用于道路车辆的连续弯道速度调节的方法和布置与流程

本公开一般涉及用于道路车辆的弯道速度调节，并且特别地涉及用于道路车辆的弯道速度调节方法以及道路车辆弯道速度调节布置。

背景技术：

以超速行驶进入道路弯道不仅会由于潜在地失去车辆控制而使得车辆乘员感到不舒适以及引起安全问题，而且还会引起过度的燃料消耗，这有可能导致排放增加。

通常，道路车辆驾驶员依靠他的或她的关于即将到来的弯道以及可能的速度限制和警告标志的视觉信息来确定越过该弯道的合适速度。然而，越过弯道所需的减速取决于许多因素，诸如道路曲率、车辆速度、弯道斜度角、道路坡度、路面摩擦系数、车辆特性、驾驶员能力等。

为了针对越过即将到来的弯道提供适当的道路车辆速度控制，已经建议要么以主动方式针对弯道中表示最陡点的一点进行控制并且以固定的减速度针对其进行控制，要么以被动方式进行基于偏航率（yaw-rate）的弯道速度适应。

然而，上述两个为越过即将到来的弯道提供适当的道路车辆速度控制的方法都受缺点的影响，并且将不为车辆乘客提供自然且舒适的乘坐。因此，存在改进道路车辆速度的控制以便越过即将到来的弯道的需要。

美国专利us2015151753a1呈现了对解决此问题的一个尝试，该专利公开了使用相机来提供自主导航特征的系统和方法。所公开的系统可以包括：至少一个图像捕获设备，其被配置成获取车辆附近的区域的多个图像；数据接口；以及至少一个处理设备。该至少一个处理设备可以被配置成：经由数据接口接收多个图像；基于地图数据（例如，gps数据）和车辆方位信息来识别要越过的弯道；基于如在地图数据中反映的弯道的至少一个特性来确定用于车辆的初始目标速度；将车辆速度调节到初始目标速度；基于该多个图像，确定该弯道的一个或多个观察到的特性；基于该弯道的一个或多个观察到的特性来确定更新的目标速度；并且将车辆速度调节到更新的目标速度。该系统可以检测车道宽度、弯道半径、曲率的度、曲率方面的改变率、斜度的度、弯道的长度或弧长等等。该系统可以基于在弯道之前、在弯道期间或在弯道之后交通灯的存在、天气状况（例如，小雨、大雨、有风、晴天等）、道路状况（例如，铺面路、未铺面路、坑洼等）、张贴速度限制、附近存在车辆或行人等来确定初始目标速度。

例如诸如由美国专利us2009037062a1描述的，对解决该问题的另一尝试公开了一种用于在车辆接近弯道时检测道路弯道、自动提供道路曲率信息并且控制车辆速度的系统和方法。该系统使用定位设备和地图数据库来知道车辆的方位。取决于车辆的速度，该系统为车辆前方的弯道处或弯道周围的不同曲率数据点生成曲率轮廓。然后，该系统为曲率点生成期望的速度轮廓。将期望的速度轮廓和实际的车辆速度进行比较，以确定车辆是否在每个轮廓点上相对于目标速度行进得过快。加速度计算可以通过提供驾驶员转弯模式输入来加强，车辆驾驶员可以基于驾驶员想要该系统如何积极地操作以使车辆减速来选择该驾驶员转弯模式输入。

ep2527222a2呈现了对解决该问题的又一个另外的尝试，ep2527222a2公开了一种方法，该方法涉及取决于控制数据来控制道路车辆的速度，并且提供弯道数据作为控制数据以及作为描述道路车辆的控制期间的驾驶弯道的最近弯道数据。根据导航设备的道路路线数据来确定弯道数据，并且由预见性环境传感器来确定环境数据。通过对弯道数据的考虑来确定舒适的弯道速率。根据限定位置处的弯道的最大曲率和预定义的舒适横向加速度来确定舒适的弯道速率。

