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CN106428004A - 车辆自适应巡航控制系统及其方法 - Google Patents

车辆自适应巡航控制系统及其方法 Download PDF

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CN106428004A CN201610406116.4A CN201610406116A CN106428004A CN 106428004 A CN106428004 A CN 106428004A CN 201610406116 A CN201610406116 A CN 201610406116A CN 106428004 A CN106428004 A CN 106428004A
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Abstract

本发明披露用于控制一车辆的自适应巡航控制系统及其方法。所述自适应巡航控制系统包括：一雷达传感器单元，用以检测在车辆周围的物体；一移动检测器，用以测量车辆的行驶速度和加速度；一判断单元，用以当检测到所述车辆前面有一停止物体且基于所测得的行驶速度和加速度而检测出在所述车辆周围所检测到的周围车辆在减速时，判断出所述停止物体为一停止车辆；以及一控制器，用以将所述停止车辆视为一前行车辆，并执行减速控制。

Description

车辆自适应巡航控制系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种车辆自适应巡航控制系统（adaptive cruise control，简称ACC），尤其特别地，涉及一种自适应巡航系统，当检测到在一车辆前面有一停止物体时，所述系统会将所述停止物体是否被判断为一停止车辆的判断准确性加以改善，并且需要进行控制以减速并停止所述车辆，或者所述停止物体是否被判断为一停止物体，并且需要进行控制以避免碰撞到所述停止物体。本发明所涉及的控制方法亦是如此。
背景技术
通常，在如今所使用的自适应巡航控制系统（ACC）中，当一用户将车速设置为恒定速度时，即使用户未踩刹车器或加速器，该系统也可以根据外面路况而维持车速，从而为用户提供方便。
另外，一智能巡航控制系统（smart cruise control，简称SCC）已经在开发中，该系统通过车辆内所设置的一雷达以使车辆加速或减速，并与前行车辆保持一距离。
像这样的车辆自适应巡航控制系统通过使用在车辆前面的雷达传感器以控制被控车辆和前行车辆之间的距离和相对速度，并且根据信息控制一加速控制器、一引擎控制器以及一刹车控制器，其中该信息包括：相对于受控车辆行驶方向的角度，以及受控车辆的预设垂直速度和加速度限制。
然而，传统的自适应巡航控制系统被设计为：当一车辆行驶而另一车辆仅在所述车辆前面行驶的情况下，能够控制所述车辆，这是由于传统自适应巡航控制系统仅使用一雷达，因而无法判断在所述车辆前面的一停止物体是一车辆还是一道路结构。
因此，当检测到一停止物体时，传统自适应巡航控制系统无法识别出所述停止物体为一停止车辆，并且无法执行减速控制，于是有可能发生碰撞等问题。
因此，虽然自适应巡航控制系统包括：一摄像头传感器，与用以检测位于所述车辆前面的停止车辆的雷达传感器一样，通过检测所述停止车辆以防止碰撞到所述停止车辆，但是这将会增加自适应巡航控制系统的费用。
发明内容
因此，本发明的一方面用以改善自适应巡航控制系统的判断准确性，这样，当检测到一停止物体且多辆车辆在一车辆周围减速行驶时，通过判断所述多辆车辆正在等待一信号等情况，可以判断出所述停止物体为一停止车辆。
另外，本发明提供一自适应巡航控制系统（adaptive cruise control，简称ACC）在一停止物体被判断为一停止车辆时通过自动改变车辆的方向或发送告警而对在所述车辆前面的所述停止车辆做出快速且正确的响应。本发明提供的自适应巡航控制方法亦是如此。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
