跟随前车行驶的辅助控制方法
【专利摘要】一种跟随前车行驶的辅助控制方法，包括：A、通过距离传感器测量到前车的车距，相应的采集包含前车尾部的两标志物的前车尾部图像；B、重复执行步骤A至少一次，根据测量的不同车距和所述两标志物间不同距离创建车距与两标志物间距离的函数；C、根据当前的车速确定出当前与前车的安全车距；D、根据所创建的函数，由当前采集的图像中的前车尾部两标志物间的距离计算出与前车的实际车距，并以使实际车距向所述安全车距匹配的方向调整当前的车速；返回步骤C。本发明还提供了另一种跟随前车行驶的辅助控制方法。通过本发明，当两车车距超过距离传感器测量范围情况下，仍能跟随前车自动行驶，且能实时调整自身车速，保持与前车实时的安全车距。
【专利说明】跟随前车行驶的辅助控制方法【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆自动驾驶【技术领域】，尤其是指跟随前车行驶的辅助控制方法。
【背景技术】
[0002]随着车辆智能化，车辆行驶辅助系统成为车辆的一个组成部分，通过车辆行驶辅助系统对车辆行驶进行控制实现了车辆行驶的自动驾驶。例如罗伯特?博世有限公司的中国专利申请号CN201210482513.1的专利申请公开了一种行驶辅助系统，通过该系统可以实现当前车辆根据所跟随前方车辆的距离或与当前车辆速度差自动控制当前车辆减速。
[0003]目前，在跟随前方车辆行驶的辅助控制方法中，基本都适用于低速行驶，这是因为低速行驶时两车的安全车距较小，两车实际车距也小，后车前端的距离传感器可以测量出到前车的车距。当车速增大时，两车安全车距增大，实际车距也在增大，当超出所述距离传感器可测范围时，后车就无法继续自动驾驶跟随前车了。
[0004]当两车车距较大的情况下，甚至超出后车前端的距离传感器的测量范围时，如何使后车仍能够继续安全的跟随前方车辆自动行驶，是本发明所解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供了跟随前车行驶的辅助控制方法，以实现当两车车距超过距离传感器测量范围情况下，后车仍能继续跟随前方车辆自动行驶，且能实时调整自身车速，以保持与前车实时的不同的安全车距。
[0006]本发明提供的一种跟随前车行驶的辅助控制方法，其包括:
[0007]A、前车在距离传感器测量范围内时，通过距离传感器测量到前车的车距，相应的通过图像采集器采集前车尾部的图像；所述图像中包含前车尾部的两标志物；
[0008]B、重复执行步骤A至少一次，根据测量的不同车距和对应的图像中所述两标志物之间不同距离创建车距与图像中所述两标志物之间距离的函数关系；
[0009]C、根据当前的车速确定出当前与前车的安全车距；
[0010]D、根据步骤B所创建的函数，由当前采集的图像中的前车尾部两标志物之间的距离计算出与前车的实际车距，并以使实际车距向所述安全车距匹配的方向调整当前的车速；返回步骤C。
[0011]由上可以看出，通过创建车距与图像中所述两标志物之间距离的函数关系，当两车车距超过距离传感器测量范围时，后车仍可根据采集和确定的前车车尾图像中的所述两标志物之间距离，来计算出到前车的实际车距，以使后车继续能够跟随前方车辆自动行驶。
[0012]并且，由于后车会根据自身实时车速计算出与前车的实时安全车距(即动态安全车距)，并据此调整车速已使所述实际车距向所计算的安全车距靠近，从而保证后车在跟随前车过程中始终保持动态的安全车距，以确保跟随行车的安全。另一方面，该动态的安全车距是随着后车车速的不断降低而不断减小、随着后车车速的升高不断增大，因此，也就使得在跟随前车行驶时，当车速高，则控制车距大，当车速低则控制车距小，符合人们正常的驾驶习惯，用户体验感好。
[0013]其中，上述方法中，步骤D所述调整当前的车速的步骤包括:判断当前实际车距与所述安全车距匹配时，保持当前车速；判断当前实际车距大于或小于所述安全车距时，对应的提高或降低当前的车速。
[0014]本发明提供的另一种跟随前车行驶的辅助控制方法，其包括:
[0015]A、前车在距离传感器测量范围内时，通过距离传感器测量到前车的车距，相应的通过图像采集器采集前车尾部的图像；所述图像中包含前车尾部的两标志物；
