一种车辆自动巡航的速度动态控制方法和装置与流程

一种车辆自动巡航的速度动态控制方法和装置
1.本技术是中国申请cn201810359714.x的分案申请，该申请日期为2018年4月20日，发明名称为“一种车辆自动巡航的速度动态控制方法和装置”。
技术领域
2.本发明涉及智能交通领域，特别涉及一种车辆自动巡航的速度动态控制方法和装置。


背景技术：

3.传统的巡航控制系统用于控制车辆维持匀速行驶，或者与前车保持稳定的跟随距离行驶。然而，传统的车辆巡航控制系统只是考虑受控车辆的速度或者与前车的跟随距离，不会根据前车的操作而进行相应的改变，从而导致两辆车之间的不安全的行车距离。此外，传统的巡航控制无法检测并考虑车辆周围其他车辆的行为，有可能存在安全隐患或者风险。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种车辆自动巡航的速度动态控制方法和装置，用以解决现有技术中的自动巡航系统只能进行固定速度巡航或者固定距离巡航而可能存在安全风险的问题。
5.根据本发明的一个方面，提供了一种车辆自动巡航的速度动态控制方法，包括：
6.车辆的自动巡航装置根据车辆的感知装置获取到的感知数据确定出现在车辆的感应区域内的多个动态物体，确定各个动态物体的速度、以及各个动态物体与车辆之间的距离；其中，车辆的感应区域包括车辆的前方、左侧和/或右侧的预定范围内的区域；
7.根据感知数据确定车辆的速度；
8.根据各个动态物体的速度、与车辆之间的距离以及车辆的速度，调整车辆的自动巡航速度。
9.根据本发明的另一个方面，提供了一种车辆自动巡航的速度动态控制装置，包括：
10.确定模块，用于根据车辆的感知装置获取到的感知数据确定出现在车辆的感应区域内的多个动态物体，确定各个动态物体的速度、以及各个动态物体与车辆之间的距离；其中，车辆的感应区域包括车辆的前方、左侧和/或右侧的预定范围内的区域；以及根据感知数据确定车辆的速度；
11.调整模块，用于根据各个动态物体的速度、与车辆之间的距离以及车辆的速度，调整车辆的自动巡航速度。
12.根据本发明的另一个方面，提供了一种车辆自动巡航的速度动态控制装置，包括：一个处理器和至少一个存储器，至少一个存储器中存储有至少一条机器可执行指令，处理器执行至少一条机器可执行指令实现：
13.根据车辆的感知装置获取到的感知数据确定出现在车辆的感应区域内的多个动
态物体，确定各个动态物体的速度、以及各个动态物体与车辆之间的距离；其中，车辆的感应区域包括车辆的前方、左侧和/或右侧的预定范围内的区域；
14.根据感知数据确定车辆的速度；
15.根据各个动态物体的速度、与车辆之间的距离以及车辆的速度，调整车辆的自动巡航速度。
16.根据本技术实施例提供的技术方案，车辆的自动巡航装置能够感知到车辆周围的动态物体，例如车辆，确定车辆的感应区域内的多个动态物体的速度以及与车辆之间的距离，并且根据多个动态物体的速度、与车辆之间的距离以及本车的速度，来调整本车的自动巡航速度，能够动态地根据感应区域内出现的动态物体的情况来动态地调整车辆的自动巡航速度，从而能够避免固定巡航速度或固定巡航距离带来的安全风险。
附图说明
17.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
18.图1a为现有技术中车辆汇入到主车所在车道的示意图；
19.图1b为本技术实施例提供的车辆自动巡航的速度动态控制方法的处理流程图；
20.图1c为确定动态物体的速度和与车辆之间的距离的示意图；
21.图1d为根据本技术实施例检测到车辆前方、右侧和左侧预定范围内的动态物体的示意图；
22.图2a为图1b中步骤103的处理流程图；
23.图2b为一个示例中的检测到动态物体在不同时刻的与主车之间的距离差和速度差的示意图；
24.图2c为确定动态物体针对车辆的控制速度的逻辑表达示意图；
25.图2d为根据本技术实施例的对动态物体针对车辆的控制速度进行动态增益调整的处理处理流程图；
26.图3为本技术实施例提供的车辆自动巡航的速度动态控制装置的结构框图；
27.图4为本技术实施例提供的车辆自动巡航的速度动态控制装置的另一结构框图。
具体实施方式
28.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅是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，都应当属于本发明保护的范围。
29.在现有技术中，传统的车辆自适应巡航将当前车道(例如主车所在车道)上最接近的前车作为目标车辆，并使用一个目标函数来维持与目标车辆之间的跟随距离，或者维持主车的跟随速度，并最小化速度差。但是，在一些情况下，如图1a所示，当一个车辆以低车速(v)和一个比预定义的安全距离(d)要短的距离，从匝道汇入到主车所在的当前车道上，汇入车辆在不同的时刻(t1、t2、t3)与主车之间的距离不断缩小，主车以固定速度进行巡航的