根据本发明的一方面，提供一自适应巡航控制系统（ACC），其包括：一雷达传感器单元，用以检测一车辆周围的物体；一移动检测器，用以测量车辆的行驶速度和加速度；一判断单元，用以当检测到在所述车辆前面有一停止物体且基于所测得的行驶速度和加速度而检测出在所述车辆周围所检测到的一周围车辆在减速时，判断出所述停止物体为一停止车辆；以及一控制器，用以将所述停止车辆视为一前行车辆，并执行减速控制。
当减速行驶的周围车辆将在距离所述停止物体的一预设距离范围内停下时，所述判断单元判断出所述停止物体为所述停止车辆。
当周围车辆被检测到在所述车辆的左侧和右侧减速行驶时，所述判断单元判断出所述停止物体为所述停止车辆。
所述系统进一步包括：一导航单元，用以接收车辆的位置，并且存储该位置的地图信息，其中，当判断出所接收到的所述车辆的位置是在红绿灯或十字路口的前面时，所述判断单元判断出所述停止物体为所述停止车辆。
当所述停止物体被判断为一障碍物并非所述停止车辆时，所述控制器进行告警并执行减速控制。
本发明的另一方面提供一种自适应巡航控制方法，其包括：检测一车辆围绕的物体；测量所述车辆的行驶速度和加速度；当检测到在所述车辆前面有一停止物体，且位于所述车辆周围的一周围车辆被判断为在减速行驶时，判断出一停止物体为一停止车辆；以及通过将所述停止车辆视为一前行车辆，以执行减速控制。
当减速行驶的周围车辆将在距离所述停止物体的一预设距离范围内停下时，所述停止物体被判断为所述停止车辆。
当周围车辆被检测到在所述车辆的左侧和右侧减速行驶时，所述停止物体被判断为所述停止车辆。
所述方法进一步包括：接收车辆的位置，其中当判断出所接收到的所述车辆的位置是在红绿灯或十字路口的前面时，所述停止物体被判断为所述停止车辆。
当所述停止物体被判断为一障碍物并非所述停止车辆时，进行告警并执行减速控制。
附图说明
结合参考以下的附图和详细说明将更好地理解本发明的上述和其他的目的、特性和优势，其中：
图1是根据本发明一实施例的车辆自适应巡航控制系统的框架示意图。
图2是根据本发明一实施例中检测到周围车辆的状态透视图。
图3是根据本发明一实施例的一车辆的范例透视图。
图4是根据本发明一实施例的一导航屏幕显示一车辆位置的示意图。
图5是根据本发明所述实施例的车辆自适应巡航控制方法的流程图。
具体实施方式
以下将结合附图详细地描述本发明。通过提供以下实施例，将本发明的范围传达给本领域技术人员。
然而，本发明并不限于说明书所提供的实施例，并且本发明可以以不同形式加以实现。在附图中，与描述无关的部分可以被省略，以使本发明更加清楚，图中的部件尺寸被夸大，以便于描述。
图1是根据本发明一实施例的车辆自适应巡航控制系统的框架示意图。图2是根据本发明一实施例中检测到周围车辆的状态透视图。图3是根据本发明一实施例的一车辆的范例透视图。图4是根据本发明一实施例的一导航屏幕显示一车辆位置的示意图。图5是根据本发明所述实施例的车辆自适应巡航控制方法的流程图。
参见图1所示，车辆自适应巡航控制系统1包括：一雷达传感器单元10、一移动检测器20、一导航单元30、一控制单元40、一制动单元50以及一告警单元60。
所述雷达传感器单元10可以采用一雷达传感器（图中未示），用以检测位于一车辆2周围的一障碍物。作为所述自适应巡航控制系统1的传感器的雷达传感器安装在所述车辆前面以检测前行车辆，并且安装在所述车辆一侧以检测一物体和所述车辆2周围的车辆，如图2所示。像这样的雷达传感器通常可以使用频率为77GHz的雷达。
此处，所述雷达传感器单元10可以通过使用包含在所述雷达传感器单元10中的雷达传感器以获得所述车辆2和一被检测的障碍物之间的距离信息，并且将所获得的距离信息传送至所述控制单元40。
接着，用以检测所述车辆2的状态的所述移动检测器20检测所述车俩2的速度、加速度等，并且将所检测到的信息传送至所述控制单元40。尤其，所述移动检测器20包括一速度传感器21和一加速度传感器22，所述速度传感器21用以测量所述车辆2的速度，所述加速度传感器22用以测量所述车辆2的加速度。
安装在所述车辆2车轮内侧的速度传感器21检测一车辆车轮的旋转速度，并且将所检测到信号发送至所述控制单元40。尤其，所述速度传感器21可以采用一车轮速度传感器（图中未示）以测量所述车辆的速度。
