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CN114394095A - 基于侧前车变道意图识别的acc控制方法及装置 - Google Patents

基于侧前车变道意图识别的acc控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于侧前车变道意图识别的ACC控制方法及装置，该方法包括通过雷达传感器对车辆侧前方障碍物进行探测，判断车辆侧前方是否存在目标车辆，当车辆侧前方存在目标车辆，则拍摄车辆侧前方图像；通过车辆侧前方图像，判断目标车辆靠近本车道的转向灯是否亮起或目标车辆被连续跟踪的帧数是否达到设定帧数；若是，则将目标车辆定义为稳定跟踪目标。本发明利用雷达传感器探测车辆侧前方障碍物，进而拍摄车辆侧前方图像，通过监测异道车的运动状态信息和转向灯状态识别真实变道意图，结合目标车速提前对自车车速进行规划，避免对驾驶员经验及驾驶状态的过分依赖，进行更准确可靠的变道预测，进而与前车保持安全距离，提高行车安全性。

Description

基于侧前车变道意图识别的ACC控制方法及装置
技术领域
本发明属于自适应巡航控制领域，具体涉及一种基于侧前车变道意图识别的ACC控制方法及装置。
背景技术
随着汽车的发展日益智能化，自动驾驶功能在国内外各车型上搭载逐渐增多，车辆的自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control，简称ACC)通过与电子稳定性控制系统、发动机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。
但实时交通情况复杂，异道车的运动状态和转向灯状态瞬息万变，如何提高ACC的安全性是一个问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于侧前车变道意图识别的ACC控制方法及装置，通过识别侧前车变道意图以提高行车安全性。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于侧前车变道意图识别的ACC控制方法，包括以下步骤：
接收到自适应巡航控制请求时，通过雷达传感器对车辆侧前方障碍物进行探测；根据雷达传感器传递的信息，判断车辆侧前方是否存在目标车辆，当车辆侧前方存在目标车辆，则拍摄车辆侧前方图像；通过车辆侧前方图像，判断目标车辆靠近本车道的转向灯是否亮起或目标车辆被连续跟踪的帧数是否达到设定帧数；若是，则将目标车辆定义为稳定跟踪目标；
判断稳定跟踪目标与本车侧车道线的距离是否大于安全距离；若是，则对驾驶员进行警示，判定稳定跟踪目标暂无变道意图；若否，则判断稳定跟踪目标的横向移动速度是否大于阈值；若稳定跟踪目标的横向移动速度大于阈值，则对驾驶员进行警示，判定稳定跟踪目标有变道意图；若稳定跟踪目标的横向移动速度不大于阈值，则对驾驶员进行警示，判定稳定跟踪目标暂无变道意图；
若稳定跟踪目标有变道意图，则向控制器发送稳定跟踪目标和本车的运动状态信息，计算所需制动减速度。
进一步，当车辆侧前方不存在目标车辆，则雷达传感器持续对车辆侧前方障碍物进行探测，直至车辆侧前方存在目标车辆。
进一步，目标车辆被连续跟踪的设定帧数m计算方式如下：
m＝fs/vx
式中，s为安全行驶距离，即目标车辆车头与本车侧车道线的距离；f为图像采样帧率，vx为本车纵向车速。
进一步，若目标车辆靠近本车道的转向灯没有亮起且目标车辆被连续跟踪的帧数未达到设定帧数，则继续利用雷达传感器持续对车辆侧前方障碍物进行探测。
进一步，若判定稳定跟踪目标暂无变道意图，则继续判断稳定跟踪目标与本车侧车道线的距离是否大于安全距离。
本发明还提供一种基于侧前车变道意图识别的ACC控制装置，包括：障碍物探测模块、侧前车变道意图识别模块和巡航减速控制模块；