技术实现要素：

本发明的目的是要提供一种改进的用于道路车辆的弯道速度调节方法以及一种改进的道路车辆弯道速度调节布置。

根据第一方面，提供了一种用于道路车辆的弯道速度调节方法，其包括：获得道路车辆的当前自我速度数据；获得由要由道路车辆越过的一组控制点所表示的即将到来的路段的距离和曲率值数据；获得包括要被越过的路段的道路的道路属性数据；获得道路车辆周围的环境属性数据；获得道路车辆驾驶员的驾驶员属性数据；将所获得的数据连续流式传输到被布置成处理该数据的数据处理布置；由数据处理布置评估所获得的数据，以实行到相应控制点的目标速度的转换；由数据处理布置针对每个相应控制点实行从该控制点的目标速度和到该控制点的距离以及所获得的道路车辆的当前自我速度到目标加速度的转换，以用该控制点的目标速度达到该控制点；将用于相应控制点的所得到的目标加速度连续流式传输到道路车辆的控制单元；由控制单元调节道路车辆的加速度，以用该控制点的目标速度达到每个相应控制点。

对所获得的数据的连续流式传输和处理允许弯道速度对当前情形的平滑适应，并且使得能够实现对其的响应控制。

在另外的实施例中，该方法进一步包括从以下各项中的至少一个获得所述曲率值数据：地图系统；机载相机系统；一个或多个机载偏航率传感器；一个或多个机载雷达传感器；一个或多个机载激光雷达传感器。

在又另外的实施例中，该方法进一步包括获得所述道路属性数据，该道路属性数据包括以下各项中的至少一个：道路宽度；边坡（slope）；倾角；车道宽度；道路类型；斜度（banking）；以及车道数目。

在又一另外的实施例中，该方法进一步包括获得所述环境属性数据，该环境属性数据包括关于以下各项的数据中的至少一个：视距；光线状况；道路边缘；横向间隙距离；以及天气状况。

在附加的实施例中，该方法进一步包括获得所述驾驶员属性数据，该驾驶员属性数据包括关于以下各项的数据中的至少一个：个人偏好；以及驾驶风格。

在又附加的实施例中，该方法进一步包括通过由数据处理布置融合以下各项中的两个或更多来确定弯道出口：来自地图系统的地图数据；来自一个或多个机载偏航率传感器的偏航率数据；来自一个或多个机载相机传感器的数据；来自一个或多个机载雷达传感器的数据；来自一个或多个机载激光雷达传感器的数据。

在仍另外的实施例中，该方法进一步包括通过数据处理布置从所获得的数据中检测复合弯道，并且实行到目标加速度的转换，使得这样的弯道之间的加速度被抑制。

在又另外的实施例中，该方法进一步包括通过踩下道路车辆的加速器踏板、刹车踏板或离合器踏板来在每弯道的基础上提供功能的超驰（override）。

在又附加的实施例中，该方法进一步包括选择相应控制点的目标加速度，作为以该控制点的目标速度从先前控制点达到该控制点所需的最小加速度。

在仍另外的实施例中，该方法进一步包括：当实行从目标速度到目标加速度的转换时，基于弯道入口处的道路车辆的自我速度与控制点的目标速度之间的差，来确定用于调节道路车辆加速度的控制单元的增益，以使得速度差中的增加提供加速度的增加的延迟。

