CN1267702C - 用于校正曲线半径的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆的行驶控制，特别是，涉及在车辆的自适应巡航控制(ACC)系统中的用于校正车辆在其上行驶的车道的曲线半径的方法和设备，其特征为，根据用雷达等检测到的有关导向车辆的移动的信息，曲线半径被精确而快速地校正。在ACC系统中的用于校正曲线半径的设备包括：根据有关导向车辆的水平移动的信息计算假想曲线半径的装置，计算由ACC系统得到的曲线半径的相对水平位置和假想曲线半径的相对水平位置的装置，和用于根据通过合成计算的相对水平位置得到的值校正曲线半径的装置。

Description

用于校正曲线半径的方法和设备
技术领域
本发明涉及车辆的行驶控制，特别是，涉及通过使用激光或雷达(以后称为“前进监控装置”)用于选择准备自动地被车辆追随的目标(即导向车辆)，并允许车辆追随导向车辆的自适应巡航控制(ACC)方法和设备。
背景技术
车辆的ACC系统根据装有ACC系统的车辆正在其上行驶的车道的曲线半径选择导向车辆，通过转向传感器等得到曲线半径，用前进监控装置检测有关导向车辆的信息，并允许装备以ACC的车辆追随导向车辆。
图1是装在车辆10上的ACC系统的示意图。
在图1中，前进监控装置11用调频的连续波(FM-CW)雷达等检测导向车辆，以监控车辆10与导向车辆之间的距离，以及导向车辆的移动方向。转向传感器12检测由车辆驾驶者操作的转向轮的操作，而车速传感器14则检测车辆10的行驶速度。
ACC系统13根据来自前进监控装置11、转向传感器12和车速传感器14全面地确定曲线半径等，并给前进监控装置11和用于驱动发动机、制动器等的驱动控制单元15发出合适的指示，以允许车辆追随导向车辆。可以用一横摆率传感器代替转向传感器12，以检测在曲线上转向的车辆的速度。
顺便说一下，由于传统的ACC系统13以这样的方式计算曲线半径，即使得有关转向轮的操作的信息直接被曲线半径反映，因此，当装有ACC的车辆追随导向车辆时，产生如图2和图3所示的问题。
图2示出，由于有强烈的侧风，装有ACC的车辆正在其上行驶的车道的曲线半径被错误判断。
在此情况下，车辆20正在接近在直的车道(用实线示出)上向前行驶的装有ACC的车辆10，而强烈的侧风则从左侧吹到车辆10的右侧。在此情况下，车辆10的驾驶者对抗侧风，略向左转动转向轮以保持笔直向前的驾驶。
转向轮的向左转通过曲线半径反映，该半径按要求由ACC系统13计算，因此，ACC系统作出错误的判断，认为车辆10在一向左弯曲的车道(用虚线示出)上行驶。其结果为，由于来自ACC系统13的指示，准备由前进监控装置11监控的范围集中在向左弯曲的车道上，并且不能被曲线半径校正。
图3示出，由于路面设有用于改进道路的排水的斜坡，装有ACC的车辆正在其上行驶的车道的曲线半径被错误判断。
在此情况下，车辆10的驾驶者驾驶车辆，同时对抗路面的斜坡略向左转动转向轮。其结果为，由于来自ACC系统13的指示，准备由前进监控装置11监控的范围集中在向左弯曲的车道上，并且不能被曲线半径校正。
发明内容
因此，本发明的一个目的为在用于车辆的ACC系统中提供一种方法和设备，以用于校正车辆正在其上行驶的曲线半径，它通过按要求将输入的实际的曲线半径与通过监控由前进控制装置检测到的导向车辆的运动所得到的曲线半径进行比较，并由此校正实际的曲线半径，从而由此提高导向车辆的选择精度。
本发明一方面提供一用于校正车辆正在其上行驶的车道的计算出的曲线半径的方法，该方法包括：用曲线检测传感器检测曲线半径；根据导向车辆的第一次检测位置和现有位置确定曲线半径是否需要校正，根据检测到的有关导向车辆的信息计算假想曲线半径；将用于曲线半径的相对水平位置和用于假想曲线半径的相对水平位置予以合成。
另一方面，本发明提供一用于校正车辆正在其上行驶的车道的计算出的曲线半径的设备，该设备包括：一用曲线检测传感器检测曲线半径的装置；一根据导向车辆的第一次检测位置和现有位置确定曲线半径是否需要校正的装置；一根据检测到的有关导向车辆的信息计算假想曲线半径的装置；和一将用于曲线半径的相对水平位置和用于假想曲线半径的相对水平位置予以合成的装置。
在本发明中，由车辆的ACC系统得到的曲线半径只在车辆在其上行驶的直车道被误认为曲线车道时才能被校正。在车辆前面的正在接近的车辆沿水平方向的运动被监控，并且当正在接近的车辆已经移出预期的范围以外时，曲线半径被校正。该校正通过在根据由ACC-EUC得到的曲线半径算得的相对水平位置上加权，和通过由雷达检测到的正在接近的车辆的位置并在从该位置得到的假想曲线半径上加权而进行。
