汽車自動跟車控制系統及方法、汽車自動跟車系統及方法，控制雷達轉向方法
【專利摘要】汽車自動跟車控制系統及方法、汽車自動跟車系統及方法，控制雷達轉向方法，屬于自動跟車領域，用于解決現有自適應巡航系統主要通過發動機油門控制和適當的制動，具有的雷達信號容易丟失和當跟車路線不是直線的時候容易誤報的問題，要點是：主要由視頻檢測跟蹤模塊，跟車系統控制器、雷達模塊組成；所述跟車系統控制器，計算并得出所跟蹤的前方車輛與當前車輛的中軸線夾角，通過此夾角值控制雷達模塊朝向，且前方車輛保持在當前車道內時，雷達正對前方車輛尾部。本發明能夠大大降低彎路時對前方車輛與臨近車輛的目標混淆，能夠有效跟蹤目標，避免此類誤判，大大提高行車的安全性和舒適性。
【專利說明】
汽車自動跟車控制系統及方法、汽車自動跟車系統及方法，控制雷達轉向方法
技術領域
[0001]本發明屬于自動跟車領域，涉及一種跟車的系統和方法。
【背景技術】
[0002]自適應巡航控制(ACC)是一個允許車輛巡航控制系統通過調整速度以適應交通狀況的汽車功能。自適應巡航系統安裝在車輛前方的雷達用于檢測在本車前進道路上是否存在速度更慢的車輛。若存在速度更慢的車輛，ACC系統會降低車速并控制與前方車輛的間隙或時間間隙。若系統檢測到前方車輛并不在本車行駛道路上時將加快本車速度使之回到之前所設定的速度。此操作實現了在無司機干預下的自主減速或加速。ACC控制車速的主要方式是通過發動機油門控制和適當的制動，如圖1所示。
[0003]自適應巡航控制(ACC)中，位于車輛前方的雷達只能對車輛中軸線方向進行小角度范圍內的車輛監測，當跟車路線不是直線的時候，雷達信號容易丟失(如圖2)，此時車輛會按照設定速度進行定速巡航，若當前車速低于設定車速，車輛會突然加速，可能造成追尾事故(開啟自適應巡航控制(ACC)目的就是減輕駕駛負擔，此時駕駛員相對來說更加放松，在此時發生事故的可能性也大大增加)；當跟車路線不是直線的時候，雷達可能在出彎前檢測到臨近車道上的車輛，進而造成系統誤報，執行制動動作，影響駕駛舒適性(如圖3)。
【發明內容】
[0004]為了解決現有自適應巡航系統主要通過發動機油門控制和適當的制動，具有的雷達信號容易丟失和當跟車路線不是直線的時候容易誤報的問題，本發明提出了一種汽車自動跟車控制系統，以避免雷達信號丟失和彎路時對前方車輛與臨近車輛的目標混淆的現象。
[0005]為了實現上述目的，本發明的技術方案的要點是:一種汽車自動跟車控制系統，主要由視頻檢測跟蹤模塊，跟車系統控制器、雷達模塊組成；
[0006]所述視頻檢測跟蹤模塊，檢測車輛位置，并進行跟蹤，同時記錄車道位置，并將跟蹤信息與車道位置信息發送至跟車系統控制器；
[0007]所述跟車系統控制器，計算并得出所跟蹤的前方車輛與當前車輛的中軸線夾角，通過此夾角值控制雷達模塊朝向，且前方車輛保持在當前車道內時，雷達正對前方車輛尾部；
[0008]所述雷達模塊，主要由雷達和電控旋轉安裝座組成，電控旋轉安裝座根據跟車系統控制器發出的對雷達朝向的控制信息進行雷達朝向的調整。
[0009]有益效果:本發明結構簡單，具有通用性，僅需匹配視頻檢測跟蹤與雷達朝向就能實現精準閉環控制；
[0010]本發明能夠有效避免自適應巡航控制(ACC)中雷達信號丟失現象，進而車輛不會再彎道突然加速，更不可能造成追尾或緊急制動情況，大的提高了系統的智能水平與安全等級；
[0011 ]本發明能夠大大降低彎路時對前方車輛與臨近車輛的目標混淆，能夠有效跟蹤目標，避免此類誤判，大大提高行車的安全性和舒適性。
【附圖說明】
[0012]圖1是自適應巡航系統跟車示意圖；
[0013]圖2是跟車路線不是直線時信號容易丟失的示意圖；
[0014]圖3是跟車路線不是直線時跟車容易混淆的示意圖；
[0015]圖4是雷達電控旋轉安裝座根據跟車系統控制器指令調整示意圖；
[0016]圖5是雷達轉向調整的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]實施例1:一種自動跟車系統，本自動跟車系統主要由視頻檢測跟蹤模塊，跟車系統控制器、雷達模塊，油門、制動控制模塊組成。該系統具備自適應巡航控制(ACC)中所有功能，并且能夠在行駛彎路時，同樣適用。
[0018]其中的:
[0019]視頻檢測跟蹤模塊:由一個攝像探頭和視頻控制器組成，安裝在車內后視鏡位置，攝像探頭記錄車輛前方影響，視頻控制器檢測車輛位置，并進行跟蹤，同時記錄車道位置并將跟蹤信息與車道位置信息發送至跟車系統控制器。
[0020]跟車系統控制器:控制器通過計算，得出所跟蹤的前方車輛與當前車輛的中軸線夾角，并通過此夾角值控制雷達模塊朝向，在一定范圍內，且前方車輛保持在當前車道內時，保證雷達正對前方車輛尾部。
