CN113715818A - 一种基于导航的自适应巡航方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于导航的自适应巡航方法，包括获取本车前方雷达采集信息，判断前方是否存在目标车辆；若不存在目标车辆，则进入定速巡航模式，实时获取车载导航信息，并根据车载导航信息和预设的巡航车速调整第一巡航车速；若存在目标车辆，则进入自适应巡航跟车模式，实时获取车载导航信息和目标车速，并根据车载导航信息和目标车速调整第二巡航车速，当所述目标车辆突然消失时，退出自适应巡航跟车模式，并根据车载导航信息判断道路状况，进入定速巡航模式或匀减速停车。本发明针对道路限速变化、自适应巡航模式下前方目标车辆超速、消失的情况，采取车速调节策略，避免本车超速、误判导致突然加速等安全风险。

Description

一种基于导航的自适应巡航方法及系统
技术领域
本发明涉及自适应巡航技术领域，特别涉及一种基于导航的自适应巡航方法。
背景技术
为了缓解驾驶疲劳，自适应巡航功能可自动控制车辆按照预先设定车速或与前方车辆保持预先设定的安全跟车距离行驶，可减轻长途驾驶时的驾驶疲劳。但在实际道路中存在最高限速或区间限速不同，如果由驾驶员来设定巡航车速或调整巡航车速，需频繁的取消和设定巡航控制，影响驾驶体验，而且在弯道或转盘时，自适应巡航易发生误判。
发明内容
本发明提供了一种基于导航的自适应巡航方法，通过识别前方是否存在目标车辆选择定速巡航或自适应巡航模式，基于车载导航信息实时调整车速，并在目标车辆突然消失时，通过计算弯道曲率，判断道路状况，调整巡航策略，安全性能高。
本发明的技术方案为：
一种基于导航的自适应巡航方法，包括：
获取本车前方雷达采集信息，判断前方是否存在目标车辆；
若不存在目标车辆，则进入定速巡航模式，实时获取车载导航信息，并根据车载导航信息和预设的巡航车速调整第一巡航车速；
若存在目标车辆，则进入自适应巡航跟车模式，实时获取车载导航信息和目标车速，并根据车载导航信息和目标车速调整第二巡航车速；
当所述目标车辆突然消失时，退出自适应巡航跟车模式，并根据车载导航信息判断道路状况，进入定速巡航模式或匀减速停车。
优选的是，目标车辆为当前车道前方，在距离阈值范围内离所述本车最近的车辆。
优选的是，车载导航信息包括道路限速信息、路径弯道信息、实际车速信号和加速信号。
优选的是，第一巡航车速包括：
若预设的巡航车速不大于道路限速，则第一巡航车速为预设的巡航车速；
若预设的巡航车速大于道路限速，则第一巡航车速为道路限速。
优选的是，第二巡航车速包括：
若目标车速不大于道路限速，则第二巡航车速为目标车速；
若目标车速大于道路限速，则第二巡航车速为道路限速。
优选的是，目标车速为目标车辆实际车速，基于导航信息和雷达采集信息通过计算得到：
Figure BDA0003236456130000021
其中vp表示目标车速，S1表示本车在t＝t2-t1时间内的位移，S2表示目标车辆在t时间内的位移，t1表示前一时刻，t2表示当前时刻，vf表示本车在t时间内的平均速度。
优选的是，道路状况包括：
计算上一时刻、当前时刻和下一时刻所处的导航路径上三点的圆弧的曲率；
若曲率小于预设的曲率阈值，则系统判断为进入弯道或转盘，匀减速至所述曲率对应的安全车速；
若曲率大于预设的曲率阈值，则系统判断为异常，匀减速停车或等待用户操作。
优选的是，还包括：
当第一巡航车速或第二巡航车速与实际车速差值大于车速差限值时，控制车速以5-10km/h增加或减少，直至实际车速与第一巡航车速或第二巡航车速一致；
当第一巡航车速或第二巡航车速与实际车速差值小于车速差限值时，控制车速以1-3km/h增加或减少，直至实际车速与第一巡航车速或第二巡航车速一致。
优选的是，车速差限值为10-20lm/h。
