基于本車自適應(yīng)虛擬車道的前方有效目標(biāo)選擇系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明專利屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種可用于先進(jìn)駕駛員輔助系統(tǒng)的基于本車 自適應(yīng)虛擬車道的前方有效目標(biāo)選擇系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)ADAS已成為近年來(lái)新興的主動(dòng)安全系統(tǒng)。駕駛輔助系統(tǒng)能夠感 知汽車的形式環(huán)境，并通過(guò)對(duì)汽車自身狀態(tài)及周圍環(huán)境的監(jiān)視，為駕駛員提供必要信息、安 全預(yù)警W及對(duì)車輛進(jìn)行主動(dòng)控制。目前其主要包含自適應(yīng)巡航控制、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)、前 方防碰撞預(yù)警系統(tǒng)、自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)等。先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)W雷達(dá)和計(jì)算機(jī)視覺等先進(jìn) 傳感技術(shù)作為基礎(chǔ)，有效提高了行車安全性和舒適性。
[0003] 駕駛輔助系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)架主要包括感知、決策和控制Ξ個(gè)部分。感知部分主要由 雷達(dá)、攝像頭、激光雷達(dá)等組成，為系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的環(huán)境道路交通信息，是決策與控制部分 的基礎(chǔ)。感知部分中需要選擇出前方有效目標(biāo)。有效目標(biāo)選擇的正確及時(shí)與否，極大地影響 了系統(tǒng)的安全性與舒適性。
[0004] 為了進(jìn)行有效目標(biāo)選擇，需要評(píng)估所有實(shí)際物體對(duì)本車安全性的威脅程度?；?本車未來(lái)運(yùn)動(dòng)軌跡與前方運(yùn)動(dòng)物體軌跡的高相關(guān)性，通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤，能提高目標(biāo) 選擇的準(zhǔn)確性，但是難W滿足復(fù)雜工況下高準(zhǔn)確度目標(biāo)選擇的要求。縱向安全性評(píng)價(jià)指標(biāo) TTC(Time-to-collision)也可W用于有效目標(biāo)選擇。目標(biāo)縱向安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)TTC與目標(biāo) 的相對(duì)距離和相對(duì)速度有關(guān)，一般選擇TTC最小的目標(biāo)為有效目標(biāo)。然而，使用TTC進(jìn)行有效 目標(biāo)選擇依然無(wú)法滿足在不同工況下的準(zhǔn)確性與及時(shí)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:如何在不同工況下對(duì)本車虛擬車道進(jìn)行自適應(yīng)調(diào) 整，W達(dá)到在不同工況下都能及時(shí)準(zhǔn)確地捕獲有效目標(biāo)的目的。
[0006] 為了解決W上問(wèn)題，本發(fā)明提出一種基于本車自適應(yīng)虛擬車道的前方有效目標(biāo)選 擇系統(tǒng)及方法，通過(guò)本車自適應(yīng)虛擬車道算法及建立本車自適應(yīng)虛擬車道，能在不同工況 下對(duì)本車虛擬車道進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，在多工況下及時(shí)準(zhǔn)確地選擇有效目標(biāo)，為駕駛輔助系 統(tǒng)的決策和控制部分提供基礎(chǔ)。
[0007] 本發(fā)明解決W上技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：
[000引基于本車自適應(yīng)虛擬車道的前方有效目標(biāo)選擇系統(tǒng)，包括：
[0009] 車虛擬車道設(shè)定模塊，用于對(duì)本車自適應(yīng)虛擬車道進(jìn)行初始化，形成本車虛擬車 道的車道區(qū)域與核屯、區(qū)域；
[0010] 虛擬車道自適應(yīng)調(diào)整模塊，用于根據(jù)本車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息和車載雷達(dá)信息，對(duì)本車 虛擬車道進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整；
[0011] 有效目標(biāo)選擇模塊，用于根據(jù)雷達(dá)目標(biāo)所處本車虛擬車道位置計(jì)算其處于本車車 道概率，進(jìn)行有效目標(biāo)選擇。
[0012] 基于本車自適應(yīng)虛擬車道的前方有效目標(biāo)選擇方法，包括W下步驟：
