CN111319623B - 一种基于自适应巡航控制的车辆筛选方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于自适应巡航控制的车辆筛选方法及装置，所述方法包括：获取前方车辆的多个历史位置坐标；分别将所述历史位置坐标转换为当前时刻下与本车的位置具有相对关系的相对位置坐标；利用所述相对位置坐标预测对应的前方车辆的行驶轨迹；判断所述前方车辆的行驶轨迹是否在所述本车的行驶车道内，若是，则所述前方车辆被筛选为所述本车在自适应巡航控制下的跟随目标。通过本申请实施例提供的车辆筛选方法，可以代替驾驶员执行加减速命令进行跟车行驶，提高了ACC系统的目标筛选准确度以及减少了误控制，以降低本车发生骤然加速或减速给驾驶员带来的不适感。

Description

一种基于自适应巡航控制的车辆筛选方法及装置

技术领域

本发明涉及自适应巡航控制技术领域，尤其是涉及一种基于自适应巡航控制的车辆筛选方法及装置。

背景技术

随着汽车工业的蓬勃发展，智能驾驶逐步走入人们的生活，作为辅助智能驾驶的重要组成部分，自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control，ACC)技术得到了广泛的关注。迄今为止，ACC系统已经被充分证明具有可以减轻驾驶员疲劳、提高车辆行驶安全性的功能，并得到了广泛的应用。

但是，ACC系统对环境的适应性较差，比如当左前方车辆突然加塞到本车正在行驶的车道，ACC系统会将跟随目标从正前方车辆变为左前方车辆，然后导致本车骤然减速；又或者当左前方车辆突然不想加塞到本车正在行驶的车道，ACC系统会将跟随目标从左前方车辆变回正前方车辆，然后导致本车骤然加速，骤然加速骤然减速都会导致驾驶员感到不适，甚至是高度紧张。又比如，当本车跟随的正前方车辆突然拐弯，会导致ACC系统丢失跟随目标，从而骤然加速，也会导致驾驶员感到不适。