一种基于导航的自适应巡航系统，包括：
车载导航，其能够获取导航信息；
雷达模块，其能够获取本车前方雷达影像，并识别目标车辆；
数据分析模块，其连接车载导航和雷达模块，能够根据导航信息和雷达影像计算目标车辆的实际车速；
自适应巡航模块，其连接雷达模块和数据分析模块，能够根据目标车辆和目标车辆的实际车速调整巡航模式和目标车速；
车速传感器，其能够获取本车的实际车速；
整车控制器，其连接自适应巡航模块和车速传感器，能够根据本车的实际车速和目标车速控制本车加速或减速。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供了一种基于导航的自适应巡航方法，当设定的定速巡航车速超过当前道路限速时，自动调节车速为道路限速，避免超速风险，减少用户调整巡航车速的操作频次，改善驾驶体验。
2、本发明提供了一种基于导航的自适应巡航方法，自适应巡航模式中前方目标车辆如超过当前道路限速时，自动调节车速为道路限速，避免本车超速风险。
3、本发明提供了一种基于导航的自适应巡航方法，自适应巡航模式下，前方目标车辆突然消失或丢失时，自动调整巡航策略，避免本车在弯道或转盘等跟车突然急加速的风险。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于导航的自适应巡航方法流程图。
图2为本发明的提供的一种基于导航的自适应巡航框架图。
图3本发明的一个实施例中基于导航的自适应巡航控制方法流程图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。
“内”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，基于导航的自适应巡航方法，包括：
S110、获取本车前方雷达采集信息，判断前方是否存在目标车辆；
其中，目标车辆为当前车道前方，在距离阈值范围内离所述本车最近的车辆。根据雷达采集信息，对图像进行处理和特征识别得到目标车辆信息，在车辆行驶过程中目标车辆是不断变化的。
S120、若不存在目标车辆，则进入定速巡航模式，实时获取车载导航信息，并根据车载导航信息和预设的巡航车速调整第一巡航车速；
车载导航信息包括道路限速信息、路径弯道信息、实际车速信号和加速信号。
若预设的巡航车速不大于道路限速，则第一巡航车速为预设的巡航车速；
若预设的巡航车速大于道路限速，则第一巡航车速为道路限速。
S130、若存在目标车辆，则进入自适应巡航跟车模式，实时获取车载导航信息和目标车速，并根据车载导航信息和目标车速调整第二巡航车速；
若目标车速不大于道路限速，则第二巡航车速为目标车速；
若目标车速大于道路限速，则第二巡航车速为道路限速。
其中，目标车速为目标车辆实际车速，基于导航信息和雷达采集信息通过计算得到：
Figure BDA0003236456130000051
其中vp表示目标车速，S1表示本车在t＝t2-t1时间内的位移，S2表示目标车辆在t时间内的位移，t1表示前一时刻，t2表示当前时刻，vf表示本车在t时间内的平均速度。
S140、当所述目标车辆突然消失时，退出自适应巡航跟车模式，并根据车载导航信息判断道路状况，进入定速巡航模式或匀减速停车。
计算上一时刻、当前时刻和下一时刻所处的导航路径上三点的圆弧的曲率；
若曲率小于预设的曲率阈值，则系统判断为进入弯道或转盘，匀减速至所述曲率对应的安全车速；
若曲率大于预设的曲率阈值，则系统判断为异常，匀减速停车或等待用户操作。
曲率的计算公式为：
Figure BDA0003236456130000052
Figure BDA0003236456130000053
Figure BDA0003236456130000054
Figure BDA0003236456130000055
