前方车辆选择装置制造方法

前方车辆选择装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了前方车辆选择装置和前方车辆选择方法。前方车辆选择装置估算自己的车辆行进于其上的行进公路的曲率，对在自己的车辆前面的对象进行检测，并且针对每个在前面的对象确定相对于自己的车辆的相对位置。基于所估算的曲率和所确定的相对位置，针对每个在前面的对象反复确定自己车辆车道概率瞬时值。通过对所计算的自己车辆车道概率瞬时值执行滤波计算来确定自己车辆车道概率。基于所确定的自己车辆车道概率来选择前方车辆。设置滤波计算的特性，使得与在先前的处理周期中所选择的前方车辆相关联的在前面的对象比与不是前方车辆的对象相关联的在前面的对象相对更少地受自己车辆车道概率瞬时值的影响。
【专利说明】前方车辆选择装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于选择在自己的车辆前面行进的车辆（前方车辆）的技术。

【背景技术】
[0002] 车辆间控制装置作为用于减少加在正在驾驶车辆的驾驶员身上的操作负荷的技 术是已知的。车辆间控制装置对在自己的车辆前面行进的车辆（前方车辆）进行检测。车 辆间控制装置控制车辆速度等，以保持自己的车辆与前方车辆之间的一定距离，使得自己 的车辆能够自动跟踪前方车辆。
[0003] 在这种装置中，基于自己的车辆的偏航率（yaw rate)和车辆速度来确定自己的车 辆在其上行进的公路的估算曲率半径。另外，雷达装置或类似装置用于检测在自己的车辆 前面存在的车辆的位置。基于估算的曲率半径和前方车辆的位置，针对每个检测到的前方 车辆来确定自己车辆的车道概率。自己车辆的车道概率表示车辆出现在自己车辆的估算行 进车道上的概率。基于自己车辆的车道概率来执行对前方车辆的选择和对该选择的取消。
[0004] 此外，由于偏航率的检测值的变化，估算的曲率半径的计算结果也会变化。因 此，为了抑制该变化造成的效果，对自己车辆的车道概率执行滤波计算（例如，参考 JP-B-3427815)。
[0005] 关于被暂时选择为前方车辆的车辆，需要高度稳定的选择，使得该选择不会被噪 声等错误地取消。另一方面，关于非前方车辆，即，前方车辆以外的车辆，需要反应性选择， 使得当非前方车辆插到自己的车辆的前面时，这种情况被迅速地检测到。
[0006] 这种稳定性和反应性能够通过滤波计算的特性来实现。然而，稳定性和反应性是 相矛盾的要求。因此，出现的问题是，难以执行适合于前方车辆和非前方车辆这两者的滤波 计算。


【发明内容】

[0007] 因此，期望的是提供一种实现适合于前方车辆和非前方车辆这两者的滤波计算的 技术。
[0008] 示例性实施例提供了本发明的前方车辆选择装置，其包括曲率估算装置、对象位 置检测装置、瞬时概率计算装置、滤波计算装置、前方车辆选择装置以及滤波特性设置装 置。
[0009] 曲率估算装置估算自己的车辆行进于其上的行进公路的曲率。对象位置检测装置 对在自己的车辆前面出现的对象进行检测。对象位置检测装置针对每个在前面的对象确定 相对于自己车辆的相对位置。瞬时概率计算装置基于曲率估算装置所估算的曲率和对象 位置检测装置所确定的相对位置，针对每个在前面的对象反复确定自己车辆车道概率瞬时 值。自己车辆车道概率瞬时值是在前面的对象出现在与自己的车辆相同的车辆车道中的概 率的瞬时值。滤波计算装置通过对由瞬时概率计算装置所计算的自己车辆车道概率瞬时值 执行滤波计算来确定自己车辆车道概率。前方车辆选择装置基于由滤波计算装置所确定的 自己车辆车道概率来选择前方车辆。滤波特性设置装置设置滤波计算的特性，使得与前方 车辆选择装置在先前的处理周期中所选择的前方车辆相关联的在前面的对象比与不是前 方车辆的对象相关联的在前面的对象相对更少地受自己车辆车道概率瞬时值的影响。
[0010] 在如上述配置的本发明的前方车辆选择装置中，针对与前方车辆相关联的在前面 的对象执行不容易反映自己车辆车道概率瞬时值的滤波计算。因此，当在前面的对象被暂 时确定为前方车辆时，执行这样的过程，其具有良好的稳定性，其中不容易由于噪声等而取 消选择。另外，针对与非前方车辆相关联的在前面的对象执行容易反映自己车辆车道概率 瞬时值的滤波计算。因此，执行这样的过程，其具有良好的反应性，其中将并道的车辆等及 时选择为前方车辆。换言之，能够实现适合于前方车辆和非前方车辆这两者的滤波计算。
[0011] 另外，除了上述前方车辆选择装置之外，本发明还可通过各种实施例来实现。例 如，本发明能够通过前方车辆选择装置是其构成要素的系统来实现，或者通过使计算机能 够用作配置前方车辆选择装置的每个装置的程序来实现。