因此，在使用ACC时，如何降低驾驶员的不适感，让驾驶员真正减轻疲劳就成为了各家汽车公司角力的关键。

发明内容

针对上述问题，本申请提供一种基于自适应巡航控制的车辆筛选方法及装置，用于降低驾驶员在使用自适应巡航控制系统控制车辆时的不适感。

在本申请第一方面提供了一种基于自适应巡航控制的车辆筛选方法，所述方法包括：

获取前方车辆的多个历史位置坐标；

分别将所述历史位置坐标转换为当前时刻下与本车的位置具有相对关系的相对位置坐标；

利用所述相对位置坐标预测对应的前方车辆的行驶轨迹；

判断所述前方车辆的行驶轨迹是否在所述本车的行驶车道内，若是，则所述前方车辆被筛选为所述本车在自适应巡航控制下的跟随目标。

可选的，所述分别将所述历史位置坐标转换为当前时刻下与本车的位置具有相对关系的相对位置坐标，包括：

分别将所述历史位置坐标通过二维平移旋转复合变换方法，转换为当前时刻下以本车为原点的坐标系下的相对位置坐标。

可选的，所述利用所述相对位置坐标预测对应的前方车辆的行驶轨迹之前还包括：

去除所述相对位置坐标中的异常坐标。

可选的，所述去除所述相对位置坐标中的异常坐标，包括：

计算每两个相邻的相对位置坐标之间的横向距离；其中，所述横向距离为以本车行进方向为轴的水平距离；

当所述相对位置坐标的横向距离的方差超过异常阈值时，去除所述相对位置坐标。

可选的，所述获取前方车辆的多个历史位置坐标，包括：

每隔固定时间获取前方车辆的固定数量的历史位置坐标。

可选的，所述获取前方车辆的多个历史位置坐标，包括：

实时获取前方车辆的历史位置坐标。

可选的，所述利用所述相对位置坐标预测对应的前方车辆的行驶轨迹，包括：

利用所述相对位置坐标，采用最小二乘法预测对应的前方车辆的行驶轨迹。

可选的，所述判断所述前方车辆的行驶轨迹是否在所述本车的行驶车道内，包括：

计算所述本车的位置与所述行驶轨迹的垂线距离；

若所述垂线距离小于预设阈值时，判断所述前方车辆的行驶轨迹在所述本车的形式车道内。

可选的，所述方法还包括：

当所述跟随目标为多个时，计算所述本车的位置与每一个跟随目标在行驶方向上的距离，选取所述距离最小的跟随目标作为最终跟随目标。

在本申请第二方面提供了一种基于自适应巡航控制的车辆筛选装置，所述装置包括：

获取单元、转换单元、预测单元与筛选单元；

所述获取单元，用于获取前方车辆的多个历史位置坐标；

所述转换单元，用于分别将所述历史位置坐标转换为当前时刻下与本车的位置具有相对关系的相对位置坐标；

所述预测单元，用于利用所述相对位置坐标预测对应的前方车辆的行驶轨迹；

所述筛选单元，用于断所述前方车辆的行驶轨迹是否在所述本车的行驶车道内，若是，则所述前方车辆被筛选为所述本车在自适应巡航控制下的跟随目标。

相对于现有技术，本申请上述技术方案的优点在于：

在本申请提供的技术方法中，首先获取前方车辆的多个历史位置坐标，然后分别将所述历史位置坐标转换为当前时刻下与本车的位置具有相对关系的相对位置坐标，利用所述相对位置坐标预测对应的前方车辆的行驶轨迹，最后判断所述前方车辆的行驶轨迹是否在所述本车的行驶车道内，若是，则所述前方车辆被筛选为所述本车在自适应巡航控制下的跟随目标。采用本申请实施例提供的车辆筛选方法，可以通过将本车前方的车辆多个历史位置坐标转换为相对于本车的相对位置坐标，然后通过相对位置坐标预测出该前方车辆相对本车的行驶轨迹，当判断出前方车辆的行驶轨迹在本车车道内时，选择该前方车辆作为在自适应巡航控制下的跟随目标，代替驾驶员执行加减速命令进行跟车行驶，提高了ACC系统的目标筛选准确度以及减少了误控制，以降低本车发生骤然加速或减速给驾驶员带来的不适感。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请提供的一种基于自适应巡航控制的车辆筛选方法的流程图；

图2为本申请提供的一种二维旋转变换的示意图；

图3为本申请提供的一种二维平移变换的示意图；

图4为本申请提供的一种二维旋转平移变换的示意图；

图5为本申请提供的一种基于自适应巡航控制的车辆筛选装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，图1是本申请提供的一种基于自适应巡航控制的车辆筛选方法的流程图，该方法可以包括以下步骤101-104。

步骤101：获取前方车辆的多个历史位置坐标。

获取前方车辆的多个历史位置坐标，前方车辆不限于本车正前方的车辆，同时也包括本车的左前方车辆、右前方车辆等本车传感器可采集范围内的车辆的历史位置坐标。

在一种可能的实施方式中，可以每隔固定时间获取前方车辆的固定数量的历史位置坐标，例如，每隔一秒获取前方车辆的6个历史位置坐标，分别是0、0.2、0.4、0.6、0.8和1秒时刻前方车辆的位置坐标；又或者每隔一秒获取前方车辆的10个历史位置坐标，分别是0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9和1秒时刻前方车辆的位置坐标；又或者每隔两秒获取前方车辆的10个历史位置坐标，分别是0.2、0.3、0.5、0.7、0.8、1、1.1、1.3、1.5和1.9秒时刻前方车辆的位置坐标等。

在一种可能的实施方式中，可以实时获取前方车辆的历史位置坐标，相每隔固定时间获取前方车辆的固定数量的历史位置坐标的实施方式，本实施方式不需要对采集的历史位置坐标进行存储再获取，而是可以直接实时采集，无需存储然后直接进行使用。

步骤102：分别将所述历史位置坐标转换为当前时刻下与本车的位置具有相对关系的相对位置坐标。

获取到的历史坐标是在不同历史时刻下的前方车辆位置坐标，因此需要将不同历史时刻的前车相对于本车的位置坐标转换到同一时刻下，例如当前时刻，这样转换后的多个历史位置坐标才是当前时刻前车相对于本车的相对位置坐标，此时多个相对位置坐标才在当前时刻下具有相对于本车具有同一变化趋势。

在一种可能的实施方式中，可以分别将所述历史位置坐标通过二维平移旋转复合变换方法，转换为当前时刻下以本车为原点的坐标系下的相对位置坐标。

具体地，二维平移旋转复合变换方法是二维旋转变换与二维平移变换的组合方法。可以将前方车辆在t₁时刻下的位置坐标通过二维旋转变化，转换为在t₁时刻下，以本车为原点的坐标系下的坐标，如图2所示，以前方车辆为原点的坐标系oxy关于z轴逆时针旋转θ角得到以本车为原点的坐标系ox′y′，点P为固定点，即前车的位置，在两种坐标系下坐标分别为(x,y),(x′,y′)。根据几何计算易得：

