前方車輛選擇裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)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于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，并且針對每個在前面的對象確定相對于自己的車輛的相對位置?；谒浪愕那屎退_定的相對位置，針對每個在前面的對象反復(fù)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(zhí)行濾波計算來確定自己車輛車道概率?；谒_定的自己車輛車道概率來選擇前方車輛。設(shè)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(guān)聯(lián)的在前面的對象比與不是前方車輛的對象相關(guān)聯(lián)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(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于選擇在自己的車輛前面行進的車輛（前方車輛）的技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 車輛間控制裝置作為用于減少加在正在駕駛車輛的駕駛員身上的操作負荷的技 術(shù)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，基于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于檢測在自己的車輛 前面存在的車輛的位置?；诠浪愕那拾霃胶颓胺杰囕v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(xiàn)在自己車輛的估算行 進車道上的概率?；谧约很囕v的車道概率來執(zhí)行對前方車輛的選擇和對該選擇的取消。
[0004] 此外，由于偏航率的檢測值的變化，估算的曲率半徑的計算結(jié)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(zhí)行濾波計算（例如，參考 JP-B-3427815)。
[0005] 關(guān)于被暫時選擇為前方車輛的車輛，需要高度穩(wěn)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(guān)于非前方車輛，即，前方車輛以外的車輛，需要反應(yīng)性選擇， 使得當(dāng)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(wěn)定性和反應(yīng)性能夠通過濾波計算的特性來實現(xiàn)。然而，穩(wěn)定性和反應(yīng)性是 相矛盾的要求。因此，出現(xiàn)的問題是，難以執(zhí)行適合于前方車輛和非前方車輛這兩者的濾波 計算。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 因此，期望的是提供一種實現(xiàn)適合于前方車輛和非前方車輛這兩者的濾波計算的 技術(shù)。
[0008] 示例性實施例提供了本發(fā)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(shè)置裝 置。
[0009] 曲率估算裝置估算自己的車輛行進于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(xiàn)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 相對于自己車輛的相對位置。瞬時概率計算裝置基于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復(fù)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(xiàn)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(zhí)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于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(shè)置裝置設(shè)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(guān)聯(lián)的在前面的對象比與不是前 方車輛的對象相關(guān)聯(lián)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(fā)明的前方車輛選擇裝置中，針對與前方車輛相關(guān)聯(lián)的在前面 的對象執(zhí)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(dāng)在前面的對象被暫 時確定為前方車輛時，執(zhí)行這樣的過程，其具有良好的穩(wěn)定性，其中不容易由于噪聲等而取 消選擇。另外，針對與非前方車輛相關(guān)聯(lián)的在前面的對象執(zhí)行容易反映自己車輛車道概率 瞬時值的濾波計算。因此，執(zhí)行這樣的過程，其具有良好的反應(yīng)性，其中將并道的車輛等及 時選擇為前方車輛。換言之，能夠?qū)崿F(xiàn)適合于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(fā)明還可通過各種實施例來實現(xiàn)。例 如，本發(fā)明能夠通過前方車輛選擇裝置是其構(gòu)成要素的系統(tǒng)來實現(xiàn)，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(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 在附圖中：
[0013] 圖1是包括適用于根據(jù)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(tǒng)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(zhí)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(shù)設(shè)置過程的細節(jié)的流程圖；
[0016] 圖4是示出用于設(shè)置在圖3中所示的濾波常數(shù)設(shè)置過程中的濾波常數(shù)的濾波常數(shù) 表的細節(jié)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(zhí)行的濾波過程之前和之后在自己車 輛車道概率上的變化的曲線圖；
[0018] 圖6是濾波常數(shù)設(shè)置狀態(tài)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(yīng)用本發(fā)明的實施例。