在又一个实施例中，该方法进一步包括使用多项式或表查找函数之一，实行到相应控制点的目标速度的转换。

根据第二方面，提供了一种道路车辆弯道速度调节布置，其包括：用于获得道路车辆的当前自我速度数据的装置；用于获得由要由道路车辆越过的一组控制点所表示的即将到来的路段的距离和曲率值数据的装置；用于获得包括要被越过的路段的道路的道路属性数据的装置；用于获得道路车辆周围的环境属性数据的装置；用于获得道路车辆驾驶员的驾驶员属性数据的装置；用于将所获得的数据连续流式传输到被布置成处理该数据的数据处理布置的装置；该数据处理布置被布置成：评估所获得的数据，以实行到相应控制点的目标速度的转换；以及对于每个相应控制点，实行从该控制点的目标速度和到该控制点的距离以及所获得的道路车辆的当前自我速度到目标加速度的转换，以用该控制点的目标速度达到该控制点；该布置进一步包括：用于将相应控制点的所得到的目标加速度连续地流式传输到道路车辆的控制单元的装置；该控制单元被布置成调节道路车辆的加速度，以用该控制点的目标速度达到每个相应控制点。

上述实施例具有如下有益效果：允许道路车辆弯道速度以具有更自然的控制感觉的响应方式平滑地适应当前情形。

附图说明

在下文中，将通过仅参照附图的示例来更详细地描述本文中的实施例，在附图中：

图1示意性地图示了靠近要被越过的弯道的自我车辆。

图2与图1一起示意性图示了根据本文中的实施例如何确定道路弯道上每个点的目标速度。

图3示意性图示了根据本文中的实施例的对于小型道路的从道路曲率到目标速度的示例转换函数。

图4示意性图示了根据本文中的实施例的对于大型道路的从道路曲率到目标速度的示例转换函数。

图5示意性图示了根据本文中的实施例的道路车辆弯道速度调节布置。

具体实施方式

下文中将描述用于道路车辆1(也称为e)的弯道速度调节方法和道路车辆1弯道速度调节布置的一些示例实施例。

根据该方法，弯道速度计算目标的基础是由要由道路车辆1越过的一组控制点pn、pn+1等所表示的即将到来的路段的距离dn、dn+1等和曲率值rn、rn+1等数据，如将在下文中进一步阐述的。

用于道路车辆1的弯道速度调节方法包括：获得道路车辆1的当前自我速度ve数据，以及获得由要由道路车辆1越过的一组控制点pn、pn+1等所表示的即将到来的路段的距离d和曲率值r数据。自我速度ve数据可以例如经由车辆can总线或类似装置从车辆速度计获得。距离d和曲率值r数据可以从以下各项中的一个或多个获得：地图系统2，诸如基于卫星的全球定位系统（gps）；机载相机系统3，诸如前向的前视相机；一个或多个机载偏航率传感器4，即，测量车辆围绕其垂直轴的角速度的陀螺仪设备；一个或多个机载雷达传感器6；一个或多个机载激光雷达5传感器。诸如gps系统之类的地图系统2提供具有低分辨率的远程数据。机载相机传感器3提供具有中等分辨率的中等范围数据。偏航率传感器4提供当前状态数据，即，具有高分辨率的零范围数据。雷达6在多个范围提供中等到高分辨率，并且激光雷达5传感器在中等范围提供高分辨率。

该方法进一步包括获得包括要被越过的路段的道路的道路属性数据。这样的道路属性数据可以包括以下各项中的一个或多个：道路宽度；边坡；道路倾角；车道宽度；道路类型，例如，公路、乡村道路、城市街道等；道路斜度；以及道路的车道数目。可以例如通过传感器融合使用机载相机系统3、地图系统2、激光雷达系统5、雷达系统6以及这样的系统的组合来获得道路属性数据。

附加地，该方法包括：获得道路车辆1周围的环境属性数据。要根据该方法获得的环境属性数据可以包括关于以下各项的数据中的至少一个：视距；光线状况；道路边缘；横向间隙距离；以及例如雨、雾等的天气状况。这样的环境属性数据可以从机载车辆传感器7、8以及从在线气象服务9获得。横向间隙距离是从马路的边缘到诸如柱子、柱、桥台等的最近的固定障碍物的距离。