x′＝cosθ(x+tanθ·y)＝cosθ·x+sinθ·y

y′＝cosθ(y-tanθ·x)＝-sinθ·x+cosθ·y

矩阵形式则有：

左乘旋转矩阵逆矩阵则有：

将t₁时刻下前方车辆的位置坐标转换到t₁时刻下的以本车为坐标原点的坐标系下，因为需要多个前方车辆的历史坐标，所以还应该再将转换过的点转换到t₂时刻下的以本车为坐标原点的坐标系下，此时只需要本车的加速度即可，如图3所示，可以将前方车辆在t₁时刻下的位置坐标通过二维平移变化，转换为在t₂时刻下以本车为原点的坐标系下的坐标，需要将t₁时刻下旧坐标系oxy平移得到t₂时刻下新坐标ox′y′，o′点旧坐标系下的坐标为(o_x,o_y)，点P为固定点，在新旧坐标系下坐标分别为(x,y),(x′,y′)。根据几何计算易得：

x′＝x-o_x

y′＝y-o_y

易得：

x＝x′+o_x

y＝y′+o_y

通过上述两种变换可以完成坐标点的变换，上述两种方式可以合并在一起计算，而不用分开计算，就是二维平移旋转复合变换方法，如图4所示，旧坐标系ox′y′关于z轴逆时针旋转θ角得到新坐标ox″y″,新坐标系原点O′(O")在旧坐标系下oxy的坐标为(O_x,O_y),点P为固定点，在新旧坐标系下坐标分别为(x′,y′),(x",y")。根据旋转变换计算公式有：

根据平移变换公式有

最终得二维平移旋转复合变换公式：

通过上述二维平移旋转复合变换，可以完成将所述历史位置坐标转换为当前时刻下与本车的位置具有相对关系的相对位置坐标。

步骤103：利用所述相对位置坐标预测对应的前方车辆的行驶轨迹。

可以通过多个转换后的相对位置坐标预测该相对位置坐标对应的前方车辆的行驶轨迹。

在一种可能的实施方式中，可以利用所述相对位置坐标，采用最小二乘法拟合对应的前方车辆的行驶轨迹，拟合的公式可以为y＝ax²+b。

在一种可能的实施方式中，还可以在采用转换后的相对位置坐标拟合前方车辆行驶轨迹时，去除所述相对位置坐标中的异常坐标，因为明显异常的坐标会导致预测得到的行驶轨迹不准确。

在一种可能的实施方式中，去除所述相对位置坐标中的异常坐标的具体方法可以为：先计算每两个相邻的相对位置坐标之间的横向距离；其中，所述横向距离为以本车行进方向为轴的水平距离，然后当所述相对位置坐标的横向距离的方差超过异常阈值时，去除所述相对位置坐标。异常阈值可以根据实际情况进行设置，在本申请实施例不具体进行限定。

步骤104：判断所述前方车辆的行驶轨迹是否在所述本车的行驶车道内，若是，则所述前方车辆被筛选为所述本车在自适应巡航控制下的跟随目标。

所述前方车辆有可能是左前方车辆，也有可能是右前方车辆，也有可能是正前方车辆，此时无法确定本车应该跟随哪一辆前方车辆，但是可以确定的是本车应该跟随与本车一个方向上的前方车辆，即应该跟随和本车在一个车道的前方车辆，所以应该判断前方车辆的行驶轨迹是否在本车的行驶车道，如果是，则在多辆前方车辆中将和本车一个车道的前方车辆筛选出来，作为本车在自适应巡航控制下的跟随目标。

通过采用前方车辆的历史运行轨迹预测前方车辆是否与本车在一个车道的方式，通过历史轨迹预测前方车辆筛选出的跟随目标会使ACC的跟随车辆更加准确，不会发生因为预测不准突然加速或减速的情况，会降低驾驶员的紧张感，提升驾驶体验。

在一种可能的实施方式中，可以先计算所述本车的位置与所述行驶轨迹的垂线距离，即预测得到的行驶轨迹与以本车为原点的坐标系的X轴的交点的横向距离；其中，所述横向距离为以本车行进方向为轴的水平距离。然后当所述垂线距离小于预设阈值时，判断所述前方车辆的行驶轨迹在所述本车的形式车道内。在本申请的实施例中，预设阈值可以根据实际需要进行设定。

在一种可能的实施方式中，最后确定的与本车一个车道的前方车辆有可能由多辆，当所述跟随目标为多个时，计算所述本车的位置与每一个跟随目标在行驶方向上的距离，选取所述距离最小的跟随目标作为最终跟随目标，即在纵向方向上选取与本车距离最近的前方车辆作为跟随目标。

