自适应巡航控制系统、车辆和方法与流程

1.本发明涉及车辆的自适应巡航控制领域，具体地，涉及一种自适应巡航控制系统、车辆和方法，特别是一种在自适应巡航控制中发生车辆切入或加塞的情况下使用前角雷达来发送物体指示的新设计。


背景技术：

2.由于前中心雷达的视野范围为
±
120
°
，而前置摄像头的视野范围为
±
100
°
，因此这两个传感器都无法检测位于视野范围边缘的物体或目标。这将导致前中央雷达有时在车辆切入或加塞的情况下丢失对该车辆的跟踪或探测。因此发生碰撞的风险很高。
3.申请公布号为cn112389429a的发明专利申请提出了一种自适应巡航控制方法、自适应巡航系统、车辆及计算机可读存储介质，通过当监测到主开关按键被按压时，获取按压时长；判断按压时长是否大于或等于第一预设时间阈值；当按压时长大于或等于第一预设时间阈值时，响应用户按压主开关按键的操作，激活自适应巡航功能。从而用户只需要按一个按键就可以快速实现自适应巡航功能的激活，进而快速实现所驾驶车辆进行自适应巡航，相比需要按两次物理按键，更加方便和快速。


技术实现要素：

4.根据不同的方面，本发明的目的在于以简单的方式给车辆的自适应巡航控制系统赋予一种有效的、应对斜前方车辆切入（或者说加塞）的能力，以避免发生碰撞的风险。
5.此外，本发明还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。
6.本发明通过提供一种自适应巡航控制系统、车辆和方法来解决上述问题，具体而言，根据本发明的一方面，提供了：一种车辆的自适应巡航控制系统，所述自适应巡航控制系统包括彼此通信连接的信息感知单元、控制单元和执行单元，所述信息感知单元包括主探测器，用于探测在所述车辆前方的物体，在所述自适应巡航控制系统内设定有用于表达行车环境的系统属性的阈值，所述系统属性的实际值由所述主探测器得到，所述控制单元构造成用于结合所述系统属性的实际值和所述系统属性的阈值来判断是否需要进行车辆控制，所述执行单元根据所述控制单元的指令对车辆进行操控，其中，所述信息感知单元还包括辅助探测器，所述辅助探测器布置成使得其视野覆盖所述主探测器的视野边缘并且相对于所述车辆的前进方向朝外取向，用于探测于所述车辆斜前方的物体，其中，所述辅助探测器构造成在探测到所述物体的情况下发送指示信号，用于调节所述系统属性的阈值。
7.根据本发明的另一方面，本发明提供了一种车辆，其中，所述车辆配备有上述任一种自适应巡航控制系统。
8.根据本发明的再一方面，本发明提供了一种用于在车辆行驶中避免与物体发生碰
撞的方法，所述方法通过上述任一种自适应巡航控制系统来执行，所述方法包括如下步骤：s1：通过所述辅助探测器探测于所述车辆斜前方的物体；s2：在步骤s1中探测到所述物体的情况下发送指示信号，用于调节所述系统属性的阈值；s3：所述控制单元结合所述系统属性的实际值和调节后的系统属性的阈值来判断是否需要进行车辆控制，若是，则执行步骤s4；若否，则执行步骤s1；s4：所述执行单元根据所述控制单元的指令对车辆进行操控，返回步骤s1。
附图说明
9.参考附图，本发明的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，图1示出了根据本发明的一种自适应巡航控制系统的示意图；图2示出了根据本发明的一种车辆的示意图；图3示出了根据本发明的一种应用场景的示意图；以及图4示出了根据本发明的一种方法的流程图。
具体实施方式
10.参考图1，其示出了根据本发明的一种自适应巡航控制系统100的示意图。其中，由于各个部件的具体形状和连接方式并非本发明的主题，故为清楚简明起见，所有这些部件都以结构模块的形式示意地给出，本领域技术人员在结构简图的启示下可自行选择适当的模块形状与连接方式等。此外，所给出的结构简图为本发明的一种实施例，本领域技术人员在参考简图后可作出不脱离本发明精神的各种修改，这些修改也应在本发明的保护范围内。