【专利附图】

【附图说明】
[0012] 在附图中：
[0013] 图1是包括适用于根据一个实施例的前方车辆选择装置的车辆间控制器的车辆 间控制系统的整体配置的框图；
[0014] 图2是图1中所示的车辆间控制器所执行的前方车辆选择过程的流程图；
[0015] 图3是在图2中所示的步骤S160的滤波常数设置过程的细节的流程图；
[0016] 图4是示出用于设置在图3中所示的滤波常数设置过程中的滤波常数的滤波常数 表的细节的曲线图；
[0017] 图5是示出在图1中所示的车辆间控制器所执行的滤波过程之前和之后在自己车 辆车道概率上的变化的曲线图；
[0018] 图6是滤波常数设置状态的示例的说明图；以及
[0019] 图7是示出图1中所示的车辆间控制器的功能配置的框图。

【具体实施方式】
[0020] 下文中将参考附图来描述应用本发明的实施例。
[0021] 车辆间控制系统1被安装在汽车上。车辆间控制系统1控制车辆速度，以将与到 自己的车辆前面行进的车辆（前方车辆）的车辆间距离保持在合适的距离。
[0022] 如图1中所示，车辆间控制系统1主要由车辆间控制器4来配置，车辆间控制器4 作为根据本实施例的前方车辆选择装置来工作。车辆间控制系统1还包括传感器组2、开关 组3以及电子控制单元（EOJ，electronic control unit)组5。传感器组2包括用于检测 车辆周围的情况以及车辆的行为和状态的各种传感器。开关组3包括用于将指令输入车辆 间控制器4的各种开关。ECU组5基于来自车辆间控制器4的命令来执行各种控制操作。
[0023] 传感器组2至少包括雷达传感器21、偏航率传感器22、轮速传感器23以及转向传 感器24。
[0024] 雷达传感器21朝向自己的车辆前面的区域输出激光，从而扫描预定的角度范围。 雷达传感器21还检测该激光的反射光。雷达传感器21基于激光到达对象并且从该对象返 回所需的时间量来确定与已反射该激光的该对象的距离。另外，激光传感器21基于当检测 到反射光时激光照射的方向来确定对象所在的方向。不限制雷达传感器21使用哪种激光。 雷达传感器21可使用毫米波段或微毫米波段无线电波、超声波等。此外，可以使用摄像机 等。
[0025] 偏航率传感器22基于车辆的偏航率输出信号。
[0026] 轮速传感器23附接至左前轮、右前轮、左后轮以及右后轮中的每一个。每个轮速 传感器23输出具有边沿（脉冲边沿）的脉冲信号，该边沿根据轮轴的旋转在每个预定的角 度形成。换言之，轮速传感器23基于轮轴的旋转速度输出具有脉冲间隔的脉冲信号。
[0027] 转向传感器24基于转向轮的相对转向角（转向角的变化量）或转向轮的绝对转 向角（当车辆向前直行时相对于转向位置的实际转向角）来输出信号。
[0028] 开关组3至少包括控制许可开关31和控制模式选择开关32。
[0029] 控制许可开关31用于输入是否许可自适应巡航控制（ACC, adaptive cruise control)的执行。ACC是已知的控制操作，其能使车辆在没有前方车辆时以预设速度行进。 ACC执行在没有前方车辆时保持预定的车辆间距离的跟踪巡航。
[0030] 控制模式选择开关32用于选择ACC控制模式。
[0031] E⑶组5至少包括发动机E⑶51、制动器E⑶52以及仪表E⑶53。
[0032] 发动机ECU 51控制发动机启动/停止、燃油喷射量、点火定时等。发动机ECU 51 包括中央处理单兀（CPU，central processing unit)、只读存储器（ROM，read-only memory)、随机存取存储器（RAM, random access memory)等。具体地，发动机EQJ 51基于 来自对加速器踏板的下压量进行检测的传感器的检测值来控制节流阀ACT。节流阀ACT是 打开和关闭在进气管中设置的节流阀的促动器。另外，发动机ECU 51基于来自车辆间控制 器4的指令来控制节流阀ACT以增加或减少内燃机的驱动力。