附图说明
本发明将从下面参考附图提出的说明变得更容易理解，在图中：
图1为装在一车辆上的ACC系统的示意图；
图2示出，由于侧风，装有ACC系统的车辆正在其上行驶的车道的曲线半径被错误判断；
图3示出，由于路面斜坡，装有ACC系统的车辆正在其上行驶的车道的曲线半径被误判断；
图4示出按照本发明的校正曲线半径的过程流程图；
图5为实施本发明的校正过程的ACC系统的功能框图；
图6示出按照本发明的曲线半径校正的一个实施例(1)；
图7示出按照本发明的曲线半径校正的一个实施例(2)。
具体实施方式
图4示出按照本发明的装有ACC系统的车辆正在其上行驶的车道的曲线半径的校正的过程流程图。
此过程流程图主要以图2所示的情况为前提(直的车道被认为是弯曲的车道)。在此流程图中，现有曲线半径按要求是通过使用正在接近的导向车辆的监控数据被校正的，由此，由曲线半径的错误判断引起的事故等的危险得以降低。此外，考虑到正在行驶的车辆的安全性，曲线半径的校正被最小化，并且只在满足所有下列条件(S11至S14)时才进行校正。
在图4中，当一导向车辆被首先检测时，该导向车辆被检测到的初始位置和导向车辆从装有ACC的车辆的纵向中心线沿水平偏离的水平位置就被记录(S10和S16)。接着，连续进行下列过程，并同时监控被检测的导向车辆的运动。
在步骤S11，确定由ACC系统计算的曲线半径是否为或小于曲线半径校正所需要的规定值。如果在这种小半径车道曲线的情况下，曲线半径小于规定值，则进行曲线半径校正。在步骤S12，确定装有ACC的车辆与导向车辆之间的相对速度是否为规定值或更小，并且只有在导向车辆以高速接近装有ACC的车辆时，才进行曲线半径校正。
在步骤S13，确定在第一次检测时从装有ACC的车辆至导向车辆的距离与在此次检测时从装有ACC的车辆至导向车辆的距离之间的差是否为规定值或更小，并且只在差值小于规定值时，才进行曲线半径校正。在步骤S14，确定离开导向车辆的第一次检测位置的水平移动量是否在预定的范围内。如果导向车辆在装有ACC的车辆的行驶方向超出具有预定长度的区域，则曲线半径认为是正确的，之所以不被校正，是因为在装有ACC的车辆和导向车辆之间的碰撞可能性很小。当所有上述条件都满足时，曲线半径被校正(步骤S15)。
图5为实施步骤S15的校正过程的ACC系统的功能框图。
在图5中，曲线半径计算单元30计算装有ACC的车辆正在其上行驶的车道的曲线半径，假想曲线半径计算单元31计算以后要描述的假想曲线半径，而相对水平位置检测单元32则计算用于曲线半径的相对水平位置和用于假想曲线半径的相对水平位置。曲线半径计算单元30可以设在前进监控装置11(见图1)上，而不是在ACC系统13中。加权单元34对应于车辆10与导向车辆20之间的距离，对用于曲线半径的相对水平位置和用于假想曲线半径的相对水平位置加权。这些单元的详细操作和过程将联系下面的实施例进行描述。
图6和7示出一实施例，其中，正在接近车辆10的导向车辆20通过图4和图5所示的过程被检测，然后开始曲线半径校正过程。
在图6中，车辆10首先用FM-CW雷达等检测正在接近车辆10的导向车辆20，并储存车辆10与导向车辆20之间的距离、车辆10的行驶方向与导向车辆20的行驶方向之间的角度等(S10和S16)。
在此实施例中，具有离开导向车辆20的第一次检测位置的水平长度a(例如a＝0.2m)的区域(a)，和沿接近方向具有离开导向车辆20的第一检测位置的预定距离d(例如d＝10％的第一检测距离)的区域(d)都取作死区。当导向车辆处于死区中时，不进行用于校正曲线半径的计算，这是因为，在沿水平方向的距离测量中，可能有不确定性(S13)。
在上述条件下，水平位置的校正只对首先在图6所示的车辆10的前面的具有宽度b(例如|b/2|＝0.8m)的水平位置比较区(b)中被检测的导向车辆进行，而具有宽度C(例如C＝3.6m)的区域(C)则为假设的车道，此外，用粗虚线示出的计算出的曲线半径只在对小半径曲线小于例如4000m的半径时才校正(S11)。
以后就监控首先被检测的导向车辆20。当导向车辆20已经沿曲线R移至位置20”时，现有曲线半径认为是正确的并且不用校正。反之，当导向车辆20移至离开曲线R的阴影区(连接导向车辆20的第一次检测的位置和某一位置的直线的左面的区域，在该后一位置，车道的右端直线与经过车辆10并垂直于右端直线的直线相交)的位置20’时，现有曲线半径被校正(S15)。
