CN117774971A - 自适应巡航车辆速度控制方法、系统、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了自适应巡航车辆速度控制方法、系统、装置及存储介质，包括：获取当前车辆的第一行驶速度、目标车辆的第二行驶速度和当前车辆与目标车辆的第一行驶距离；确定当前车辆与目标车辆的第一安全距离，确定当前车辆的滑行减速度、最大减速度以及最大加速度；构建关于第一加速度和第一减速度的目标优化函数，根据第一行驶速度、第二行驶速度、第一行驶距离、第一安全距离、滑行减速度、最大减速度以及最大加速度构建行驶约束条件；根据目标优化函数和行驶约束条件进行优化求解得到第一加速度和第一减速度的最优解，根据最优解对当前车辆进行速度控制。本发明提高了自适应巡航车辆速度控制的效率和用户的行车体验，可应用于车辆控制技术领域。

Description

自适应巡航车辆速度控制方法、系统、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，尤其是一种自适应巡航车辆速度控制方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

ACC(自适应巡航控制)系统是在定速巡航装置的基础上发展而来的，区别在于定速巡航只能限定速度，方向盘和刹车还需要驾驶员控制，而ACC能够较好的帮助驾驶员协调方向盘和刹车。定速巡航算是L1级别的自动驾驶，而ACC则可以算是L2级别的自动驾驶。ACC主要有两个参数，车速和距离。如果“前面没车”，那么可以使用驾驶员设定的期望车速来行车，这与定速巡航功能相当，如果配合车道保持LKA系统，可以做到沿当前车道一直行驶。如果前车很慢而导致本车不可能用期望车速来行驶，那么ACC可以使得两车保持驾驶员设定的期望车距。在需要时，车辆会自动刹车和/或变速，以保持设置的车速或距离。在某些行驶状况下，还会要求驾驶员主动进行制动，这个警报信息会以声音和视觉方式显示出来。

当前，ACC系统进行车速控制时一般使用PID控制算法，但PID控制算法存在积分饱和的问题，需要运用反计算抗饱和法解决积分饱和的问题，从而在针对各类车型标定控制参数时需要结合大量的路况环境数据并人工设定与检查，影响了自适应巡航车辆速度控制的效率。此外，当前的ACC系统最理想的状况是与前车保持相同的车速和一定的车距，因此部分车型在距离前车较远时，会存在车辆一直加速，快接近指定跟车距离时才开始骤然减速的现象，而部分在低速跟车时，则会存在加速和减速交叉进行的现象，影响了自适应巡航车辆行驶的平稳性，也影响了用户的行车体验。

发明内容

本发明的目的在于至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明实施例的一个目的在于提供一种自适应巡航车辆速度控制方法，该方法提高了自适应巡航车辆速度控制的效率，也提高了自适应巡航车辆行驶的平稳性和用户的行车体验。

本发明实施例的另一个目的在于提供一种自适应巡航车辆速度控制系统。

为了达到上述技术目的，本发明实施例所采取的技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供了一种自适应巡航车辆速度控制方法，包括以下步骤：

获取当前车辆的第一行驶速度、目标车辆的第二行驶速度以及所述当前车辆与所述目标车辆的第一行驶距离；

确定所述当前车辆与所述目标车辆的第一安全距离，并确定所述当前车辆的滑行减速度、最大减速度以及最大加速度；

构建关于第一加速度和第一减速度的目标优化函数，并根据所述第一行驶速度、所述第二行驶速度、所述第一行驶距离、所述第一安全距离、所述滑行减速度、所述最大减速度以及所述最大加速度构建行驶约束条件；

根据所述目标优化函数和所述行驶约束条件进行优化求解，得到所述第一加速度和所述第一减速度的最优解，进而根据所述最优解对所述当前车辆进行速度控制；

其中，所述第一加速度为所述当前车辆在预设未来时段的加速阶段的加速度值，所述第一减速度为所述当前车辆在所述预设未来时段的减速阶段的减速度值。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述获取当前车辆的第一行驶速度、目标车辆的第二行驶速度以及所述当前车辆与所述目标车辆的第一行驶距离这一步骤，其具体包括：

通过所述当前车辆的车身控制器获取所述第一行驶速度；

通过设置在所述当前车辆上的雷达探测装置获取所述目标车辆的所述第二行驶速度以及所述当前车辆与所述目标车辆的所述第一行驶距离；

其中，所述目标车辆位于所述当前车辆的前方。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述目标优化函数为：