另外，用以测量所述车辆2的加速度的所述加速度传感器22包括一水平加速度传感器（图中未示）和一垂直加速度传感器（图中未示）。当X轴是指车辆的移动方向和垂直于移动方向的轴向（亦即，Y轴）是指水平方向时，所述水平加速度传感器测量水平方向的加速度。所述垂直加速度传感器测量移动方向（亦即，所述车辆的X轴）的加速度。
在所述加速度传感器22内的加速度传感器检测每单位时间内的速度变化，检测动态力（例如加速度、振动和冲击）并且使用惯性力（inertial force）、电致伸缩（electrostriction）和陀螺仪（gyro）的原理进行测量。接着，将所述加速度传感器所测得的值传送至所述控制单元40。
所述导航单元30接收全球定位系统（GPS）信息，并且计算所述车辆的当前位置。亦即，所述导航单元30从多个卫星接收时间信息，计算来自多个卫星的时间信息之间的时间差，接着，找到一接收信号的地方的三维位置。像这样的GPS技术已经商业化，并且应用于各个领域，因而在本文中将省略。
另外，可以根据所接收到的GPS位置信息并使用预存地图信息以计算车辆的行驶路线。
因此，所述导航单元30也可以计算出所述车辆从车辆的当前位置行驶至由驾驶员设定作为一车辆行驶路线的一目标位置的路线。或者，当未设置目标位置时，所述导航单元30也可以简单计算一基于所述车辆2当前位置上的一行驶方向而预估的行驶线路。
另外，当接收到GPS位置信息时，可以判断所述车辆2是否在红绿灯或十字交叉路口前。
因此，所述导航单元30可以将所述车辆的当前位置信息发送至所述控制单元40。
接着，根据本发明的实施例，所述控制单元40完全控制一车辆自适应巡航控制系统1。尤其，所述控制单元40在包含于所述自适应巡航控制系统1的各种功能单元与所述车辆的控制单元40之间传递（mediate）数据存取，而且所述控制单元40包括一判断单元41和一控制器42，所述判断单元41用以判断周围车辆是否减速，所述控制器42用于当判断出所述车辆在减速且检测到在所述车辆前面有一停止物体时控制减速。
另外，即使未在图中绘示，所述控制单元40可以包括一主处理器和一内存，所述主处理器用于传递介于各种功能单元和所述控制单元40硬件方面之间的数据存取，并且用于执行一周围车辆是否在减速的判断以及减速控制，所述内存用以存储所述主处理器内的程序和数据。
尤其，所述内存（图中未示）可以包括：一非易失性存储器，例如闪速存储器、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM）、电可擦可编程只读存储器（EEPROM）等；以及易失性存储器，例如静态随机存取存储器（S-RAM）、动态RAM（D-RAM）等。
非易失性存储器可以半永久地存储用于控制车辆自适应巡航控制系统1运行的控制程序和控制数据。易失性存储器可以从所述非易失性存储器读取控制程序和控制数据，并且临时地存储控制程序和控制数据，以及临时地存储所述雷达传感器单元10所检测到的障碍物信息、 所述移动检测器20所检测到的车辆速度和加速度信息、所述导航单元30所获得的所述车俩2的位置信息以及所述主处理器所输出的各种控制信号。
以下将描述构成所述控制单元40的所述判断单元41和所述控制器42。
尤其，所述判断单元41判断一前方障碍物是否为一停止车辆，其中，所述前方障碍物是通过所述雷达传感器10检测得到的。亦即，如图2所示，根据本发明实施例，所述判断单元41判断位于所述车辆前面的雷达传感器所检测到的前方障碍物是否为作为所述自适应巡航控制系统1一前行车辆的一停止车辆3。所述判断单元41通过所述雷达传感器单元10以判断周围车辆a、b、c是否减速行驶，从而判断所述停止车辆3是否为所述前行车辆。
此时，所述判断单元41可以通过基于速度和加速度以计算一相对速度和一相对加速度而判断所检测到的周围车辆a、b、c是否减速行驶，其中通过所述车辆2内的移动检测器20检测所述速度和所述加速度。
另外，当周围车辆a、b、c被判断为在减速行驶，且预计所述周围车辆a、b、c将在距离一在所述车辆前方所检测到的障碍物的预设特定区域200内停下时，根据本发明所述实施例所述自适应巡航控制系统1判断所述障碍物为在所述车辆前面的所述停止车辆3。
