跟隨前車行駛的輔助控制方法
【專利摘要】一種跟隨前車行駛的輔助控制方法，包括：A、通過距離傳感器測量到前車的車距，相應的采集包含前車尾部的兩標志物的前車尾部圖像；B、重復執行步驟A至少一次，根據測量的不同車距和所述兩標志物間不同距離創建車距與兩標志物間距離的函數；C、根據當前的車速確定出當前與前車的安全車距；D、根據所創建的函數，由當前采集的圖像中的前車尾部兩標志物間的距離計算出與前車的實際車距，并以使實際車距向所述安全車距匹配的方向調整當前的車速；返回步驟C。本發明還提供了另一種跟隨前車行駛的輔助控制方法。通過本發明，當兩車車距超過距離傳感器測量范圍情況下，仍能跟隨前車自動行駛，且能實時調整自身車速，保持與前車實時的安全車距。
【專利說明】跟隨前車行駛的輔助控制方法【技術領域】
[0001]本發明涉及車輛自動駕駛【技術領域】，尤其是指跟隨前車行駛的輔助控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著車輛智能化，車輛行駛輔助系統成為車輛的一個組成部分，通過車輛行駛輔助系統對車輛行駛進行控制實現了車輛行駛的自動駕駛。例如羅伯特?博世有限公司的中國專利申請號CN201210482513.1的專利申請公開了一種行駛輔助系統，通過該系統可以實現當前車輛根據所跟隨前方車輛的距離或與當前車輛速度差自動控制當前車輛減速。
[0003]目前，在跟隨前方車輛行駛的輔助控制方法中，基本都適用于低速行駛，這是因為低速行駛時兩車的安全車距較小，兩車實際車距也小，后車前端的距離傳感器可以測量出到前車的車距。當車速增大時，兩車安全車距增大，實際車距也在增大，當超出所述距離傳感器可測范圍時，后車就無法繼續自動駕駛跟隨前車了。
[0004]當兩車車距較大的情況下，甚至超出后車前端的距離傳感器的測量范圍時，如何使后車仍能夠繼續安全的跟隨前方車輛自動行駛，是本發明所解決的技術問題。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明的主要目的在于提供了跟隨前車行駛的輔助控制方法，以實現當兩車車距超過距離傳感器測量范圍情況下，后車仍能繼續跟隨前方車輛自動行駛，且能實時調整自身車速，以保持與前車實時的不同的安全車距。
[0006]本發明提供的一種跟隨前車行駛的輔助控制方法，其包括:
[0007]A、前車在距離傳感器測量范圍內時，通過距離傳感器測量到前車的車距，相應的通過圖像采集器采集前車尾部的圖像；所述圖像中包含前車尾部的兩標志物；
[0008]B、重復執行步驟A至少一次，根據測量的不同車距和對應的圖像中所述兩標志物之間不同距離創建車距與圖像中所述兩標志物之間距離的函數關系；
[0009]C、根據當前的車速確定出當前與前車的安全車距；
[0010]D、根據步驟B所創建的函數，由當前采集的圖像中的前車尾部兩標志物之間的距離計算出與前車的實際車距，并以使實際車距向所述安全車距匹配的方向調整當前的車速；返回步驟C。
[0011]由上可以看出，通過創建車距與圖像中所述兩標志物之間距離的函數關系，當兩車車距超過距離傳感器測量范圍時，后車仍可根據采集和確定的前車車尾圖像中的所述兩標志物之間距離，來計算出到前車的實際車距，以使后車繼續能夠跟隨前方車輛自動行駛。
[0012]并且，由于后車會根據自身實時車速計算出與前車的實時安全車距(即動態安全車距)，并據此調整車速已使所述實際車距向所計算的安全車距靠近，從而保證后車在跟隨前車過程中始終保持動態的安全車距，以確保跟隨行車的安全。另一方面，該動態的安全車距是隨著后車車速的不斷降低而不斷減小、隨著后車車速的升高不斷增大，因此，也就使得在跟隨前車行駛時，當車速高，則控制車距大，當車速低則控制車距小，符合人們正常的駕駛習慣，用戶體驗感好。
