基于单目视觉的ACC跟车目标加速度补偿方法及模块与流程

基于单目视觉的acc跟车目标加速度补偿方法及模块
技术领域
1.本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种基于单目视觉的acc跟车目标加速度补偿方法，以及一种基于单目视觉的acc跟车目标加速度补偿模块。


背景技术：

2.随着自适应巡航控制系统(acc)的普及率越来越高，消费者对其功能的适用性提出了更高的挑战。从舒适性角度来说，acc可自动完成车辆的平稳加速或减速，保持稳定的巡航车速或跟随前方目标车辆平稳行驶。从安全性角度来说，acc可应对前车较大的制动减速度工况，而不发生碰撞的风险。现如今，受制于成本的影响，基于单目视觉的高级辅助驾驶系统(adas)解决方案占据市场的主流地位，其不仅成本较低，各辅助功能的自动驾驶效果也较为不错。然而，基于该解决方法的acc在某些特定的场景下，特别是应对目标车较大制动减速度的工况下，自车往往有较大的碰撞风险，其原因为单目视觉方案识别的目标车加速度存在估算不准的情况，特别是目标车有较大减速度的工况，这就造成了自车计算的期望加速度绝对值偏小，加大了与前车的碰撞风险。同时，跟车起步和平稳跟车的控制精确性也会受到不同程度的影响。
3.在自适应巡航控制系统(acc)中，跟随目标车的自动加减速控制需要计算自车的期望加速度，故需实时考虑自车和目标车的运动状态，如自车的速度、目标车相对自车的距离、速度和加速度等。然而，现阶段基于单目视觉方案的acc控制方法没有考虑其识别目标车加速度不准的情况而引入跟车目标加速度补偿方法，极易造成跟车的碰撞风险，大大降低了系统的适用性和安全性。


技术实现要素：

4.在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
5.本发明要解决的技术问题是提供一种针对单目视觉识别目标车辆加速度不准工况，能对跟车目标加速度进行补偿的方法。
6.以及，一种针对单目视觉识别目标车辆加速度不准工况，能对跟车目标加速度进行补偿的模块。
7.为解决上述技术问题，本发明提供的基于单目视觉的acc跟车目标加速度补偿方法，包括以下步骤：
8.s1，获取自车和目标车辆运动数据；
9.s2，根据自车和目标车辆运动数据计算目标车辆加速度修正值，计算获得修正后目标车辆加速度值；
10.s3，若目标车辆处于指定的低速行驶场景，指定获取的目标车加速度值为相对较
大权重；
11.若目标车辆处于指定的高速行驶场景，指定修正后目标车辆加速度值为相对较大权重；
12.高、低速行驶场景能根据性能和/或需求划分，示例性的：目标车速度低于8.33m/s为低速场景，此时获取的目标车加速度值的权重值取0.7，修正后目标车辆加速度值的权重值取0.3，权重值可根据实车测试进行标定；
13.目标车速度高于8.33m/s为高速场景，此时获取的目标车加速度值的权重值取0.2，修正后目标车辆加速度值的权重值取0.8，权重值可根据实车测试进行标定；
14.根据修正后目标车辆加速度值和获取的目标车加速度值及其各自的权重，计算得到变权重后的目标车加速度值，而后划分目标车辆当前处于加速工况还是减速工况；
15.示例性的，目标车加速度值计算方法为：获取的目标车加速度值与其权重的乘积加上修正后目标车辆加速度值与其权重的乘积；
16.s4，若目标车辆为减速工况，以变权重后的目标车加速度值和自车速度查询减速增益补偿值查表，将查表值与修正后目标车辆加速度值相乘得到目标车辆减速工况下的加速度增益补偿值；
17.示例性的，减速增益补偿值查表为二维线性插值表，行代表加速度值，列代表速度值，加速度值划分为-4，-3，-2，-1，-0.5,0m/s2；速度划分为1,11.11，19.44，33.33m/s,行列对应的增益补偿值可根据实车试验进行标定，该值一般在0.8-1.5之间；
18.若目标车辆为加速工况，以变权重后的目标车加速度值和自车速度查询加速增益补偿值查表(该表为二维线性插值表，行代表加速度值，列代表速度值，加速度值划分为0，1，2，3m/s2；速度划分为1,11.11，19.44，33.33m/s,行列对应的增益补偿值可根据实车试验进行标定，该值一般在0.8-1.5之间)，将查表值与修正后目标车辆加速度值相乘得到目标车辆加速工况下的加速增益补偿值；
19.示例性的，加速增益补偿值查表为二维线性插值表，行代表加速度值，列代表速度值，加速度值划分为0，1，2，3m/s2；速度划分为1,11.11，19.44，33.33m/s,行列对应的增益补偿值可根据实车试验进行标定，该值一般在0.8-1.5之间；
20.s5，加速度增益补偿值经限幅和滤波处理得到计算自车期望加速度所需的跟车目标加速度值。