或

或

其中，a表示第一加速度，b表示第一减速度，F(a,b)表示关于a和b的二元函数。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述行驶约束条件包括车辆距离等式约束、车辆速度等式约束、变速时间不等式约束、行驶加速不等式约束、行驶减速不等式约束以及道路限速不等式约束，所述车辆距离等式约束为：

其中，d₁表示所述第一行驶距离，d₂表示所述第一安全距离，v₁表示所述第一行驶速度，v₂表示所述第二行驶速度，t₁表示加速阶段时长，t₂表示加速阶段时长；

所述车辆速度等式约束为：

v₁+at₁+bt₂＝v₂

所述变速时间不等式约束为：

t₁+t₂≤t₀

其中，t₀表示预设的变速时间窗口；

所述行驶加速不等式约束为：

0≤a≤a_max

其中，a_max表示所述最大加速度；

所述行驶减速不等式约束为：

b_min≤b≤b₀

其中，b_min表示所述最大减速度，b₀表示所述滑行减速度；

所述道路限速不等式约束为：

v₁+at₁≤v_max

其中，v_max表示当前道路限速值。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述最优解包括最优第一加速度、最优加速阶段时长、最优第一减速度以及最优减速阶段时长，所述根据所述目标优化函数和所述行驶约束条件进行优化求解，得到所述第一加速度和所述第一减速度的最优解，进而根据所述最优解对所述当前车辆进行速度控制这一步骤，其具体为：

根据所述目标优化函数和所述行驶约束条件生成数据规划模型；

对所述数据规划模型进行优化求解，得到所述最优第一加速度、所述最优加速阶段时长、所述最优第一减速度以及所述最优减速阶段时长；

根据所述最优第一加速度和所述最优加速阶段时长控制所述当前车辆进行加速，然后根据所述最优第一减速度和所述最优减速阶段时长控制所述当前车辆进行减速。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述自适应巡航车辆速度控制方法还包括确定所述变速时间窗口的步骤，其具体包括：

获取预设的时间窗口函数，所述时间窗口函数的自变量为所述第二行驶速度，所述时间窗口函数的因变量为所述变速时间窗口，且所述变速时间窗口与所述第二行驶速度正相关；

根据所述时间窗口函数和所述第二行驶速度确定所述变速时间窗口。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述自适应巡航车辆速度控制方法还包括确定所述变速时间窗口的步骤，其具体包括：

响应于所述当前车辆的驾驶员操作指令，获取所述当前车辆的驾驶风格指标比例；

根据所述驾驶风格指标比例以及预设的最小时间窗口和最大时间窗口计算得到所述变速时间窗口。

第二方面，本发明实施例提供了一种自适应巡航车辆速度控制系统，包括：

车况获取模块，用于获取当前车辆的第一行驶速度、目标车辆的第二行驶速度以及所述当前车辆与所述目标车辆的第一行驶距离；

数据指标确定模块，用于确定所述当前车辆与所述目标车辆的第一安全距离，并确定所述当前车辆的滑行减速度、最大减速度以及最大加速度；

目标优化函数和行驶约束条件构建模块，用于构建关于第一加速度和第一减速度的目标优化函数，并根据所述第一行驶速度、所述第二行驶速度、所述第一行驶距离、所述第一安全距离、所述滑行减速度、所述最大减速度以及所述最大加速度构建行驶约束条件；

优化求解及速度控制模块，用于根据所述目标优化函数和所述行驶约束条件进行优化求解，得到所述第一加速度和所述第一减速度的最优解，进而根据所述最优解对所述当前车辆进行速度控制；

其中，所述第一加速度为所述当前车辆在预设未来时段的加速阶段的加速度值，所述第一减速度为所述当前车辆在所述预设未来时段的减速阶段的减速度值。

第三方面，本发明实施例提供了一种自适应巡航车辆速度控制装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行时，使得所述至少一个处理器实现上述的一种自适应巡航车辆速度控制方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行上述的一种自适应巡航车辆速度控制方法。

