前方車輛選擇裝置製造方法
2023-05-09 21:53:11
前方車輛選擇裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了前方車輛選擇裝置和前方車輛選擇方法。前方車輛選擇裝置估算自己的車輛行進於其上的行進公路的曲率，對在自己的車輛前面的對象進行檢測，並且針對每個在前面的對象確定相對於自己的車輛的相對位置。基於所估算的曲率和所確定的相對位置，針對每個在前面的對象反覆確定自己車輛車道概率瞬時值。通過對所計算的自己車輛車道概率瞬時值執行濾波計算來確定自己車輛車道概率。基於所確定的自己車輛車道概率來選擇前方車輛。設置濾波計算的特性，使得與在先前的處理周期中所選擇的前方車輛相關聯的在前面的對象比與不是前方車輛的對象相關聯的在前面的對象相對更少地受自己車輛車道概率瞬時值的影響。
【專利說明】前方車輛選擇裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及用於選擇在自己的車輛前面行進的車輛（前方車輛）的技術。
【背景技術】
[0002] 車輛間控制裝置作為用於減少加在正在駕駛車輛的駕駛員身上的操作負荷的技 術是已知的。車輛間控制裝置對在自己的車輛前面行進的車輛（前方車輛）進行檢測。車 輛間控制裝置控制車輛速度等，以保持自己的車輛與前方車輛之間的一定距離，使得自己 的車輛能夠自動跟蹤前方車輛。
[0003] 在這種裝置中，基於自己的車輛的偏航率（yaw rate)和車輛速度來確定自己的車 輛在其上行進的公路的估算曲率半徑。另外，雷達裝置或類似裝置用於檢測在自己的車輛 前面存在的車輛的位置。基於估算的曲率半徑和前方車輛的位置，針對每個檢測到的前方 車輛來確定自己車輛的車道概率。自己車輛的車道概率表示車輛出現在自己車輛的估算行 進車道上的概率。基於自己車輛的車道概率來執行對前方車輛的選擇和對該選擇的取消。
[0004] 此外，由於偏航率的檢測值的變化，估算的曲率半徑的計算結果也會變化。因 此，為了抑制該變化造成的效果，對自己車輛的車道概率執行濾波計算（例如，參考 JP-B-3427815)。
[0005] 關於被暫時選擇為前方車輛的車輛，需要高度穩定的選擇，使得該選擇不會被噪 聲等錯誤地取消。另一方面，關於非前方車輛，即，前方車輛以外的車輛，需要反應性選擇， 使得當非前方車輛插到自己的車輛的前面時，這種情況被迅速地檢測到。
[0006] 這種穩定性和反應性能夠通過濾波計算的特性來實現。然而，穩定性和反應性是 相矛盾的要求。因此，出現的問題是，難以執行適合於前方車輛和非前方車輛這兩者的濾波 計算。
【發明內容】
[0007] 因此，期望的是提供一種實現適合於前方車輛和非前方車輛這兩者的濾波計算的 技術。
[0008] 示例性實施例提供了本發明的前方車輛選擇裝置，其包括曲率估算裝置、對象位 置檢測裝置、瞬時概率計算裝置、濾波計算裝置、前方車輛選擇裝置以及濾波特性設置裝 置。
[0009] 曲率估算裝置估算自己的車輛行進於其上的行進公路的曲率。對象位置檢測裝置 對在自己的車輛前面出現的對象進行檢測。對象位置檢測裝置針對每個在前面的對象確定 相對於自己車輛的相對位置。瞬時概率計算裝置基於曲率估算裝置所估算的曲率和對象 位置檢測裝置所確定的相對位置，針對每個在前面的對象反覆確定自己車輛車道概率瞬時 值。自己車輛車道概率瞬時值是在前面的對象出現在與自己的車輛相同的車輛車道中的概 率的瞬時值。濾波計算裝置通過對由瞬時概率計算裝置所計算的自己車輛車道概率瞬時值 執行濾波計算來確定自己車輛車道概率。前方車輛選擇裝置基於由濾波計算裝置所確定的 自己車輛車道概率來選擇前方車輛。濾波特性設置裝置設置濾波計算的特性，使得與前方 車輛選擇裝置在先前的處理周期中所選擇的前方車輛相關聯的在前面的對象比與不是前 方車輛的對象相關聯的在前面的對象相對更少地受自己車輛車道概率瞬時值的影響。