该方法还包括：获得道路车辆1驾驶员的驾驶员属性数据。要获得的驾驶员属性数据可以包括关于以下各项的数据中的至少一个：例如在驾驶简档中表现出来的驾驶员个人偏好，该驾驶简档诸如eco（经济）型、动态型、舒适型、运动型驾驶简档等；以及驾驶员的驾驶风格，例如转向过度和转向不足等。eco调谐通常与动态模式类似，但是与动态模式“相对”。

该方法基于将所获得的数据连续流式传输到被布置成处理数据的数据处理布置12的想法。流式传输是在事件发生时对内容进行实时递送，即，传递连续的数据流。所获得的数据的连续流式传输允许车辆速度控制系统14平滑地适应当前情形，从而使得能够实现响应系统。

另外，该方法建议由数据处理布置12评估所获得的数据，以实行到相应控制点pn、pn+1等的目标速度vroad，n、vroad，n+1等的转换，即，针对全部曲率相关的所获得的数据使用公共转换函数来产生目标速度vroad，n、vroad，n+1等。

仍另外，该方法建议由数据处理布置12针对每个相应控制点pn、pn+1等实行从该控制点pn、pn+1等的目标速度vroad，n、vroad，n+1等和到该控制点pn、pn+1等的距离dn、dn+1等以及所获得的道路车辆1的当前自我速度ve到目标加速度an、an+1等的转换，以用该控制点pn、pn+1等的目标速度vroad，n、vroad，n+1等达到该控制点pn、pn+1等。

根据该方法，相应控制点pn、pn+1等的所得到的目标加速度an、an+1等应该被连续流式传输到道路车辆1的控制单元14，并且由控制单元14调节的道路车辆加速度以用该控制点pn、pn+1等的目标速度vroad，n、vroad，n+1等达到每个相应控制点pn、pn+1等。

如图5中图示的，数据处理布置12可以被布置在道路车辆1中或者在远离道路车辆1的位置处，例如远程服务器。

远程服务器可以是一个或多个计算机服务器，每个计算机服务器通常包括至少一个处理器12和至少一个存储器（未示出），该存储器存储可由处理器12执行的指令（例如，软件），包括用于实施本文中描述的各种步骤和过程的指令。

将所获得的数据流式传输到位于这样的远程服务器（有时称为云）的数据处理布置12并且往回流式传输到道路车辆1的控制单元14可以进一步包括：连接到远程服务器的通信网络，例如，如由箭头13图示的。这样的通信网络13表示道路车辆1可以通过其与远程服务器通信的一个或多个机制。因而，通信网络13可以是各种无线通信机制中的一个或多个，包括无线通信机制的任何期望的组合，例如，射频、蜂窝、卫星和微波通信机制以及任何期望的网络拓扑。示例性通信网络包括例如使用蓝牙、ieee802.11、lte、5g等的无线通信网络。

图1和图2示意性地图示了道路弯道上的每个控制点pn、pn+1等的目标速度如何通过以下各项确定：来自地图的弯道半径、补偿了车道rn、rn+1等中的自我道路车辆e方位的来自地图的弯道半径、道路类型（公路、乡村道路等）、车道数目ln、ln+1等，以及车道宽度wn、道路倾角、斜度、天气状况（诸如例如下雨）和驾驶员偏好。如图2中图示的，道路弯道上的每个控制点pn、pn+1等的自我道路车辆e的加速度由距离d和德尔塔速度（deltavelocity）dv确定，例如，对于控制点pn来说是距离dn和德尔塔速度dvn。对于控制点pn，德尔塔速度dvn被确定为dvn=ve-vroad，n，并且对于随后的控制点pn+1等依此类推。在实行从目标速度vroad到目标加速度a的转换时，用于调节道路车辆1加速度的控制单元14的增益可以基于弯道入口p0处的道路车辆1的自我速度ve，0与控制点pn的目标速度vroad，n之间的差确定控制器增益，使得增加的速度差dvn提供增加的加速度延迟。控制器增益也可能受驾驶员偏好的影响，并且针对低燃料消耗进行优化。