[0013]其中，上述方法中，步驟D所述調整當前的車速的步驟包括:判斷當前實際車距與所述安全車距匹配時，保持當前車速；判斷當前實際車距大于或小于所述安全車距時，對應的提高或降低當前的車速。
[0014]本發明提供的另一種跟隨前車行駛的輔助控制方法，其包括:
[0015]A、前車在距離傳感器測量范圍內時，通過距離傳感器測量到前車的車距，相應的通過圖像采集器采集前車尾部的圖像；所述圖像中包含前車尾部的兩標志物；
[0016]B、重復執行步驟A至少一次，根據測量的不同車距和對應的圖像中所述兩標志物之間不同距離創建車距與圖像中所述兩標志物之間距離的函數關系；
[0017]C、根據當前的車速確定出當前與前車的安全車距；
[0018]D、根據步驟B所創建的函數，由確定出的安全車距計算出對應的前車尾部兩標志物之間的目標距離，并以使當前采集的圖像中的前車尾部兩標志物之間的距離向所述目標距離匹配的方向調整當前的車速；返回步驟C。
[0019]由上可以看出，通過創建車距與圖像中所述兩標志物之間距離的函數關系，當兩車車距超過距離傳感器測量范圍時，后車仍可根據采集和確定的前車車尾圖像中的所述兩標志物之間距離，來計算出到前車的實際車距，以使后車繼續能夠跟隨前方車輛自動行駛。
[0020]并且，由于后車會根據自身實時車速計算出與前車的實時安全車距，并據此確定出安全車距對應的前車尾部兩標志物之間的目標距離，并據此調整車速，以控制實時采集的圖像中的前車尾部兩標志物之間的距離，以確保兩車車距是安全車距，從而確保后車跟隨前車行駛的安全。另一方面，前車尾部兩標志物之間的目標距離是根據后車當前的車速實時計算、動態變化的，因此，也就使得在跟隨前車行駛時，當車速高，則車距會被控制的較大，當車速低則車距會被控制的較小，符合人們正常的駕駛習慣，用戶體驗感好。
[0021]其中，上述方法中，步驟D所述調整當前的車速的步驟包括:判斷當前采集的圖像中的前車尾部兩標志物之間的距離與所述目標距離匹配時，保持當前車速；判斷當前采集的圖像中的前車尾部兩標志物之間的距離小于或大于所述目標距離時，對應的提高或降低當前的車速。
[0022]其中，上述方法中，所述前車尾部兩標志物為:前車的兩個尾燈，圖像中的所述兩標志物之間的距離為圖像中的兩個尾燈燈距。
[0023]由上，尾燈在車尾位置比較明顯，因此將尾燈作為標志物易于圖像識別。
[0024]其中，上述方法中，所述前車尾部兩標志物為:所述前車的兩個尾燈中的示廓燈，圖像中的所述兩標志物之間的距離為圖像中的兩個尾燈中的示廓燈的燈距。
[0025]由上，尾燈中的示廓燈在車尾燈中位置靠外，且基本與車尾輪廓一致，因此將尾燈中的示廓燈作為標志物，結合車輪廓圖像識別時，更易準確。另一方面，在光線不好(如夜晚、霧天)時示廓燈為開啟狀態，或對于某些車型車行駛時示廓燈始終開啟狀態，或某些地區要求示廓燈在車行駛時保持開啟狀態，當示廓燈處于開啟狀態時，更加便于后車的圖像采集和識別，尤其適用于光線不好的夜里、霧天等狀態下。
[0026]其中，上述方法中，步驟B所述函數關系為車距隨燈距的增大而減小的函數關系。
[0027]其中，上述方法中，還包括:根據采集的圖像中的前車兩個尾燈確定前車車尾中心坐標位置，據此控制行駛方向以跟隨前車車尾中心坐標位置行駛。[0028]對于僅使用距離傳感器進行自動跟隨行駛時，難以確定前車車尾中心位置，當前車行駛有一定偏移時，后車不能實時準確的調整行駛方向，或者在自動跟隨行駛時后車呈S線路跟隨行駛。而采用本發明該方法，則可以確保后車可以正對前車車尾中心自動跟隨行駛。