[0010] 在如上述配置的本發明的前方車輛選擇裝置中，針對與前方車輛相關聯的在前面 的對象執行不容易反映自己車輛車道概率瞬時值的濾波計算。因此，當在前面的對象被暫 時確定為前方車輛時，執行這樣的過程，其具有良好的穩定性，其中不容易由於噪聲等而取 消選擇。另外，針對與非前方車輛相關聯的在前面的對象執行容易反映自己車輛車道概率 瞬時值的濾波計算。因此，執行這樣的過程，其具有良好的反應性，其中將並道的車輛等及 時選擇為前方車輛。換言之，能夠實現適合於前方車輛和非前方車輛這兩者的濾波計算。
[0011] 另外，除了上述前方車輛選擇裝置之外，本發明還可通過各種實施例來實現。例 如，本發明能夠通過前方車輛選擇裝置是其構成要素的系統來實現，或者通過使計算機能 夠用作配置前方車輛選擇裝置的每個裝置的程序來實現。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 在附圖中：
[0013] 圖1是包括適用於根據一個實施例的前方車輛選擇裝置的車輛間控制器的車輛 間控制系統的整體配置的框圖；
[0014] 圖2是圖1中所示的車輛間控制器所執行的前方車輛選擇過程的流程圖；
[0015] 圖3是在圖2中所示的步驟S160的濾波常數設置過程的細節的流程圖；
[0016] 圖4是示出用於設置在圖3中所示的濾波常數設置過程中的濾波常數的濾波常數 表的細節的曲線圖；
[0017] 圖5是示出在圖1中所示的車輛間控制器所執行的濾波過程之前和之後在自己車 輛車道概率上的變化的曲線圖；
[0018] 圖6是濾波常數設置狀態的示例的說明圖；以及
[0019] 圖7是示出圖1中所示的車輛間控制器的功能配置的框圖。
【具體實施方式】
[0020] 下文中將參考附圖來描述應用本發明的實施例。
[0021] 車輛間控制系統1被安裝在汽車上。車輛間控制系統1控制車輛速度，以將與到 自己的車輛前面行進的車輛（前方車輛）的車輛間距離保持在合適的距離。
[0022] 如圖1中所示，車輛間控制系統1主要由車輛間控制器4來配置，車輛間控制器4 作為根據本實施例的前方車輛選擇裝置來工作。車輛間控制系統1還包括傳感器組2、開關 組3以及電子控制單元（EOJ，electronic control unit)組5。傳感器組2包括用於檢測 車輛周圍的情況以及車輛的行為和狀態的各種傳感器。開關組3包括用於將指令輸入車輛 間控制器4的各種開關。ECU組5基於來自車輛間控制器4的命令來執行各種控制操作。
[0023] 傳感器組2至少包括雷達傳感器21、偏航率傳感器22、輪速傳感器23以及轉向傳 感器24。
[0024] 雷達傳感器21朝向自己的車輛前面的區域輸出雷射，從而掃描預定的角度範圍。 雷達傳感器21還檢測該雷射的反射光。雷達傳感器21基於雷射到達對象並且從該對象返 回所需的時間量來確定與已反射該雷射的該對象的距離。另外，雷射傳感器21基於當檢測 到反射光時雷射照射的方向來確定對象所在的方向。不限制雷達傳感器21使用哪種雷射。 雷達傳感器21可使用毫米波段或微毫米波段無線電波、超聲波等。此外，可以使用攝像機 等。
[0025] 偏航率傳感器22基於車輛的偏航率輸出信號。
