CN111469840A - 一种车辆跟车距离控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆跟车距离控制方法及装置，利用基于变结构滑膜控制理论所建立的跟踪坐标系，可以确定前车与本车之间的相对速度值和相对距离值所在的目标区域，进而按照目标区域的类型处理计算得到的本车加速度值得到最优加速度值，从而由下层控制器按照该最优加速度值控制动力系统和/或者制动系统完成扭矩输出。本发明通过设计系统匀速区和系统缓冲区，解决了前车近距离切入切出所出现的制动减速度不够平滑连续的问题，提高了乘坐舒适性。

Description

一种车辆跟车距离控制方法及装置

技术领域

本发明涉及车辆辅助驾驶技术领域，更具体地说，涉及一种车辆跟车距 离控制方法及装置。

背景技术

汽车自适应巡航系统是在传统定速巡航的基础上增加外部雷达或摄像头 等传感器，通过获取环境信息输出加速或减速控制指令给车辆执行系统，以 解放驾驶员的双脚。

现有的自适应巡航技术，在前方出现速度低于驾驶员所设定目标速度且 相对距离小于驾驶员所设定安全距离的前车时，本车的车辆控制器会立即决 策减速度请求值，从而使本车达到与前车相同的速度以及安全距离；而当前 车辆逐渐加速时，本车也会跟随加速，但速度不会超过目标速度。

上述控制策略对于路况良好的高速道路可以保证舒适性，但在路况拥堵 或者车道弯道较小时，前车突然近距离切入切出会出现制动减速度不够平滑 连续的问题，从而影响驾驶员乘坐的舒适性。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种车辆跟车距离控制方法及 装置，技术方案如下：

一种车辆跟车距离控制方法，包括：

获取针对前车的环境信息，所述环境信息的前车加速度值、与本车之间 的相对速度值和相对距离值；

在预先基于变结构滑膜控制理论建立的跟踪坐标系中确定所述相对速度 值和所述相对距离值所在的目标区域，所述目标区域为系统加速区、系统减 速区、系统匀速区和系统缓冲区中的一个；

将所述前车加速度值、所述相对速度值、所述相对距离值和预设安全距 离值代入至预先基于滑膜面特性确定的加速度控制律中，计算本车加速度值；

按照所述目标区域的类型处理所述本车加速度值得到最优加速度值，并 将所述最优加速度值下发至下层控制器，以使所述下层控制器基于所述最优 加速度值控制动力系统和/或制动系统的输出扭矩。