[0013] (-)對(duì)本車自適應(yīng)虛擬車道進(jìn)行初始化，形成本車虛擬車道的車道區(qū)域與核屯、區(qū) 域；
[0014] 仁)根據(jù)本車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息和車載雷達(dá)信息，對(duì)本車虛擬車道進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整；
[0015] (Ξ)根據(jù)雷達(dá)目標(biāo)所處本車虛擬車道位置計(jì)算其處于本車車道概率，進(jìn)行有效目標(biāo) 選擇。
[0016] 本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是：
[0017] 前述的基于本車自適應(yīng)虛擬車道的前方有效目標(biāo)選擇方法，其中步驟(-)中，所述 車道區(qū)域?yàn)榈瑰F形，所述核屯、區(qū)域?yàn)殄F形，且所述車道區(qū)域與核屯、區(qū)域關(guān)于本車縱軸線左 右對(duì)稱，所述車道區(qū)域與核屯、區(qū)域的幾何輪廓與距本車的距離有關(guān)，初始化時(shí)需要確定的 參數(shù)有：
[0018] (1)前方目標(biāo)距本車距離扣=0，車道區(qū)域?qū)挾葹?^，2111含1^含3.5111，核屯、區(qū)域?qū)挾?br>[0019] (2)前方目標(biāo)距本車距離dx = D，25m< D< 35m，車道區(qū)域?qū)挾葹長(zhǎng)2,2.2m< L2 < 3.8m；
[0020] 間前方目標(biāo)距本車距離dx>D，車道區(qū)域?qū)挾葹長(zhǎng)2;
[0021] (4備方目標(biāo)距本車距離0<dx<D，車道區(qū)域?qū)挾葹椋?br>[0022]
[0023] 間距本車距離dx>0，核屯、區(qū)域?qū)挾扔上禂?shù)P，0.002 < P < 0.0002，與下列公式確 定：
[0024] h = H-P*dx2。
[0025] 前述的基于本車自適應(yīng)虛擬車道的前方有效目標(biāo)選擇方法，步驟仁)中，自適應(yīng)調(diào) 整具體為：
[00%] (1)在本車駛?cè)霃澋罆r(shí)，本車虛擬車道的車道區(qū)域?qū)挾仍诰啾拒嚲嚯xDW上部分會(huì) 疊加增加寬度Icurve，隨著本車軌跡曲率的增加，Icurve會(huì)逐漸增加直到最大值LcurveMax，具體 為：
[0027]當(dāng)曲率為k = 0，lcurve = 0;
[002引當(dāng)曲率k = PcurveMax，1 curve = LcurveMax，Pcurvemax為車道區(qū)域?qū)拵щS曲率增加時(shí)的最大 曲率闊值，當(dāng)曲率大于PcurvemaJ寸，車道區(qū)域?qū)挾炔辉僭黾?.002 < Pcurvemax < 0.005 ;
[0029] 當(dāng)曲率
[0030] 間當(dāng)本車進(jìn)行超車時(shí)，本車虛擬車道會(huì)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，W滿足前方有效目標(biāo)會(huì) 被及時(shí)捕獲或釋放的要求，具體為：
[0031] 當(dāng)本車開始超車并駛?cè)肟燔嚨罆r(shí)，車道區(qū)域面向快車道一側(cè)的區(qū)域部分的寬度增 jjPLovertakePlus ? 面向慢車道一側(cè)的區(qū)域部分的寬度減少UvertakeMinus，核屯、區(qū)域向快車道方向 ^^LovertakeCore ；
[0032] 當(dāng)本車完成超車并駛回慢車道時(shí)，車道區(qū)域面向慢車道一側(cè)的區(qū)域部分的寬度會(huì) 增加 Lmer gePlus，面向快車道一側(cè)的區(qū)域部分的寬度會(huì)減少Lmer geMinus，核心、區(qū)域向t受車道方 向平移Lmer geCore。
[0033] 前述的基于本車自適應(yīng)虛擬車道的前方有效目標(biāo)選擇方法，步驟(Ξ)具體為：
[0034] (1)前方目標(biāo)與本車的側(cè)向距離為dy，縱向距離為dx，本車行駛軌跡的曲率k，因此 前方目標(biāo)與本車虛擬車道中屯、線的側(cè)向距離為：
[0035] dy0bj = dy-k*dx^2
[0036] 根據(jù)所述側(cè)向距離計(jì)算前方目標(biāo)在本車車道內(nèi)的概率，具體為：
[0037] 當(dāng)前方目標(biāo)位于本車虛擬車道核屯、區(qū)域時(shí)，其在本車車道內(nèi)的概率p = l;
[0038] 當(dāng)前方目標(biāo)位于本車虛擬車道的車道區(qū)域外時(shí)，其在本車車道內(nèi)的概率p = 0;
[0039] 當(dāng)前方目標(biāo)位于本車虛擬車道的核屯、區(qū)域外且在車道區(qū)內(nèi)時(shí)，其在本車車道內(nèi)的 概璋
癢中10b j為距本車縱向距離dx時(shí)所對(duì)應(yīng)的車道區(qū)域?qū)挾龋?br>[0040] 間對(duì)有效目標(biāo)進(jìn)行選擇:若在本車前方目標(biāo)中，存在一個(gè)或多個(gè)前方目標(biāo)其位于 本車車道內(nèi)的概率P〉〇 . 5，則選擇其中距離本車距離dx值最小的前方目標(biāo)為本車前方有效 目標(biāo);若本車前方目標(biāo)中不存在前方目標(biāo)其位于本車車道內(nèi)的概率P〉〇. 5，則本車無(wú)前方有 效目標(biāo)。
