。

4.如权利要求1所述的控制装置，当前时刻的所述雷达反射波幅值波动累计值为前一时刻的所述雷达反射波幅值波动累计值与当前时刻的波动值之和。

5.如权利要求4所述的控制装置，当进行累计的距离范围超出预定的距离范围时，当前时刻的所述雷达反射波幅值波动累计值为前一时刻的所述雷达反射波幅值波动累计值乘上预定权重得到的值与当前时刻的波动值之和。

6.如权利要求1所述的控制装置，所述雷达反射波幅值波动累计值生成装置生成所述雷达反射波幅值波动累计值时，不对最小目标距离内的波动进行累计。

7.如权利要求1所述的控制装置，当检测到的雷达反射波幅值为饱和最大值时，所述雷达反射波幅值累计值生成装置对前一时刻的所述雷达反射波幅值波动累计值相加恒定波动值。

8.如权利要求1所述的控制装置，所述雷达反射波幅值波动累计值生成装置生成所述雷达反射波幅值波动累计值时，不对本车辆自检测到前方对象的时刻起行驶预定距离内的波动值进行累计。

9.如权利要求1所述的控制装置，所述雷达反射波幅值波动累计值生成装置生成所述雷达反射波幅值波动累计值时，在检测到雷达反射波幅值波动大于预定数值起的预定时间内，对该预定时间段内的波动施加权重。

10.如权利要求1所述的控制装置，当前方道路为弯道，所述车辆自动制动的控制装置根据弯道半径进行补偿。

11.如权利要求1所述的控制装置，当本车辆与前方对象存在横向偏移时，所述车辆自动制动的控制装置根据横向偏移距离进行补偿。

12.一种用于车辆自动制动的控制方法，包括如下步骤：

根据接收到的雷达反射波的强度来生成雷达反射波幅值信号；

根据接收到的所述雷达反射波的强度波动来生成雷达反射波幅值波动累计值；

根据接收到的所述雷达反射波，生成制动触发信号；

判断所生成的雷达反射波幅值信号是否满足第一预定判断图案；

判断所生成的雷达反射波幅值波动累计值是否满足第二预定判断图案；以及

根据所述制动触发信号、基于所述第一预定判断图案和所述第二预定判断图案的结果，来生成车辆自动制动控制信号并输出。

13.如权利要求12所述的控制方法，所述第一预定判断图案、所述第二预定判断图案与行驶中的本车辆的速度相关联。

14.如权利要求12所述的控制方法，所述第一预定判断图案、所述第二预定判断图案与行驶中的本车辆与目标对象之间的距离相关联。

15.如权利要求12所述的控制方法，当前时刻的所述雷达反射波幅值波动累计值为前一时刻的所述雷达反射波幅值波动累计值与当前时刻的波动值之和。

16.如权利要求15所述的控制方法，当进行累计的距离范围超出预定的距离范围时，当前时刻的所述雷达反射波幅值波动累计值为前一时刻的所述雷达反射波幅值波动累计值乘上预定权重得到的值与当前时刻的波动值之和。

17.如权利要求12所述的控制方法，在生成所述雷达反射波幅值波动累计值时，不对最小目标距离内的波动进行累计。

18.如权利要求12所述的控制方法，当检测到的雷达反射波幅值为饱和最大值时，在生成雷达反射波幅值波动累计值的步骤中，对前一时刻的所述雷达反射波幅值波动累计值相加恒定波动值。

19.如权利要求12所述的控制方法，在生成所述雷达反射波幅值波动累计值时，不对本车辆自检测到前方对象的时刻起行驶预定距离内的波动值进行累计。

20.如权利要求12所述的控制方法，在生成所述雷达反射波幅值波动累计值时，在检测到雷达反射波幅值波动大于预定数值起的预定时间内，对该预定时间段内的波动施加权重。

21.如权利要求12所述的控制方法，当前方道路为弯道，所述车辆自动制动的控制装置根据弯道的曲率半径进行补偿。

22.如权利要求12所述的控制方法，当本车辆与前方对象存在横向偏移时，所述车辆自动制动的控制方法根据横向偏移距离进行补偿。

23.一种存储指令的机器可读存储介质，当所述指令由所述机器执行时，使所述机器执行如权利要求12-22中任一项所述的方法。

24.一种计算系统，包括多个装置以用于分别执行如权利要求12-22中任一项所述的方法中的步骤。