一种颠簸路面车辆雷达目标位置的追踪装置及追踪方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车主动安全装置领域，特别涉及一种颠簸路面车辆雷达目标位置的追踪装置及追踪方法。
技术背景
[0002]毫米波雷达的一个很重要的用途是实现前方车辆追踪，在自身车辆的行驶过程中，安装在自身车辆前部的毫米波雷达持续对前方车辆进行扫描，能够获取自身车辆与前方车辆之间的跟车距离、相对速度以及相对角度，毫米波雷达的这种对前方车辆的追踪特性被广泛应用于自动巡航控制系统(ACC)中，自动巡航控制系统(ACC)通过毫米波雷达实时探测自身车辆与前方车辆之间的跟车距离，并在设定的跟车控制算法下，通过控制制动防抱死系统和发动机控制系统，实现自身车辆制动器和发动机输出功率的协调工作，使得自身车辆与前方车辆始终保持安全的跟车距离。
[0003]但是，由于毫米波雷达发出的探测波是水平的，当自身车辆经过颠簸路面时，自身车辆会与颠簸路面的水平面形成一定夹角，使得自身车辆的毫米波雷达很有可能跟丢前方车辆或者探测不到前方车辆，从而得不到自身车辆与前方车辆之间的跟车距离，使得自适应巡航控制系统(ACC)工作卡顿或者中断，进而导致自身车辆的行车安全性受到严重影响。
【发明内容】
[0004]针对以上问题，本发明的目的在于提出一种颠簸路面车辆雷达目标位置的追踪装置及追踪方法，所述颠簸路面车辆雷达目标位置的追踪装置成本低，适合规模化推广，并且该颠簸路面追踪车辆雷达目标位置的追踪方法智能化、自动化、无需操作且可靠性高。
[0005]本发明的主要思路:通过使用固定安装在自身车辆正前方车牌位置处的毫米波雷达实时探测自身车辆与前方车辆之间的跟车距离、相对速度、相对角度，并通过使用安装在车辆质心处的陀螺仪实时获取自身车辆的垂直方向加速度，CPU数据处理器根据自身车辆与前方车辆之间的跟车距离、相对速度、相对角度，以及自身车辆的垂直方向加速度，得到前方车辆行驶于正常路面或颠簸路面的对应雷达目标位置，实现自身车辆行驶于正常路面或颠簸路面时，自身车辆与前方车辆始终维持安全的跟车距离的目的。
[0006]为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
[0007]技术方案一:
[0008]—种颠簸路面车辆雷达目标位置的追踪装置，其特征在于，包括:毫米波雷达、陀螺仪、CPU数据处理器；毫米波雷达采用数据线和CPU数据处理器连接，陀螺仪通过I/O接口和CPU数据处理器连接；
[0009]所述毫米波雷达，固定安装在自身车辆正前方，用于实时探测自身车辆与前方车辆之间的跟车距离、相对速度、相对角度，并发送至CPU数据处理器；
[0010]所述陀螺仪，固定安装在自身车辆质心处，用于实时获取自身车辆的垂直方向加速度，并发送至CPU数据处理器；
[0011]所述CPU数据处理器，安装在车辆仪表盘上，用于实时接收自身车辆与前方车辆之间的跟车距离、相对速度、相对角度，以及自身车辆的垂直方向加速度；然后，根据自身车辆的垂直方向加速度与自身车辆在颠簸路面上的垂直方向加速度设定阈值，判定当前时刻自身车辆是否行驶于颠簸路面:
[0012]如果获知当前时刻自身车辆行驶于正常路面，则根据自身车辆与前方车辆之间的跟车距离、相对速度、相对角度，得到前方车辆行驶于正常路面的对应雷达目标位置；
[0013]如果获知当前时刻自身车辆行驶于颠簸路面，且毫米波雷达实时探测当前时刻自身车辆与前方车辆之间的跟车距离、相对速度、相对角度，并当实时采集所述跟车距离、相对速度、相对角度成功时，得到当前时刻前方车辆行驶于颠簸路面的对应雷达目标位置；若毫米波雷达实时采集当前时刻自身车辆与前方车辆之间的跟车距离、相对速度、相对角度失败时，将上一时刻前方车辆行驶于颠簸路面的对应雷达目标位置，作为当前时刻前方车辆行驶于颠簸路面的对应雷达目标位置；
[0014]进而得到前方车辆行驶于正常路面或颠簸路面的对应雷达目标位置。
[0015]上述方案的进一步改进和特点在于:
[0016]所述毫米波雷达采用德尔福生产的ESR毫米波雷达；
[0017]所述陀螺仪采用高精度惯性导航模块JY-901陀螺仪；
[0018]所述CPU数据处理器采用飞思卡尔256单片机，其具体型号为MC9S12XS256。