其中，k表示曲率，(x1,y1)表示上一时刻导航路径上的点坐标，(x2,y2)表示当前时刻导航路径上的点坐标，(x3,y3)表示下一时刻导航路径上的点坐标。
进一步的还包括：
优选的是，还包括：
当第一巡航车速或第二巡航车速与实际车速差值大于车速差限值时，控制车速以5-10km/h增加或减少，直至实际车速与第一巡航车速或第二巡航车速一致；
当第一巡航车速或第二巡航车速与实际车速差值小于车速差限值时，控制车速以1-3km/h增加或减少，直至实际车速与第一巡航车速或第二巡航车速一致。
作为一种优选，车速差限值为10-20lm/h。
本发明通过识别前方是否存在目标车辆选择定速巡航或自适应巡航模式，基于车载导航信息实时调整车速，并在目标车辆突然消失时，通过计算弯道曲率，判断道路状况，调整巡航策略，避免了超速风险，减少了用户手动操作频次，提高了驾驶体验，安全性能高。
如图2所示，基于导航的自适应巡航系统包括车载导航100、雷达模块200、数据分析模块300、自适应巡航模块400、车速传感器500和整车控制器600。
车载导航100能够获取导航信息，雷达模块200能够获取本车前方雷达影像，并识别目标车辆，数据分析模块300连接车载导航100和雷达模块200，能够根据导航信息和雷达影像计算目标车辆的实际车速，自适应巡航模块400连接雷达模块200和数据分析模块300，能够根据目标车辆和目标车辆的实际车速调整巡航模式和目标车速，车速传感器500能够获取本车的实际车速，整车控制器600连接自适应巡航模块400和车速传感器500，能够根据本车的实际车速和目标车速控制本车加速或减速。
在一个具体实施例中，基于导航的自适应巡航控制方法如图3所示，
步骤1、车辆上电启动后，整车控制器600检测自适应巡航功能开关是否开启，如未开启，则维持当前状态，如开启则进入下一步；
步骤2、整车控制器600检测车辆当前是否激活，即当前车辆是否处于自适应巡航状态，如不处于自适应巡航状态，则维持当前状态，等待用户指令，如处于自适应巡航状态，则进入下一步；
步骤3、定速巡航模式，整车控制器600接收雷达模块200的检测信号，判断行进前方是否有车辆，如前方无车辆则进入定速巡航模式，整车控制器600实时接收车载导航100的信息：道路限速信息、实际车速信号vc、加速信号AC；
当用户设定巡航车速vs低于道路的限速vm时，即vs＜vm时，第一巡航车速vb1为用户设定的巡航车速vb1＝vs；
当用户设定巡航车速vs高于道路的限速vm时，即vs＞vm时，车辆巡航的第一巡航车速vb1为当前道路的限速vm，即车辆巡航的目标车速vb1＝vm；
整车控制器600通过接受导航信息、车速信号、加速信号、制动信号，控制实际车速vc达到巡航目标车速vb1；
步骤4、如前方有车辆，则锁定当前车道前方距离最近的车辆作为目标车辆，并进入自适应巡航的跟车模式，进入下一步；
步骤5、在进入自适应巡航跟车模式时，整车控制器600实时接收车载导航100的信息，并比较前方目标车辆车速vp和道路限速值vm，当前方目标车辆车速vp超过当前道路限速vm时，即vp＞vm时，整车控制器600调整第二巡航车速为目标车速vb2＝vm。
当前方目标车辆车速vp不超过当前道路限速vm时，即vp＜vm时，整车控制器600调整车辆巡航的目标车速vb2＝vp且保持用户设定安全距离。
当发现前方目标车辆突然消失，则整车控制器600进一步根据导航的路径信息，计算上一时刻、当前时刻、以及下一时刻所处的导航路径的三点的圆弧的曲率k，如曲率k小于设定曲率k0，即k＜k0，则系统判断进入弯道或转盘，系统退出自适应巡航的跟车模式，匀减速至设定该导航路径曲率对应的安全车速va；
如曲率k大于设定曲率k0，即k＞k0，则系统判断为异常，系统退出自适应巡航的跟车模式，匀减速至车速为0，直至车辆停止，或等待用户操作。