[0016]B、重复执行步骤A至少一次，根据测量的不同车距和对应的图像中所述两标志物之间不同距离创建车距与图像中所述两标志物之间距离的函数关系；
[0017]C、根据当前的车速确定出当前与前车的安全车距；
[0018]D、根据步骤B所创建的函数，由确定出的安全车距计算出对应的前车尾部两标志物之间的目标距离，并以使当前采集的图像中的前车尾部两标志物之间的距离向所述目标距离匹配的方向调整当前的车速；返回步骤C。
[0019]由上可以看出，通过创建车距与图像中所述两标志物之间距离的函数关系，当两车车距超过距离传感器测量范围时，后车仍可根据采集和确定的前车车尾图像中的所述两标志物之间距离，来计算出到前车的实际车距，以使后车继续能够跟随前方车辆自动行驶。
[0020]并且，由于后车会根据自身实时车速计算出与前车的实时安全车距，并据此确定出安全车距对应的前车尾部两标志物之间的目标距离，并据此调整车速，以控制实时采集的图像中的前车尾部两标志物之间的距离，以确保两车车距是安全车距，从而确保后车跟随前车行驶的安全。另一方面，前车尾部两标志物之间的目标距离是根据后车当前的车速实时计算、动态变化的，因此，也就使得在跟随前车行驶时，当车速高，则车距会被控制的较大，当车速低则车距会被控制的较小，符合人们正常的驾驶习惯，用户体验感好。
[0021]其中，上述方法中，步骤D所述调整当前的车速的步骤包括:判断当前采集的图像中的前车尾部两标志物之间的距离与所述目标距离匹配时，保持当前车速；判断当前采集的图像中的前车尾部两标志物之间的距离小于或大于所述目标距离时，对应的提高或降低当前的车速。
[0022]其中，上述方法中，所述前车尾部两标志物为:前车的两个尾灯，图像中的所述两标志物之间的距离为图像中的两个尾灯灯距。
[0023]由上，尾灯在车尾位置比较明显，因此将尾灯作为标志物易于图像识别。
[0024]其中，上述方法中，所述前车尾部两标志物为:所述前车的两个尾灯中的示廓灯，图像中的所述两标志物之间的距离为图像中的两个尾灯中的示廓灯的灯距。
[0025]由上，尾灯中的示廓灯在车尾灯中位置靠外，且基本与车尾轮廓一致，因此将尾灯中的示廓灯作为标志物，结合车轮廓图像识别时，更易准确。另一方面，在光线不好(如夜晚、雾天)时示廓灯为开启状态，或对于某些车型车行驶时示廓灯始终开启状态，或某些地区要求示廓灯在车行驶时保持开启状态，当示廓灯处于开启状态时，更加便于后车的图像采集和识别，尤其适用于光线不好的夜里、雾天等状态下。
[0026]其中，上述方法中，步骤B所述函数关系为车距随灯距的增大而减小的函数关系。
[0027]其中，上述方法中，还包括:根据采集的图像中的前车两个尾灯确定前车车尾中心坐标位置，据此控制行驶方向以跟随前车车尾中心坐标位置行驶。[0028]对于仅使用距离传感器进行自动跟随行驶时，难以确定前车车尾中心位置，当前车行驶有一定偏移时，后车不能实时准确的调整行驶方向，或者在自动跟随行驶时后车呈S线路跟随行驶。而采用本发明该方法，则可以确保后车可以正对前车车尾中心自动跟随行驶。
[0029]其中，上述方法中，还包括:确定前车偏移直线行驶时进行报警提示，所述确定前车偏移直线行驶的步骤包括:
[0030]判断当前确定的车尾中心坐标位置与前次确定的车尾中心坐标位置的坐标偏差超过一设定值；或
[0031]判断采集的图像中的前车两个尾灯的尺寸的大小差超过一设定值。
[0032]由上，根据前后两次确定的车尾中心坐标位置的坐标偏差确定前车是否偏移，可以较快的判断出前车是否行驶方向偏移、转弯，这种方式反映灵敏，由其适用于高速行驶的自动跟随行驶。
[0033]而根据前车两个尾灯的尺寸差的大小判断前车行驶方向是否偏移、转弯，则由其适用于低俗行驶的自动跟随行驶。
[0034]其中，上述方法中，步骤C、D之间还包括:判断前车在距离传感器测量范围内时，通过距离传感器测量出与前车的实际车距，并以使实际车距向所述安全车距匹配的方向调整当前的车速；返回步骤C。
[0035]由上，当前车在后车距离传感器测量范围内时，也可使用该距离传感器测量的两车车距作为自动跟随行驶的控制参数之一。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1为本发明的随前车行驶的辅助控制的流程图；
[0037]图2为车距与灯距的函数关系示意图；