本发明的优点和有益效果将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到：

本发明实施例获取当前车辆的第一行驶速度、目标车辆的第二行驶速度以及当前车辆与目标车辆的第一行驶距离，再确定当前车辆与目标车辆的第一安全距离，并确定当前车辆的滑行减速度、最大减速度以及最大加速度，然后构建关于第一加速度和第一减速度的目标优化函数，并根据第一行驶速度、第二行驶速度、第一行驶距离、第一安全距离、滑行减速度、最大减速度以及最大加速度构建行驶约束条件，再根据目标优化函数和行驶约束条件进行优化求解，得到第一加速度和第一减速度的最优解，进而根据最优解对当前车辆进行速度控制。本发明实施例构建关于加速度和减速度的目标优化函数和对应的适应约束条件，只需要输入当前车辆的行车路况数据即可优化求解当前车辆加速度和减速度的最优解，提高了自适应巡航车辆速度控制的效率；基于目标优化函数的构建和优化，避免了目标车辆骤然加速/减速以及加速和减速交替进行的现象，提高了自适应巡航车辆行驶的平稳性和用户的行车体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面对本发明实施例中所需要使用的附图作以下介绍，应当理解的是，下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本发明的技术方案中的部分实施例，对于本领域的技术人员来说，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取到其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种自适应巡航车辆速度控制方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例提供的自定义驾驶风格的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种自适应巡航车辆速度控制系统的结构框图；

图4为本发明实施例提供的一种自适应巡航车辆速度控制装置的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

在本发明的描述中，多个的含义是两个或两个以上，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

参照图1，本发明实施例提供了一种自适应巡航车辆速度控制方法，具体包括以下步骤：

S101、获取当前车辆的第一行驶速度、目标车辆的第二行驶速度以及当前车辆与目标车辆的第一行驶距离。

具体地，本发明实施例在进行当前车辆的车辆速度控制时需要先获取当前车辆的第一行驶速度v₁、目标车辆(即当前车辆的前车)的第二行驶速度v₂以及当前车辆与目标车辆的第一行驶距离d₁。

进一步作为可选的实施方式，获取当前车辆的第一行驶速度、目标车辆的第二行驶速度以及当前车辆与目标车辆的第一行驶距离这一步骤，其具体包括：

S1011、通过当前车辆的车身控制器获取第一行驶速度；

S1012、通过设置在当前车辆上的雷达探测装置获取目标车辆的第二行驶速度以及当前车辆与目标车辆的第一行驶距离；

其中，目标车辆位于当前车辆的前方。

具体地，当前车辆的第一行驶速度可通过当前车辆的车身控制器直接读取；目标车辆的第二行驶速度以及当前车辆与目标车辆的第一行驶距离需要通过雷达探测装置进行探测获取，本发明实施例对探测过程不作赘述。

S102、确定当前车辆与目标车辆的第一安全距离，并确定当前车辆的滑行减速度、最大减速度以及最大加速度。

具体地，确定当前车辆与目标车辆的第一安全距离d₂，该第一安全距离则为车辆速度控制完成之后期望达到的车辆距离；确定当前车辆的滑行减速度b₀、最大减速度b_min以及最大加速度a_max，需要说明的是，车辆的减速度实质是指数值为负的加速度，滑行减速度为车辆不进行制动仅通过滑行进行减速时的减速度，最大减速度指的是减速度的绝对值最大(即减速幅度最大)，而由于减速度本身是负值，因此最大减速度b_min在数学上为减速度的最小值，最大加速度为车辆油门开度最大时对应的加速度。

S103、构建关于第一加速度和第一减速度的目标优化函数，并根据第一行驶速度、第二行驶速度、第一行驶距离、第一安全距离、滑行减速度、最大减速度以及最大加速度构建行驶约束条件；

其中，第一加速度为当前车辆在预设未来时段的加速阶段的加速度值，第一减速度为当前车辆在预设未来时段的减速阶段的减速度值。

具体地，本发明实施例的目标优化函数需要考虑驾驶的舒适度和平稳性，而驾驶的舒适度和平稳性与车辆的加速度和减速度相关，因此目标优化函数的优化趋势是顷向于少刹车，尽量使用滑行减速，从而在设计目标优化函数时，赋于减速度更大的影响因子，以便更容易求解出符合条件的最优解。本发明实施例的目标优化函数设计规则如下：

