一种车辆前方目标识别系统及识别方法
【专利摘要】本发明涉及一种车辆前方目标识别系统及识别方法，识别系统包括预设横摆角速度零点、车型信息和信号采集方式以及预警参数和启动车速的系统参数预设模块，采集自车横摆角速度信号并计算横摆角速度值的横摆角速度采集模块，采集自车信号的自车信号采集模块，曲率半径估算模块和雷达信息配置模块构成的配置信息估算模块，对目标进行识别的雷达，实时采集雷达目标信息的雷达信号采集模块，有效车辆库更新模块和目标挑选逻辑模块构成的雷达目标挑选模块，将自车与锁定的雷达目标的速度、相对速度以及距离分别进行比较并产生碰撞危险信号的预警模块，以及对碰撞危险信号进行显示的人机接口模块。本发明可以广泛应用于车辆前向碰撞预警中。
【专利说明】一种车辆前方目标识别系统及识别方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种目标识别系统及识别方法，特别是关于一种车辆前方目标识别系 统及识别方法。
【背景技术】
[0002] 随着汽车保有量的不断上升和驾驶员群体的日益扩大，道路交通安全已成为现代 社会面临的严峻问题。驾驶安全辅助系统作为减少交通事故的重要手段之一，得到了越来 越多的重视。统计数据显示，70%以上的交通事故是由驾驶员过失导致的。驾驶员的生理、 心理和能力等存在一定的波动性和局限性，难免会出现疲劳、疏忽、操作失误等异常驾驶情 况。车辆前向碰撞预警（Forward Collision Warning,FCW)正是以辅助驾驶员安全驾驶为 目的的一种主动安全技术，成为交通安全领域的研究重点之一。
[0003] 车辆前向碰撞预警的关键技术之一是雷达目标识别。目前虽然已有一些与车辆前 向碰撞预警相关的技术，但这些技术得到推广应用的并不多，主要是还没有准确、有效的雷 达目标识别的解决方案。例如现有技术中的汽车防撞预警控制系统或控制方法，均根据雷 达返回的信息来判断报警状态并控制车辆制动，对于不可避免的碰撞采取主动减速以减小 碰撞损失，但现有技术中并未给出如何筛选雷达目标以保证系统判断准确性的解决方案， 因此也就不能对雷达目标进行准确、有效地筛选，这种情况下对车辆进行控制很可能会出 现误操作。
【发明内容】
[0004] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够准确筛选雷达目标的车辆前方目标 识别系统及识别方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种车辆前方目标识别系统，其特征 在于：它包括系统参数预设模块、横摆角速度采集模块、自车信号采集模块、由曲率半径估 算模块和雷达信息配置模块构成的配置信息估算模块、雷达、雷达信号采集模块、由有效车 辆库更新模块和目标挑选逻辑模块构成的雷达目标挑选模块、预警模块和人机接口；所述 系统参数预设模块将预设的横摆角速度零点、车型信息和信号采集方式以及预警参数和启 动车速分别发送至所述横摆角速度采集模块、自车信号采集模块和预警模块；所述横摆角 速度采集模块采集自车的横摆角速度信号并计算出横摆角速度值，将计算得到的横摆角速 度值发送至所述配置信息估算模块；所述自车信号采集模块采集自车信号并分别发送至所 述配置信息估算模块、雷达目标挑选模块和预警模块；所述曲率半径估算模块估算车辆行 驶轨迹的曲率半径并分别发送至所述雷达信息配置模块和雷达目标挑选模块，所述雷达信 息配置模块将自车车速和曲率半径作为配置信息发送至雷达；所述雷达对目标进行识别， 所述雷达信号采集模块实时采集所述雷达识别的各目标与车辆的纵向距离、横向位置和相 对速度，并发送至所述雷达目标挑选模块；所述有效车辆库更新模块建立有效车辆库并发 送至所述目标挑选逻辑模块，所述目标挑选逻辑模块对雷达目标进行锁定并将锁定的雷达 目标发送至所述预警模块；所述预警模块将自车与锁定的雷达目标的速度、相对速度以及 距离分别进行比较，产生碰撞危险信号并发送至所述人机接口进行显示。