[0029]其中，上述方法中，還包括:確定前車偏移直線行駛時進行報警提示，所述確定前車偏移直線行駛的步驟包括:
[0030]判斷當前確定的車尾中心坐標位置與前次確定的車尾中心坐標位置的坐標偏差超過一設定值；或
[0031]判斷采集的圖像中的前車兩個尾燈的尺寸的大小差超過一設定值。
[0032]由上，根據前后兩次確定的車尾中心坐標位置的坐標偏差確定前車是否偏移，可以較快的判斷出前車是否行駛方向偏移、轉彎，這種方式反映靈敏，由其適用于高速行駛的自動跟隨行駛。
[0033]而根據前車兩個尾燈的尺寸差的大小判斷前車行駛方向是否偏移、轉彎，則由其適用于低俗行駛的自動跟隨行駛。
[0034]其中，上述方法中，步驟C、D之間還包括:判斷前車在距離傳感器測量范圍內時，通過距離傳感器測量出與前車的實際車距，并以使實際車距向所述安全車距匹配的方向調整當前的車速；返回步驟C。
[0035]由上，當前車在后車距離傳感器測量范圍內時，也可使用該距離傳感器測量的兩車車距作為自動跟隨行駛的控制參數之一。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖1為本發明的隨前車行駛的輔助控制的流程圖；
[0037]圖2為車距與燈距的函數關系示意圖；
[0038]圖3為包括輔助線的顯示跟隨的前車的示意圖。
【具體實施方式】
[0039]下面結合附圖和實施例，對本發明進行詳細說明。
[0040]當本發明應用于汽車時，汽車的車輛行駛輔助系統應具有可測量前方車輛距離的距離傳感器，該距離傳感器可如【背景技術】一樣，安裝于汽車前端位置。
[0041]本例中，所述車輛行駛輔助系統還具有可采集汽車前方圖像的圖像采集器，本實施例中，采用朝向車輛前方的至少一個攝像頭，如ccd或corns等攝像頭。攝像頭可設置于車內，如設置于車內后視鏡背部，鏡頭朝向汽車前方；也可設置于車外，如設置于保險杠上、車前飾條、車前飾條的車標上等等。當為兩個攝像頭時，則可以生成立體圖像，使得對前車的判斷更為精確。
[0042]所述車輛行駛輔助系統的處理單元可接收距離傳感器測量的與前車的車距，并接收攝像頭采集的前車車尾圖像，識別出圖像中車尾上的兩標志物的距離，如兩尾燈中輪廓燈的燈距(后續均以此為例)，通過獲取至少兩次車距與所述燈距，創建車距與燈距的函數關系，以用于輔助行駛。
[0043]所述車輛行駛輔助系統還可包括顯示單元，以顯示所獲取的圖像，例如，可如圖3所示顯示的圖像，該圖像中包括根據圖2所創建的車距與燈距的函數所形成的輔助線、前車尾圖像等。該圖3中，兩側的成角度的兩條直線對應由圖2計算出的車尾輪廓燈函數，中間的虛線表示計算的前車尾部中心線，其中的車輛尾部圖像對應當前所采集的前方車輛尾部圖像。
[0044]下面參見圖1示出的跟隨前車行駛的輔助控制的流程圖對本發明進行詳細說明，包括以下步驟:
[0045]步驟110:后車的駕駛員啟動對前車的跟隨模式，例如可以通過按下后車上的一特定按鍵表示啟動跟隨模式。
[0046]步驟120:設置于后車前端的距離傳感器當前車位于距離傳感器的測量范圍內時，通過距離傳感器測量后車到前車的車距。相應的，在該車距下，車輛行駛輔助系統的處理單元控制攝像頭采集前車尾部的圖像，該圖像中包含前車尾部的兩標志物，如本實施例中將尾燈中的輪廓燈作為所述標志物。