[0038]图3为包括辅助线的显示跟随的前车的示意图。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和实施例，对本发明进行详细说明。
[0040]当本发明应用于汽车时，汽车的车辆行驶辅助系统应具有可测量前方车辆距离的距离传感器，该距离传感器可如【背景技术】一样，安装于汽车前端位置。
[0041]本例中，所述车辆行驶辅助系统还具有可采集汽车前方图像的图像采集器，本实施例中，采用朝向车辆前方的至少一个摄像头，如ccd或corns等摄像头。摄像头可设置于车内，如设置于车内后视镜背部，镜头朝向汽车前方；也可设置于车外，如设置于保险杠上、车前饰条、车前饰条的车标上等等。当为两个摄像头时，则可以生成立体图像，使得对前车的判断更为精确。
[0042]所述车辆行驶辅助系统的处理单元可接收距离传感器测量的与前车的车距，并接收摄像头采集的前车车尾图像，识别出图像中车尾上的两标志物的距离，如两尾灯中轮廓灯的灯距(后续均以此为例)，通过获取至少两次车距与所述灯距，创建车距与灯距的函数关系，以用于辅助行驶。
[0043]所述车辆行驶辅助系统还可包括显示单元，以显示所获取的图像，例如，可如图3所示显示的图像，该图像中包括根据图2所创建的车距与灯距的函数所形成的辅助线、前车尾图像等。该图3中，两侧的成角度的两条直线对应由图2计算出的车尾轮廓灯函数，中间的虚线表示计算的前车尾部中心线，其中的车辆尾部图像对应当前所采集的前方车辆尾部图像。
[0044]下面参见图1示出的跟随前车行驶的辅助控制的流程图对本发明进行详细说明，包括以下步骤:
[0045]步骤110:后车的驾驶员启动对前车的跟随模式，例如可以通过按下后车上的一特定按键表示启动跟随模式。
[0046]步骤120:设置于后车前端的距离传感器当前车位于距离传感器的测量范围内时，通过距离传感器测量后车到前车的车距。相应的，在该车距下，车辆行驶辅助系统的处理单元控制摄像头采集前车尾部的图像，该图像中包含前车尾部的两标志物，如本实施例中将尾灯中的轮廓灯作为所述标志物。
[0047]步骤130:重复步骤120至少I次，获取为后续步骤创建函数所需的至少两组数据。然后，从所述数据中选取至少两组数据，每组数据包括识别度较佳的图像和对应的车距。下述可作为识别度较佳的选取标准:有足够的清晰度；图像是后车正对前车尾部时采集的图像，如图像中前车两尾灯大小基本相同，即前车尾部图像呈左右对称状。
[0048]步骤140:根据测量的不同车距和对应的图像中所述两尾灯的轮廓灯不同灯距创建车距与图像中所述两尾灯的轮廓灯灯距的函数关系。
[0049]其中，该函数关系应该是车距随着灯距的减小而增大的关系，例如，如图2所示的图像对应的所构建的函数为k=tag (a) = (Dx-Dn)/( (Ln-Lx) /2)；
[0050]k为可计算出的常数,其计算方式为:k=tag (a) = (Dm-Dn) /( (Ln-Lm) /2)；
[0051]上述Dm、Dn是任意两次,如第m、n次测量的到前车的车距；Lm、Ln是对应Dm、Dn车距时所采集的前车尾部的图像中的两尾灯中轮廓灯的灯距；由上，即可建立了车距Dx与车距对应的两尾灯中轮廓灯的灯距Lx的函数关系。
[0052]步骤150:后车根据自身当前的车速确定出当前与前车的安全车距。
[0053]后车确定其当前车速下所要求的安全车距，其中可以预先建立车速与安全车距的函数:Di=f(Vi)，该函数表示表示车速为Vi时的安全车距Di。该函数应该是使安全车距随着车速的增加而增加，并且该函数可以根据各个国家的要求，或根据车辆自身制动性能建立。其中，考虑到紧急制动、路面光滑程度、司机反应速度，上述函数可为简单的线性关系，本例中线性函数关系中各值的关系是Di=Vi/10，如车速Vi=20km/h，安全车距Di=20m ;车速Vi=50km/h,安全车距Di=50m ;车速Vi=100km/h，安全车距Di=100m。而实际上，安全车距与车速并非呈线性关系，而是呈曲线关系，并应该有一常数定加权值(为了实现有最小车距，避免车速为O时车距为0)，例如当车速达到150km/h时，其安全车距应该超过150m，当车速达到200km/h时，其安全车距应该远远超过200m，关于安全车距与车速是何函数关系才合理，非本发明讨论问题，故不作进一步分析。上述函数关系是以连续函数为例，不难理解也可以是离散函数。
