一种自适应跟随巡航控制方法及系统与流程

本发明属于无人驾驶技术领域，尤其涉及一种自适应跟随巡航控制方法及系统。

背景技术：

自适应巡航控制系统是一种智能化的自动控制系统，它是在早已存在的巡航控制技术的基础上发展而来的。在车辆行驶过程中，安装在车辆前部的车距传感器(雷达)持续扫描车辆前方道路，同时轮速传感器采集车速信号，当与前车之间的距离过小时，acc控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。

现有的自适应巡航控制系统大多采用线性的控制方式，即当与前车之间的距离过小时，多是通过匀减速的方式来降低行驶速度，达到增大与前车距离的目的，通过匀减速的方式来降低行驶速度，在速度降低至目标速度时，车辆骤然由匀减速行驶进入匀速行驶过程，由于存在惯性，会影响行车安全及行车的舒适性。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种自适应跟随巡航控制方法，旨在解决现有的自适应巡航控制系统大多采用线性的控制方式，通过匀减速的方式来降低行驶速度，在速度降低至目标速度时，车辆骤然由匀减速行驶进入匀速行驶过程，由于存在惯性，会影响行车安全及行车的舒适性的问题。

本发明是这样实现的，提供一种自适应跟随巡航控制方法，所述方法包括如下步骤：

s1、接收车载传感器发送的行驶参数；

s2、根据所述行驶参数及安全行驶参数计算相对参数比m，所述相对参数比用于表征所述行驶参数偏离所述安全行驶参数差值；

s3、基于所述相对比参数对所述智能车辆的行驶参数进行调整，缩小所述行驶参数与所述安全行驶参数的差值；

所述目标车辆与所述智能车辆处于相同的车道，且所述目标车辆位于所述智能车辆的前方。

本发明还提供了一种自适应跟随巡航控制系统，其特征在于，所述系统包括：

车载传感器及与所述车载传感器连接的电子控制器，其中，

所述车载传感器用于用于获取行驶参数；

所述电子控制器基于安全行驶参数来调整所述行驶参数，所述电子控制器包括：

接收模块，用于接收车载传感器发送的行驶参数；

计算模块，用于根据所述行驶参数及安全行驶参数计算相对参数比m，所述相对参数比用于表征所述行驶参数偏离所述安全行驶参数差值；以及

调整模块，用于基于所述相对比参数对所述智能车辆的行驶参数进行调整，缩小所述行驶参数与所述安全行驶参数的差值；

所述目标车辆与所述智能车辆处于相同的车道，且所述目标车辆位于所述智能车辆的前方。

本发明实施例基于相对参数比对控制行车速度，当行驶参数越接近安全行驶参数时，相对参数比的值越小，对应加速度值越小，直至加速变为零，即为匀速行驶，避免由匀减速行驶直接进入匀速行驶时造成的行车安全隐患及行车的不舒适。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的自适应跟随巡航控制方法的流程图；

图2为本发明实施例六提供的自适应跟随巡航控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明实施例中，基于自适应巡航控制系统包括车载传感器及与车载传感器连接的电子控制单元，车载传感器用于获取目标车辆及智能车辆的行驶参数，如目标车辆及智能车辆的行驶速度、目标车辆与智能车辆间的车距；电子控制单元基于车载传感器发送的行驶参数制定跟随策略。

如1为本发明实施例一提供的自适应跟随巡航控制方法的流程图，该方法包括如下步骤：

s1、接收车载传感器发送的行驶参数；

在本发明实施例中，该行驶参数为智能车辆与目标车辆间的实时距离dh或智能车辆的行驶速度vh；

在本发明实施例中，所述目标车辆与智能车辆处于相同的车道，且目标车辆位于智能车辆的前方。

s2、根据安全行驶参数及行驶参数计算相对参数比m，所述相对参数比用于表征行驶参数偏离安全行驶参数差值。

在本发明实施例中，相对参数比m＝(安全行驶参数-行驶参数)/安全行驶参数；当行驶参数为智能车辆与目标车辆间的实时距离dh时，安全行驶参数为安全行驶距离ds，相对车距比当行驶参数为智能车辆的行驶速度vh时，安全行驶参数为目标车辆的行驶速度vt，相对车速比