[0047]步驟130:重復步驟120至少I次，獲取為后續步驟創建函數所需的至少兩組數據。然后，從所述數據中選取至少兩組數據，每組數據包括識別度較佳的圖像和對應的車距。下述可作為識別度較佳的選取標準:有足夠的清晰度；圖像是后車正對前車尾部時采集的圖像，如圖像中前車兩尾燈大小基本相同，即前車尾部圖像呈左右對稱狀。
[0048]步驟140:根據測量的不同車距和對應的圖像中所述兩尾燈的輪廓燈不同燈距創建車距與圖像中所述兩尾燈的輪廓燈燈距的函數關系。
[0049]其中，該函數關系應該是車距隨著燈距的減小而增大的關系，例如，如圖2所示的圖像對應的所構建的函數為k=tag (a) = (Dx-Dn)/( (Ln-Lx) /2)；
[0050]k為可計算出的常數,其計算方式為:k=tag (a) = (Dm-Dn) /( (Ln-Lm) /2)；
[0051]上述Dm、Dn是任意兩次,如第m、n次測量的到前車的車距；Lm、Ln是對應Dm、Dn車距時所采集的前車尾部的圖像中的兩尾燈中輪廓燈的燈距；由上，即可建立了車距Dx與車距對應的兩尾燈中輪廓燈的燈距Lx的函數關系。
[0052]步驟150:后車根據自身當前的車速確定出當前與前車的安全車距。
[0053]后車確定其當前車速下所要求的安全車距，其中可以預先建立車速與安全車距的函數:Di=f(Vi)，該函數表示表示車速為Vi時的安全車距Di。該函數應該是使安全車距隨著車速的增加而增加，并且該函數可以根據各個國家的要求，或根據車輛自身制動性能建立。其中，考慮到緊急制動、路面光滑程度、司機反應速度，上述函數可為簡單的線性關系，本例中線性函數關系中各值的關系是Di=Vi/10，如車速Vi=20km/h，安全車距Di=20m ;車速Vi=50km/h,安全車距Di=50m ;車速Vi=100km/h，安全車距Di=100m。而實際上，安全車距與車速并非呈線性關系，而是呈曲線關系，并應該有一常數定加權值(為了實現有最小車距，避免車速為O時車距為0)，例如當車速達到150km/h時，其安全車距應該超過150m，當車速達到200km/h時，其安全車距應該遠遠超過200m，關于安全車距與車速是何函數關系才合理，非本發明討論問題，故不作進一步分析。上述函數關系是以連續函數為例，不難理解也可以是離散函數。
[0054]步驟160:后車采集前方的圖像，由當前采集的圖像，確定出當前的圖像中所述兩尾燈的輪廓燈的燈距；由步驟140所創建的函數關系，計算出當前所述燈距對應的與前車的當前實際車距，并調整當前的車速以使實際車距向步驟150所確定出的安全車距匹配；返回步驟150。
[0055]其中，本步驟中，若前車尚未離開后車的距離傳感器的測量范圍，則在確定與前車的實際車距時，也可由距離傳感器直接測量出。
[0056]具體的，本步驟的調整當前的車速的步驟包括:后車判斷所述當前實際車距與所述安全車距匹配時，則表示車距為期望距離，后車保持當前車速；若判斷當前實際車距大于所述安全車距時，則表示兩車車距過遠，后車相應的提高車速；若判斷當前實際車距小于所述安全車距時，則表示兩車車距過近，后車相應的降低車速。
[0057]對于步驟160，還可以采用下述步驟160’進行替代:
[0058]步驟160’:根據步驟140所創建的函數，由步驟150中確定出的當前車速下的安全車距計算出對應的兩尾燈的輪廓燈的燈距，此處稱為目標距離。后車實時采集前方的圖像，并調整當前的車速以使當前采集的圖像中所述兩尾燈的輪廓燈的燈距向所述目標距離匹配；返回步驟150。
[0059]具體的，本步驟160’中調整當前的車速的步驟包括:判斷當前采集的圖像中兩尾燈的輪廓燈的燈距與所述目標距離匹配時，則表示車距為期望距離，后車保持當前的車速；判斷當前采集的圖像中兩尾燈的輪廓燈的燈距小于所述目標距離時，則表示兩車車距過遠，后車相應的提高車速；判斷當前采集的圖像中兩尾燈的輪廓燈的燈距大于所述目標距離時，則表示兩車車距過近，后車相應的降低車速。