1)目标优化函数设计为凸函数，可求导数；

2)当减速度b趋近于0时，会引起目标函数趋近于无穷小；

3)当加速度a趋近于0而减速度b不趋近于0时，不会引起目标函数走近于无穷小。

进一步作为可选的实施方式，目标优化函数为：

或min[F(a,b)＝a+ln(-b)]

或

或

其中，a表示第一加速度，b表示第一减速度，F(a,b)表示关于a和b的二元函数。

具体地，上面给出了一些常见的可以满足本发明实施例的设计规则的目标优化函数，需要说明的是，一些具有类似特性的目标函数也可以用于本发明实施例的优化求解，该类目标函数也在本发明实施例的保护范围内。

进一步作为可选的实施方式，行驶约束条件包括车辆距离等式约束、车辆速度等式约束、变速时间不等式约束、行驶加速不等式约束、行驶减速不等式约束以及道路限速不等式约束，车辆距离等式约束为：

其中，d₁表示第一行驶距离，d₂表示第一安全距离，v₁表示第一行驶速度，v₂表示第二行驶速度，t₁表示加速阶段时长，t₂表示加速阶段时长；

车辆速度等式约束为：

v₁+at₁+bt₂＝v₂

变速时间不等式约束为：

t₁+t₂≤t₀

其中，t₀表示预设的变速时间窗口；

行驶加速不等式约束为：

0≤a≤a_max

其中，a_max表示最大加速度；

行驶减速不等式约束为：

b_min≤b≤b₀

其中，b_min表示最大减速度，b₀表示滑行减速度；

道路限速不等式约束为：

v₁+at₁≤v_max

其中，v_max表示当前道路限速值。

具体地，未来T时刻最理想的驾驶条件是：两车距离为第一安全距离，两车的车速相等。设定车辆距离等式约束使得在经过加速阶段时长和减速阶段时长后两车的距离等于第一安全距离；设定车辆速度等式约束使得在经过加速阶段时长和减速阶段时长后两车的车速相同；设定变速时间不等式约束使得加速阶段时长和减速阶段时长的和值小于预设的变速时间窗口；设定行驶加速不等式约束使得求解的加速度在0与最大加速度之间；设定行驶减速不等式约束使得求解的减速度在最大减速度与滑行减速度之间；设定道路限速不等式约束使得车辆在经过加速阶段时长的加速后车速不大于当前道路限速值。

需要说明的是，在进行跟车行驶时，未避免有其他车辆变道插队，本发明实施例采用先以固定加速度进行加速再以固定减速度进行减速的方式进行车辆速度控制，在缩小与前车车距的同时可以最大程度的避免车辆加速和减速交替进行带来的不适，提高了用户的行车体验。

S104、根据目标优化函数和行驶约束条件进行优化求解，得到第一加速度和第一减速度的最优解，进而根据最优解对当前车辆进行速度控制。

进一步作为可选的实施方式，最优解包括最优第一加速度、最优加速阶段时长、最优第一减速度以及最优减速阶段时长，根据目标优化函数和行驶约束条件进行优化求解，得到第一加速度和第一减速度的最优解，进而根据最优解对当前车辆进行速度控制这一步骤，其具体为：

S1041、根据目标优化函数和行驶约束条件生成数据规划模型；

S1042、对数据规划模型进行优化求解，得到最优第一加速度、最优加速阶段时长、最优第一减速度以及最优减速阶段时长；

S1043、根据最优第一加速度和最优加速阶段时长控制当前车辆进行加速，然后根据最优第一减速度和最优减速阶段时长控制当前车辆进行减速。

具体地，根据目标优化函数和行驶约束条件生成数据规划模型，通过线性规划或非线性规划方法对数据规划模型进行求解，得到最优第一加速度(a)、最优加速阶段时长(t₁)、最优第一减速度(b)以及最优减速阶段时长(t₂)，从而可以根据最优第一加速度和最优加速阶段时长控制当前车辆进行加速，然后根据最优第一减速度和最优减速阶段时长控制当前车辆进行减速。

在一些可选的实施例中，由于本发明实施例是通过近似求解，因此可以设定：当上述4个值低于对应的阀值时，则认为该求解值为0；部分情况下，目标优化函数无法求得最优解，例如速度过快或无法刹停时，此时可根据传统的控制策略执行车辆速度控制。