在本申请提供的技术方法中，首先获取前方车辆的多个历史位置坐标，然后分别将所述历史位置坐标转换为当前时刻下与本车的位置具有相对关系的相对位置坐标，利用所述相对位置坐标预测对应的前方车辆的行驶轨迹，最后判断所述前方车辆的行驶轨迹是否在所述本车的行驶车道内，若是，则所述前方车辆被筛选为所述本车在自适应巡航控制下的跟随目标。采用本申请实施例提供的车辆筛选方法，可以通过将本车前方的车辆多个历史位置坐标转换为相对于本车的相对位置坐标，然后通过相对位置坐标预测出该前方车辆相对本车的行驶轨迹，当判断出前方车辆的行驶轨迹在本车车道内时，选择该前方车辆作为在自适应巡航控制下的跟随目标，代替驾驶员执行加减速命令进行跟车行驶，提高了ACC系统的目标筛选准确度以及减少了误控制，以降低本车发生骤然加速或减速给驾驶员带来的不适感。

本发明实施例除了提供的一种基于自适应巡航控制的车辆筛选方法外，还提供了一种基于自适应巡航控制的车辆筛选装置，如图5所示，包括：

获取单元510、转换单元520、预测单元530与筛选单元540，其中：

获取单元510可以用于获取前方车辆的多个历史位置坐标；

转换单元520可以用于分别将所述历史位置坐标转换为当前时刻下与本车的位置具有相对关系的相对位置坐标；

预测单元530可以用于利用所述相对位置坐标预测对应的前方车辆的行驶轨迹；

筛选单元540可以用于判断所述行驶轨迹是否会导致所述本车的跟车速度发生变化，若是，发出筛选提示。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于自适应巡航控制的车辆筛选方法，其特征在于，所述方法包括：

获取前方车辆的多个历史位置坐标；

分别将所述历史位置坐标转换为当前时刻下与本车的位置具有相对关系的相对位置坐标；

利用所述相对位置坐标预测对应的前方车辆的行驶轨迹；

判断所述前方车辆的行驶轨迹是否在所述本车的行驶车道内，若是，则所述前方车辆被筛选为所述本车在自适应巡航控制下的跟随目标；

所述分别将所述历史位置坐标转换为当前时刻下与本车的位置具有相对关系的相对位置坐标，包括：

分别将所述历史位置坐标通过二维平移旋转复合变换方法，转换为当前时刻下以本车为原点的坐标系下的相对位置坐标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述相对位置坐标预测对应的前方车辆的行驶轨迹之前还包括：

去除所述相对位置坐标中的异常坐标。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述去除所述相对位置坐标中的异常坐标，包括：

计算每两个相邻的相对位置坐标之间的横向距离；其中，所述横向距离为以本车行进方向为轴的水平距离；

当所述相对位置坐标的横向距离的方差超过异常阈值时，去除所述相对位置坐标。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取前方车辆的多个历史位置坐标，包括：

每隔固定时间获取前方车辆的固定数量的历史位置坐标。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取前方车辆的多个历史位置坐标，包括：

实时获取前方车辆的历史位置坐标。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述相对位置坐标预测对应的前方车辆的行驶轨迹，包括：

利用所述相对位置坐标，采用最小二乘法预测对应的前方车辆的行驶轨迹。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述前方车辆的行驶轨迹是否在所述本车的行驶车道内，包括：

计算所述本车的位置与所述行驶轨迹的垂线距离；

若所述垂线距离小于预设阈值时，判断所述前方车辆的行驶轨迹在所述本车的形式车道内。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述跟随目标为多个时，计算所述本车的位置与每一个跟随目标在行驶方向上的距离，选取所述距离最小的跟随目标作为最终跟随目标。

9.一种基于自适应巡航控制的车辆筛选装置，其特征在于，所述装置包括：

获取单元、转换单元、预测单元与筛选单元；

所述获取单元，用于获取前方车辆的多个历史位置坐标；

所述转换单元，用于分别将所述历史位置坐标转换为当前时刻下与本车的位置具有相对关系的相对位置坐标；

所述预测单元，用于利用所述相对位置坐标预测对应的前方车辆的行驶轨迹；

所述筛选单元，用于断所述前方车辆的行驶轨迹是否在所述本车的行驶车道内，若是，则所述前方车辆被筛选为所述本车在自适应巡航控制下的跟随目标；

所述分别将所述历史位置坐标转换为当前时刻下与本车的位置具有相对关系的相对位置坐标，包括：

分别将所述历史位置坐标通过二维平移旋转复合变换方法，转换为当前时刻下以本车为原点的坐标系下的相对位置坐标。

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