[0021] 車輛間控制系統(tǒng)1被安裝在汽車上。車輛間控制系統(tǒng)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(tǒng)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(jù)本實施例的前方車輛選擇裝置來工作。車輛間控制系統(tǒng)1還包括傳感器組2、開關(guān) 組3以及電子控制單元（EOJ，electronic control unit)組5。傳感器組2包括用于檢測 車輛周圍的情況以及車輛的行為和狀態(tài)的各種傳感器。開關(guān)組3包括用于將指令輸入車輛 間控制器4的各種開關(guān)。ECU組5基于來自車輛間控制器4的命令來執(zhí)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(zhuǎn)向傳 感器24。
[0024] 雷達傳感器21朝向自己的車輛前面的區(qū)域輸出激光，從而掃描預(yù)定的角度范圍。 雷達傳感器21還檢測該激光的反射光。雷達傳感器21基于激光到達對象并且從該對象返 回所需的時間量來確定與已反射該激光的該對象的距離。另外，激光傳感器21基于當(dāng)檢測 到反射光時激光照射的方向來確定對象所在的方向。不限制雷達傳感器21使用哪種激光。 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基于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、左后輪以及右后輪中的每一個。每個輪速 傳感器23輸出具有邊沿（脈沖邊沿）的脈沖信號，該邊沿根據(jù)輪軸的旋轉(zhuǎn)在每個預(yù)定的角 度形成。換言之，輪速傳感器23基于輪軸的旋轉(zhuǎn)速度輸出具有脈沖間隔的脈沖信號。
[0027] 轉(zhuǎn)向傳感器24基于轉(zhuǎn)向輪的相對轉(zhuǎn)向角（轉(zhuǎn)向角的變化量）或轉(zhuǎn)向輪的絕對轉(zhuǎn) 向角（當(dāng)車輛向前直行時相對于轉(zhuǎn)向位置的實際轉(zhuǎn)向角）來輸出信號。
[0028] 開關(guān)組3至少包括控制許可開關(guān)31和控制模式選擇開關(guān)32。
[0029] 控制許可開關(guān)31用于輸入是否許可自適應(yīng)巡航控制（ACC, adaptive cruise control)的執(zhí)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(yù)設(shè)速度行進。 ACC執(zhí)行在沒有前方車輛時保持預(yù)定的車輛間距離的跟蹤巡航。
[0030] 控制模式選擇開關(guān)32用于選擇ACC控制模式。
[0031] E⑶組5至少包括發(fā)動機E⑶51、制動器E⑶52以及儀表E⑶53。
[0032] 發(fā)動機ECU 51控制發(fā)動機啟動/停止、燃油噴射量、點火定時等。發(fā)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(fā)動機EQJ 51基于 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(jié)流閥ACT。節(jié)流閥ACT是 打開和關(guān)閉在進氣管中設(shè)置的節(jié)流閥的促動器。另外，發(fā)動機ECU 51基于來自車輛間控制 器4的指令來控制節(jié)流閥ACT以增加或減少內(nèi)燃機的驅(qū)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基于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(guān)閉在液壓制動電路中設(shè)置的增壓調(diào)節(jié)閥和減壓調(diào)節(jié)閥 的促動器。另外，制動器ECU 52基于來自車輛間控制器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基于來自車輛的每個單元（包括車輛間控制器4)的指令，執(zhí)行在車 輛中設(shè)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(fā)動機轉(zhuǎn)速以及由車輛間控制器4執(zhí)行的控制的執(zhí)行狀 態(tài)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(shù)字（A/D)轉(zhuǎn)換電路、輸入/輸出（1/0)接口、通信 電路等。檢測電路和A/D轉(zhuǎn)換電路對從傳感器組2輸出的信號進行檢測，并且將該信號轉(zhuǎn) 換成數(shù)字值。1/0接口從開關(guān)組3接收輸入。通信電路與E⑶組5通信。該硬件配置是常 規(guī)的。因此，省略其詳細描述。
[0036] 在車輛間控制器4中，CPU執(zhí)行在存儲器（例如，ROM)中預(yù)先存儲的一個或多個程 序，以執(zhí)行在下面詳細描述的預(yù)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 (等價于曲率估算裝置）、 對象位置檢測單元42 (等價于對象位置檢測裝置）、瞬時概率計算單元43 (等價于瞬時概率 計算裝置）、濾波計算單元44 (等價于濾波計算裝置）、前方車輛選擇單元45 (等價于前方 車輛選擇裝置）以及濾波特性設(shè)置單元46 (等價于濾波特性設(shè)置裝置）。
[0037] 當(dāng)控制許可開關(guān)31許可了 ACC時，車輛間控制器4周期性地（例如，每100ms)執(zhí) 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(jié)果來執(zhí)行由 控制模式選擇開關(guān)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(fā)動機E⑶51 輸出用于增加或減少加速器操作量的指令來控制車輛速度。當(dāng)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(dāng) 預(yù)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(guān)顯示信息和用于產(chǎn)生 警報的命令。
[0039] 這里，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(zhí)行的前方車輛確 定過程的細節(jié)。在該實施例中，使車輛間控制器4的CPU能夠執(zhí)行圖2中所示的前方車輛 確定過程的程序被預(yù)先存儲在車輛間控制器4的存儲器（例如，ROM)中。
[0040] 當(dāng)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(shù)據(jù)。