话，难以避免与汇入车辆发生碰撞，这将导致不安全的驾驶。
30.本技术实施例针对现有技术中自动巡航系统只能进行固定速度巡航或者固定距离巡航而可能存在安全风险的问题，提供了一种车辆自动巡航的速度动态控制方案，该方案包括：车辆的自动巡航装置根据车辆的感知装置获取到的感知数据确定出现在车辆的感应区域内的多个动态物体，确定各个动态物体的速度、以及各个动态物体与车辆之间的距离；其中，车辆的感应区域包括车辆的前方、左侧和右侧的预定范围内的区域；根据感知数据确定车辆的速度；根据各个动态物体的速度、与车辆之间的距离以及车辆的速度，调整车辆的自动巡航速度。从而，本技术实施例提供的技术方案能够感知到车辆周围的动态物体，例如车辆，确定车辆的感应区域内的多个动态物体的速度以及与车辆之间的距离，并且根据多个动态物体的速度、与车辆之间的距离以及本车的速度，来调整本车的自动巡航速度，能够动态地根据感应区域内出现的动态物体的情况来动态地调整车辆的自动巡航速度，从而能够避免固定巡航速度或固定巡航距离带来的安全风险。
31.以上是本发明的核心思想，为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。
32.图1b中示出了本技术实施例提供的车辆自动巡航的速度动态控制方法的处理流程，包括：
33.步骤101、车辆的自动巡航装置根据车辆的感知装置获取到的感知数据确定出现在车辆的感应区域内的多个动态物体，确定各个动态物体的速度、以及各个动态物体与车辆之间的距离；其中，车辆的感应区域包括车辆的前方、左侧和/或右侧的预定范围内的区域。
34.其中，车辆的感知装置包括多个传感器，这些传感器用于获取车辆周围的环境信息，包括摄像头、激光雷达、惯性测量单元、全球定位系统装置、等等装置，车辆的感知装置中还可以包括对上述传感器的获取的信息进行处理和分析的处理单元或者处理装置，这些处理单元或者处理装置对输入的传感器信息进行理解处理，得到理解处理后的信息。
35.在本技术实施例中，自动巡航装置可以根据感知装置获取到的感知数据来确定出现在车辆的感应区域内的多个动态物体，其中，动态物体可以是行驶的车辆，移动的行人等多种物体；并确定各个动态物体的速度、各个动态物体与车辆之间的距离；或者直接获取感知装置确定得到的出现在车辆的感应区域内的多个动态物体，并确定各个动态物体的速度、各个动态物体与车辆之间的距离。
36.以车辆前方出现了一个车辆为例，图1c中示出了确定动态物体的速度、动态物体与车辆之间的距离的示意图。其中，进行自动巡航的车辆为主车203，主车203的速度为v
following
，出现在主车203前方的车辆为前车204，前车204的速度为v
lead
，前车204与主车203之间的距离为d
actual
。
37.车辆的感应区域可以包括车辆的前方、左侧和/或右侧的预定范围内的区域，也即，感应区域可以只包括前方、左侧、右侧中的其中之一，也可以包括其中二者的组合，还可以是这三者的组合。感应区域所包括的区域可以根据具体应用的需要来具体设定，本技术这里不做具体限定。
38.进一步，车辆前方的预定范围、左侧的预定范围和右侧的预定范围可以均不相同；
或者，车辆前方的预定范围大于车辆右侧的预定范围和车辆左侧的预定范围；车辆右侧的预定范围大于车辆左侧的预定范围；或者，车辆左侧的预定范围大于车辆右侧的预定范围。预定范围的尺寸和大小可以根据具体应用的需要来具体设定，本技术这里不做具体限定。例如，在右侧驾驶的国家或者地区，考虑到车辆可能从右侧汇入到主车所在车道上，可以设置车辆右侧的预定范围大于车辆左侧的预定范围。
39.图1d中示出了在车辆的前方、左侧和右侧的预定范围内检测到的动态物体即车辆的示意图，其中，检测出来的左车与车辆(即主车)的距离为d1，检测出来的右车与主车的距离为dr，检测出来的前车与主车的距离为df。图1d仅为示意图。
40.步骤102、根据感知数据确定车辆的速度。
41.如上所述，车辆的自动巡航装置可以根据感知数据确定得到车辆的速度，也可以直接从感知数据中获取车辆的速度。确定车辆速度的方法可以根据本技术之前或者之后的方法来确定，本技术这里不做具体限定。
42.步骤103、根据各个动态物体的速度、与车辆之间的距离以及车辆的速度，调整车辆的自动巡航速度。
43.在一些实施例中，步骤103可以包括如图2a所示的处理过程，包括：
44.步骤1031、根据各个动态物体的速度、与车辆之间的距离以及车辆的速度，分别确定各个动态物体针对车辆的控制速度。