[0006] 信号采集方式为CAN总线采集方式、10采集方式或GPS采集方式。
[0007] 所述雷达采用车载毫米波雷达。
[0008] -种采用所述车辆前方目标识别系统的车辆前方目标识别方法，其包括以下步 骤：1)系统参数预设模块将预设的横摆角速度零点发送至横摆角速度采集模块，将车型信 息和信号采集方式发送至自车信号采集模块，将预警参数和启动车速发送至预警模块；2) 横摆角速度采集模块采集车辆的横摆角速度信号，根据采集到的横摆角速度信号和接收到 的横摆角速度零点计算出横摆角速度值并发送至配置信息估算模块；自车信号采集模块采 集自车信号并分别发送至配置信息估算模块、雷达目标挑选模块和预警模块；3)曲率半径 估算模块根据接收到的横摆角速度和自车车速对自车行驶轨迹的曲率半径进行估算，曲率 半径估算模块将估算得到的曲率半径分别发送至雷达信息配置模块和雷达目标挑选模块， 雷达信息配置模块将自车车速和曲率半径作为配置信息发送至雷达；4)雷达根据接收到 的曲率半径实时调整天线角度，并对车辆前方目标进行识别；雷达信号采集模块实时采集 雷达识别的各目标与车辆的纵向距离、横向位置和相对速度信息，并发送至雷达目标挑选 模块；5)有效车辆库更新模块根据接收到的曲率半径、自车车速和雷达目标信息建立有效 车辆库；目标挑选逻辑模块根据建立的车辆库对雷达目标进行锁定，并将锁定的雷达目标 发送至预警模块；6)根据接收到的标定参数、自车信号和锁定的雷达目标，预警模块将自 车与锁定的雷达目标的速度、相对速度以及距离分别进行比较，产生碰撞危险信号并发送 至人机接口进行显示。
[0009] 所述步骤3)中，所述曲率半径估算模块估算得到的行驶轨迹的曲率半径R为：
[0010] R = ν/ ω ,
[0011] 式中，V表示自车车速，ω表示横摆角速度，车辆右转弯时，横摆角速度ω取正值。
[0012] 所述步骤5)中，所述有效车辆库更新模块建立的有效车辆库中的参数包括为纵 向距离、横向位置、修正后的横向位置、相对车速、连续状态、横向位置稳定状态、围栏次数、 运动状态、车辆转弯状态、反向目标和目标序号。
[0013] 所述有效车辆库更新模块根据自车行驶轨迹的曲率半径R对处于弯道中目标的 横向位置X进行修正，得到修正后的目标横向位置χ κ为：当自车右转弯时，修正后的目标横 向位置χκ为：
【权利要求】
1. 一种车辆前方目标识别系统，其特征在于：它包括系统参数预设模块、横摆角速度 采集模块、自车信号采集模块、由曲率半径估算模块和雷达信息配置模块构成的配置信息 估算模块、雷达、雷达信号采集模块、由有效车辆库更新模块和目标挑选逻辑模块构成的雷 达目标挑选模块、预警模块和人机接口； 所述系统参数预设模块将预设的横摆角速度零点、车型信息和信号采集方式以及预警 参数和启动车速分别发送至所述横摆角速度采集模块、自车信号采集模块和预警模块；所 述横摆角速度采集模块采集自车的横摆角速度信号并计算出横摆角速度值，将计算得到的 横摆角速度值发送至所述配置信息估算模块；所述自车信号采集模块采集自车信号并分别 发送至所述配置信息估算模块、雷达目标挑选模块和预警模块；所述曲率半径估算模块估 算车辆行驶轨迹的曲率半径并分别发送至所述雷达信息配置模块和雷达目标挑选模块，所 述雷达信息配置模块将自车车速和曲率半径作为配置信息发送至雷达；所述雷达对目标进 行识别，所述雷达信号采集模块实时采集所述雷达识别的各目标与车辆的纵向距离、横向 位置和相对速度，并发送至所述雷达目标挑选模块；所述有效车辆库更新模块建立有效车 辆库并发送至所述目标挑选逻辑模块，所述目标挑选逻辑模块对雷达目标进行锁定并将锁 定的雷达目标发送至所述预警模块；所述预警模块将自车与锁定的雷达目标的速度、相对 速度以及距离分别进行比较，产生碰撞危险信号并发送至所述人机接口进行显示。