[0060]由上可以看出，即使前后兩車的車距超出后車的距離傳感器測量范圍，則仍可以根據本發明上述方法實現后車自動跟隨前車安全行駛。
[0061]可以預見的是，兩車車距越遠，則后車采集的圖像中的前車兩個尾燈的精度越低，即計算出的燈距誤差越大，但此時由于車距遠，基本在安全車距范圍內，因此誤差大也不會帶來后車自動跟隨中的安全問題；而兩車車距越近，則后車采集的圖像中的前車兩個尾燈的精度高，則相應的計算出的燈距誤差越小，即在近距離跟隨時，對后車對跟隨中的車距控制越精確。這與通常的開車習慣也相符。
[0062]下面對本發明上實際應用時的情況進一步分析:
[0063]當前后車都等速行駛時，安全車距為對應該速度的一值，因此后車會跟隨前車保持該安全車距等速行駛；
[0064]當前車減速時，后車由速度變更滯后性，發現實際車距變小了，則驅動車速降低以達到原車速下的安全車距，同時由于后車車速不斷減小，對應的安全車距也在不斷減小。即前車在減速時，后車也在減速，且跟隨前車的車距也在減小，而車距越小，則后車對前車的圖像采集的清晰度越高，由上分析，則后車對車距的控制越精確，即車距越近，后車對跟隨中車速的控制越精確。一個實例為:車距很近，前車出現車速小幅變化，后車則即刻跟隨變化，這符合開車習慣；
[0065]當前車加速時，后車由速度變更滯后性，發現實際車距變大了，則驅動車速提升以達到原車速下的安全車距，同時由于后車車速不斷增大，對應的安全車距也在不斷增大。即前車在加速時，后車也在加速，且跟隨前車的車距也在增大，而車距增大，則后車對前車的圖像采集的清晰度越低，由上分析，則后車對車距的控制精確度降低，即車距越遠，后車對跟隨中車速的控制精確度降低。一個實例為:車距較遠時，前車出現車速小幅波動，后車不會跟蹤進行波動，這符合開車習慣。[0066]另外，當后車啟動跟隨時，還可進一步通過采集的前車兩尾燈的輪廓燈，來確定出前車尾部中心位置，作為要跟隨的中心坐標位置，以使后車能實時調整行駛方向，保持正對前車尾部中心進行跟隨。
[0067]而當跟隨過程中，若判斷前車明顯偏移直線行駛時，則可給駕駛員相應的提示，便于駕駛員確定是車輛自動調整轉向繼續跟隨前車，或是重新設定跟隨前方另一車(如返回步驟120)，或者更改為手動駕駛。
[0068]其中，判斷前車偏移直線行駛的方法包括:判斷當前確定的車尾中心坐標位置與前次確定的車尾中心坐標位置的坐標偏差超過一設定值；或，判斷采集的圖像中的前車兩個尾燈的尺寸的大小差超過一設定值(前車轉彎幅度較大時，后車所采集的兩尾燈尺寸差較大)。
[0069]上述是以車尾燈示廓燈作為標志物為例，這是因為，示廓燈基本與車體外側寬度相符。不難理解，也可以由其他能體現尺寸的參數替換，例如車尾外輪廓寬度、車體高度、車后輪外側寬度。但由于車尾燈距離較大，便于識別，且在夜晚示廓燈為易于識別的點亮狀態，可以應用于夜晚，因此優選使用車尾燈示廓燈作為標志物。