进一步作为可选的实施方式，自适应巡航车辆速度控制方法还包括确定变速时间窗口的步骤，其具体包括：

S201、获取预设的时间窗口函数，时间窗口函数的自变量为第二行驶速度，时间窗口函数的因变量为变速时间窗口，且变速时间窗口与第二行驶速度正相关；

S202、根据时间窗口函数和第二行驶速度确定变速时间窗口。

具体地，从前述的变速时间不等式约束可以看出，变速时间窗口t₀影响到车辆可以进行加减速的时长，也即可以通过变速时间窗口t₀来控制ACC加减速激烈程度(驾驶的舒适程度)。

本发明实施例中，预设有与前车速度(即第二行驶速度v₂)相关的时间窗口函数t₀＝f(v₂)，且变速时间窗口t₀与第二行驶速度v₂正相关，这样在前车速度比较低时，得到的变速时间窗口t₀设置比较小，从而可以防止本车距离与前车距离较大，从而被其它车辆加塞；当前车速度比较大时，则变速时间窗口t₀设置较大，适用于高速行驶场景，因为高速行驶时各行其道，不容易被加塞。

可以理解的是，当变速时间窗口t₀设置越小，系统由于需要在更短时间内加速到指定距离，会触发前期快速加速拉近距离，输出较大的加速度a，但由于系统还具有与前车速度相同的约束，因此会触发快速减速，输出较大的减速度b，该类驾驶风格定义为激烈驾驶风格，该驾驶风格的好处是不容易被加塞，通行效率较高，但是能耗消耗大，驾驶人员受加速与减速影响，体感较差。

当变速时间窗口t₀设置较大，由系统有足够的时间用于加速，输出一个较小的加速度a，同时，也有足够的时间用于减速，输出较小的减速度b，这类驾驶风格定义为舒适的驾驶风险，该驾驶风格的好处是加速与减速平顺，驾驶人员受加速与减速影响小，体感较好，但由于车辆较前车距离较远，容易被加塞，通行效率可能较低。

在一些可选的实施例中，在车辆进行测试时可设置不同的参数供测试人员评价加速舒适性，在车机系统中设定不同的时间窗口标定分类。为了防止用户误设参数，引起驾驶事故，车机系统中会设定一个最小值与最大值，用户只能在这个范围内进行设定变速时间窗口t₀。

进一步作为可选的实施方式，自适应巡航车辆速度控制方法还包括确定变速时间窗口的步骤，其具体包括：

S301、响应于当前车辆的驾驶员操作指令，获取当前车辆的驾驶风格指标比例；

S302、根据驾驶风格指标比例以及预设的最小时间窗口和最大时间窗口计算得到变速时间窗口。

具体地，当变速时间窗口t₀较大时，车辆有更长的加减速时间去达到理想车况，因此驾驶风格更加舒适；当变速时间窗口t₀较小时，车辆有较短的加减速时间去达到理想车况，因此驾驶风格更加激烈。

如图2所示为本发明实施例提供的自定义驾驶风格的示意图，用户在车机中可以自定义驾驶风格，车机界面中展示一个长度条，最左侧标注为激烈，最右侧标注为舒适，中部位置标注为适中，在后台标定中，最左侧对应最短变速时间窗口t_min，最右侧对应最长变速时间窗口t_max，中部位置对应适中变速时间窗口t_mid。用户可通过操作拖动标记位来自定义驾驶风格，例如，标记位距离最左侧距离为x，而最左侧距离最右侧的距离为L，则可以确定用户设定的变速时间窗口为：

根据这一变速时间窗口，基于前述的目标优化函数和行驶约束条件求解当前车辆合适的加速时间与减速时间。

可以理解的是，本发明实施例能够基于自定义的时间窗口条件计算最优的加速度与减速度，实现舒适平稳的驾驶体验；同时针对不同用户存在不同的驾驶风格喜好，可通过简单地调整时间窗口参数，系统自动生成不同的驾驶风格，提高了用户的行车体验。

在一些可选的实施例中，对于部分合资国企，研发部门没有对车辆的标定权限，而由原品牌进行标定，则存在标定错误的风险。因此可以在进行车辆测试时，基于本发明实施例的车辆速度控制方法，输入路况数据求解出最优控制参数(加速度、加速时长、减速度以及减速时长等)，通过对比最优控制参数与原品牌ACC控制系统的输出参数的差值或比值是否超出预设阈值，判断原品牌ACC控制系统的标定是否异常；若判断为异常，则表示需要针对该类路况进行分析与调查，以及重新标定。