优选的，预先基于变结构滑膜控制理论建立跟踪坐标系的过程包括：

构建巡航系统滑膜面，所述巡航系统滑膜面由相对速度滑膜面、相对距 离滑膜面和控制增益构成；

建立以前车与本车之间的相对速度为纵轴、以跟随距离误差为横轴的初 始坐标系，其中，跟随距离误差用于表征前车与本车之间的相对距离与预设 安全距离的误差；

利用所述巡航系统滑膜面将所述初始坐标系划分为系统加速区、系统减 速区以及加速度过渡区；

基于预设匀速区最小相对速度将所述加速度过渡区划分为系统匀速区和 系统缓冲区。

优选的，所述利用所述巡航系统滑膜面将所述初始坐标系划分为系统加 速区、系统减速区以及加速度过渡区之前，所述方法还包括：

对所述巡航系统滑膜面进行区域扩展得到巡航系统滑膜层。

优选的，所述基于预设匀速区最小相对速度将所述加速度过渡区划分为 系统匀速区和系统缓冲区之后，还包括：

利用预设匀速区边界相对距离和所述控制增益优化所述系统匀速区与所 述系统缓冲区的边界。

优选的，所述预先基于滑膜面特性确定的加速度控制律为：

a_des为本车加速度，

为前车加速度，k_G为所述控制增益，v_rel为前车与本 车的相对速度、η为预设控制参数且η＞0，S为所述巡航系统滑膜面，t_set为预 设安全距离。

优选的，所述按照所述目标区域的类型处理所述本车加速度值得到最优 加速度值，包括：

如果所述目标区域为系统加速区或者系统减速区，则将所述本车加速度 值作为最优加速度值；

如果所述目标区域为系统匀速区，则将所述最优加速度值确定为0；

如果所述目标区域为系统缓冲区，则对所述本车加速度值进行滤波处理 得到最优加速度值。

一种车辆跟车距离控制装置，包括：获取模块、确定模块、计算模块和 处理模块，所述确定模块中包含有坐标系建立单元，所述计算模块中包含有 控制律确定单元；

所述获取模块，用于获取针对前车的环境信息，所述环境信息的前车加 速度值、与本车之间的相对速度值和相对距离值；

所述坐标系建立单元，用于预先基于变结构滑膜控制理论建立跟踪坐标 系；

所述确定模块，用于在所述跟踪坐标系中确定所述相对速度值和所述相 对距离值所在的目标区域，所述目标区域为系统加速区、系统减速区、系统 匀速区和系统缓冲区中的一个；

所述控制律确定单元，用于预先基于滑膜面变化率确定的加速度控制律；

所述计算模块，用于将所述前车加速度值、所述相对速度值、所述相对 距离值和预设安全距离值代入所述加速度控制律中，计算本车加速度值；

所述处理模块，用于按照所述目标区域的类型处理所述本车加速度值得 到最优加速度值，并将所述最优加速度值下发至下层控制器，以使所述下层 控制器基于所述最优加速度值控制动力系统和/或制动系统的输出扭矩。

优选的，所述坐标系建立单元，具体用于：

构建巡航系统滑膜面，所述巡航系统滑膜面由相对速度滑膜面、相对距 离滑膜面和控制增益构成；建立以前车与本车之间的相对速度为纵轴、以跟 随距离误差为横轴的初始坐标系，其中，跟随距离误差用于表征前车与本车 之间的相对距离与预设安全距离的误差；利用所述巡航系统滑膜面将所述初 始坐标系划分为系统加速区、系统减速区以及加速度过渡区；基于预设匀速 区最小相对速度将所述加速度过渡区划分为系统匀速区和系统缓冲区。

优选的，所述坐标系建立单元，还用于：

利用预设匀速区边界相对距离和所述控制增益优化所述系统匀速区与所 述系统缓冲区的边界。

优选的，所述处理模块，具体用于：

如果所述目标区域为系统加速区或者系统减速区，则将所述本车加速度 值作为最优加速度值；如果所述目标区域为系统匀速区，则将所述最优加速 度值确定为0；如果所述目标区域为系统缓冲区，则对所述本车加速度值进行 滤波处理得到最优加速度值。

相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：

以上本发明提供了一种车辆跟车距离控制方法及装置，利用基于变结构 滑膜控制理论所建立的跟踪坐标系，可以确定前车与本车之间的相对速度值 和相对距离值所在的目标区域，进而按照目标区域的类型处理计算得到的本 车加速度值得到最优加速度值，从而由下层控制器按照该最优加速度值控制 动力系统和/或者制动系统完成扭矩输出。本发明通过设计系统匀速区和系统 缓冲区，解决了前车近距离切入切出所出现的制动减速度不够平滑连续的问 题，提高了乘坐舒适性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的车辆跟车距离控制方法的方法流程图；

图2为跟踪坐标系示例；

图3为本发明实施例提供的车辆跟车距离控制方法的部分方法流程图；

图4示出一初始坐标系划分结果；

图5为系统匀速区和系统缓冲区的边界设计示例；

图6a为第一象限状态迁移曲线示例；

图6b为第二四象限状态迁移曲线示例；

图6c为第三象限状态迁移曲线示例；

图6d为第二四象限状态迁移曲线另一示例；

图7为本发明实施例提供的车辆跟车距离控制装置的结构示意图。

具体实施方式

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。

本发明实施例提供一种车辆跟车距离控制方法，该方法可以应用于车辆 控制器，方法流程图如图1所示，包括如下步骤：

S10，获取针对前车的环境信息，环境信息的前车加速度值、与本车之间 的相对速度值和相对距离值。

在执行步骤S10的过程中，可以利用车载雷达或摄像头等传感器获取针 对前车的环境信息，环境信息包括但不局限于前车加速度值、前车与本车之 间的相对速度值、前车与本车之间的相对距离值，还可以获取前车速度值等 等，本实施例对此并不限定。