11.车辆的自适应巡航控制（acc，adaptive cruise control）系统也称为智能巡航控制系统，用于辅助驾驶员进行辅助驾驶，特别是能够结合各种车载传感器的信息（如与前车之间的相对距离和相对速度），通过控制车辆的油门或刹车对车辆进行纵向速度控制，使车辆与前车保持合适的安全间距，降低了驾驶员的工作负担，提高了车辆的主动安全性，并扩大了巡航行驶的范围。
12.所述自适应巡航控制系统100包括彼此通信连接的信息感知单元1、控制单元2和执行单元3。在所述自适应巡航控制系统100内设定有用于表达行车环境的系统属性的阈值，行车环境（或者说行车工况、行车状态）例如包括距离前方、斜前方、侧方、斜后方或后方的车辆的距离、该车的行车速度、加速度，本车的车速等信息，而系统属性就是指这些指标，除了刚才提到的速度、加速度和距离之外，还可包括障碍物概率、存在概率、横纵向距离、横向速度、横向速度方差等。这些系统属性的阈值预存于所述自适应巡航控制系统100内，以便之后与通过所述信息感知单元1获得的实际行车环境进行对比，并进行相应的控制。阈值的选取或者设定可以根据车型和本领域技术人员的经验而定，例如通过装设于车辆仪表盘上的人机交互界面由驾驶员来完成设定。
13.所述信息感知单元1是车辆用于感知外界环境的窗口，以便得到当前的行车环境或者说行车工况、行车状态。所述信息感知单元1可以包括各类车载传感器，例如雷达传感器、车速传感器、节气门位置传感器等。在本例中，所述信息感知单元1包括主探测器11，用
于探测在所述车辆前方的物体。所述物体在狭义上通常是指其它车辆，除此之外，所述物体也可以在广义上泛指摩托车、自行车、电瓶车、行人等移动目标，甚至是静态的目标。在本例中，主探测器11用于将所获得的感知信息，即系统属性的当前值发送至所述控制单元2处。
14.所述控制单元2具体例如可以是电子控制单元（ecu），通常包括微处理器以及各种电路，以实现整个自适应巡航控制系统的控制功能。如上所述，所述控制单元2能够结合所述主探测器11的感知信息和所述系统属性的阈值来判断是否需要进行车辆控制。例如，所述系统属性的阈值是本车与前车之间的安全距离，在这种情况下，如果从所述主探测器11得到的本车与前车之间的当前距离小于所设定的安全距离，则ecu能够计算当前距离和安全距离之间的比例以及相对速度（相对速度可以由本车的车速传感器提供的本车车速与由所述主探测器11得到的前车车速之差而得）的大小，进而得到车辆的制动方式，向执行单元发送相应的控制信号或控制指令，由执行单元完成最终的车辆操控。与此同时，所述控制单元可以通过报警器向驾驶员发送警报，以提醒驾驶员采取相应的应对措施，进一步提高行车安全。
15.所述执行单元3根据所述控制单元2的指令对车辆进行操控，具体的操控方式包括加速、制动和/或转向，并不一定限于纵向操控。所述执行单元例如包括节气门执行器和制动执行器，其中，节气门执行器用于调整节气门的开度，使车辆做加速、减速和定速行驶，而制动执行器用于紧急情况下的车辆制动。
16.参考图2和图3，它们分别示出了根据本发明的一种车辆的示意图以及根据本发明的一种应用场景的示意图。
17.为了克服用于探测车辆前方物体的探测器的盲区所带来的安全隐患，提高车辆对斜前方的物体的探测能力，所述信息感知单元1还包括辅助探测器12，所述辅助探测器12布置成使得其视野覆盖所述主探测器11的视野边缘并且相对于所述车辆的前进方向朝外取向，用于探测于所述车辆斜前方的物体。通过所述辅助探测器12的这种布置位置设计，扩大了车辆探测器整体的探测范围，避免了前方探测器的范围局限性。所述辅助探测器12在探测到所述物体时能够发送指示信号，用于调节所述系统属性的阈值。在所述阈值被调节之后，那么所述控制单元2基于所述阈值与当前实际行车工况的比较就有发生变化的可能，由此在新的比较结果的情况下，视情况控制所述执行单元3完成对车辆的操控。