[0041 ]本發(fā)明的有益效果是:在環(huán)境感知中對(duì)前方目標(biāo)的位置探測(cè)存在誤差，對(duì)本車未 來(lái)運(yùn)動(dòng)軌跡的預(yù)測(cè)同樣存在誤差，運(yùn)些對(duì)判斷前方目標(biāo)是否會(huì)對(duì)本車行駛存在影響并選擇 有效目標(biāo)帶來(lái)了難度，尤其本車在彎道行駛工況W及超車過(guò)程中，有效目標(biāo)選擇的難度更 高。因此，本發(fā)明通過(guò)建立本車自適應(yīng)虛擬車道W及計(jì)算前方目標(biāo)處于本車車道內(nèi)的概率 來(lái)進(jìn)行有效目標(biāo)選擇，能在不同工況下對(duì)本車虛擬車道進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，W達(dá)到在不同工 況下都能及時(shí)準(zhǔn)確地捕獲有效目標(biāo)的目的;本發(fā)明提高了有效目標(biāo)選擇的準(zhǔn)確性和在多工 況復(fù)雜條件下有效目標(biāo)選擇的穩(wěn)定性，是進(jìn)一步提升駕駛輔助系統(tǒng)安全性和舒適性的必要 基礎(chǔ)。
【附圖說(shuō)明】
[0042] 圖1為本發(fā)明本車自適應(yīng)虛擬車道示意圖。
[0043] 圖2-1為本發(fā)明本車自適應(yīng)虛擬車道隨本車軌跡曲率自適應(yīng)調(diào)整示意圖。
[0044] 圖2-2為本發(fā)明本車虛擬車道的車道區(qū)域?qū)挾扰c本車軌跡曲率關(guān)系圖。
[0045] 圖3-1為本發(fā)明本車自適應(yīng)虛擬車道隨本車開始超車行為自適應(yīng)調(diào)整示意圖。
[0046] 圖3-2為本發(fā)明本車自適應(yīng)虛擬車道隨本車完成超車行為自適應(yīng)調(diào)整示意圖。
[0047] 圖4為本發(fā)明計(jì)算前方目標(biāo)位于本車車道概率示意圖。
【具體實(shí)施方式】 [004引實(shí)施例1
[0049] 本實(shí)施例提供的一種基于本車自適應(yīng)虛擬車道的前方有效目標(biāo)選擇系統(tǒng)，包括：
[0050] 車虛擬車道設(shè)定模塊，用于對(duì)本車自適應(yīng)虛擬車道進(jìn)行初始化，形成本車虛擬車 道的車道區(qū)域與核屯、區(qū)域；
[0051 ]虛擬車道自適應(yīng)調(diào)整模塊，用于根據(jù)本車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息和車載雷達(dá)信息，對(duì)本車 虛擬車道進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整；
[0052] 有效目標(biāo)選擇模塊，用于根據(jù)雷達(dá)目標(biāo)所處本車虛擬車道位置計(jì)算其處于本車車 道概率，進(jìn)行有效目標(biāo)選擇。
[0053] 本實(shí)施例的基于本車自適應(yīng)虛擬車道的前方有效目標(biāo)選擇方法，包括W下步驟：
[0054] (-)對(duì)本車自適應(yīng)虛擬車道進(jìn)行初始化，形成本車虛擬車道的車道區(qū)域與核屯、區(qū) 域，確定車道區(qū)域與核屯、區(qū)域的幾何輪廓：
[0055] 如圖1所示，本發(fā)明中本車虛擬車道主要包括車道區(qū)域和核屯、區(qū)域兩部分，其中位 于核屯、區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)即確定位于本車所處車道內(nèi)。當(dāng)前方目標(biāo)距離本車距離較近時(shí)，此時(shí) 對(duì)前方目標(biāo)的探測(cè)的角度分辨率通常會(huì)更高，并且需要更準(zhǔn)確地選擇有效目標(biāo)W保障系統(tǒng) 安全性，所W，本車車道區(qū)域隨著距本車距離的較小會(huì)逐漸縮窄。而同時(shí)，隨著距本車距離 的增加，對(duì)前方目標(biāo)探測(cè)的角度分辨率會(huì)降低，因此核屯、區(qū)域會(huì)隨著距離的增加而縮窄。因 此，整體上本車虛擬車道的車道區(qū)域呈倒錐形，核屯、區(qū)域呈錐形。
[0056] 對(duì)本車虛擬車道初始化，需要確定車道區(qū)域與核屯、區(qū)域的基礎(chǔ)幾何輪廓。本車虛 擬車道的初始化與本車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，車道區(qū)域、核屯、區(qū)域的幾何輪廓與距本車的距離有 關(guān)且關(guān)于本車縱軸線左右對(duì)稱，在對(duì)本車自適應(yīng)虛擬車道進(jìn)行初始化時(shí)需要確定的參數(shù) 有：
[0057] 距本車距離dx = 0,車道區(qū)域?qū)挾葹長(zhǎng)1，核屯、區(qū)域?qū)挾葹镠;
[0化引距本車距離dx = D，車道區(qū)域?qū)挾葹長(zhǎng)2;
[0化9] 距本車距離dx>0,車道區(qū)域?qū)挾葹長(zhǎng)2;
[0060] 距本車距離0<dx<D，車道區(qū)域?qū)挾葹椋?br>[0061]
[0062]距本車距離dx >