S20，在预先基于变结构滑膜控制理论建立的跟踪坐标系中确定相对速度 值和相对距离值所在的目标区域，目标区域为系统加速区、系统减速区、系 统匀速区和系统缓冲区中的一个。

图2为跟踪坐标系示例，可以看出，该跟踪坐标系的横轴为跟随距离误 差，其中，跟随距离误差用于表征前车与本车之间的相对距离与预设安全距 离的误差，且被分割为4种区域——系统加速区、系统减速区、系统匀速区 和系统缓冲区。在确定相对速度值和相对距离值所在的目标区域过程中，可 以首先计算相对距离值与预设安全距离值之间的跟随误差值，并确定(相对 距离值，跟随误差值)在跟踪坐标系中所在的目标区域。

需要说明的是，系统加速区是指在这个区间内对车辆的加速度请求为正； 系统减速区是指在这个区间内对加速度的请求为负值；系统匀速区是指车辆 加速度为零，保持车辆按照上一时刻速度运行；而系统缓冲区为系统加速区、 系统减速区以及系统匀速区三个区间相互交互时的区间，在这一区间内相对 速度和相对距离也同样趋近理想滑膜面。

减速度的变化直接影响乘客的舒适性，本发明设计系统匀速区，并在此 区间内设计输出的加速度为定值0，从而在保证行车安全的前提下，更好模拟 人类驾驶习惯尽量减少车辆加速度带来的波动，从而增强系统舒适性。当前 方车辆以较之本车较高的车速切入本车前方，由于切入后相对距离过近，传 统一阶控制算法会立即让本车减速制动达到安全跟车目的，然而本发明在这 种工况下不会制动而是保持本车匀速，利用相对速度差拉开本车与前车的距 离从而保持稳定跟车目的。

具体实现过程中，步骤S20中“预先基于变结构滑膜控制理论建立跟踪 坐标系”的过程可以具体采用以下步骤，方法流程图如图3所示：

S201，构建巡航系统滑膜面，巡航系统滑膜面由相对速度滑膜面、相对 距离滑膜面和控制增益构成。

在执行步骤S201的过程中，由于自适应巡航系统需控制前车与本车相对 速度误差收敛至0，同时相对距离收敛至驾驶员设定的安全距离然而由于速度 和距离的收敛特性不同，设计巡航系统滑膜面如公式(1)所示。

S＝S_spd+k_GS_dist (1)

其中，S_spd＝v_hd-v_ego和S_dist＝D_sen-D_des分别为速度滑膜面和距离误差滑 膜面；v_hd表示前车的速度(m/s)，v_ego表示本车的速度(m/s)，D_sen表 示前车与本车的相对距离，D_des表示预设安全距离，k_G表示控制增益且k_G＞0， k_G用来调节距离滑模面和速度滑模面的趋近关系。

在实际应用中，由于自适应巡航系统延迟、系统惯性和策略误差带来的 巡航系统滑膜面附近的高频抖动。而为解决现有技术带来的车辆加速请求和 减速请求频繁切换影响乘坐舒适性的缺陷，提高车辆车距控制舒适性效果， 在其他一些实施例中，可以进一步对巡航系统滑膜面进行区域扩展得到巡航 系统滑膜层，也就有在S＝0理想的巡航系统滑膜面附近增加一个有限厚度的 滑膜层。

S202，建立以前车与本车之间的相对速度为纵轴、以跟随距离误差为横 轴的初始坐标系，其中，跟随距离误差用于表征前车与本车之间的相对距离 与预设安全距离的误差。

基于公式(1)所示出的巡航系统滑膜面，可以建立相对速度-跟随距离误 差坐标系。坐标系纵轴表示前车速度v_hd减去本车速度v_ego，除在坐标轴上的 坐标点以外，第一二象限意味着前车速度v_hd大于本车速度v_ego，第三四象限 意味前车速度v_hd小于本车速度v_ego，坐标原点为两车车速相同v_hd＝v_ego；坐 标系横轴表示前车与本车的相对距离D_sen减去预设安全距离D_des，第一四象限 意味相对距离D_sen大于预设安全距离D_des，第二三象限意味相对距离D_sen小于 预设安全距离D_des，坐标原点即为当前的理想距离D_des＝D_sen。因此坐标原点为自适应巡航跟车的理想点。