45.以车辆的预定范围内出现了一个从右侧车道汇入到主车所在车道的动态物体(即汇入车辆)为例，图2b示出了确定得到汇入车辆的速度(vm)，主车的速度(vh)，以及在一段时间内的不同时刻(t1、t2、t3)目标车辆与主车之间的距离差(δd)以及目标车辆与主车之间的速度差(δv)，d为预定义的安全距离。
46.具体地，可以根据一个动态物体的速度、该动态物体与车辆之间的距离以及车辆的速度之间的线性加权关系，确定该动态物体针对车辆的控制速度，如公式1所示。
[0047]vcmd
＝v
lead
+w1(d
actual-d
desired
)+w2(v
lead-v
following
)公式1
[0048]
其中，v
cmd
是一个动态物体针对车辆的控制速度，v
lead
是该动态物体的速度，d
actual
是该动态物体与车辆之间的距离，d
desired
是预设的动态物体与车辆之间的期望距离，v
following
是车辆的速度，w1是预设的距离权重值，w2是预设的速度权重值，w1可以衡量车辆与其他动态物体的距离差的重要性，w2可以衡量车辆与其他动态物体的速度差的重要性，w1和w2可以由操作人员预先根据具体应用的需要来进行设置。在一些实施例中，在车辆的感应区域内只有一个前车的情况下，通过上述公式1可以实现对车辆的速度自适应巡航控制。
[0049]
图2c示出了公式1的逻辑表达示意图，在数据收集阶段确定得到动态物体的速度、该动态物体与车辆之间的距离、以及受控巡航的车辆(即主车)的速度，在控制速度生成阶段，确定距离差和距离差权重的乘积、动态物体的速度(即前车的速度)、速度差和速度差权重的乘积，将这三者的和值确定为控制速度。
[0050]
步骤1032、根据各个动态物体的控制速度之间的线性加权关系，调整车辆的自动巡航速度。
[0051]
其中，线性加权关系可以参考公式1中的线性加权关系，在具体的应用场景中，可以根据具体应用的需要来设置，本技术对此不做具体限定。
[0052]
通过上述处理过程，车辆的自动巡航装置可以根据出现在感应区域中的动态物体
的速度、与车辆之间的距离，来调整车辆的自动巡航速度。从而可以解决现有技术中自动巡航系统只能进行固定速度巡航或者固定距离巡航而可能存在安全风险的问题。
[0053]
进一步，在图2a所示方法的基础上，本技术实施例提供的车辆自动巡航的速度动态控制方法还可以进一步包括增益调整的处理，在确定该动态物体针对车辆的控制速度之后，也即在步骤1031之后，如图2d所示，还包括：
[0054]
步骤1031a、确定车辆的当前加速度；
[0055]
步骤1031b、根据车辆的当前加速度和预设的期望加速度确定控制速度的增益；
[0056]
其中，确定增益的处理，可以根据当前加速度、预设的期望加速度、当前加速度的微分和当前加速度的积分之间的线性加权关系进行确定；线性加权关系可以参考公式1所示的线性加权关系，在具体的应用场景中，可以根据具体应用的需要来设置，本技术对此不做具体限定；
[0057]
步骤1031c、根据该增益和控制速度的线性加权关系，调整并确定该动态物体针对车辆的控制速度。
[0058]
其中，线性加权关系可以参考公式1所示的线性加权关系，在具体的应用场景中，可以根据具体应用的需要来设置，本技术对此不做具体限定。
[0059]
通过图2d所示的增益处理，还可以进一步更高效地调整动态物体针对车辆的控制速度，使得车辆可以在低速跟车或者交通堵塞的情况下进行有效的自动巡航，而现有技术中，使用固定速度巡航或者固定距离巡航的车辆，在低速跟车和交通堵塞的情况下，会出现低响应或者过响应的情况，从而本技术实施例提供的方法能更加有效地在低速跟车或者交通堵塞的情况下实现有效的动态速度巡航。
[0060]
基于相同的发明构思，本技术实施例提供的一种车辆自动巡航的速度动态控制装置，如图3所示，该装置包括：
[0061]
确定模块31，用于根据车辆的感知装置获取到的感知数据确定出现在车辆的感应区域内的多个动态物体，确定各个动态物体的速度、以及各个动态物体与车辆之间的距离；其中，车辆的感应区域包括车辆的前方、左侧和/或右侧的预定范围内的区域；以及根据感知数据确定车辆的速度；
[0062]
调整模块32，用于根据各个动态物体的速度、与车辆之间的距离以及车辆的速度，调整车辆的自动巡航速度。
[0063]
在一些实施例中，调整模块32调整车辆的自动巡航速度，包括：根据各个动态物体的速度、与车辆之间的距离以及车辆的速度，分别确定各个动态物体针对车辆的控制速度；根据各个动态物体的控制速度之间的线性加权关系，调整车辆的自动巡航速度。
[0064]
在一些实施例中，调整模块32分别确定各个动态物体针对车辆的控制速度，包括：根据一个动态物体的速度、该动态物体与车辆之间的距离以及车辆的速度之间的线性加权关系，确定该动态物体针对车辆的控制速度。
[0065]
在一些实施例中，调整模块32根据上述公式1确定各个动态物体针对车辆的控制速度.