[0019]技术方案二:
[0020]一种颠簸路面车辆雷达目标位置的追踪方法，基于颠簸路面车辆雷达目标位置的追踪装置，所述颠簸路面车辆雷达目标位置的追踪装置包括:毫米波雷达、陀螺仪、CPU数据处理器，其特征在于，所述颠簸路面车辆雷达目标位置的追踪方法包括以下步骤:
[0021]步骤I，依次安装毫米波雷达、陀螺仪和CPU数据处理器；
[0022]步骤2，确定自身车辆在颠簸路面上的垂直方向加速度设定阈值；
[0023]步骤3，自身车辆的毫米波雷达实时探测自身车辆与前方车辆之间的跟车距离、相对速度、相对角度，并将所述自身车辆与前方车辆之间的跟车距离、相对速度、相对角度通过数据线发送至CPU数据处理器；同时，陀螺仪实时获取自身车辆的垂直方向加速度，并将所述自身车辆的垂直方向加速度通过数据线实时发送至CPU数据处理器；
[0024]步骤4，CPU数据处理器实时接收自身车辆与前方车辆之间的跟车距离、相对速度、相对角度，以及自身车辆的垂直方向加速度；然后，根据自身车辆的垂直方向加速度与自身车辆在颠簸路面上的垂直方向加速度设定阈值，判定当前时刻自身车辆是否行驶于颠簸路面:
[0025]如果获知当前时刻自身车辆行驶于正常路面，则根据自身车辆与前方车辆之间的跟车距离、相对速度、相对角度，得到前方车辆行驶于正常路面的对应雷达目标位置；
[0026]如果获知当前时刻自身车辆行驶于颠簸路面，且毫米波雷达实时探测当前时刻自身车辆与前方车辆之间的跟车距离、相对速度、相对角度，并当实时采集所述跟车距离、相对速度、相对角度成功时，得到当前时刻前方车辆行驶于颠簸路面的对应雷达目标位置；若毫米波雷达实时采集当前时刻自身车辆与前方车辆之间的跟车距离、相对速度、相对角度失败时，将上一时刻前方车辆行驶于颠簸路面的对应雷达目标位置，作为当前时刻前方车辆行驶于颠簸路面的对应雷达目标位置；
[0027]进而得到前方车辆行驶于正常路面或颠簸路面的对应雷达目标位置。
[0028]本发明的有益效果:
[0029]第一，本发明的一种颠簸路面车辆雷达目标位置的追踪装置，主要器件采用的是德尔福生产的ESR毫米波雷达、高精度惯性导航模块JY-901陀螺仪和飞思卡尔256单片机，成本低，设计简单，高效可靠；
[0030]第二，本发明的一种颠簸路面车辆雷达目标位置的追踪方法，基于颠簸路面车辆雷达目标位置的追踪装置，其数据处理以及雷达目标位置的输出均由飞思卡尔256单片机完成，智能化高，能够高效实时地反馈前方车辆行驶于颠簸路面的对应雷达目标位置，从而使车辆的自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control, ACC)单元在颠簸路段正常工作，保障车辆安全跟车。
【附图说明】
[0031]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0032]图1为陀螺仪与CPU数据处理器的硬件连接示意图；其中，MCU为微控制单元，VCC为电源，TXD为发送数据的引脚，RXD为接收数据的引脚，GND为电线接地端；
[0033]图2为正常路面上自身车辆与前方车辆之间的位置关系示意图；
[0034]图3为颠簸路面上自身车辆与前方车辆之间的位置关系示意图；
[0035]图4为自身车辆分别行驶于正常路面和颠簸路面的试验数据示意图；其中，垂直加速度即为垂直方向加速度；
[0036]图5为CPU数据处理器进行数据处理的流程示意图。
【具体实施方式】
[0037]—种颠簸路面车辆雷达目标位置的追踪装置，其特征在于，包括:毫米波雷达、陀螺仪、CPU数据处理器；毫米波雷达采用数据线和CPU数据处理器连接，陀螺仪通过I/O接口和CPU数据处理器连接；
[0038]所述毫米波雷达，固定安装在自身车辆正前方车牌位置处，用于实时探测自身车辆与前方车辆之间的跟车距离、相对速度、相对角度，并发送至CPU数据处理器；
[0039]所述陀螺仪，固定安装在自身车辆质心处，用于实时获取自身车辆的垂直方向加速度，并发送至CPU数据处理器；
[0040]所述CPU数据处理器，安装在车辆仪表盘下方，用于实时接收自身车辆与前方车辆之间的跟车距离、相对速度、相对角度，以及自身车辆的垂直方向加速度；然后，根据自身车辆的垂直方