[0054]步骤160:后车采集前方的图像，由当前采集的图像，确定出当前的图像中所述两尾灯的轮廓灯的灯距；由步骤140所创建的函数关系，计算出当前所述灯距对应的与前车的当前实际车距，并调整当前的车速以使实际车距向步骤150所确定出的安全车距匹配；返回步骤150。
[0055]其中，本步骤中，若前车尚未离开后车的距离传感器的测量范围，则在确定与前车的实际车距时，也可由距离传感器直接测量出。
[0056]具体的，本步骤的调整当前的车速的步骤包括:后车判断所述当前实际车距与所述安全车距匹配时，则表示车距为期望距离，后车保持当前车速；若判断当前实际车距大于所述安全车距时，则表示两车车距过远，后车相应的提高车速；若判断当前实际车距小于所述安全车距时，则表示两车车距过近，后车相应的降低车速。
[0057]对于步骤160，还可以采用下述步骤160’进行替代:
[0058]步骤160’:根据步骤140所创建的函数，由步骤150中确定出的当前车速下的安全车距计算出对应的两尾灯的轮廓灯的灯距，此处称为目标距离。后车实时采集前方的图像，并调整当前的车速以使当前采集的图像中所述两尾灯的轮廓灯的灯距向所述目标距离匹配；返回步骤150。
[0059]具体的，本步骤160’中调整当前的车速的步骤包括:判断当前采集的图像中两尾灯的轮廓灯的灯距与所述目标距离匹配时，则表示车距为期望距离，后车保持当前的车速；判断当前采集的图像中两尾灯的轮廓灯的灯距小于所述目标距离时，则表示两车车距过远，后车相应的提高车速；判断当前采集的图像中两尾灯的轮廓灯的灯距大于所述目标距离时，则表示两车车距过近，后车相应的降低车速。
[0060]由上可以看出，即使前后两车的车距超出后车的距离传感器测量范围，则仍可以根据本发明上述方法实现后车自动跟随前车安全行驶。
[0061]可以预见的是，两车车距越远，则后车采集的图像中的前车两个尾灯的精度越低，即计算出的灯距误差越大，但此时由于车距远，基本在安全车距范围内，因此误差大也不会带来后车自动跟随中的安全问题；而两车车距越近，则后车采集的图像中的前车两个尾灯的精度高，则相应的计算出的灯距误差越小，即在近距离跟随时，对后车对跟随中的车距控制越精确。这与通常的开车习惯也相符。
[0062]下面对本发明上实际应用时的情况进一步分析:
[0063]当前后车都等速行驶时，安全车距为对应该速度的一值，因此后车会跟随前车保持该安全车距等速行驶；
[0064]当前车减速时，后车由速度变更滞后性，发现实际车距变小了，则驱动车速降低以达到原车速下的安全车距，同时由于后车车速不断减小，对应的安全车距也在不断减小。即前车在减速时，后车也在减速，且跟随前车的车距也在减小，而车距越小，则后车对前车的图像采集的清晰度越高，由上分析，则后车对车距的控制越精确，即车距越近，后车对跟随中车速的控制越精确。一个实例为:车距很近，前车出现车速小幅变化，后车则即刻跟随变化，这符合开车习惯；
[0065]当前车加速时，后车由速度变更滞后性，发现实际车距变大了，则驱动车速提升以达到原车速下的安全车距，同时由于后车车速不断增大，对应的安全车距也在不断增大。即前车在加速时，后车也在加速，且跟随前车的车距也在增大，而车距增大，则后车对前车的图像采集的清晰度越低，由上分析，则后车对车距的控制精确度降低，即车距越远，后车对跟随中车速的控制精确度降低。一个实例为:车距较远时，前车出现车速小幅波动，后车不会跟踪进行波动，这符合开车习惯。[0066]另外，当后车启动跟随时，还可进一步通过采集的前车两尾灯的轮廓灯，来确定出前车尾部中心位置，作为要跟随的中心坐标位置，以使后车能实时调整行驶方向，保持正对前车尾部中心进行跟随。
[0067]而当跟随过程中，若判断前车明显偏移直线行驶时，则可给驾驶员相应的提示，便于驾驶员确定是车辆自动调整转向继续跟随前车，或是重新设定跟随前方另一车(如返回步骤120)，或者更改为手动驾驶。
[0068]其中，判断前车偏移直线行驶的方法包括:判断当前确定的车尾中心坐标位置与前次确定的车尾中心坐标位置的坐标偏差超过一设定值；或，判断采集的图像中的前车两个尾灯的尺寸的大小差超过一设定值(前车转弯幅度较大时，后车所采集的两尾灯尺寸差较大)。