障碍物探测模块用于在接收到自适应巡航控制请求时，通过雷达传感器对车辆侧前方障碍物进行探测；并根据雷达传感器传递的信息，判断车辆侧前方是否存在目标车辆，当车辆侧前方存在目标车辆，则拍摄车辆侧前方图像；通过车辆侧前方图像，判断目标车辆靠近本车道的转向灯是否亮起或目标车辆被连续跟踪的帧数是否达到设定帧数；若是，则将目标车辆定义为稳定跟踪目标；
侧前车变道意图识别模块用于判断稳定跟踪目标与本车侧车道线的距离是否大于安全距离；若是，则对驾驶员进行警示，判定稳定跟踪目标暂无变道意图；若否，则判断稳定跟踪目标的横向移动速度是否大于阈值；若稳定跟踪目标的横向移动速度大于阈值，则对驾驶员进行警示，判定稳定跟踪目标有变道意图；若稳定跟踪目标的横向移动速度不大于阈值，则对驾驶员进行警示，判定稳定跟踪目标暂无变道意图；
巡航减速控制模块用于在稳定跟踪目标有变道意图时向控制器发送稳定跟踪目标和本车的运动状态信息，计算所需制动减速度。
进一步，当车辆侧前方不存在目标车辆，则雷达传感器持续对车辆侧前方障碍物进行探测，直至车辆侧前方存在目标车辆。
进一步，目标车辆被连续跟踪的设定帧数m计算方式如下：
m＝fs/vx
式中，s为安全行驶距离，即目标车辆车头与本车侧车道线的距离；f为图像采样帧率，vx为本车纵向车速。
进一步，若目标车辆靠近本车道的转向灯没有亮起且目标车辆被连续跟踪的帧数未达到设定帧数，则继续利用雷达传感器持续对车辆侧前方障碍物进行探测。
进一步，若判定稳定跟踪目标暂无变道意图，则继续判断稳定跟踪目标与本车侧车道线的距离是否大于安全距离。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明利用雷达传感器探测车辆侧前方障碍物，进而拍摄车辆侧前方图像，通过监测异道车的运动状态信息和转向灯状态识别真实变道意图，结合目标车速提前对自车车速进行规划，避免对驾驶员经验及驾驶状态的过分依赖，进行更准确可靠的变道预测，进而与前车保持安全距离，提高行车安全性。
附图说明
图1为本发明提供的障碍物探测模块流程图；
图2为本发明提供的侧前车变道意图识别模块流程图；
图3为本发明提供的巡航减速控制模块流程图；
图4为本发明提供的车辆变道过程示意图；
图5为本发明提供的安全距离示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供了一种基于侧前车变道意图识别的ACC控制方法，包括以下步骤：
接收到自适应巡航控制请求时，通过雷达传感器对车辆侧前方障碍物进行探测；根据雷达传感器传递的信息，判断车辆侧前方是否存在目标车辆，当车辆侧前方存在目标车辆，则拍摄车辆侧前方图像；当车辆侧前方不存在目标车辆，则雷达传感器持续对车辆侧前方障碍物进行探测，直至车辆侧前方存在目标车辆。
通过车辆侧前方图像，判断目标车辆靠近本车道的转向灯是否亮起或目标车辆被连续跟踪的帧数是否达到设定帧数；若是，则将目标车辆定义为稳定跟踪目标。若目标车辆靠近本车道的转向灯没有亮起且目标车辆被连续跟踪的帧数未达到设定帧数，则继续利用雷达传感器持续对车辆侧前方障碍物进行探测。
判断稳定跟踪目标与本车侧车道线的距离是否大于安全距离；若是，则对驾驶员进行警示，判定稳定跟踪目标暂无变道意图；若否，则判断稳定跟踪目标的横向移动速度是否大于阈值；若稳定跟踪目标的横向移动速度大于阈值，则对驾驶员进行警示，判定稳定跟踪目标有变道意图；若稳定跟踪目标的横向移动速度不大于阈值，则对驾驶员进行警示，判定稳定跟踪目标暂无变道意图。若判定稳定跟踪目标暂无变道意图，则继续判断稳定跟踪目标与本车侧车道线的距离是否大于安全距离。
若稳定跟踪目标有变道意图，则向控制器发送稳定跟踪目标和本车的运动状态信息，计算所需制动减速度。本发明不增加额外硬件的情况下增加了车辆功能，能够提前识别侧前方车辆的变道意图，避免驾驶员反应不及时，产生追尾。