S203，利用巡航系统滑膜面将初始坐标系划分为系统加速区、系统减速 区以及加速度过渡区。

如图4示出的初始坐标系划分结果，在巡航系统滑膜面S＝0区间上侧， 巡航系统滑膜面的变化率为非正定，即系统从S>0趋近于巡航系统滑膜面S＝ 0，从而将系统拉至滑动稳态区；在巡航系统滑膜面S＝0区间下侧，S的变化 率为非负定，从而将系统从下侧吸引至滑动稳态区实现稳定跟车。而在巡航 系统滑膜面上方或下方与横轴相交角度小于90°的区域为加速度过渡区，而 剩余两部分区域，位于第一二象限的为系统加速度区，位于第三四象限的为 系统减速度区。

S204，基于预设匀速区最小相对速度将加速度过渡区划分为系统匀速区 和系统缓冲区。

本实施例中，以第二象限中的加速度过渡区为例，当相对速度预设匀速 区最小相对速度时，允许进入系统匀速区。

于此同时考虑驾驶员实际驾驶需求，如果前方车辆过近虽然前车车速较 高不会产生碰撞然而本车驾驶员心里预期依然非常紧张，这时系统需要有控 制动作或者更高的相对速度门限来增加驾驶员信息，因此进一步的，利用预 设匀速区边界相对距离和控制增益优化系统匀速区与系统缓冲区的边界：具 体考虑相对距离在[0，D0]区间内，按照巡航系统滑膜面设计斜率，以同样斜 率设计[0，D0]内的系统匀速区内的相对速度最小值，从而保证系统舒适性前 提下增强系统安全性。图5为系统匀速区和系统缓冲区的边界设计示例。

S30，将前车加速度值、相对速度值、相对距离值和预设安全距离值代入 至预先基于滑膜面特性确定的加速度控制律中，计算本车加速度值。

本实施例中，为保证系统状态在各个象限均可以趋近S＝0，即需要在有 限时间内

基于滑膜可达性条件，设计滑膜面有如下公式(2)示 出的特性：

其中η＞0为控制参数，用来调节S→0的速度，η越大S→0的速度越快； 以S>0为例，滑膜面的变化率

为负值，即S一个向0收敛的状态；S<0同理。 基于公式(2)可进一步求得加速度控制律，如公式(3)所示：

其中，a_des为本车加速度，

为前车加速度，k_G为控制增益，v_rel为前车与 本车的相对速度、η为预设控制参数且η＞0，S为巡航系统滑膜面，t_set为预设 安全距离。

本实施例中，通过设计加速度控制律和巡航系统滑膜面，一方面可以使 在巡航系统滑膜面以外的特征点按照设计的加速度控制律趋近巡航系统滑膜 面，并且停留在巡航系统滑膜面周围，即终止在巡航系统滑膜面上，从而达 到稳定跟车效果。

S40，按照目标区域的类型处理本车加速度值得到最优加速度值，并将最 优加速度值下发至下层控制器，以使下层控制器基于最优加速度值控制动力 系统和/或制动系统的输出扭矩。

在执行步骤S60的过程中，如果目标区域为系统加速区或者系统减速区， 则将本车加速度值作为最优加速度值；如果目标区域为系统匀速区，则将最 优加速度值确定为0；如果目标区域为系统缓冲区，则对本车加速度值进行滤 波处理得到最优加速度值，而过滤处理的方式可以为限制加速度变化频率， 还可以为加权滤波方式，本实施例对此不做限定。

如图6a为第一象限状态迁移曲线示例，坐标点P1所示，如果初始状态 在第一象限，即此时刻前车车速较快，相对距离大于理想的跟车距离，此时 按照加速度控制律求解可知，系统请求正的加速度。发动机接收到正向驱动 扭矩后即可驱动车辆加速，从而减少相对距离，减少相对速度误差。随着车 辆加速，根据初始点不同系统坐标可能直接到达理想点；但也有可能先进入 第四象限后，先进入系统缓冲区。值得注意的是，在系统缓冲区内较之第一 象限，前车与本车之间的相对速度已经反向，即随着接近巡航系统滑膜面， 加速度值逐渐减小，然而此时前车依然较快，从而缩短相对距离，并随巡航 系统滑膜面趋近理想点。同理，图6b为第二四象限状态迁移曲线示例，图6c 为第三象限状态迁移曲线示例，图6d为第二四象限状态迁移曲线另一示例。