此处，预设特定区域200是指包括所述障碍物的左车道和右车道的预设距离的区域，其中所述障碍物为在所述车辆前面所检测到的。当扩大所述区域面积时，可判定的周围车辆a、b、c的数量将会增加。
因此，根据本发明所述实施例的自适应巡航控制系统1通过将在所述车辆2前面的所述停止车辆3视为一前行车辆，以控制减速并且停止所述车辆2。
另外，根据本发明所述实施例，当所述判断单元41判断出通过所述导航单元30所获得的所述车辆2的位置是在红绿灯或十字交叉路口的前面，且周围车辆a、b、c在减速时，所述判断单元41可以判断出所述车辆前面的一停止障碍物是所述车辆前面的所述停止车辆3，其中所述停止车辆3被视为自适应巡航控制系统1中的前行车辆。
尤其，根据本发明所述的实施例，当所述判断单元41判断出周围车辆a、b、c在减速，且所述车辆2位于红绿灯的前面，如图3所示，或者所述车辆2内的导航单元30接收到所述车辆2的位置，该位置为十字路口的前面，如图4所示，所述判断单元41可以判断出前方障碍物为在所述车辆前面的所述停止车辆3，判断出在所述车辆前面的所述停止车辆3为一前行车辆，以及执行减速控制。
另外，根据本发明所述的实施例，当所述雷达传感器单元10检测一前方障碍物，且所述判断单元41检测在所述车辆3左侧和右侧的周围车辆a、b、c时，所述判断单元41可以判断出前方障碍物位于道路中间，并且判断出所述前方障碍物为在所述车辆前面的所述停止车辆3。因此，所述控制单元40可以判断在所述车辆前面的所述停止障碍物（亦即所述停止车辆3）为一前行车辆，并且执行减速控制。
当所述判断单元41判断出在所述车辆前面的一障碍物为在所述车辆前面的所述停止车辆3时，所述控制器42判断出在所述车辆前面的所述停止车辆3为一前行车辆且执行减速，并且停止控制，从而避免发生碰撞。
当所述判断单元41未判断出在所述车辆前面的一障碍物为在所述车辆前面的所述停止车辆3时，所述控制器42判断出所述障碍物为一停止障碍物，并且同时执行一告警以警告驾驶员，并且进行减速和停止控制，从而避免发生碰撞。
所述制动单元50根据来自所述控制单元40的减速和停止控制信号而执行制动。尤其，所述制动单元50根据制动距离而操控一刹车（图中未示）以进行减速，其中制动距离为确定不会发生碰撞到所述车辆前面的所述停止车辆3。
所述告警单元60根据所述控制单元40所输出的控制信号告警驾驶员在所述车辆前面有一障碍物。像这样的告警单元60（在图中未示出）可以包括一显示部分或一声音部分，所述显示部分用于在视觉上显示警告给用户，所述声音部分用于在听觉上发声告警给用户。
在上述描述中，根据本发明的一实施例已经描述一车辆自适应巡航控制系统1的结构。
图5是根据本发明所述实施例的车辆自适应巡航控制方法的流程图。
首先，开启所述车辆2内的根据本发明所述实施例的自适应巡航控制系统1（步骤S10）。所述自适应巡航控制系统1检测出一前方车辆为一前行车辆，并且执行加速和减速控制。
接着，所述车辆2检测到一停止物体（步骤S20）。尤其，包含在所述雷达传感器单元10的雷达传感器检测到位于所述车辆2前面的所述停止物体。另外，所述车辆2检测到行驶在所述车辆周围的周围车辆（步骤S30）。亦即，位于所述车辆两侧和前面的雷达传感器检测到位于所述车辆前面和两侧的周围车辆。尤其，如图2所示，所述车辆2检测到行驶在左右车道的周围车辆a、b、c。
此时，可以判断所述周围车辆是否在减速（步骤S40）。尤其，通过计算由所述雷达传感器所检测到的所述周围车辆a、b、c的相对速度以判断所述周围车辆a、b、c是否减速，其中所述周围车辆a、b、c的相对速度是基于由包含于根据本发明实施例的自适应巡航控制系统1 的所述移动检测器20所检测到的所述车辆2的速度和加速度而计算得的。
另外，当所述周围车辆a、b、c被判断为减速行驶（如步骤40的范例），并且预计所述周围车辆a、b、c将在距离所述车辆前面所检测到的障碍物的一预设距离范围内停下时，所述停止物体被判断为在所述车辆前面的所述停止车辆3（步骤S50）。
另外，当所述车辆2被判断为位于一交通灯的前面，如图3所示，或者当所述车辆2内的所述导航单元30接收到所述车辆2的位置是在十字路口前，如图4所示，所述控制单元40判断出所述停止物体为在所述车辆前面的所述停止车辆3（步骤50）。