[0026] 輪速傳感器23附接至左前輪、右前輪、左後輪以及右後輪中的每一個。每個輪速 傳感器23輸出具有邊沿（脈衝邊沿）的脈衝信號，該邊沿根據輪軸的旋轉在每個預定的角 度形成。換言之，輪速傳感器23基於輪軸的旋轉速度輸出具有脈衝間隔的脈衝信號。
[0027] 轉向傳感器24基於轉向輪的相對轉向角（轉向角的變化量）或轉向輪的絕對轉 向角（當車輛向前直行時相對於轉向位置的實際轉向角）來輸出信號。
[0028] 開關組3至少包括控制許可開關31和控制模式選擇開關32。
[0029] 控制許可開關31用於輸入是否許可自適應巡航控制（ACC, adaptive cruise control)的執行。ACC是已知的控制操作，其能使車輛在沒有前方車輛時以預設速度行進。 ACC執行在沒有前方車輛時保持預定的車輛間距離的跟蹤巡航。
[0030] 控制模式選擇開關32用於選擇ACC控制模式。
[0031] E⑶組5至少包括發動機E⑶51、制動器E⑶52以及儀表E⑶53。
[0032] 發動機ECU 51控制發動機啟動/停止、燃油噴射量、點火定時等。發動機ECU 51 包括中央處理單兀（CPU，central processing unit)、只讀存儲器（ROM，read-only memory)、隨機存取存儲器（RAM, random access memory)等。具體地，發動機EQJ 51基於 來自對加速器踏板的下壓量進行檢測的傳感器的檢測值來控制節流閥ACT。節流閥ACT是 打開和關閉在進氣管中設置的節流閥的促動器。另外，發動機ECU 51基於來自車輛間控制 器4的指令來控制節流閥ACT以增加或減少內燃機的驅動力。
[0033] 制動器E⑶52控制自己的車輛的制動。制動器E⑶52包括CPU、R0M、RAM等。具 體地，制動器ECU 52基於來自對制動器踏板的下壓量進行檢測的傳感器的檢測值來控制 制動器ACT。制動器ACT是打開和關閉在液壓制動電路中設置的增壓調節閥和減壓調節閥 的促動器。另外，制動器ECU 52基於來自車輛間控制器4的指令對制動器ACT進行控制， 以增加或減小自己的車輛的制動力。
[0034] 儀表ECU 53基於來自車輛的每個單元（包括車輛間控制器4)的指令，執行在車 輛中設置的儀表顯示器的顯示控制。儀表E⑶53包括CPU、R0M、RAM等。具體地，儀表E⑶ 53在儀表顯示器中顯示車輛速度、發動機轉速以及由車輛間控制器4執行的控制的執行狀 態和控制模式。
[0035] 車輛間控制器4主要由包括CPU、ROM、RAM等的已知微型計算機進行配置。另外， 車輛間控制器4包括檢測電路、模擬/數字（A/D)轉換電路、輸入/輸出（1/0)接口、通信 電路等。檢測電路和A/D轉換電路對從傳感器組2輸出的信號進行檢測，並且將該信號轉 換成數字值。1/0接口從開關組3接收輸入。通信電路與E⑶組5通信。該硬體配置是常 規的。因此，省略其詳細描述。
[0036] 在車輛間控制器4中，CPU執行在存儲器（例如，ROM)中預先存儲的一個或多個程 序，以執行在下面詳細描述的預定的前方車輛確定過程。因此，如圖7中所示，車輛間控制 器4能夠作為前方車輛選擇裝置來工作，其包括曲率估算單元41 (等價於曲率估算裝置）、 對象位置檢測單元42 (等價於對象位置檢測裝置）、瞬時概率計算單元43 (等價於瞬時概率 計算裝置）、濾波計算單元44 (等價於濾波計算裝置）、前方車輛選擇單元45 (等價於前方 車輛選擇裝置）以及濾波特性設置單元46 (等價於濾波特性設置裝置）。
[0037] 當控制許可開關31許可了 ACC時，車輛間控制器4周期性地（例如，每100ms)執 行前方車輛確定過程。另外，車輛間控制器4利用前方車輛確定過程的確定結果來執行由 控制模式選擇開關32所選擇的車輛間控制過程。