可以理解的是，本发明实施例的自适应巡航车辆速度控制方法除了可用于车辆行驶场景，还可用于无人机编队控制、火车编队控制、飞机控制等类似情况的排队行驶的场景，本发明实施例对其应用场景不作限定。

以上对本发明实施例的方法步骤进行了说明。可以理解的是，本发明实施例构建关于加速度和减速度的目标优化函数和对应的适应约束条件，只需要输入当前车辆的行车路况数据即可优化求解当前车辆加速度和减速度的最优解，提高了自适应巡航车辆速度控制的效率；基于目标优化函数的构建和优化，避免了目标车辆骤然加速/减速以及加速和减速交替进行的现象，提高了自适应巡航车辆行驶的平稳性和用户的行车体验。

参照图3，本发明实施例提供了一种自适应巡航车辆速度控制系统，包括：

车况获取模块，用于获取当前车辆的第一行驶速度、目标车辆的第二行驶速度以及当前车辆与目标车辆的第一行驶距离；

数据指标确定模块，用于确定当前车辆与目标车辆的第一安全距离，并确定当前车辆的滑行减速度、最大减速度以及最大加速度；

目标优化函数和行驶约束条件构建模块，用于构建关于第一加速度和第一减速度的目标优化函数，并根据第一行驶速度、第二行驶速度、第一行驶距离、第一安全距离、滑行减速度、最大减速度以及最大加速度构建行驶约束条件；

优化求解及速度控制模块，用于根据目标优化函数和行驶约束条件进行优化求解，得到第一加速度和第一减速度的最优解，进而根据最优解对当前车辆进行速度控制；

其中，第一加速度为当前车辆在预设未来时段的加速阶段的加速度值，第一减速度为当前车辆在预设未来时段的减速阶段的减速度值。

上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

参照图4，本发明实施例提供了一种自适应巡航车辆速度控制装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当上述至少一个程序被上述至少一个处理器执行时，使得上述至少一个处理器实现上述的一种自适应巡航车辆速度控制方法。

上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，该处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行上述一种自适应巡航车辆速度控制方法。

本发明实施例的一种计算机可读存储介质，可执行本发明方法实施例所提供的一种自适应巡航车辆速度控制方法，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。

本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行图1所示的方法。

在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或上述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。

此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，上述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。

上述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印上述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得上述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的上述描述中，参考术语“一个实施方式/实施例”、“另一实施方式/实施例”或“某些实施方式/实施例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于上述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种自适应巡航车辆速度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取当前车辆的第一行驶速度、目标车辆的第二行驶速度以及所述当前车辆与所述目标车辆的第一行驶距离；

确定所述当前车辆与所述目标车辆的第一安全距离，并确定所述当前车辆的滑行减速度、最大减速度以及最大加速度；

构建关于第一加速度和第一减速度的目标优化函数，并根据所述第一行驶速度、所述第二行驶速度、所述第一行驶距离、所述第一安全距离、所述滑行减速度、所述最大减速度以及所述最大加速度构建行驶约束条件；

根据所述目标优化函数和所述行驶约束条件进行优化求解，得到所述第一加速度和所述第一减速度的最优解，进而根据所述最优解对所述当前车辆进行速度控制；

其中，所述第一加速度为所述当前车辆在预设未来时段的加速阶段的加速度值，所述第一减速度为所述当前车辆在所述预设未来时段的减速阶段的减速度值。

2.根据权利要求1所述的一种自适应巡航车辆速度控制方法，其特征在于，所述获取当前车辆的第一行驶速度、目标车辆的第二行驶速度以及所述当前车辆与所述目标车辆的第一行驶距离这一步骤，其具体包括：

通过所述当前车辆的车身控制器获取所述第一行驶速度；

通过设置在所述当前车辆上的雷达探测装置获取所述目标车辆的所述第二行驶速度以及所述当前车辆与所述目标车辆的所述第一行驶距离；

其中，所述目标车辆位于所述当前车辆的前方。

3.根据权利要求1所述的一种自适应巡航车辆速度控制方法，其特征在于，所述目标优化函数为：

或min[F(a,b)＝a+ln(-b)]