[0069]上述是以车尾灯示廓灯作为标志物为例，这是因为，示廓灯基本与车体外侧宽度相符。不难理解，也可以由其他能体现尺寸的参数替换，例如车尾外轮廓宽度、车体高度、车后轮外侧宽度。但由于车尾灯距离较大，便于识别，且在夜晚示廓灯为易于识别的点亮状态，可以应用于夜晚，因此优选使用车尾灯示廓灯作为标志物。
[0070]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种跟随前车行驶的辅助控制方法，其特征在于，包括: A、前车在距离传感器测量范围内时，通过距离传感器测量到前车的车距，相应的通过图像采集器采集前车尾部的图像；所述图像中包含前车尾部的两标志物； B、重复执行步骤A至少一次，根据测量的不同车距和对应的图像中所述两标志物之间不同距离创建车距与图像中所述两标志物之间距离的函数关系； C、根据当前的车速确定出当前与前车的安全车距； D、根据步骤B所创建的函数，由当前采集的图像中的前车尾部两标志物之间的距离计算出与前车的实际车距，并以使实际车距向所述安全车距匹配的方向调整当前的车速；返回步骤C。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤D所述调整当前的车速的步骤包括: 判断当前实际车距与所述安全车距匹配时，保持当前车速；判断当前实际车距大于或小于所述安全车距时，对应的提高或降低当前的车速。
3.—种跟随前车行驶的辅助控制方法，其特征在于，包括: A、前车在距离传感器测量范围内时，通过距离传感器测量到前车的车距，相应的通过图像采集器采集前车尾部的图像；所述图像中包含前车尾部的两标志物； B、重复执行步骤A至少一次，根据测量的不同车距和对应的图像中所述两标志物之间不同距离创建车距与图 像中所述两标志物之间距离的函数关系； C、根据当前的车速确定出当前与前车的安全车距； D、根据步骤B所创建的函数，由确定出的安全车距计算出对应的前车尾部两标志物之间的目标距离，并以使当前采集的图像中的前车尾部两标志物之间的距离向所述目标距离匹配的方向调整当前的车速；返回步骤C。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤D所述调整当前的车速的步骤包括: 判断当前采集的图像中的前车尾部两标志物之间的距离与所述目标距离匹配时，保持当前车速；判断当前采集的图像中的前车尾部两标志物之间的距离小于或大于所述目标距离时，对应的提高或降低当前的车速。
5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述前车尾部两标志物为:前车的两个尾灯，图像中的所述两标志物之间的距离为图像中的两个尾灯灯距。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述前车尾部两标志物为:所述前车的两个尾灯中的示廓灯，图像中的所述两标志物之间的距离为图像中的两个尾灯中的示廓灯的灯距。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤B所述函数关系为车距随灯距的增大而减小的函数关系。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括:根据采集的图像中的前车两个尾灯确定前车车尾中心坐标位置，据此控制行驶方向以跟随前车车尾中心坐标位置行驶。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括:确定前车偏移直线行驶时进行报警提示，所述确定前车偏移直线行驶的步骤包括: 判断当前确定的车尾中心坐标位置与前次确定的车尾中心坐标位置的坐标偏差超过一设定值；或 判断采集的图像中的前车两个尾灯的尺寸的大小差超过一设定值。
10.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，步骤C、D之间还包括:判断前车在距离传感器测量范围内时，通过距离传感器测量出与前车的实际车距，并以使实际车距向所述安全车距匹配的方向调整当前的车速；返回步骤C。
【文档编号】B60W30/16GK103909930SQ201410131596
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】全蕊 申请人:全蕊