21.可选择的，进一步改进所述基于单目视觉的acc跟车目标加速度补偿方法，自车和目标车辆运动数据，包括：自车车速、目标车辆车速、目标车辆加速度、目标车辆存在判断标志位和目标车辆id更新标志位；
22.可选择的，进一步改进所述基于单目视觉的acc跟车目标加速度补偿方法，根据自车和目标车辆运动数据经积分矫正和滤波处理计算获得修正后目标车辆加速度值。
23.可选择的，进一步改进所述基于单目视觉的acc跟车目标加速度补偿方法，将目标车加速度进行积分得到未经修正的目标车速度,积分的初始化条件为目标车id更新标志位或不存在目标车辆id；
24.未经修正的目标车速度与目标车速度作差，将差值与差值增益的乘积作为目标车辆加速度的修正项，所述差值增益由差值和目标车速度二维查表得出；
25.下一运算周期的积分输入项为当前目标车辆加速度与目标车辆加速度的修正项
的差值，经限幅度和一阶滤波处理得到目标车辆加速度修正值。
26.可选择的，进一步改进所述基于单目视觉的acc跟车目标加速度补偿方法，减速增益补偿值查表和加速增益补偿值能通过标定获得。
27.为解决上述技术问题，本发明提供一种基于单目视觉的acc跟车目标加速度补偿模块，包括：
28.状态输入单元，其从自车总线和环境感知系统获取自车和目标车辆运动数据；
29.修正单元，其根据自车和目标车辆运动数据计算目标车辆加速度修正值，计算获得修正后目标车辆加速度值；
30.工况划分单元，若目标车辆处于指定的低速行驶场景，指定获取的目标车加速度值为相对较大权重；若目标车辆处于指定的高速行驶场景，指定修正后目标车辆加速度值为相对较大权重；
31.根据修正后目标车辆加速度值和获取的目标车加速度值及其各自的权重，计算得到变权重后的目标车加速度值，而后划分目标车辆当前处于加速工况还是减速工况；增益补偿单元，若目标车辆为减速工况，以变权重后的目标车加速度值和自车速度查询减速增益补偿值查表，将查表值与变权重后的目标车加速度值相乘得到目标车辆减速工况下的加速度增益补偿值；
32.若目标车辆为加速工况，以变权重后的目标车加速度值和自车速度查询加速增益补偿值查表，将查表值与变权重后的目标车加速度值相乘得到目标车辆加速工况下的加速增益补偿值；
33.输出单元，其将加速度增益补偿值经限幅和滤波处理得到计算自车期望加速度所需的跟车目标加速度值。
34.可选择的，进一步改进所述基于单目视觉的acc跟车目标加速度补偿模块，自车和目标车辆运动数据，包括：自车车速、目标车辆车速、目标车辆加速度、目标车辆存在判断标志位和目标车辆id更新标志位。
35.可选择的，进一步改进所述基于单目视觉的acc跟车目标加速度补偿模块，修正单元根据自车和目标车辆运动数据经积分矫正和滤波处理计算获得修正后目标车辆加速度值。
36.可选择的，进一步改进所述基于单目视觉的acc跟车目标加速度补偿模块，修正单元执行积分矫正和滤波处理包括；
37.将目标车加速度进行积分得到未经修正的目标车速度,积分的初始化条件为目标车id更新标志位或不存在目标车辆id；
38.未经修正的目标车速度与目标车速度作差，将差值与差值增益的乘积作为目标车辆加速度的修正项，所述差值增益由差值和目标车速度二维查表得出；
39.下一运算周期的积分输入项为当前目标车辆加速度与目标车辆加速度的修正项的差值，经限幅度和一阶滤波处理得到目标车辆加速度修正值。
40.可选择的，进一步改进所述基于单目视觉的acc跟车目标加速度补偿模块，减速增益补偿值查表和加速增益补偿值能通过标定获得。
41.本发明考虑单目视觉方案识别目标车加速度不准的特性，通过修正了目标车辆加速度计算的精度，提高了应对较大加减速跟车时的控制效果，对于自适应巡航控制系统
(acc)的控制能力提升具有实质意义。其现实意义在于，实现了acc应对目标车较大制动减速等的极端工况，同时可进一步改善跟车起步和平稳跟车时的控制精确性，提高其自动控制的行驶安全性和舒适性，具有广阔的应用前景和较高的市场价值。
附图说明
42.本发明附图旨在示出根据本发明的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本发明附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本发明附图不应当被解释为限定或限制由根据本发明的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
43.图1是本发明框架示意图。
44.图2加速度计算修正单元原理示意图。
具体实施方式
45.以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。