以上内容仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不脱离本发明的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种基于导航的自适应巡航方法，其特征在于，包括：
获取本车前方雷达采集信息，判断前方是否存在目标车辆；
若不存在所述目标车辆，则进入定速巡航模式，实时获取车载导航信息，并根据所述车载导航信息和预设的巡航车速调整第一巡航车速；
若存在所述目标车辆，则进入自适应巡航跟车模式，实时获取车载导航信息和目标车速，并根据所述车载导航信息和所述目标车速调整第二巡航车速；
当所述目标车辆突然消失时，退出自适应巡航跟车模式，并根据所述车载导航信息判断道路状况，进入定速巡航模式或匀减速停车。
2.如权利要求1所述的基于导航的自适应巡航方法，其特征在于，所述目标车辆为当前车道前方，在距离阈值范围内离所述本车最近的车辆。
3.如权利要求2所述的基于导航的自适应巡航方法，其特征在于，所述车载导航信息包括道路限速信息、路径弯道信息、实际车速信号和加速信号。
4.如权利要求3所述的基于导航的自适应巡航方法，其特征在于，所述第一巡航车速包括：
若所述预设的巡航车速不大于道路限速，则所述第一巡航车速为所述预设的巡航车速；
若所述预设的巡航车速大于道路限速，则所述第一巡航车速为道路限速。
5.如权利要求4所述的基于导航的自适应巡航方法，其特征在于，所述第二巡航车速包括：
若所述目标车速不大于道路限速，则所述第二巡航车速为所述目标车速；
若所诉目标车速大于道路限速，则所述第二巡航车速为道路限速。
6.如权利要求5所述的基于导航的自适应巡航方法，其特征在于，所述目标车速为目标车辆实际车速，基于所述导航信息和所述雷达采集信息通过计算得到：
Figure FDA0003236456120000011
其中vp表示目标车速，S1表示本车在t＝t2-t1时间内的位移，S2表示目标车辆在t时间内的位移，t1表示前一时刻，t2表示当前时刻，vf表示本车在t时间内的平均速度。
7.如权利要求6所述的基于导航的自适应巡航方法，其特征在于，所述道路状况包括：
计算上一时刻、当前时刻和下一时刻所处的导航路径上三点的圆弧的曲率；
若所述曲率小于预设的曲率阈值，则系统判断为进入弯道或转盘，匀减速至所述曲率对应的安全车速；
若所述曲率大于预设的曲率阈值，则系统判断为异常，匀减速停车或等待用户操作。
8.如权利要求7所述的基于导航的自适应巡航方法，其特征在于，还包括：
当所述第一巡航车速或所述第二巡航车速与实际车速差值大于车速差限值时，控制车速以5-10km/h增加或减少，直至所述实际车速与所述第一巡航车速或所述第二巡航车速一致；
当所述第一巡航车速或所述第二巡航车速与实际车速差值小于车速差限值时，控制车速以1-3km/h增加或减少，直至所述实际车速与所述第一巡航车速或所述第二巡航车速一致。
9.如权利要求8所述的基于导航的自适应巡航方法，其特征在于，所述车速差限值为10-20lm/h。
10.一种基于导航的自适应巡航系统，其特征在于，包括：
车载导航，其能够获取导航信息；
雷达模块，其能够获取本车前方雷达影像，并识别目标车辆；
数据分析模块，其连接所述车载导航和所述雷达模块，能够根据所述导航信息和所述雷达影像计算所述目标车辆的实际车速；
自适应巡航模块，其连接所述雷达模块和所述数据分析模块，能够根据所述目标车辆和目标车辆的实际车速调整巡航模式和目标车速；
车速传感器，其能够获取本车的实际车速；
整车控制器，其连接所述自适应巡航模块和所述车速传感器，能够根据所述本车的实际车速和所述目标车速控制所述本车加速或减速。
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