图7示出在图6的条件下校正的曲线半径的例子。
曲线半径通过对应于导向车辆的第一次检测的位置与现有位置之间的距离而对用于由ACC系统得到的曲线半径的相对水平位置和用于通过导向车辆20’在阴影区中的移动得到的假想曲线半径的相对水平位置加权而被校正。
假想曲线半径作为一个曲线的曲线半径得到，该曲线连接导向车辆的位置20和车辆10的右端点f，在该点f，连接导向车辆的第一次检测的位置20和导向车辆已经移动的位置20’的直线与经过车辆10并垂直于右端直线的直线相交，它从连接导向车辆的第一次检测的位置20、车辆10和右端点f的三角形得到。曲线半径也可以用其它方法得到，用这些方法可以得到基本相同的结果。
在此实施例中，假想曲线半径可用下列式子得到。
假想曲线半径＝第一次检测的距离×(第一次检测的距离-本次检测的距离)/[2×(第一次检测的水平位置-本次检测的水平位置)]
在本发明中，校正后的相对水平位置原则上通过合成由ACC系统得到的曲线半径的相对水平位置和假想曲线半径的相对水平位置得到。此外，在本发明中，在合成之前，对应于导向车辆的第一次检测位置和目前位置之间的距离g，对每个相对水平位置加权。
例如，当导向车辆20处于第一次检测位置时，对现有曲线半径的相对水平位置加权100％，而当导向车辆20接近车辆10并且离开车辆10例如有一距离30m时，对假想曲线半径的相对水平位置加权100％。这种插补法使之有可能迅速地实施与车辆行驶的实际状态匹配的校正。
如上所述，按照本发明，根据有关导向车辆的运动的信息，车辆正在其上行驶的车道的曲线半径可以按照要求得到校正，从而显著提高导向车辆的选择的精度和可靠性，即使由于侧风等原因，根据通过转向传感器得到的信息而算出错误的曲线半径，也可以正确地检测一导向车辆。

Claims (12)

1.一用于校正车辆正在其上行驶的车道的计算出的曲线半径的方法，该方法包括：用曲线检测传感器检测曲线半径；根据导向车辆的第一次检测位置和现有位置确定曲线半径是否需要校正；根据检测到的有关导向车辆的信息计算假想曲线半径；将用于曲线半径的相对水平位置和用于假想曲线半径的相对水平位置予以合成。
2.如权利要求1的方法，它进一步包括，对应于上述车辆与上述导向车辆之间的距离，对检测到的相对水平位置加权。
3.如权利要求1的方法，其特征为，上述曲线半径为一预定值或更大时，上述曲线半径不被校正。
4.如权利要求1的方法，其特征为，当上述车辆与上述导向车辆之间的相对速度为一预定值或更小时，上述曲线半径不被校正。
5.如权利要求1的方法，其特征为，当上述导向车辆未沿上述车辆的方向从上述导向车辆的检测位置移动一预定的距离时，上述曲线半径不被校正。
6.如权利要求1的方法，其特征为，当上述导向车辆已经移出沿水平方向具有离开上述导向车辆的检测位置一预定长度的区域时，上述曲线半径不被校正。
7.一用于校正车辆正在其上行驶的车道的计算出的曲线半径的设备，该设备包括：一用曲线检测传感器检测曲线半径的装置，一根据导向车辆的第一检测位置和现有位置确定曲线半径是否需要校正的装置；一根据检测到的有关导向车辆的信息计算假想曲线半径的装置；和一将用于曲线半径的相对水平位置和用于假想曲线半径的相对水平位置予以合成的装置。
8.如权利要求2的方法，其特征为，当上述车辆与上述导向车辆之间的相对速度为一预定值或更小时，上述曲线半径不被校正。
9.如权利要求2的方法，其特征为，当上述导向车辆未沿上述车辆的方向从上述导向车辆的检测位置移动一预定的距离时，上述曲线半径不被校正。
10.如权利要求2的方法，其特征为，当上述导向车辆已经移出沿水平方向具有离开上述导向车辆的检测位置一预定长度的区域时，上述曲线半径不被校正。
11.一在车辆的自适应巡航控制系统中的用于校正车辆正在其上行驶的车道的计算出的曲线半径的设备，该设备包括：一根据导向车辆的第一检测位置和现有位置确定曲线半径是否需要校正的装置；一根据检测到的有关导向车辆的信息计算假想曲线半径的装置；和一将用于由自适应巡航控制系统得到的曲线半径的相对水平位置和用于根据车辆的位置而得到的假想曲线半径的相对水平位置予以合成的装置。
12.如权利要求11的设备，它进一步包括对应于上述车辆和上述导向车辆之间的距离对检测到的相对水平位置加权的装置。
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