46.第一实施例；
47.本发明提供一种基于单目视觉的acc跟车目标加速度补偿方法，包括以下步骤：
48.s1，获取自车和目标车辆运动数据；
49.s2，根据自车和目标车辆运动数据计算目标车辆加速度修正值，计算获得修正后目标车辆加速度值；
50.s3，若目标车辆处于指定的低速行驶场景，指定获取的目标车加速度值为相对较s3，若目标车辆处于指定的低速行驶场景，指定获取的目标车加速度值为相对较大权重；
51.若目标车辆处于指定的高速行驶场景，指定修正后目标车辆加速度值为相对较大权重；
52.根据修正后目标车辆加速度值和获取的目标车加速度值及其各自的权重，计算得到变权重后的目标车加速度值，而后划分目标车辆当前处于加速工况还是减速工况；
53.s4，若目标车辆为减速工况，以变权重后的目标车加速度值和自车速度查询减速增益补偿值查表，将查表值与修正后目标车辆加速度值相乘得到目标车辆减速工况下的加速度增益补偿值；
54.若目标车辆为加速工况，以变权重后的目标车加速度值和自车速度查询加速增益补偿值查表，将查表值与修正后目标车辆加速度值相乘得到目标车辆加速工况下的加速增益补偿值；
55.s5，加速度增益补偿值经限幅和滤波处理得到计算自车期望加速度所需的跟车目标加速度值。
56.第二实施例；
57.本发明提供一种基于单目视觉的acc跟车目标加速度补偿方法，包括以下步骤：
58.s1，获取自车和目标车辆运动数据；自车和目标车辆运动数据，包括：自车车速、目标车辆车速、目标车辆加速度、目标车辆存在判断标志位和目标车辆id更新标志位；
59.s2，将目标车加速度进行积分得到未经修正的目标车速度,积分的初始化条件为目标车id更新标志位或不存在目标车辆id；
60.未经修正的目标车速度与目标车速度作差，将差值与差值增益的乘积作为目标车辆加速度的修正项，所述差值增益由差值和目标车速度二维查表得出；
61.下一运算周期的积分输入项为当前目标车辆加速度与目标车辆加速度的修正项的差值，经限幅度和一阶滤波处理得到目标车辆加速度修正值，计算获得修正后目标车辆加速度值；
62.s3，若目标车辆处于指定的低速行驶场景，指定获取的目标车加速度值为相对较大权重；若目标车辆处于指定的高速行驶场景，指定修正后目标车辆加速度值为相对较大权重；
63.根据修正后目标车辆加速度值和获取的目标车加速度值及其各自的权重，计算得到变权重后的目标车加速度值，而后划分目标车辆当前处于加速工况还是减速工况；
64.s4，若目标车辆为减速工况，以变权重后的目标车加速度值和自车速度查询减速增益补偿值查表，将查表值与变权重后的目标车加速度值相乘得到目标车辆减速工况下的加速度增益补偿值；减速增益补偿值查表和加速增益补偿值能通过标定获得；
65.若目标车辆为加速工况，以变权重后的目标车加速度值和自车速度查询加速增益补偿值查表，将查表值与变权重后的目标车加速度值相乘得到目标车辆加速工况下的加速增益补偿值；
66.第三实施例；
67.本发明提供一种基于单目视觉的acc跟车目标加速度补偿模块，包括：
68.状态输入单元，其从自车总线和环境感知系统获取自车和目标车辆运动数据；
69.修正单元，其根据自车和目标车辆运动数据计算目标车辆加速度修正值，计算获得修正后目标车辆加速度值；
70.工况划分单元，若目标车辆处于指定的低速行驶场景，指定获取的目标车加速度值为相对较大权重；若目标车辆处于指定的高速行驶场景，指定修正后目标车辆加速度值为相对较大权重；
71.根据修正后目标车辆加速度值和获取的目标车加速度值及其各自的权重，计算得到变权重后的目标车加速度值，而后划分目标车辆当前处于加速工况还是减速工况；增益补偿单元，若目标车辆为减速工况，以变权重后的目标车加速度值和自车速度查询减速增益补偿值查表，将查表值与变权重后的目标车加速度值相乘得到目标车辆减速工况下的加速度增益补偿值；
72.若目标车辆为加速工况，以变权重后的目标车加速度值和自车速度查询加速增益补偿值查表，将查表值与变权重后的目标车加速度值相乘得到目标车辆加速工况下的加速
增益补偿值；
73.输出单元，其将加速度增益补偿值经限幅和滤波处理得到计算自车期望加速度所需的跟车目标加速度值。
74.第四实施例；
75.参考图1结合图2所示，本发明提供一种基于单目视觉的acc跟车目标加速度补偿模块，包括：
76.状态输入单元，其从自车总线和环境感知系统获取自车和目标车辆运动数据；
77.自车和目标车辆运动数据，包括：自车车速、目标车辆车速、目标车辆加速度、目标车辆存在判断标志位和目标车辆id更新标志位；
78.考虑不同车型的驱动类型(前驱、后驱、四驱)、道路曲率和地面附着条件等的影响，将四轮轮速处理后计算得到自车速度。在目标车id(由单目视觉方案送出)存在的情况下(判断为存在跟车目标)，将计算得到的自车车速和单目视觉方案识别的目标车相对自车的速度进行相加，得到目标车速度v