[0033] 制动器E⑶52控制自己的车辆的制动。制动器E⑶52包括CPU、R0M、RAM等。具 体地，制动器ECU 52基于来自对制动器踏板的下压量进行检测的传感器的检测值来控制 制动器ACT。制动器ACT是打开和关闭在液压制动电路中设置的增压调节阀和减压调节阀 的促动器。另外，制动器ECU 52基于来自车辆间控制器4的指令对制动器ACT进行控制， 以增加或减小自己的车辆的制动力。
[0034] 仪表ECU 53基于来自车辆的每个单元（包括车辆间控制器4)的指令，执行在车 辆中设置的仪表显示器的显示控制。仪表E⑶53包括CPU、R0M、RAM等。具体地，仪表E⑶ 53在仪表显示器中显示车辆速度、发动机转速以及由车辆间控制器4执行的控制的执行状 态和控制模式。
[0035] 车辆间控制器4主要由包括CPU、ROM、RAM等的已知微型计算机进行配置。另外， 车辆间控制器4包括检测电路、模拟/数字（A/D)转换电路、输入/输出（1/0)接口、通信 电路等。检测电路和A/D转换电路对从传感器组2输出的信号进行检测，并且将该信号转 换成数字值。1/0接口从开关组3接收输入。通信电路与E⑶组5通信。该硬件配置是常 规的。因此，省略其详细描述。
[0036] 在车辆间控制器4中，CPU执行在存储器（例如，ROM)中预先存储的一个或多个程 序，以执行在下面详细描述的预定的前方车辆确定过程。因此，如图7中所示，车辆间控制 器4能够作为前方车辆选择装置来工作，其包括曲率估算单元41 (等价于曲率估算装置）、 对象位置检测单元42 (等价于对象位置检测装置）、瞬时概率计算单元43 (等价于瞬时概率 计算装置）、滤波计算单元44 (等价于滤波计算装置）、前方车辆选择单元45 (等价于前方 车辆选择装置）以及滤波特性设置单元46 (等价于滤波特性设置装置）。
[0037] 当控制许可开关31许可了 ACC时，车辆间控制器4周期性地（例如，每100ms)执 行前方车辆确定过程。另外，车辆间控制器4利用前方车辆确定过程的确定结果来执行由 控制模式选择开关32所选择的车辆间控制过程。
[0038] 在这些过程中，在车辆间控制过程中，车辆间控制器4通常通过向发动机E⑶51 输出用于增加或减少加速器操作量的指令来控制车辆速度。当不能利用加速器操作量来支 持控制时，车辆间控制器4通过向制动器ECU 52输出制动命令来限制车辆速度。另外，当 预定的条件满足时，车辆间控制器4向仪表ECU 53输出各种ACC相关显示信息和用于产生 警报的命令。
[0039] 这里，将参考图2中所示的流程图来描述由车辆间控制器4所执行的前方车辆确 定过程的细节。在该实施例中，使车辆间控制器4的CPU能够执行图2中所示的前方车辆 确定过程的程序被预先存储在车辆间控制器4的存储器（例如，ROM)中。
[0040] 当前方车辆确定过程开始时，首先，在步骤S110,车辆间控制器4加载雷达传感器 21所检测的距离和角测量数据。
[0041] 在随后的步骤S120,车辆间控制器4将加载的距离和角测量数据从由该数据表示 的极坐标系统转换至正交坐标系统。车辆间控制器4基于转换后的数据执行对象识别处 理，以识别在自己的车辆前面存在的对象。在对象识别处理中，车辆间控制器4聚集距离和 角测量数据。然后，车辆间控制器4针对每次聚集确定对象的中心位置坐标、与自己的车辆 的相对速度等。本文中识别的对象在下文中称为"目标"。车辆间控制器4执行在步骤S120 的处理操作，然后，能够作为图7中的对象位置检测单元42工作。
[0042] 在随后的步骤S130,基于偏航率传感器22所检测的偏航率Y和根据来自轮速传 感器23的检测结果计算的自己的车辆速度V，基于下列表达式（1)来计算估算的R。估算的 R是自己的车辆的行进曲线的曲率半径（曲率的倒数）。车辆间控制器4执行在步骤S130 的处理操作，然后，能够作为图7中的曲率估算单元41工作。
[0043]