在本发明实施例中，安全行驶距离反映智能车驾驶员期望智能车辆与目标车辆保持的实时车距，计算公式如下：

ds＝vhth+d0

式中，vh为智能车车速，单位m/s，由车载传感器获得；th为安全车距的时间常数，反映智能车驾驶员期望的与目标车辆保持一定距离范围的时间间隔，其值的大小由驾驶员根据系统给出的取值范围进行设定，系统给出th的取值范围为1.2～2s；d0为安全车距的距离常数，反映智能车驾驶员期望的最小安全车距，其值的大小由驾驶员根据系统给定的取值范围来设定，系统给出d0的取值范围为2～5m。

s3、基于相对比参数对智能车辆的行驶参数进行调整，缩小行驶参数与安全行驶参数的差值。

在本发明实施例中，当行驶参数为智能车辆与目标车辆间的实时距离dh时，步骤s3具体包括：

s31、比较实时距离dh与安全距离ds的大小；

s32、当实时距离dh大于安全距离ds时，则控制智能车辆加速行驶，当实时距离dh等于安全距离ds时，则控制智能车辆匀速行驶，当实时距离dh小于安全距离ds时，则控制智能车辆减速行驶，该加速行驶和减速行驶对应的加速度值的大小与相对车距比绝对值|m|的大小成正比。

在本发明实施例中，当行驶参数为智能车辆的行驶速度vh时，步骤s3具体包括：

s33、比较智能车辆的行驶速度vh与目标车辆的行驶速度vt的大小；

s34、当智能车辆的行驶速度vh大于目标车辆的行驶速度vt时，则控制智能车减速行驶，当智能车辆的行驶速度vh等于目标车辆的行驶速度vt时，则控制智能车以速度vh匀速行驶，当智能车辆的行驶速度vh小于目标车辆的行驶速度vt时，则控制智能车加速行驶，该加速行驶和减速行驶对应的加速度值的大小与相对车距比绝对值|m|的大小成正比。

本发明实施例基于相对参数比对控制行车速度，当行驶参数越接近安全行驶参数时，相对参数比的值越小，对应加速度值越小，直至加速变为零，即为匀速行驶，避免由匀减速行驶直接进入匀速行驶时造成的行车安全隐患及行车的不舒适。

此外，依据相对参数比进行速度的调控，在保证了安全的前提下，又最大限度的保证行车速度，节省行车时间，且有利于减缓交通压力。

本发明实施例二是在实施例一的基础上，在步骤s2之后还包括步骤s4-s5：

s4、依据相对参数比获取增强信号r，所述增强信号r用于评价智能车辆当前的控制策略；

s5、当r值等于第一预设值时，判定智能车辆当前的控制策略好，将智能车辆当前的行驶速度及对应的车距作为经验值进行存储，当r至小于第一预设值时，判定智能车辆当前的控制策略不好，根据存储的经验值对行驶参数进行调整；

在本发明实施例中，增强信号r值的计算公式如下：

r＝0.8^{k×(|m|-0.05)}

其中，k为指数扩大因子，设定第一预设值取值为1时，即|m|≤0.05时，判定智能车辆当前的控制策略好，将智能车辆当前的行驶速度及对应的车距作为经验值进行存储，当|m|＞0.05时，判定智能车辆当前的控制策略不好，根据存储的经验值对行驶参数进行调整。

本发明实施例基于增强信号的数值评判智能车辆当前的控制策略的好坏，将好的控制策略对应的行驶行驶速度及车距作为经验值进行存储，以供之后的行驶过程中自主学习，实现行驶过程的自主优化。

实施例三是在实施例一或实施例二的基础上，当实时距离dh小于安全距离ds时，步骤s32还包括：

s321、判断实时距离dh是否小于预警距离dw；

在本发明实施例中，该预警距离dw小于安全距离dh，该预警距离时驾驶员进行设定的。

s322、若判断结果为是，则警示驾驶员是否进入人工驾驶模式，若判断结果为否，则控制智能车进行减速行驶，减速行驶对应的加速度值的大小与相对车距比绝对值|m|的大小成正比。

本发明实施例在实时距离小于设定的安全距离时，警示驾驶员是否转入人工驾驶模式，为行车的安全添加了一份保障。

实施例四是在实施例三的基础上，若驾驶员未选择进入人工驾驶模式，则步骤s322还包括：

s3221、判断实时车距dh是否小于防撞车距db；

在本发明实施例中，该防撞车距db小于预警车距dw。

s3222、若判断结果为是，则控制智能车辆以最大的减速度进行减速，若判断结果为否，则控制智能车进行减速行驶，对应的加速度值的大小与相对车距比绝对值|m|的大小成正比。