ivspd
。而前后帧送出目标车id的不同，判断为目标车id更新。将单目视觉方案识别的目标车加速度作为加速度计算修正单元的目标车加速度输入值；
79.修正单元，其根据自车和目标车辆运动数据计算目标车辆加速度修正值，计算获得修正后目标车辆加速度值；
80.工况划分单元，若目标车辆处于指定的低速行驶场景，指定获取的目标车加速度值为相对较大权重；若目标车辆处于指定的高速行驶场景，指定修正后目标车辆加速度值为相对较大权重；
81.根据修正后目标车辆加速度值和获取的目标车加速度值及其各自的权重，计算得到变权重后的目标车加速度值，而后划分目标车辆当前处于加速工况还是减速工况；
82.增益补偿单元，若目标车辆为减速工况，以变权重后的目标车加速度值和自车速度查询减速增益补偿值查表，将查表值与变权重后的目标车加速度值相乘得到目标车辆减速工况下的加速度增益补偿值；
83.若目标车辆为加速工况，以变权重后的目标车加速度值和自车速度查询加速增益补偿值查表，将查表值与变权重后的目标车加速度值相乘得到目标车辆加速工况下的加速增益补偿值；
84.示例性的，进一步说明如下；
85.将目标车加速度输入值a
acceltninput
进行积分得到未经修正的目标车速度v
estimatedvehspd
,积分的初始化条件为检测到有新目标(目标车id更新标志位)或不存在目标车id(不存在可跟车的目标)，初始化值为目标车速度值v
ivspd
。接着，将v
estimatedvehspd
与前一步计算得到的目标车速度v
ivspd
进行作差，其差值与差值增益的乘积作为目标车加速度的修正项a
acceltnerr
，此处差值增益由差值和v
ivspd
二维查表得出。下一运算周期的积分输入项为此时的目标车加速度输入值与目标车加速度的修正项a
acceltnerr
的差值a
acceltnunfiltered
。由此，a
acceltnunfiltered
经限幅度和一阶滤波处理得到a
acceltnmodified
。
86.由加速度计算修正单元处理得到的跟车目标加速度修正值a
acceltnmodified
与目标车加速度输入值a
acceltninput
做对比。前车低速场景下(目标车速度低于8.33m/s为低速场景)，取a
acceltninput
为较大权重(此时，a
acceltninput
可信度较高，a
acceltninput
的权重值取0.7，aacceltnunfiltered
的权重值取0.3，权重值可根据实车测试进行标定)进行目标车加减速场景划分；前车高速场景下(目标车速度高于8.33m/s为高速场景)，取a
acceltnmodified
为较大权重(此时，a
acceltninput
可信度较低，a
acceltninput
的权重值取0.2，a
acceltnunfiltered
取0.8，权重值可根据实车测试进行标定)进行目标车加减速场景划分。获取的目标车加速度值(a
acceltninput
)与其权重的乘积加上修正后目标车辆加速度值(a
acceltnunfiltered
)与其权重的乘积，得到变权重后的目标车加速度值a
acceltnweighted
。场景分为为目标车减速工况和目标车加速工况。对目标车减速工况，以跟车目标变权重加速度值和自车速度作为二维信息输入进行增益补偿值查表，其查表值与跟车目标变权重加速度值的乘积得到目标车减速工况下的加速度增益补偿值。同理，对目标车加速工况，以跟车目标变权重加速度值和自车速度作为二维信息输入进行增益补偿值查表，其查表值与跟车目标变权重加速度值的乘积得到目标车加速工况下的加速度增益补偿值。上述查表值根据不同车型和单目视觉方案识别的前车加速度精度，经实车试验确定增益值；
87.输出单元，其将加速度增益补偿值经限幅和滤波处理得到计算自车期望加速度所需的跟车目标加速度值；
88.其中，限幅处理为：为每一运算周期的加速度增加和减少都设置一个限度，以消除加速度增益补偿单元处理时所带来的加速度异常波动。
89.滤波处理为：经过限幅后的加速度再进行一阶滤波处理，可根据实车试验情况调整滤波系数值，以平滑目标车的加速度计算值。
90.除非另有定义，否则这里所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则诸如在通用字典中定义的术语这类术语应当被解释为具有与它们在相关领域语境中的意思相一致的意思，而不以理想的或过于正式的含义加以解释。
91.以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。