[0041] 在隨后的步驟S120,車輛間控制器4將加載的距離和角測量數(shù)據(jù)從由該數(shù)據(jù)表示 的極坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換至正交坐標(biāo)系統(tǒng)。車輛間控制器4基于轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)執(zhí)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(shù)據(jù)。然后，車輛間控制器4針對每次聚集確定對象的中心位置坐標(biāo)、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(biāo)"。車輛間控制器4執(zhí)行在步驟S120 的處理操作，然后，能夠作為圖7中的對象位置檢測單元42工作。
[0042] 在隨后的步驟S130,基于偏航率傳感器22所檢測的偏航率Y和根據(jù)來自輪速傳 感器23的檢測結(jié)果計算的自己的車輛速度V，基于下列表達式（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(shù)）。車輛間控制器4執(zhí)行在步驟S130 的處理操作，然后，能夠作為圖7中的曲率估算單元41工作。
[0043]

【權(quán)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于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， 并且針對每個在前面的對象確定相對于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于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復(fù)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(xiàn)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(zhí)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于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(shè)置裝置，所述濾波特性設(shè)置裝置設(shè)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(guān)聯(lián)的在前面的對象比與不是所述 前方車輛的對象相關(guān)聯(lián)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(jù)權(quán)利要求1所述的前方車輛選擇裝置，其中， 所述濾波特性設(shè)置裝置基于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?yōu)V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(jù)權(quán)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(zhí)行濾波計算，以利用權(quán)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(quán)平均，從而確定 在當(dāng)前處理周期中的自己車輛車道概率的當(dāng)前值，并且 基于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 來改變用于計算所述加權(quán)平均的所述權(quán)重。
4. 根據(jù)權(quán)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(dāng)前處理周期中確定的自己車輛車道概率的當(dāng)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是作為用于計算所述加權(quán)平均的所述權(quán)重的濾波常數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)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(shù)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于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，并且針對每個前面的對象 確定相對于所述自己車輛的相對位置； 由所述前方車輛選擇裝置基于所估算的曲率和所確定的相對位置針對每個在前面的 對象反復(fù)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(xiàn)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(zhí)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于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(shè)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(guān)聯(lián)的在前面的對象比與不是所述前方車輛的對象相關(guān)聯(lián)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(jù)權(quán)利要求6所述的前方車輛選擇方法，其中，基于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?yōu)V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(jù)權(quán)利要求6或7所述的前方車輛選擇方法，其中， 通過執(zhí)行濾波計算，以利用權(quán)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(quán)平均，從而確定自 己車輛車道概率在當(dāng)前處理周期中的當(dāng)前值，并且 基于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 來改變用于計算所述加權(quán)平均的所述權(quán)重。
9. 根據(jù)權(quán)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(dāng)前處理周期中確定的自己車輛車道概率的當(dāng)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是作為用于計算所述加權(quán)平均的所述權(quán)重的濾波常數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)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(shù)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(yōu)先權(quán)日:2013年10月3日
【發(fā)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