专利名称：车辆的曲率半径估算方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆的曲率半径估算方法及其装置，具体为估算智能定速巡航系统的目标车辆选定所需的行驶方向而估算车辆的曲率半径的方法及其装置。
背景技术：
车辆安装的智能定速巡航系统作为一种驾驶员辅助(Driver Assist)系统,有助于提闻驾驶员的便利。智能定速巡航系统是对前方车辆实施监测，测定与之距离和相对速度，使车辆与前方车辆保持一定距离的便利装置，不需操纵加速踏板或杀车踏板。但在行驶弯道或者驾驶员做转向操作时需要对车辆的曲率半径进行估算。韩国专利申请10-2006-97798号或者韩国专利申请10_1999_66446号等为估算曲·率半径的传统技术。所述传统技术一般都采用响应性单一的一个滤波器处理横摆角速度信号，应对路面状态、驾驶员转向操作等各种行驶状况存在一定的极限。因此在设计滤波器时予以考虑，可以提高估算曲率的准确性，否则曲率准确性会降低，用于智能定速巡航系统目标选择，容易导致系统选择目标的性能下降。为解决所述问题，现有技术中提出了一种将转向角和横摆角速度信号同时应用估算曲率半径或曲率的方法。但该方法是利用相互不同的信号，各估算结果值之间存有差异，存在不连续的部分而导致估算曲率(或者曲率半径)的准确性低。
发明内容
本发明是针对现有技术背景下创造的，其目的在于提供一种在任何状况下都可以提高曲率估算准确性的车辆的曲率半径估算方法及其装置。本发明的另一目的在于，提供一种在智能定速巡航系统中不需要车道信息也可以稳定估算曲率的方法。为解决所述问题，本发明所采用的技术方案是，对横摆角速度使用两个不同特性的滤波器，根据驾驶者转向角应用加权值，并用此估算曲率半径。本发明一方面涉及的车辆的曲率半径估算方法，其实施步骤包括车辆横摆角速度、驾驶者转向角和车速输入；所述驾驶者转向角不为O时，用第一信号处理滤波器对所述车辆的横摆角速度实施滤波；所述驾驶者转向角为O时，用比所述第一信号处理滤波器响应性较慢的第二信号滤波器对所述车辆横摆角速度实施滤波；对通过所述第一和第二信号处理滤波器滤波的第一横摆角速度和第二横摆角速度应用加权值；利用应用所述加权值的最终横摆角速度和所述车速，估算所述车辆的曲率半径。在这里通过设定，所述加权值可以随所述驾驶者的转向角变大而变小，所述第一和第二信号处理滤波器是具有不同更新增益(K)的卡尔曼滤波器，所述第二信号处理滤波器的更新增益小于所述第一信号处理滤波器的更新增益。本发明另一方面涉及的车辆的曲率半径估算装置为，作为通过CAN接收车辆的横摆角速度、驾驶者的转向角以及车速而估算车辆曲率半径的装置，包括第一信号处理滤波器，有驾驶者转向输入时，对所述横摆角速度实施滤波；第二信号处理滤波器，没有驾驶者转向输入时，对所述横摆角速度实施滤波，与所述第一信号处理滤波器相比响应性较慢；力口权值之和计算部，通过所述第一和第二信号处理滤波器，对第一横摆角速度和第二横摆角速度应用加权值；车辆的曲率半径估算装置，包括利用通过所述加权值之和计算部决定的最终横摆角速度和所述车速估算所述曲率半径的曲率半径计算部。本发明具有的优点在于根据本发明估算曲率半径的准确性可以比现有的方法提高11%至16%，曲率半径估算性能向上，智能定速巡航系统的目标选择性能也随之得到提升。
图I是依照本发明实施例的车辆的曲率半径估算方法块图；图2是依照本发明实施例的车辆的曲率半径估算方法中随驾驶者转向角变化的加权值图表；图3是依照本发明实施例的车辆的曲率半径估算方法的线性化(linearization)图示；图4是利用实际道路行驶数据对依照本发明实施例的车辆的曲率半径估算方法的估算值和利用GPS设备的实际值进行比较的图表。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例为本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明中使用的术语仅用以说明实施例，并不是对本发明进行限制。本说明书中的单数形式，在文句中没有特别提示的前提下，也包含复数形式。