2. 如权利要求1所述的一种车辆前方目标识别系统，其特征在于：信号采集方式为CAN 总线采集方式、10采集方式或GPS采集方式。
3. 如权利要求1或2所述的一种车辆前方目标识别系统，其特征在于：所述雷达采用 车载毫米波雷达。
4. 一种米用如权利要求1?3任一项所述的车辆前方目标识别系统的车辆前方目标识 别方法，其包括以下步骤： 1) 系统参数预设模块将预设的横摆角速度零点发送至横摆角速度采集模块，将车型信 息和信号采集方式发送至自车信号采集模块，将预警参数和启动车速发送至预警模块； 2) 横摆角速度采集模块采集车辆的横摆角速度信号，根据采集到的横摆角速度信号和 接收到的横摆角速度零点计算出横摆角速度值并发送至配置信息估算模块；自车信号采集 模块采集自车信号并分别发送至配置信息估算模块、雷达目标挑选模块和预警模块； 3) 曲率半径估算模块根据接收到的横摆角速度和自车车速对自车行驶轨迹的曲率半 径进行估算，曲率半径估算模块将估算得到的曲率半径分别发送至雷达信息配置模块和雷 达目标挑选模块，雷达信息配置模块将自车车速和曲率半径作为配置信息发送至雷达； 4) 雷达根据接收到的曲率半径实时调整天线角度，并对车辆前方目标进行识别；雷达 信号采集模块实时采集雷达识别的各目标与车辆的纵向距离、横向位置和相对速度信息， 并发送至雷达目标挑选模块； 5) 有效车辆库更新模块根据接收到的曲率半径、自车车速和雷达目标信息建立有效车 辆库；目标挑选逻辑模块根据建立的车辆库对雷达目标进行锁定，并将锁定的雷达目标发 送至预警模块； 6) 根据接收到的标定参数、自车信号和锁定的雷达目标，预警模块将自车与锁定的雷 达目标的速度、相对速度以及距离分别进行比较，产生碰撞危险信号并发送至人机接口进 行显示。
5. 如权利要求4所述的一种车辆前方目标识别方法，其特征在于：所述步骤3)中，所 述曲率半径估算模块估算得到的行驶轨迹的曲率半径R为： R = ν/ ω , 式中，ν表示自车车速，ω表示横摆角速度，车辆右转弯时，横摆角速度ω取正值。
6. 如权利要求4或5所述的一种车辆前方目标识别方法，其特征在于：所述步骤5)中， 所述有效车辆库更新模块建立的有效车辆库中的参数包括为纵向距离、横向位置、修正后 的横向位置、相对车速、连续状态、横向位置稳定状态、围栏次数、运动状态、车辆转弯状态、 反向目标和目标序号。
7. 如权利要求6所述的一种车辆前方目标识别方法，其特征在于：所述有效车辆库更 新模块根据自车行驶轨迹的曲率半径R对处于弯道中目标的横向位置X进行修正，得到修 正后的目标横向位置X R为： 当自车右转弯时，修正后的目标横向位置χκ为： X^R-^R-Χ?+Υ2 ； 当自车左转弯时，修正后的目标横向位置\为： x^R+yliR-χγ + γ2〇
8. 如权利要求4或5所述的一种车辆前方目标识别方法，其特征在于：所述步骤5)中， 所述目标挑选逻辑模块包括新目标锁定模块、目标跟踪或丢失模块和目标切换模块，目标 挑选逻辑模块根据建立的车辆库对雷达目标进行锁定，其具体包括以下步骤： ① 新目标锁定； 新目标锁定模块首先根据目标连续状态、横向位置稳定状态、围栏次数、运动状态和反 向目标对目标进行排除，然后根据修正后的横向位置锁定自车道目标； ② 目标跟踪或丢失； 目标跟踪或丢失模块根据目标修正后的横向位置和连续状态判断是继续跟踪已锁定 目标还是丢弃已锁定目标； ③ 目标切换； 目标切换模块将新出现的目标与已锁定目标进行对比，判断是继续跟踪原已锁定目标 还是切换到锁定新出现的目标； ④ 目标切换模块将最终锁定的目标发送至目标跟踪或丢失模块和预警算法模块。
【文档编号】G01S13/93GK104101878SQ201410283217
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】张德兆, 张顺杰, 赵勍, 李涛 申请人:北京智华驭新汽车电子技术开发有限公司