本发明还提供一种基于侧前车变道意图识别的ACC控制装置，该装置的控制器进行自身车速规划进而控制加速或制动，整车CAN总线向控制器提供点火开关信号和实时车速信号；侧前车变道意图识别模块基于雷达传感器及摄像头对侧前方车的运动状态信息和转向灯状态进行判断，输出侧前方车辆的变道意图，并将侧前方车距离信号及车辆实时状态信息传输至控制器，在制动控制系统激活的情况下，执行预设的巡航减速策略，直至侧前车变道完成，保持安全距离，提高行车安全性。
该装置包括：障碍物探测模块S1、侧前车变道意图识别模块S2、巡航减速控制模块S3。
其中障碍物探测模块包括：雷达传感器，目标车辆，摄像头，控制器。具体步骤如图1所示：
S101、当接收到自适应巡航控制请求，通过雷达传感器对车辆侧前方障碍物进行探测。
S102、根据雷达传感器传递的信息，判断车辆侧前方是否存在目标车辆。
S103、当判断车辆侧前方存在目标车辆，执行后续步骤；否则，继续对雷达传感器信息进行监测。
S104、启动摄像头装置，对车辆侧前方图像进行拍摄。
S105、将车辆侧前方图像定义为当前帧目标，进行图像预处理及ROI区域提取，提取目标。
S106、当判断目标车辆靠近本车道转向灯亮起或连续跟踪设定帧数(与设定车速相关联)以上的目标，将目标车定义为稳定跟踪目标，进入侧前车变道意图识别模块；否则，返回步骤S102。
目标车辆被连续跟踪的设定帧数m与本车车速的关系如下：
m＝fs/vx
式中，s为安全行驶距离，f为摄像头采样帧率，vx为本车纵向车速，设定连续跟踪帧数m后目标车辆始终处于ROI区域内，则判断为稳定跟踪目标。如图5所示，a车为本车，b车为目标车，b车车头与车道线的距离即为安全行驶距离s。
侧前车变道意图识别模块S2包括：控制器，仪表，整车CAN总线。变道意图识别流程如图2所示：
S201、判断稳定跟踪目标与本车侧车道线的距离是否大于安全距离；若是，则对驾驶员进行警示，判定稳定跟踪目标暂无变道意图；若否，则判断稳定跟踪目标的横向移动速度是否大于阈值；
S202、若稳定跟踪目标的横向移动速度大于阈值，则对驾驶员进行警示，判定稳定跟踪目标有变道意图；若稳定跟踪目标的横向移动速度不大于阈值，则对驾驶员进行警示，判定稳定跟踪目标暂无变道意图。
车辆变道可以划分为三个阶段，如图4所示，第一阶段：车辆驾驶员调整方向盘转向目标车道至车辆越过车道分界线，驾驶员根据自身车速调整方向盘的转向；第二阶段：车辆反向调整阶段，驾驶员调整方向盘防止车辆驶离目标车道；第三阶段：车辆驶入目标车道后，微调方向盘保证车辆在目标车道上安全行驶。由车辆变道整个过程可知，变道车辆的横向移动速度变化较为明显，横向移动速度先由小变大再变小，故以其横向移动速度判断其是否有变道意图。
S203、若判定稳定跟踪目标暂无变道意图，则继续判断稳定跟踪目标与本车侧车道线的距离是否大于安全距离。
巡航减速控制模块S3包括：控制器，仪表，整车CAN总线，制动系统。具体步骤如图3所示：
S301、接收侧前车变道意图识别模块S2输出结果，通过整车CAN总线向控制器发送自车与目标车运动状态信息，计算所需制动减速度。
S302、控制器向制动系统提供减速请求。
S303、当与目标车保持设定的安全距离后，返回障碍物探测模块S1。
本发明利用探测车辆侧方障碍物的雷达传感器以及用于拍摄车辆前方图像的摄像装置，通过监测异道车的运动状态信息和转向灯状态识别真实变道意图及目标车速提前对自车车速进行规划，避免对驾驶员经验及驾驶状态的过分依赖，进行更准确可靠的变道预测，与前车保持安全距离，提高行车安全性。
本领域的技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于侧前车变道意图识别的ACC控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收到自适应巡航控制请求时，通过雷达传感器对车辆侧前方障碍物进行探测；根据雷达传感器传递的信息，判断车辆侧前方是否存在目标车辆，当车辆侧前方存在目标车辆，则拍摄车辆侧前方图像；通过车辆侧前方图像，判断目标车辆靠近本车道的转向灯是否亮起或目标车辆被连续跟踪的帧数是否达到设定帧数；若是，则将目标车辆定义为稳定跟踪目标；