或

或

其中，a表示第一加速度，b表示第一减速度，F(a,b)表示关于a和b的二元函数。

4.根据权利要求3所述的一种自适应巡航车辆速度控制方法，其特征在于，所述行驶约束条件包括车辆距离等式约束、车辆速度等式约束、变速时间不等式约束、行驶加速不等式约束、行驶减速不等式约束以及道路限速不等式约束，所述车辆距离等式约束为：

其中，d₁表示所述第一行驶距离，d₂表示所述第一安全距离，v₁表示所述第一行驶速度，v₂表示所述第二行驶速度，t₁表示加速阶段时长，t₂表示加速阶段时长；

所述车辆速度等式约束为：

v₁+at₁+bt₂＝v₂

所述变速时间不等式约束为：

t₁+t₂≤t₀

其中，t₀表示预设的变速时间窗口；

所述行驶加速不等式约束为：

0≤a≤a_max

其中，a_max表示所述最大加速度；

所述行驶减速不等式约束为：

b_min≤b≤b₀

其中，b_min表示所述最大减速度，b₀表示所述滑行减速度；

所述道路限速不等式约束为：

v₁+at₁≤v_max

其中，v_max表示当前道路限速值。

5.根据权利要求4所述的一种自适应巡航车辆速度控制方法，其特征在于，所述最优解包括最优第一加速度、最优加速阶段时长、最优第一减速度以及最优减速阶段时长，所述根据所述目标优化函数和所述行驶约束条件进行优化求解，得到所述第一加速度和所述第一减速度的最优解，进而根据所述最优解对所述当前车辆进行速度控制这一步骤，其具体为：

根据所述目标优化函数和所述行驶约束条件生成数据规划模型；

对所述数据规划模型进行优化求解，得到所述最优第一加速度、所述最优加速阶段时长、所述最优第一减速度以及所述最优减速阶段时长；

根据所述最优第一加速度和所述最优加速阶段时长控制所述当前车辆进行加速，然后根据所述最优第一减速度和所述最优减速阶段时长控制所述当前车辆进行减速。

6.根据权利要求4所述的一种自适应巡航车辆速度控制方法，其特征在于，所述自适应巡航车辆速度控制方法还包括确定所述变速时间窗口的步骤，其具体包括：

获取预设的时间窗口函数，所述时间窗口函数的自变量为所述第二行驶速度，所述时间窗口函数的因变量为所述变速时间窗口，且所述变速时间窗口与所述第二行驶速度正相关；

根据所述时间窗口函数和所述第二行驶速度确定所述变速时间窗口。

7.根据权利要求4所述的一种自适应巡航车辆速度控制方法，其特征在于，所述自适应巡航车辆速度控制方法还包括确定所述变速时间窗口的步骤，其具体包括：

响应于所述当前车辆的驾驶员操作指令，获取所述当前车辆的驾驶风格指标比例；

根据所述驾驶风格指标比例以及预设的最小时间窗口和最大时间窗口计算得到所述变速时间窗口。

8.一种自适应巡航车辆速度控制系统，其特征在于，包括：

车况获取模块，用于获取当前车辆的第一行驶速度、目标车辆的第二行驶速度以及所述当前车辆与所述目标车辆的第一行驶距离；

数据指标确定模块，用于确定所述当前车辆与所述目标车辆的第一安全距离，并确定所述当前车辆的滑行减速度、最大减速度以及最大加速度；

目标优化函数和行驶约束条件构建模块，用于构建关于第一加速度和第一减速度的目标优化函数，并根据所述第一行驶速度、所述第二行驶速度、所述第一行驶距离、所述第一安全距离、所述滑行减速度、所述最大减速度以及所述最大加速度构建行驶约束条件；

优化求解及速度控制模块，用于根据所述目标优化函数和所述行驶约束条件进行优化求解，得到所述第一加速度和所述第一减速度的最优解，进而根据所述最优解对所述当前车辆进行速度控制；

其中，所述第一加速度为所述当前车辆在预设未来时段的加速阶段的加速度值，所述第一减速度为所述当前车辆在所述预设未来时段的减速阶段的减速度值。

9.一种自适应巡航车辆速度控制装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1至7中任一项所述的一种自适应巡航车辆速度控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1至7中任一项所述的一种自适应巡航车辆速度控制方法。