[0038] 在這些過程中，在車輛間控制過程中，車輛間控制器4通常通過向發動機E⑶51 輸出用於增加或減少加速器操作量的指令來控制車輛速度。當不能利用加速器操作量來支 持控制時，車輛間控制器4通過向制動器ECU 52輸出制動命令來限制車輛速度。另外，當 預定的條件滿足時，車輛間控制器4向儀表ECU 53輸出各種ACC相關顯示信息和用於產生 警報的命令。
[0039] 這裡，將參考圖2中所示的流程圖來描述由車輛間控制器4所執行的前方車輛確 定過程的細節。在該實施例中，使車輛間控制器4的CPU能夠執行圖2中所示的前方車輛 確定過程的程序被預先存儲在車輛間控制器4的存儲器（例如，ROM)中。
[0040] 當前方車輛確定過程開始時，首先，在步驟S110,車輛間控制器4加載雷達傳感器 21所檢測的距離和角測量數據。
[0041] 在隨後的步驟S120,車輛間控制器4將加載的距離和角測量數據從由該數據表示 的極坐標系統轉換至正交坐標系統。車輛間控制器4基於轉換後的數據執行對象識別處 理，以識別在自己的車輛前面存在的對象。在對象識別處理中，車輛間控制器4聚集距離和 角測量數據。然後，車輛間控制器4針對每次聚集確定對象的中心位置坐標、與自己的車輛 的相對速度等。本文中識別的對象在下文中稱為"目標"。車輛間控制器4執行在步驟S120 的處理操作，然後，能夠作為圖7中的對象位置檢測單元42工作。
[0042] 在隨後的步驟S130,基於偏航率傳感器22所檢測的偏航率Y和根據來自輪速傳 感器23的檢測結果計算的自己的車輛速度V，基於下列表達式（1)來計算估算的R。估算的 R是自己的車輛的行進曲線的曲率半徑（曲率的倒數）。車輛間控制器4執行在步驟S130 的處理操作，然後，能夠作為圖7中的曲率估算單元41工作。
[0043]
【權利要求】
1. 一種前方車輛選擇裝置，包括： 曲率估算裝置，所述曲率估算裝置估算自己車輛行進於其上的行進公路的曲率； 對象位置檢測裝置，所述對象位置檢測裝置對在所述自己車輛前面的對象進行檢測， 並且針對每個在前面的對象確定相對於所述自己車輛的相對位置； 瞬時概率計算裝置，所述瞬時概率計算裝置基於由所述曲率估算裝置所估算的曲率和 所述對象位置檢測裝置所確定的相對位置，針對每個在前面的對象反覆確定自己車輛車道 概率瞬時值，所述自己車輛車道概率瞬時值是在前面的對象出現在與所述自己車輛相同的 車輛車道中的概率的瞬時值； 濾波計算裝置，所述濾波計算裝置通過對由所述瞬時概率計算裝置所計算的自己車輛 車道概率瞬時值執行濾波計算，確定自己車輛車道概率； 前方車輛選擇裝置，所述前方車輛選擇裝置基於由所述濾波計算裝置所確定的所述自 己車輛車道概率來選擇前方車輛；以及 濾波特性設置裝置，所述濾波特性設置裝置設置濾波計算的特性，使得與由所述前方 車輛選擇裝置在先前處理周期中所選擇的前方車輛相關聯的在前面的對象比與不是所述 前方車輛的對象相關聯的在前面的對象相對更少地受所述自己車輛車道概率瞬時值的影 響。
2. 根據權利要求1所述的前方車輛選擇裝置，其中， 所述濾波特性設置裝置基於表示所述自己車輛到達所述在前面的對象的檢測位置所 需的時間的車輛間時間來改變濾波計算的特性，從而隨著到所述在前面的對象的所述車輛 間時間更短，受所述自己車輛車道概率瞬時值的影響更大。