判断稳定跟踪目标与本车侧车道线的距离是否大于安全距离；若是，则对驾驶员进行警示，判定稳定跟踪目标暂无变道意图；若否，则判断稳定跟踪目标的横向移动速度是否大于阈值；若稳定跟踪目标的横向移动速度大于阈值，则对驾驶员进行警示，判定稳定跟踪目标有变道意图；若稳定跟踪目标的横向移动速度不大于阈值，则对驾驶员进行警示，判定稳定跟踪目标暂无变道意图；
若稳定跟踪目标有变道意图，则向控制器发送稳定跟踪目标和本车的运动状态信息，计算所需制动减速度。
2.根据权利要求1所述的基于侧前车变道意图识别的ACC控制方法，其特征在于，当车辆侧前方不存在目标车辆，则雷达传感器持续对车辆侧前方障碍物进行探测，直至车辆侧前方存在目标车辆。
3.根据权利要求1所述的基于侧前车变道意图识别的ACC控制方法，其特征在于，目标车辆被连续跟踪的设定帧数m计算方式如下：
m＝fs/vx
式中，s为安全行驶距离，即目标车辆车头与本车侧车道线的距离；f为图像采样帧率，vx为本车纵向车速。
4.根据权利要求1所述的基于侧前车变道意图识别的ACC控制方法，其特征在于，若目标车辆靠近本车道的转向灯没有亮起且目标车辆被连续跟踪的帧数未达到设定帧数，则继续利用雷达传感器持续对车辆侧前方障碍物进行探测。
5.根据权利要求1所述的基于侧前车变道意图识别的ACC控制方法，其特征在于，若判定稳定跟踪目标暂无变道意图，则继续判断稳定跟踪目标与本车侧车道线的距离是否大于安全距离。
6.一种基于侧前车变道意图识别的ACC控制装置，其特征在于，包括：障碍物探测模块、侧前车变道意图识别模块和巡航减速控制模块；
障碍物探测模块用于在接收到自适应巡航控制请求时，通过雷达传感器对车辆侧前方障碍物进行探测；并根据雷达传感器传递的信息，判断车辆侧前方是否存在目标车辆，当车辆侧前方存在目标车辆，则拍摄车辆侧前方图像；通过车辆侧前方图像，判断目标车辆靠近本车道的转向灯是否亮起或目标车辆被连续跟踪的帧数是否达到设定帧数；若是，则将目标车辆定义为稳定跟踪目标；
侧前车变道意图识别模块用于判断稳定跟踪目标与本车侧车道线的距离是否大于安全距离；若是，则对驾驶员进行警示，判定稳定跟踪目标暂无变道意图；若否，则判断稳定跟踪目标的横向移动速度是否大于阈值；若稳定跟踪目标的横向移动速度大于阈值，则对驾驶员进行警示，判定稳定跟踪目标有变道意图；若稳定跟踪目标的横向移动速度不大于阈值，则对驾驶员进行警示，判定稳定跟踪目标暂无变道意图；
巡航减速控制模块用于在稳定跟踪目标有变道意图时向控制器发送稳定跟踪目标和本车的运动状态信息，计算所需制动减速度。
7.根据权利要求1所述的基于侧前车变道意图识别的ACC控制装置，其特征在于，当车辆侧前方不存在目标车辆，则雷达传感器持续对车辆侧前方障碍物进行探测，直至车辆侧前方存在目标车辆。
8.根据权利要求1所述的基于侧前车变道意图识别的ACC控制装置，其特征在于，目标车辆被连续跟踪的设定帧数m计算方式如下：
m＝fs/vx
式中，s为安全行驶距离，即目标车辆车头与本车侧车道线的距离；f为图像采样帧率，vx为本车纵向车速。
9.根据权利要求1所述的基于侧前车变道意图识别的ACC控制装置，其特征在于，若目标车辆靠近本车道的转向灯没有亮起且目标车辆被连续跟踪的帧数未达到设定帧数，则继续利用雷达传感器持续对车辆侧前方障碍物进行探测。
10.根据权利要求1所述的基于侧前车变道意图识别的ACC控制装置，其特征在于，若判定稳定跟踪目标暂无变道意图，则继续判断稳定跟踪目标与本车侧车道线的距离是否大于安全距离。
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