图3示意性地图示了针对小型道路的从道路曲率r到目标速度v的示例转换函数，如本文中所述，其中考虑了一些影响因素。实线图示了针对舒适进行调谐的转换函数，而虚线图示了针对动态驾驶轮廓脊形调谐的转换函数。

图4示意性地图示了针对大型道路的从道路曲率r到目标速度v的另一个示例转换函数，如本文中所述，其中考虑了一些影响因素。实线图示了针对舒适进行调谐的转换功能，而虚线图示了针对动态驾驶轮廓进行调谐的转换功能。

弯道出口可以由数据处理布置12通过融合以下各项中的两个或多个来确定：来自地图系统2的地图数据；来自一个或多个机载偏航率传感器4的偏航率数据；来自一个或多个机载相机传感器3的数据；来自一个或多个机载雷达传感器6的数据；来自一个或多个机载激光雷达传感器5的数据。这使得能够在所标识的弯道出口处实现更早加速。如上所述，建议进行数据融合，以便有效地消除由于定位误差所致的误差。

该方法可以进一步包括由数据处理布置12从所获得的数据（例如，地图数据）中检测复合弯道（其有时也被称为s弯道），并且实行到目标加速度a的转换，以使得这样的弯道之间的加速度被抑制从而保持较低的速度。

根据该方法的实施例，可以通过踩下道路车辆1的加速器踏板、刹车踏板或离合器踏板来在每弯道的基础上提供功能的超驰。在减速期间踩下例如加速器踏板应该然后、或者至少直到道路车辆1已经达到设置速度（例如，设置巡航控制速度）之前抑制针对当前弯道的剩余部分的功能。

根据该方法的实施例，还建议选择相应控制点pn+1的目标加速度an+1，作为以该控制点pn+1的目标速度vroad，n+1从先前的控制点pn达到该控制点pn+1所需的最小加速度。这通过更平滑和更可控的弯道速度调节改进了安全性。

最后，该方法在其实施例中可以进一步包括：使用多项式或表查找函数之一，实行从控制点p的目标速度vroad和到该控制点p的距离d以及所获得的道路车辆1的当前自我速度ve到目标加速度a的转换，以用该控制点p的目标速度vroad达到该控制点p。使用多项式或表查找函数提供了实行该转换的两个替换方式。

因此，通过确保更平滑的加速、在复合弯道中保持弯道速度更久以及更早和更低的减速要求，使用该方法允许上面提及的全部因素的组合，以在利用道路车辆1越过弯道时降低燃料消耗。

如图5中图示的，道路车辆1弯道速度调节布置包括：用于获得道路车辆1的当前自我速度ve数据的装置14；用于获得由要由道路车辆1越过的一组控制点pn、pn+1等所表示的即将到来的路段的距离dn和曲率rn值数据的装置2、3、4、5、6；用于获得包括要被越过的路段的道路的道路属性数据的装置2、3、5、6；用于获得道路车辆1周围的环境属性数据的装置3、7、8、9；用于获得道路车辆1驾驶员的驾驶员属性数据的装置10；用于将所获得的数据连续流式传输到被布置成处理数据的数据处理布置12的装置11、13；该数据处理布置12被布置成：评估所获得的数据，以实行到相应控制点p的目标速度v的转换；以及对于每个相应控制点p，实行从该控制点p的目标速度vroad和到该控制点p的距离d以及所获得的道路车辆1的当前自我速度ve到目标加速度a的转换，以用该控制点p的目标速度vroad达到该控制点p；该布置进一步包括：用于将相应控制点p的所得到的目标加速度a连续流式传输到道路车辆1的控制单元14的装置11、13；控制单元14被布置成调节道路车辆1的加速度，以用该控制点p的目标速度vroad达到每个相应控制点p。