[0070]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種跟隨前車行駛的輔助控制方法，其特征在于，包括: A、前車在距離傳感器測量范圍內時，通過距離傳感器測量到前車的車距，相應的通過圖像采集器采集前車尾部的圖像；所述圖像中包含前車尾部的兩標志物； B、重復執行步驟A至少一次，根據測量的不同車距和對應的圖像中所述兩標志物之間不同距離創建車距與圖像中所述兩標志物之間距離的函數關系； C、根據當前的車速確定出當前與前車的安全車距； D、根據步驟B所創建的函數，由當前采集的圖像中的前車尾部兩標志物之間的距離計算出與前車的實際車距，并以使實際車距向所述安全車距匹配的方向調整當前的車速；返回步驟C。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟D所述調整當前的車速的步驟包括: 判斷當前實際車距與所述安全車距匹配時，保持當前車速；判斷當前實際車距大于或小于所述安全車距時，對應的提高或降低當前的車速。
3.—種跟隨前車行駛的輔助控制方法，其特征在于，包括: A、前車在距離傳感器測量范圍內時，通過距離傳感器測量到前車的車距，相應的通過圖像采集器采集前車尾部的圖像；所述圖像中包含前車尾部的兩標志物； B、重復執行步驟A至少一次，根據測量的不同車距和對應的圖像中所述兩標志物之間不同距離創建車距與圖 像中所述兩標志物之間距離的函數關系； C、根據當前的車速確定出當前與前車的安全車距； D、根據步驟B所創建的函數，由確定出的安全車距計算出對應的前車尾部兩標志物之間的目標距離，并以使當前采集的圖像中的前車尾部兩標志物之間的距離向所述目標距離匹配的方向調整當前的車速；返回步驟C。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟D所述調整當前的車速的步驟包括: 判斷當前采集的圖像中的前車尾部兩標志物之間的距離與所述目標距離匹配時，保持當前車速；判斷當前采集的圖像中的前車尾部兩標志物之間的距離小于或大于所述目標距離時，對應的提高或降低當前的車速。
5.根據權利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述前車尾部兩標志物為:前車的兩個尾燈，圖像中的所述兩標志物之間的距離為圖像中的兩個尾燈燈距。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述前車尾部兩標志物為:所述前車的兩個尾燈中的示廓燈，圖像中的所述兩標志物之間的距離為圖像中的兩個尾燈中的示廓燈的燈距。
7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，步驟B所述函數關系為車距隨燈距的增大而減小的函數關系。
8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，還包括:根據采集的圖像中的前車兩個尾燈確定前車車尾中心坐標位置，據此控制行駛方向以跟隨前車車尾中心坐標位置行駛。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，還包括:確定前車偏移直線行駛時進行報警提示，所述確定前車偏移直線行駛的步驟包括: 判斷當前確定的車尾中心坐標位置與前次確定的車尾中心坐標位置的坐標偏差超過一設定值；或 判斷采集的圖像中的前車兩個尾燈的尺寸的大小差超過一設定值。
10.根據權利要求1或3所述的方法，其特征在于，步驟C、D之間還包括:判斷前車在距離傳感器測量范圍內時，通過距離傳感器測量出與前車的實際車距，并以使實際車距向所述安全車距匹配的方向調整當前的車速；返回步驟C。
【文檔編號】B60W30/16GK103909930SQ201410131596
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月2日 優先權日:2014年4月2日
【發明者】全蕊 申請人:全蕊