18.在如图3的一种典型应用中，本车90位于图中下部，前车91位于图中上部，处于本车90斜前方的侧车92位于图中左部。此外，图3还用虚线分别示意性地勾勒出了所述主探测器11单独的、以及所述主探测器11与所述辅助探测器12一起的探测范围情况。可以看出的是，所述侧车92位于所述主探测器11的探测范围边缘，由此所述主探测器11对该侧车92的探测能力有限，具体体现在所述主探测器11对该侧车92的障碍物概率或存在概率判定为较低。而所述主探测器11与所述辅助探测器12一起的探测范围可以轻松地涵盖所述侧车92，没有局限性。
19.在初始状态中，所述自适应巡航控制系统100的目标为前车91，并且根据原始的安全距离阈值，保持本车90与前车91始终处于安全的行车距离。此时，侧车92想要切入（或者说加塞）到本车90的行车道中。如果本车90仅仅配备了前方探测器（如前中雷达和/或前相机），则由于这种探测器的探测边缘局限性，难以及时发现并确认所述侧车92的存在，从而无法及时完成相应的措施。在本例中，由于所述辅助探测器12的设计，可以提早地探测到所
述侧车92的存在，并且发送指示信号，以调节所述系统属性的阈值，例如将障碍物概率或存在概率（这些系统属性的值由所述主探测器11来得到）的阈值相较于初始状态调节得更低，即判断障碍物的门槛更低。也就是说，在这种情况下，所述自适应巡航控制系统100通过所述主探测器11更加容易地得到存在有障碍物的结论，即，所述自适应巡航控制系统100能够更加及时地将追踪目标切换到所述侧车92上，并完成相应的措施。所述措施可以是制动，当然在确定右侧和右后方没有其它物体的情况下，也可以包括向右变道。其中，障碍物概率或存在概率的当前值的得出方式由所述主探测器11预先设定。例如，对于所述主探测器11从其上接收到的强度等于或高于预设水平的物体可以被视为存在概率高的物体；对于所述主探测器11当前探测不到的物体或者从其上接收到的强度低于预设水平的物体可以被视为存在概率低的物体。
20.通过这种方式，给车辆的自适应巡航控制系统赋予一种有效的、应对斜前方车辆切入（或者说加塞）的能力，以避免发生碰撞的风险。特别地，由于在纳入所述辅助探测器12的情况下，所述系统属性的当前值仍然由原本存在的所述主探测器11来得到，因此无需进行所述辅助探测器12与所述主探测器11之间复杂的重新融合的过程（所谓的探测器融合的过程通俗地讲就是使各个探测器的感测数据进行统一、协调的标定，避免误差，使得它们能够作为整体发挥作用的过程，其可以包括雷达融合、相机融合，或雷达与相机的融合），并且即便进行了融合，所形成的新的探测单元由于具有更多的探测器而必须具备更多的算力和给总线施加更多的负载才能完成工作，这是消耗的。由此，本设计方案能够在维持原有的信息感知单元和融合状态的情况下“无缝”地接入辅助探测器，并有效地应对斜前方车辆切入（或者说加塞）的能力，因此是一种兼容性、适应性强并且成本低的解决方案。
21.如前所提到的，所述主探测器11和/或所述辅助探测器12能够构造为雷达或相机，所述相机又称摄像头。具体地，它们还能够均构造为毫米波雷达，以便获得较高的分辨率和抗干扰能力，从而所述车辆可以全天候地执行自适应巡航控制。
22.一种典型的布置设计是，所述辅助探测器12构造在所述车辆的前大灯处并且相对于所述车辆的前进方向朝外45
°
进行布置，并且所述主探测器11布置在所述车辆的正前侧中央。
23.所述辅助探测器12和所述主探测器11的这种设计充分利用了各个探测器个体的探测范围，从而较大地覆盖探测器整体的探测范围，并且所需要的探测器数量能够维持一个较低的水平，节约了成本。
24.如图2所示的那样，所述主探测器11包括前中雷达111和相机112，所述前中雷达111布置在所述车辆的正前侧中央，并且所述相机112布置在车内后视镜处。在这种设计的情况下，所述前中雷达111和所述相机112一起对车辆前方的物体进行探测（因此也已经预先做好了融合工作）。因此，可以同时获得相机的基于视觉识别的优势以及雷达的强抗干扰、全天候、全天时的优势。