因此，当所述控制单元40的判断单元41判断出所述停止物体为在所述车辆前面的停止车辆3时，所述判断单元41判断出在所述车辆前面的所述停止车辆3为所述前行车辆（步骤S60），并且所述判断单元41执行减速和停止控制，从而所述车辆2不会碰撞到在所述车辆前面的所述停止车辆3（步骤S70）。亦即，所述制动单元50根据所述控制单元40的减速控制信号以执行所述车辆2的制动。
然而，当判断出所述雷达传感器单元10所检测到的所述周围车辆未执行减速控制时，所述判断单元41判断出在所述车辆前面的所述停止物体为一障碍物，且该停止物体不是一停止车辆（步骤S80）。于是，执行告警和减速控制，以至不会碰撞到在所述车辆前面的所述停止物体，并且同时通知用户（步骤S90）。
如上所述，已经清楚地表明，所述自适应巡航控制系统能够在特定情况下通过自动制动、转向、发送告警而改善所述自适应巡航控制系统的安全性，其中所述特定情况为在车辆前面的所述停止物体正在等待信号。
另外，当在所述车辆前面的一停止物体被判断为一停止车辆，所述自适应巡航控制系统能够通过自动改变车辆的方向或发送告警而对在所述车辆前面的所述停止车辆做出快速且正确的响应。
另外，由于仅使用雷达传感器并非摄像头传感器检测在所述车辆前面的停止车辆，因此，会降低制造成本，并且所述自适应巡航控制系统通过将远处位置的停止车辆作为一前行车辆以控制所述车辆，这是由于雷达传感器能够检测位于远处位置的物体，而不像摄像头传感器仅仅检测在所述车辆前面的短距离位置的物体。
结合附图已经描述了本发明的一实施例的同时，本发明不限于上述特定实施例，本领域技术人员在不脱离权利要求所主张的本发明精神和范围的情况下，可以做出若干改进，而且从本发明所公开的内容不能单独地理解这些改进。

Claims (10)

1.一种自适应巡航控制系统，其特征在于，包括：
一雷达传感器单元，用以检测在一车辆周围的一物体；
一移动检测器，用以测量所述车辆的行驶速度和加速度；
一判断单元，用以当检测到所述车辆前面有一停止物体且基于所测得的行驶速度和加速度而检测出在所述车辆周围所检测到的周围车辆在减速时，判断出所述停止物体为一停止车辆；以及
一控制器，用以将所述停止车辆视为一前行车辆，并执行减速控制。
2.根据权利要求1所述的自适应巡航控制系统，其特征在于，当减速行驶的周围车辆将在距离所述停止物体的一预设距离范围内停下时，所述判断单元判断出所述停止物体为所述停止车辆。
3.根据权利要求2所述的自适应巡航控制系统，其特征在于，当所述周围车辆被检测到在所述车辆的左侧和右侧减速行驶时，所述判断单元判断出所述停止物体为所述停止车辆。
4.根据权利要求3所述的自适应巡航控制系统，其特征在于，进一步包括一导航单元，用以接收车辆的位置，并且存储所述位置的地图信息，其中，当判断出所接收到的所述车辆的位置是在红绿灯或十字路口的前面时，所述判断单元判断出所述停止物体为所述停止车辆。
5.根据权利要求4所述的自适应巡航控制系统，其特征在于，当所述停止物体被判断为一障碍物并非所述停止车辆时，所述控制器进行告警并执行减速控制。
6.一种自适应巡航控制方法，其特征在于，包括：
检测一车辆围绕的一物体；
测量所述车辆的行驶速度和加速度；
当检测到在所述车辆前面有一停止物体，且位于所述车辆周围的一周围车辆被判断为在减速行驶时，判断出一停止物体为一停止车辆；以及
通过将所述停止车辆视为一前行车辆，以执行减速控制。
7.根据权利要求6所述的自适应巡航控制方法，其特征在于，当减速行驶的周围车辆将在距离所述停止物体的一预设距离范围内停下时，所述停止物体被判断为所述停止车辆。
8.根据权利要求7所述的自适应巡航控制方法，其特征在于，当所述周围车辆被检测到在所述车辆的左侧和右侧减速行驶时，所述停止物体被判断为所述停止车辆。
9.根据权利要求8所述的自适应巡航控制方法，其特征在于，进一步包括：接收车辆的位置，其中当判断出所接收到的所述车辆的位置是在红绿灯或十字路口的前面时，所述停止物体被判断为所述停止车辆。
10.根据权利要求9所述的自适应巡航控制方法，其特征在于，当所述停止物体被判断为一障碍物并非所述停止车辆时，进行告警并执行减速控制。
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