本发明实施例提供的车辆跟车距离控制方法，利用基于变结构滑膜控制 理论所建立的跟踪坐标系，可以确定前车与本车之间的相对速度值和相对距 离值所在的目标区域，进而按照目标区域的类型处理计算得到的本车加速度 值得到最优加速度值，从而由下层控制器按照该最优加速度值控制动力系统 和/或者制动系统完成扭矩输出。本发明通过设计系统匀速区和系统缓冲区， 解决了前车近距离切入切出所出现的制动减速度不够平滑连续的问题，提高 了乘坐舒适性。

基于上述实施例提供的车辆跟车距离控制方法，本发明实施例还提供一 种执行上述车辆跟车距离控制方法的装置，该装置的结构示意图如图7所示， 包括：获取模块10、确定模块20、计算模块30和处理模块40，确定模块20中 包含有坐标系建立单元201，计算模块30中包含有控制律确定单元301；

获取模块10，用于获取针对前车的环境信息，环境信息的前车加速度值、 与本车之间的相对速度值和相对距离值；

坐标系建立单元201，用于预先基于变结构滑膜控制理论建立跟踪坐标 系；

确定模块20，用于在跟踪坐标系中确定相对速度值和相对距离值所在的 目标区域，目标区域为系统加速区、系统减速区、系统匀速区和系统缓冲区 中的一个；

控制律确定单元301，用于预先基于滑膜面变化率确定的加速度控制律；

计算模块30，用于将前车加速度值、相对速度值、相对距离值和预设安 全距离值代入加速度控制律中，计算本车加速度值；

处理模块40，用于按照目标区域的类型处理本车加速度值得到最优加速 度值，并将最优加速度值下发至下层控制器，以使下层控制器基于最优加速 度值控制动力系统和/或制动系统的输出扭矩。

可选的，坐标系建立单元201，具体用于：

构建巡航系统滑膜面，巡航系统滑膜面由相对速度滑膜面、相对距离滑 膜面和控制增益构成；建立以前车与本车之间的相对速度为纵轴、以跟随距 离误差为横轴的初始坐标系，其中，跟随距离误差用于表征前车与本车之间 的相对距离与预设安全距离的误差；利用巡航系统滑膜面将初始坐标系划分 为系统加速区、系统减速区以及加速度过渡区；基于预设匀速区最小相对速 度将加速度过渡区划分为系统匀速区和系统缓冲区。

可选的，坐标系建立单元201，还用于：

利用预设匀速区边界相对距离和控制增益优化系统匀速区与系统缓冲区 的边界。

可选的，处理模块40，具体用于：

如果目标区域为系统加速区或者系统减速区，则将本车加速度值作为最 优加速度值；如果目标区域为系统匀速区，则将最优加速度值确定为0；如果 目标区域为系统缓冲区，则对本车加速度值进行滤波处理得到最优加速度值。

本发明实施例提供的车辆跟车距离控制装置，通过设计系统匀速区和系 统缓冲区，解决了前车近距离切入切出所出现的制动减速度不够平滑连续的 问题，提高了乘坐舒适性。

以上对本发明所提供的一种车辆跟车距离控制方法及装置进行了详细介 绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实 施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领 域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会 有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个 实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似 的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的 方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用 来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗 示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、 “包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要 素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、 方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括 一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设 备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种车辆跟车距离控制方法，其特征在于，包括：

获取针对前车的环境信息，所述环境信息的前车加速度值、与本车之间的相对速度值和相对距离值；

在预先基于变结构滑膜控制理论建立的跟踪坐标系中确定所述相对速度值和所述相对距离值所在的目标区域，所述目标区域为系统加速区、系统减速区、系统匀速区和系统缓冲区中的一个；