说明书中使用的“包括(comprises)”或者“包括的(comprising) ”不排除所涉及的构件、步骤、动作以及/或元件以外的一个以上的其它构件、步骤、动作以及/或元件的存在或者补充下面结合附图对依照本发明实施例的曲率半径估算方法详细进行描述。图I是依照本发明实施例的车辆的曲率半径估算方法块图。如图I所示，依照本发明实施例的车辆的曲率半径估算方法中，为估算曲率半径，利用横摆角速度(Y)、车速(Vs)以及驾驶者的转向角(δ)。横摆角速度是根据情况使用经过响应性相互不同的两个滤波器即信号处理滤波器(#1)110和信号处理滤波器(#2) 120滤波的横摆角速度。因为在实际道路上，横摆角速度信号对行驶状况(路面状态和粗糙度、驾驶者转向操作等)非常敏感。就是说，有驾驶者转向输入时，利用响应性较快的滤波器(信号处理滤波器#1) 110处理横摆角速度信号而使其对曲线线路等曲率变化敏感。相反没有驾驶者转向输入时，利用经过响应性较慢的滤波器(信号处理滤波器#2) 120处理对路面等外部环境较迟钝的信号来估算曲率半径。依照本发明实施例的车辆的曲率半径估算方法中使用的滤波器以如下公式(I)的卡尔曼滤波器为基础。在这里，利用车辆横摆角速度信号和横摆角速度信号的概率特性决定估算值，响应性较快的滤波器110具有的更新增益(K)值较大，响应性慢的滤波器120具有相对较小的更新增益(K)。
权利要求
1.一种车辆的曲率半径估算方法，其特征在于，其包括以下步骤 车辆横摆角速度、驾驶者转向角和车速输入； 所述驾驶者转向角不为O时，用第一信号处理滤波器对所述车辆的横摆角速度实施滤波； 所述驾驶者转向角为O时，用比所述第一信号处理滤波器响应性较慢的第二信号滤波器对所述车辆横摆角速度实施滤波； 对通过所述第一和第二信号处理滤波器滤波的第一横摆角速度和第二横摆角速度应用加权值； 利用应用所述加权值的最终横摆角速度和所述车速估算所述车辆的曲率半径。
2.根据权利要求I所述的车辆的曲率半径估算方法，其特征在于， 通过设定，所述加权值随所述驾驶者的转向角变大而变小。
3.根据权利要求I所述的车辆的曲率半径估算方法，其特征在于， 所述第一和第二信号处理滤波器是具有不同更新增益的卡尔曼滤波器，所述第二信号处理滤波器的更新增益小于所述第一信号处理滤波器的更新增益。
4.一种车辆的曲率半径估算装置，作为通过CAN接收车辆的横摆角速度、驾驶者的转向角以及车速而估算车辆曲率半径的装置，其特征在于，包括 第一信号处理滤波器，有驾驶者转向输入时，对所述横摆角速度实施滤波； 第二信号处理滤波器，没有驾驶者转向输入时，对所述横摆角速度实施滤波，与所述第一信号处理滤波器相比响应性较慢； 加权值之和计算部，通过所述第一和第二信号处理滤波器，对第一横摆角速度和第二横摆角速度应用加权值； 曲率半径计算部，利用通过所述加权值之和计算部决定的最终横摆角速度和所述车速估算所述曲率半径。
5.根据权利要求4所述的车辆的曲率半径估算装置，其特征在于，通过设定，所述加权值随所述驾驶者的转向角变大而变小。
6.根据权利要求4所述的车辆的曲率半径估算装置，其特征在于，所述第一和第二信号滤波器作为具有相互不同更新增益的滤波器，所述第二信号处理滤波器的更新增益小于所述第一信号处理滤波器的更新增益。
全文摘要
本发明提出一种车辆的曲率半径估算方法及其装置，对横摆角速度使用两个不同特性的滤波器，根据驾驶者的转向角应用加权值，并用此估算曲率半径。本发明的车辆的曲率半径估算方法的实施步骤包括车辆横摆角速度、驾驶者转向角和车速输入；所述驾驶者转向角不为0时，用第一信号处理滤波器对所述车辆的横摆角速度实施滤波；所述驾驶者转向角为0时，用比所述第一信号处理滤波器响应性较慢的第二信号滤波器对所述车辆横摆角速度实施滤波；对通过所述第一和第二信号处理滤波器滤波的第一横摆角速度和第二横摆角速度应用加权值；利用应用所述加权值的最终横摆角速度和所述车速估算所述车辆的曲率半径。
文档编号B60W40/10GK102951157SQ20121030663
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月24日 优先权日2011年8月24日
发明者文昇旭 申请人:现代摩比斯株式会社