【权利要求】
1. 一种前方车辆选择装置，包括： 曲率估算装置，所述曲率估算装置估算自己车辆行进于其上的行进公路的曲率； 对象位置检测装置，所述对象位置检测装置对在所述自己车辆前面的对象进行检测， 并且针对每个在前面的对象确定相对于所述自己车辆的相对位置； 瞬时概率计算装置，所述瞬时概率计算装置基于由所述曲率估算装置所估算的曲率和 所述对象位置检测装置所确定的相对位置，针对每个在前面的对象反复确定自己车辆车道 概率瞬时值，所述自己车辆车道概率瞬时值是在前面的对象出现在与所述自己车辆相同的 车辆车道中的概率的瞬时值； 滤波计算装置，所述滤波计算装置通过对由所述瞬时概率计算装置所计算的自己车辆 车道概率瞬时值执行滤波计算，确定自己车辆车道概率； 前方车辆选择装置，所述前方车辆选择装置基于由所述滤波计算装置所确定的所述自 己车辆车道概率来选择前方车辆；以及 滤波特性设置装置，所述滤波特性设置装置设置滤波计算的特性，使得与由所述前方 车辆选择装置在先前处理周期中所选择的前方车辆相关联的在前面的对象比与不是所述 前方车辆的对象相关联的在前面的对象相对更少地受所述自己车辆车道概率瞬时值的影 响。
2. 根据权利要求1所述的前方车辆选择装置，其中， 所述滤波特性设置装置基于表示所述自己车辆到达所述在前面的对象的检测位置所 需的时间的车辆间时间来改变滤波计算的特性，从而随着到所述在前面的对象的所述车辆 间时间更短，受所述自己车辆车道概率瞬时值的影响更大。
3. 根据权利要求1或2所述的前方车辆选择装置，其中， 所述滤波计算装置： 通过执行滤波计算，以利用权重计算（i)所述自己车辆车道概率瞬时值与（ii)由所述 滤波计算装置在先前处理周期中确定的自己车辆车道概率的先前值的加权平均，从而确定 在当前处理周期中的自己车辆车道概率的当前值，并且 基于表示所述自己车辆到达所述在前面的对象的检测位置所需的时间的车辆间时间 来改变用于计算所述加权平均的所述权重。
4. 根据权利要求3所述的前方车辆选择装置，其中，所述自己车辆车道概率通过下式 来确定：
其中，P (t)是在当前处理周期中确定的自己车辆车道概率的当前值； P (t-ι)是在先前处理周期中确定的自己车辆车道概率的先前值； Pc是自己车辆车道概率瞬时值，以及 α是作为用于计算所述加权平均的所述权重的滤波常数。
5. 根据权利要求4所述的前方车辆选择装置，其中， 所述行进公路的曲率通过下式来估算， V R = ·- Y 其中，R是作为所述行进公路的曲率的倒数的曲率半径； V是所述自己车辆的速度；以及 Y是所述自己车辆的偏航率。
6. -种前方车辆选择方法，包括： 由前方车辆选择装置估算自己车辆行进于其上的行进公路的曲率； 由所述前方车辆选择装置检测在所述自己车辆前面的对象，并且针对每个前面的对象 确定相对于所述自己车辆的相对位置； 由所述前方车辆选择装置基于所估算的曲率和所确定的相对位置针对每个在前面的 对象反复确定自己车辆车道概率瞬时值，所述自己车辆车道概率瞬时值是在前面的对象出 现在与所述自己车辆相同的车辆车道中的概率的瞬时值； 由所述前方车辆选择装置通过对所计算出的自己车辆车道概率瞬时值执行滤波计算 来确定自己车辆车道概率； 由所述前方车辆选择装置基于所确定的自己车辆车道概率来选择前方车辆；以及 由所述前方车辆选择装置设定滤波计算的特性，使得与在先前处理周期中所选择的前 方车辆相关联的在前面的对象比与不是所述前方车辆的对象相关联的在前面的对象相对 更少地受所述自己车辆车道概率瞬时值的影响。
7. 根据权利要求6所述的前方车辆选择方法，其中，基于表示所述自己车辆到达所述 在前面的对象的检测位置所需的时间的车辆间时间来改变滤波计算的特性，从而随着至所 述在前面的对象的所述车辆间时间更短，受所述自己车辆车道概率瞬时值的影响更大。
8. 根据权利要求6或7所述的前方车辆选择方法，其中， 通过执行滤波计算，以利用权重计算（i)所述自己车辆车道概率瞬时值与（ii)所述滤 波计算装置在先前处理周期中确定的自己车辆车道概率的先前值的加权平均，从而确定自 己车辆车道概率在当前处理周期中的当前值，并且 基于表示所述自己车辆到达所述在前面的对象的检测位置所需的时间的车辆间时间 来改变用于计算所述加权平均的所述权重。
9. 根据权利要求8所述的前方车辆选择方法，其中， 所述自己车辆车道概率通过下式来确定：
其中，P (t)是在当前处理周期中确定的自己车辆车道概率的当前值； P (t-Ι)是在先前处理周期中确定的自己车辆车道概率的先前值； Pc是所述自己车辆车道概率瞬时值，以及 α是作为用于计算所述加权平均的所述权重的滤波常数。
10. 根据权利要求9所述的前方车辆选择方法，其中， 所述行进公路的曲率通过下式来估算， Jf V it =- Y 其中，R是作为所述行进公路的曲率的倒数的曲率半径； V是所述自己车辆的速度；以及 Y是所述自己车辆的偏航率。
【文档编号】B60W40/00GK104512416SQ201410510150
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2013年10月3日
【发明者】须藤拓真, 胡桃沢仁, 野沢丰史, 波切达也 申请人:株式会社电装