25.关于具体的通讯方式，示例性的是，所述自适应巡航控制系统100的通信通过所述车辆的can总线进行。例如，所述辅助探测器12在探测到有斜前方物体的情况下将指示信号发送至can总线上，已得到高性能、高实时性和高可靠性的数据传输。
26.由此可见，通过更改自适应巡航控制系统的参数实现了主探测器的灵敏度调节。换句话说，所述主探测器11可以随着参数的更改而在常规的远场模式和高边缘灵敏度的近
场模式之间进行切换。例如，所述主探测器11监听所述辅助探测器12的指示信号，并且通过阈值的调节来实现所述主探测器11的工作模式的切换。所述阈值可以存储在所述主探测器11中。
27.除了关注斜前方的车辆以外，所述信息感知单元1也可以包括布置在所述车辆的中部和/或后侧的其它所述辅助探测器12，以避免与其它方位的车辆发生碰撞的危险。这些其它辅助探测器12的设计方式和特点可以参阅之前针对斜前方车辆所描述的内容。需要说明的是，如果在多个方向上同时出现多个车辆并且均具有一定的碰撞危险，则所述控制单元2应当有能力同时得到多个车辆的躲避方案。例如，如果仅有左侧车辆加塞，则可以得到向右变道和/或制动的多个方案，而如果同时有左侧和右侧的车辆加塞，则仅得到制动的方案。
28.除了结合图3提到的障碍物概率或者存在概率之外，所述系统属性还可以包括运动概率、横纵向距离、横纵向速度、横向速度方差、车道线、目标离本车轨迹横向距离。其中，横纵向距离即目标物体与本车的横纵向距离），横向速度即目标物体相对于本车的横向速度节。具体的调节构思与前述关于障碍物概率或者存在概率的技术构思是一致的。例如，在所述辅助探测器12探测到斜前方车辆的情况下，提高所述主探测器11的横纵向距离的阈值，降低其横向速度的阈值，这些措施都是为了提高所述主探测器11对于相关车辆的敏感度，以便提早做出应对。应当理解，方差反映的是变量（在此为横向速度）的离散程度，考虑到方差是为了避免异常变量的影响，提高探测结果的准确度和稳定性。这些系统属性的阈值可以同时进行考虑，并且为了提高敏感度的目的而分别进行相关属性阈值的提高或者降低。由于系统属性的阈值的具体调节方式并非本发明的重点，在此不再赘述。
29.根据本发明的另一方面，本发明还涉及一种车辆，其中，所述车辆配备有上述任一种自适应巡航控制系统100。所述车辆包括汽油车、柴油车、轿车、货车、客车、混合动力车辆、纯电动汽车等等。
30.参考图4，其示出了根据本发明的一种方法的流程图。
31.所述方法用于在车辆行驶中避免与物体发生碰撞，所述方法通过上述任一种自适应巡航控制系统100来执行，所述方法包括如下步骤：s1：通过所述辅助探测器12探测于所述车辆斜前方的物体；s2：在步骤s1中探测到所述物体的情况下发送指示信号，用于调节所述系统属性的阈值；s3：所述控制单元2结合所述系统属性的实际值和调节后的系统属性的阈值来判断是否需要进行车辆控制，若是，则执行步骤s4；若否，则执行步骤s1；s4：所述执行单元3根据所述控制单元2的指令对车辆进行操控，返回步骤s1。此外，应当理解，图中s1之前的圆角框为开始符号，s4之后的圆角框为结束符号。
32.关于本方法的设计方案的描述可参照上文有关自适应巡航控制系统100的描述来进行，在此不再赘述。不过，需要补充的是，在本方法执行完成之后，如果所述辅助探测器12并未探测到所述物体，即得到所述物体存在概率低的结论，则发送另一指示信号以将所述系统属性的阈值调节回原来的水平，以防所述自适应巡航控制系统100对周边物体过于敏锐。
33.应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人
员在本发明的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本发明的法律保护范围内。