将所述前车加速度值、所述相对速度值、所述相对距离值和预设安全距离值代入至预先基于滑膜面特性确定的加速度控制律中，计算本车加速度值；

按照所述目标区域的类型处理所述本车加速度值得到最优加速度值，并将所述最优加速度值下发至下层控制器，以使所述下层控制器基于所述最优加速度值控制动力系统和/或制动系统的输出扭矩。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先基于变结构滑膜控制理论建立跟踪坐标系的过程包括：

构建巡航系统滑膜面，所述巡航系统滑膜面由相对速度滑膜面、相对距离滑膜面和控制增益构成；

建立以前车与本车之间的相对速度为纵轴、以跟随距离误差为横轴的初始坐标系，其中，跟随距离误差用于表征前车与本车之间的相对距离与预设安全距离的误差；

利用所述巡航系统滑膜面将所述初始坐标系划分为系统加速区、系统减速区以及加速度过渡区；

基于预设匀速区最小相对速度将所述加速度过渡区划分为系统匀速区和系统缓冲区。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述巡航系统滑膜面将所述初始坐标系划分为系统加速区、系统减速区以及加速度过渡区之前，所述方法还包括：

对所述巡航系统滑膜面进行区域扩展得到巡航系统滑膜层。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于预设匀速区最小相对速度将所述加速度过渡区划分为系统匀速区和系统缓冲区之后，还包括：

利用预设匀速区边界相对距离和所述控制增益优化所述系统匀速区与所述系统缓冲区的边界。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预先基于滑膜面特性确定的加速度控制律为：

a_des为本车加速度，

为前车加速度，k_G为所述控制增益，v_rel为前车与本车的相对速度、η为预设控制参数且η＞0，S为所述巡航系统滑膜面，t_set为预设安全距离。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照所述目标区域的类型处理所述本车加速度值得到最优加速度值，包括：

如果所述目标区域为系统加速区或者系统减速区，则将所述本车加速度值作为最优加速度值；

如果所述目标区域为系统匀速区，则将所述最优加速度值确定为0；

如果所述目标区域为系统缓冲区，则对所述本车加速度值进行滤波处理得到最优加速度值。

7.一种车辆跟车距离控制装置，其特征在于，包括：获取模块、确定模块、计算模块和处理模块，所述确定模块中包含有坐标系建立单元，所述计算模块中包含有控制律确定单元；

所述获取模块，用于获取针对前车的环境信息，所述环境信息的前车加速度值、与本车之间的相对速度值和相对距离值；

所述坐标系建立单元，用于预先基于变结构滑膜控制理论建立跟踪坐标系；

所述确定模块，用于在所述跟踪坐标系中确定所述相对速度值和所述相对距离值所在的目标区域，所述目标区域为系统加速区、系统减速区、系统匀速区和系统缓冲区中的一个；

所述控制律确定单元，用于预先基于滑膜面变化率确定的加速度控制律；

所述计算模块，用于将所述前车加速度值、所述相对速度值、所述相对距离值和预设安全距离值代入所述加速度控制律中，计算本车加速度值；

所述处理模块，用于按照所述目标区域的类型处理所述本车加速度值得到最优加速度值，并将所述最优加速度值下发至下层控制器，以使所述下层控制器基于所述最优加速度值控制动力系统和/或制动系统的输出扭矩。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述坐标系建立单元，具体用于：

构建巡航系统滑膜面，所述巡航系统滑膜面由相对速度滑膜面、相对距离滑膜面和控制增益构成；建立以前车与本车之间的相对速度为纵轴、以跟随距离误差为横轴的初始坐标系，其中，跟随距离误差用于表征前车与本车之间的相对距离与预设安全距离的误差；利用所述巡航系统滑膜面将所述初始坐标系划分为系统加速区、系统减速区以及加速度过渡区；基于预设匀速区最小相对速度将所述加速度过渡区划分为系统匀速区和系统缓冲区。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述坐标系建立单元，还用于：

利用预设匀速区边界相对距离和所述控制增益优化所述系统匀速区与所述系统缓冲区的边界。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理模块，具体用于：

如果所述目标区域为系统加速区或者系统减速区，则将所述本车加速度值作为最优加速度值；如果所述目标区域为系统匀速区，则将所述最优加速度值确定为0；如果所述目标区域为系统缓冲区，则对所述本车加速度值进行滤波处理得到最优加速度值。

Images