3. 根據權利要求1或2所述的前方車輛選擇裝置，其中， 所述濾波計算裝置： 通過執行濾波計算，以利用權重計算（i)所述自己車輛車道概率瞬時值與（ii)由所述 濾波計算裝置在先前處理周期中確定的自己車輛車道概率的先前值的加權平均，從而確定 在當前處理周期中的自己車輛車道概率的當前值，並且 基於表示所述自己車輛到達所述在前面的對象的檢測位置所需的時間的車輛間時間 來改變用於計算所述加權平均的所述權重。
4. 根據權利要求3所述的前方車輛選擇裝置，其中，所述自己車輛車道概率通過下式 來確定：
其中，P (t)是在當前處理周期中確定的自己車輛車道概率的當前值； P (t-ι)是在先前處理周期中確定的自己車輛車道概率的先前值； Pc是自己車輛車道概率瞬時值，以及 α是作為用於計算所述加權平均的所述權重的濾波常數。
5. 根據權利要求4所述的前方車輛選擇裝置，其中， 所述行進公路的曲率通過下式來估算， V R = ·- Y 其中，R是作為所述行進公路的曲率的倒數的曲率半徑； V是所述自己車輛的速度；以及 Y是所述自己車輛的偏航率。
6. -種前方車輛選擇方法，包括： 由前方車輛選擇裝置估算自己車輛行進於其上的行進公路的曲率； 由所述前方車輛選擇裝置檢測在所述自己車輛前面的對象，並且針對每個前面的對象 確定相對於所述自己車輛的相對位置； 由所述前方車輛選擇裝置基於所估算的曲率和所確定的相對位置針對每個在前面的 對象反覆確定自己車輛車道概率瞬時值，所述自己車輛車道概率瞬時值是在前面的對象出 現在與所述自己車輛相同的車輛車道中的概率的瞬時值； 由所述前方車輛選擇裝置通過對所計算出的自己車輛車道概率瞬時值執行濾波計算 來確定自己車輛車道概率； 由所述前方車輛選擇裝置基於所確定的自己車輛車道概率來選擇前方車輛；以及 由所述前方車輛選擇裝置設定濾波計算的特性，使得與在先前處理周期中所選擇的前 方車輛相關聯的在前面的對象比與不是所述前方車輛的對象相關聯的在前面的對象相對 更少地受所述自己車輛車道概率瞬時值的影響。
7. 根據權利要求6所述的前方車輛選擇方法，其中，基於表示所述自己車輛到達所述 在前面的對象的檢測位置所需的時間的車輛間時間來改變濾波計算的特性，從而隨著至所 述在前面的對象的所述車輛間時間更短，受所述自己車輛車道概率瞬時值的影響更大。
8. 根據權利要求6或7所述的前方車輛選擇方法，其中， 通過執行濾波計算，以利用權重計算（i)所述自己車輛車道概率瞬時值與（ii)所述濾 波計算裝置在先前處理周期中確定的自己車輛車道概率的先前值的加權平均，從而確定自 己車輛車道概率在當前處理周期中的當前值，並且 基於表示所述自己車輛到達所述在前面的對象的檢測位置所需的時間的車輛間時間 來改變用於計算所述加權平均的所述權重。
9. 根據權利要求8所述的前方車輛選擇方法，其中， 所述自己車輛車道概率通過下式來確定：
其中，P (t)是在當前處理周期中確定的自己車輛車道概率的當前值； P (t-Ι)是在先前處理周期中確定的自己車輛車道概率的先前值； Pc是所述自己車輛車道概率瞬時值，以及 α是作為用於計算所述加權平均的所述權重的濾波常數。
10. 根據權利要求9所述的前方車輛選擇方法，其中， 所述行進公路的曲率通過下式來估算， Jf V it =- Y 其中，R是作為所述行進公路的曲率的倒數的曲率半徑； V是所述自己車輛的速度；以及 Y是所述自己車輛的偏航率。
【文檔編號】B60W40/00GK104512416SQ201410510150
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年9月28日 優先權日:2013年10月3日
【發明者】須藤拓真, 胡桃沢仁, 野沢豐史, 波切達也 申請人:株式會社電裝