本发明实施例在实时车距小于预警车距时，实现主动控制，以智能车辆的最大减速度进行减速，在最段的时间内尽量拉大目标车辆与智能车辆之间的车距，防止事故的发生，进一步保证了行车安全。

实施例五是在实施例一的基础上，在步骤s1之前还包括：

s6、根据车载传感器获取的智能车辆与位于智能车车道前方车辆之间的距离，判断智能车辆所在车道的前方设定距离内是否存在目标车辆；

s7、若判断结果为否，则控制智能车辆以设定的速度进行行驶，若判断结果为是，则执行步骤s1。

在本发明实施例中,车载传感器获取智能车辆与位于智能车车道前方车辆之间的距离,判断在设定距离内是否存在车辆,若存在车辆,即为目标车辆,则进行自适应性的跟随巡航控制，若在设定距离之外存在车辆,则给车辆则不是智能车辆跟随的目标车辆，则控制智能车辆定速行驶。

本发明实施例在前方无目标车辆行驶时，控制智能车以特定的车速进行行驶，在前方有目标车辆行驶时，根据智能车与目标车辆的行驶工况以及其他设定参数对车距进行有效控制，从而保证智能车与目标车辆的安全车距，避免交通事故的发生。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分可以通过硬件来完成，也可以通过程序指令相关的硬件来完成，执行上述步骤的程序可以存储于一种计算机可读存储介质，上述提到的存储介质可以是只读存储器、闪存、磁盘或光盘等。

图2为本发明实施例六提供的自适应跟随巡航控制系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分。

该系统包括：

车载传感器1及与车载传感器连接的电子控制器2，其中，

车载传感器1用于获取行驶参数；

在本发明实施例中，该行驶参数为智能车辆与目标车辆间的实时距离dh或智能车辆的行驶速度vh。

在本发明实施例中，所述目标车辆与智能车辆处于相同的车道，且目标车辆位于智能车辆的前方。

电子控制器2基于安全行驶参数来调整行驶参数，所述电子控制器2包括：

接收模块21，用于接收车载传感器发送的行驶参数；

计算模块22，用于根据安全行驶参数及行驶参数计算相对参数比m，所述相对参数比用于表征行驶参数偏离安全行驶参数差值。

在本发明实施例中，相对参数比m＝(安全行驶参数-行驶参数)/安全行驶参数；当行驶参数为智能车辆与目标车辆间的实时距离dh时，安全行驶参数为安全行驶距离ds，相对车距比当行驶参数为智能车辆的行驶速度vh时，安全行驶参数为目标车辆的行驶速度vt，相对车速比

在本发明实施例中，安全行驶距离反映智能车驾驶员期望智能车辆与目标车辆保持的实时车距，计算公式如下：

ds＝vhth+d0

式中，vh为智能车车速，单位m/s，由车载传感器获得；th为安全车距的时间常数，反映智能车驾驶员期望的与目标车辆保持一定距离范围的时间间隔，其值的大小由驾驶员根据系统给出的取值范围进行设定，系统给出th的取值范围为1.2～2s；d0为安全车距的距离常数，反映智能车驾驶员期望的最小安全车距，其值的大小由驾驶员根据系统给定的取值范围来设定，系统给出d0的取值范围为2～5m。

调整模块23，用于基于相对比参数对智能车辆的行驶参数进行调整，缩小行驶参数与安全行驶参数的差值。

在本发明实施例中，当行驶参数为智能车辆与目标车辆间的实时距离dh时，调整模块23包括：

第一比较子模块231，用于比较实时距离dh与安全距离ds的大小；

第一处理子模块232，当实时距离dh大于安全距离ds时，用于控制智能车辆加速行驶，当实时距离dh等于安全距离ds时，用于控制智能车辆匀速行驶，当实时距离dh小于安全距离ds时，用于控制智能车辆减速行驶，该加速行驶和减速行驶对应的加速度值的大小与相对车距比绝对值|m|的大小成正比。

在本发明实施例中，当行驶参数为智能车辆的行驶速度vh时，调整模块23包括：

第二比较子模块233，用于比较智能车辆的行驶速度vh与目标车辆的行驶速度vt的大小；

第二处理子模块234，当智能车辆的行驶速度vh大于目标车辆的行驶速度vt时，用于控制智能车减速行驶，当智能车辆的行驶速度vh等于目标车辆的行驶速度vt时，用于控制智能车以速度vh匀速行驶，当智能车辆的行驶速度vh小于目标车辆的行驶速度vt时，用于控制智能车加速行驶，该加速行驶和减速行驶对应的加速度值的大小与相对车距比绝对值|m|的大小成正比。