[0066]
在一些实施例中，调整模块32在确定该动态物体针对车辆的控制速度之后，还包括：确定车辆的当前加速度；根据车辆的当前加速度和预设的期望加速度确定控制速度的增益；根据该增益和控制速度的线性加权关系，调整并确定该动态物体针对车辆的控制速
度。
[0067]
在一些实施例中，调整模块32确定控制速度的增益，包括：根据车辆的当前加速度、预设的期望加速度、当前加速度的微分和当前加速度的积分之间的线性加权关系确定得到控制速度的增益。
[0068]
本技术实施例提供的装置能够感知到车辆周围的动态物体，确定车辆的感应区域内的多个动态物体的速度以及与车辆之间的距离，并且根据多个动态物体的速度、与车辆之间的距离以及本车的速度，来调整本车的自动巡航速度，能够动态地根据感应区域内出现的动态物体的情况来动态地调整车辆的自动巡航速度，从而能够避免固定巡航速度或固定巡航距离带来的安全风险。
[0069]
基于相同的发明构思，本技术实施例还提供了一种车辆自动巡航的速度动态控制装置，如图4所示，该装置包括一个处理器401和至少一个存储器402，至少一个存储器402中存储有至少一条机器可执行指令，处理器401执行至少一条机器可执行指令实现：
[0070]
根据车辆的感知装置获取到的感知数据确定出现在车辆的感应区域内的多个动态物体，确定各个动态物体的速度、以及各个动态物体与车辆之间的距离；其中，车辆的感应区域包括车辆的前方、左侧和/或右侧的预定范围内的区域；
[0071]
根据感知数据确定车辆的速度；
[0072]
根据各个动态物体的速度、与车辆之间的距离以及车辆的速度，调整车辆的自动巡航速度。
[0073]
在一些实施例中，处理器401执行至少一条机器可执行指令实现根据各个动态物体的速度、与车辆之间的距离以及车辆的速度，调整车辆的自动巡航速度，包括：根据各个动态物体的速度、与车辆之间的距离以及车辆的速度，分别确定各个动态物体针对车辆的控制速度；根据各个动态物体的控制速度之间的线性加权关系，调整车辆的自动巡航速度。
[0074]
在一些实施例中，处理器401执行至少一条机器可执行指令实现根据各个动态物体的速度、与车辆之间的距离以及车辆的速度，分别确定各个动态物体针对车辆的控制速度，包括：根据一个动态物体的速度、该动态物体与车辆之间的距离以及车辆的速度之间的线性加权关系，确定该动态物体针对车辆的控制速度。
[0075]
在一些实施例中，处理器401执行至少一条机器可执行指令实现根据上述公式1确定各个动态物体针对车辆的控制速度。
[0076]
在一些实施例中，处理器401执行至少一条机器可执行指令实现在确定该动态物体针对车辆的控制速度之后，还包括：确定车辆的当前加速度；根据车辆的当前加速度和预设的期望加速度确定控制速度的增益；根据该增益和控制速度的线性加权关系，调整并确定该动态物体针对车辆的控制速度。
[0077]
在一些实施例中，处理器401执行至少一条机器可执行指令实现确定控制速度的增益，包括：根据车辆的当前加速度、预设的期望加速度、当前加速度的微分和当前加速度的积分之间的线性加权关系确定得到控制速度的增益。
[0078]
本技术实施例提供的装置能够感知到车辆周围的动态物体，确定车辆的感应区域内的多个动态物体的速度以及与车辆之间的距离，并且根据多个动态物体的速度、与车辆之间的距离以及本车的速度，来调整本车的自动巡航速度，能够动态地根据感应区域内出现的动态物体的情况来动态地调整车辆的自动巡航速度，从而能够避免固定巡航速度或固
定巡航距离带来的安全风险。
[0079]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。