用于获得道路车辆1的当前自我速度ve数据的装置可以例如是控制单元14的部分，并且被布置成从车辆速度计例如经由车辆can总线或类似物，或者从gps系统或类似物获得这样的数据。

用于获得要由道路车辆1越过的即将到来的弯道的曲率值r数据的装置可以包括以下各项中的一个或多个：地图系统2，诸如基于卫星的全球定位系统（gps）；机载相机系统3，诸如前向的前视相机；一个或多个机载偏航率传感器4、一个或多个机载雷达传感器6以及一个或多个机载激光雷达传感器5。

用于获得包括要被越过路段的道路的道路属性数据的装置可以例如通过传感器融合而包括以下各项中的一个或多个：机载相机系统3、地图系统2、激光雷达系统5、雷达系统6和这样的系统的组合，以及包括适合于获得关于诸如以下各项中的至少一个的道路属性的数据的其他系统：道路宽度；边坡；倾角；车道宽度；道路类型；斜度；以及车道数目。

用于获得诸如视距、光线状况、道路边缘、横向间隙距离和天气状况之类的道路车辆1周围的环境属性数据的装置可以包括以下各项中的一个或多个：机载车辆传感器，例如相机传感器3、温度传感器7、湿度计8；以及用于从在线气象服务无线接收环境属性数据的通信装备9。

用于获得诸如个人偏好和驾驶风格之类的道路车辆1驾驶员的驾驶员属性数据的装置可以包括以下各项中的一个或多个：人机界面（未示出），以用于选择诸如eco型、动态型、舒适型、运动型驾驶简档等的驾驶简档；以及用于确定驾驶员的驾驶风格的机载传感器10，例如用于确定转向过度和转向不足的传感器等。

用于将所获得的数据连续流式传输到数据处理布置12的装置可以包括通信装置11，以用于与数据处理布置进行有线（例如，can总线）或无线（例如，射频、蜂窝、卫星和微波）通信的传输/接收（如由箭头13图示的），其进一步的示例对于本领域技术人员来说是公知的。

用于向道路车辆1的控制单元14接收被连续流式传输的所得到的目标加速度a的装置可以包括通信装置11，以用于与数据处理布置进行有线（例如，can总线）或无线（例如，射频、蜂窝、卫星和微波）通信的接收/传输（如由箭头13图示的），其进一步的示例对于本领域技术人员来说是公知的。

上面提及的全部因素的组合有助于通过更平滑的加速、通过在复合弯道中保持弯道速度更久以及通过由道路车辆1的速度控制单元提供更早和更低的减速请求来减少燃料消耗。所提出的方法和布置还使得能够实现模块化设计，其中可以向从曲率r到目标速度v的转换函数添加附加的因素，而不一定需要控制策略中的改变。

受益于前文的描述和相关联的附图中所呈现的教导，本发明所属领域的技术人员将想到本文中阐述的本发明的许多修改和其他实施例。因此，要理解的是，本发明不限于所公开的具体实施例，并且修改和其他实施例意图被包括在所附权利要求的范围内。此外，尽管前文的描述和相关联的附图在元件和/或功能的某些示例性组合的上下文中描述了示例性实施例，但是应当领会到，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，元件和/或功能的不同组合可以由替换实施例提供。在这方面，例如，与上面明确描述的元件和/或功能不同的元件和/或功能的组合也是可以预期的，这如可以在所附权利要求中的一些中阐述的那样。在本文中描述了优点、益处或对问题的解决方案的情况下，应当领会到，这样的优点、益处和/或解决方案可以适用于一些示例实施例，但不一定适用于全部示例实施例。因此，本文中描述的任何优点、益处或解决方案不应被认为是对全部实施例或本文中要求保护的实施例至关重要、必需或必要的。尽管本文中采用了特定的术语，但是它们仅在一般和描述性的意义上被使用，而不是出于限制的目的。