本发明实施例基于相对参数比对控制行车速度，当行驶参数越接近安全行驶参数时，相对参数比的值越小，对应加速度值越小，直至加速变为零，即为匀速行驶，避免由匀减速行驶直接进入匀速行驶时造成的行车安全隐患及行车的不舒适。

此外，依据相对参数比进行速度的调控，在保证了安全的前提下，又最大限度的保证行车速度，节省行车时间，且有利于减缓交通压力。

本发明实施例七是在实施例六的基础上，该电子控制器2还包括：

增强信号获取模块24，用于依据相对参数比获取增强信号r，所述增强信号r用于评价智能车辆当前的控制策略；

策略判定模块25，当r值等于第一预设值时，判定智能车辆当前的控制策略好，用于将智能车辆当前的行驶速度及对应的车距作为经验值进行存储，当r至小于第一预设值时，判定智能车辆当前的控制策略不好，用于根据存储的经验值对行驶参数进行调整；

在本发明实施例中，增强信号r值的计算公式如下：

r＝0.8^{k×(|m|-0.05)}

其中，k为指数扩大因子，设定第一预设值取值为1时，即|m|≤0.05时，判定智能车辆当前的控制策略好，将智能车辆当前的行驶速度及对应的车距作为经验值进行存储，当|m|＞0.05时，判定智能车辆当前的控制策略不好，根据存储的经验值对行驶参数进行调整。

本发明实施例基于增强信号的数值评判智能车辆当前的控制策略的好坏，将好的控制策略对应的行驶行驶速度及车距作为经验值进行存储，以供之后的行驶过程中自主学习，实现行驶过程的自主优化。

实施例八是在实施例六或实施例七的基础上，当实时距离dh小于安全距离ds时，第一处理子模块232包括：

判断单元2321，用于判断实时距离dh是否小于预警距离dw；

在本发明实施例中，该预警距离dw小于安全距离dh，该预警距离时驾驶员进行设定的。

处理单元2322，若判断结果为是，用于警示驾驶员是否进入人工驾驶模式，若判断结果为否，用于控制智能车进行减速行驶，减速行驶对应的加速度值的大小与相对车距比绝对值|m|的大小成正比。

本发明实施例在实时距离小于设定的安全距离时，警示驾驶员是否转入人工驾驶模式，为行车的安全添加了一份保障。

实施例九是在实施例八的基础上，若驾驶员未选择进入人工驾驶模式，处理单元2322还包括：

判断子单元2322a，用于判断实时车距dh是否小于防撞车距db；

在本发明实施例中，该防撞车距db小于预警车距dw。

处理子单元2322b，若判断结果为是，拥有控制智能车辆以最大的减速度进行减速，若判断结果为否，用于控制智能车进行减速行驶，对应的加速度值的大小与相对车距比绝对值|m|的大小成正比。

本发明实施例在实时车距小于预警车距时，实现主动控制，以智能车辆的最大减速度进行减速，在最段的时间内尽量拉大目标车辆与智能车辆之间的车距，防止事故的发生，进一步保证了行车安全。

实施例十是在实施例六的基础上，该系统还包括：

判断模块，用于根据车载传感器获取的智能车辆与位于智能车车道前方车辆之间的距离，判断智能车辆所在车道的前方设定距离内是否存在目标车辆；

处理模块，若判断结果为否，用于控制智能车辆以设定的速度进行行驶，若判断结果为是，则进入接收模块。

在本发明实施例中,车载传感器获取智能车辆与位于智能车车道前方车辆之间的距离,判断在设定距离内是否存在车辆,若存在车辆,即为目标车辆,则进行自适应性的跟随巡航控制，若在设定距离之外存在车辆,则给车辆则不是智能车辆跟随的目标车辆，则控制智能车辆定速行驶。

本发明实施例在前方无目标车辆行驶时，控制智能车以特定的车速进行行驶，在前方有目标车辆行驶时，根据智能车与目标车辆的行驶工况以及其他设定参数对车距进行有效控制，从而保证智能车与目标车辆的安全车距，避免交通事故的发生。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。