[0021 ]雷達模塊:由一個77G毫米波雷達和電控旋轉安裝座組成。電控旋轉安裝座根據跟車系統控制器對雷達朝向的控制信息進行雷達朝向的調整。
[0022]油門、制動控制模塊:類似自適應巡航控制(ACC)中的油門、制動控制，由控制單元直接電控車輛油門與制動系統。
[0023]實施例2:—種汽車自動跟車控制系統，主要由視頻檢測跟蹤模塊，跟車系統控制器、雷達模塊組成；
[0024]所述視頻檢測跟蹤模塊，包括攝像探頭和視頻控制器，安裝在車內后視鏡位置，攝像探頭記錄車輛前方影像，視頻控制器檢測車輛位置，并進行跟蹤，同時記錄車道位置，并將跟蹤信息(以當前車輛位置為原點跟蹤前車最末端兩個邊緣點并轉化成粗略坐標位置)與車道位置信息發送至跟車系統控制器；
[0025]所述跟車系統控制器，計算并得出所跟蹤的前方車輛與當前車輛的中軸線夾角，通過此夾角值控制雷達模塊朝向，使得其在一定范圍內，且前方車輛保持在當前車道內時，雷達正對前方車輛尾部；
[0026]所述雷達模塊，主要由77G毫米波雷達和電控旋轉安裝座組成，電控旋轉安裝座根據跟車系統控制器發出的對雷達朝向的控制信息進行雷達朝向的調整。
[0027]作為一種實施例，所述計算所跟蹤的前方車輛與當前車輛的中軸線夾角，通過此夾角值控制雷達模塊朝向，其具體包括如下步驟:
[0028]S1.視頻圖像根據本車機艙蓋邊緣線延長線交點與攝像頭連線確定當前車輛中軸線；
[0029]S2.以中軸線作為基準，將圖像按照一定角度劃分出左右各若干等級，本實施例劃分出三個等級(11、1^、1^3、1?1、1?2、1?六個區域)；
[0030]S3.圖像識別前車最末端兩個邊緣點，并取該兩個邊緣點的連線的中點作為前車的基準點，即圖中空心圓部分，根據兩個空心圓取該兩個空心圓的中點處的實心圓作為前車基準點；圖像是一個平面化的數據模型，但是圖像中能夠識別并跟蹤車輛的指定輪廓，類似于照相機的人臉識別。這里指的是跟蹤車輛尾燈，當然也可以跟蹤牌照板輪廓，目的是通過這兩個點來計算前車最后牌照板所處平面的中點。
[0031]S4.前車基準點落在的區域的位置表示相應等級的轉動方向和度數，依據該轉動方向和度數向電控旋轉安裝座輸出對雷達朝向的控制信息，如實心點落在區域LI，輸出雷達按照每秒5°向左偏轉的控制信息，系統調節允許誤差為±1%，直到基準點(實心點)落在中軸線上。
[0032]所述視頻檢測跟蹤模塊，包括攝像探頭和視頻控制器，安裝在車內后視鏡位置，攝像探頭記錄車輛前方影像，視頻控制器檢測車輛位置。
[0033]實施例3: —種汽車自動跟車系統，包括上述任意種所述的汽車自動跟車控制系統、油門和制動控制模塊，汽車自動跟車控制系統控制雷達朝向，以跟蹤前車方向和車道，并由控制單元直接電控車輛油門與制動系統。
[0034]實施例4: 一種汽車自動跟車控制方法，包括如下步驟:
[0035]記錄車輛前方影像，檢測車輛位置，并進行跟蹤，同時記錄車道位置，并將跟蹤信息(以當前車輛位置為原點跟蹤前車最末端兩個邊緣點并轉化成粗略坐標位置)與車道位置信息發送至跟車系統控制器；
[0036]跟車系統控制器計算并得出所跟蹤的前方車輛與當前車輛的中軸線夾角，通過此夾角值控制雷達模塊朝向，使得其在一定范圍內，且前方車輛保持在當前車道內時，雷達正對前方車輛尾部；
[0037]電控旋轉安裝座根據跟車系統控制器發出的對雷達朝向的控制信息進行雷達朝向的調整。
[0038]作為一種實施例，所述計算所跟蹤的前方車輛與當前車輛的中軸線夾角，通過此夾角值控制雷達模塊朝向，其具體包括如下步驟:
[0039]S1.視頻圖像根據本車機艙蓋邊緣線延長線交點與攝像頭連線確定當前車輛中軸線；
[0040]S2.以中軸線作為基準，將圖像按照一定角度劃分出左右各若干等級，本實施例劃分出三個等級(11、1^、1^3、1?1、1?2、1?六個區域)；
[0041]S3.圖像識別前車最末端兩個邊緣點，并取該兩個邊緣點的連線的中點作為前車的基準點，即圖中空心圓部分，根據兩個空心圓取該兩個空心圓的中點處的實心圓作為前車基準點；
[0042]S4.前車基準點落在的區域的位置表示相應等級的轉動方向和度數，依據該轉動方向和度數向電控旋轉安裝座輸出對雷達朝向的控制信息，如實心點落在區域LI，輸出雷達按照每秒5°向左偏轉的控制信息，系統調節允許誤差為±1%，直到基準點(實心點)落在中軸線上。
[0043]實施例5: —種汽車自動跟車方法，包括上述任意種所述的汽車自動跟車控制方法，控制雷達朝向，以跟蹤前車方向和車道，并由控制單元直接電控車輛油門與制動系統，控制車輛制動。
[0044]實施例6: 一種控制雷達朝向的方法，包括如下步驟:
[0045]S1.視頻圖像根據本車機艙蓋邊緣線延長線交點與攝像頭連線確定當前車輛中軸線；
[0046]S2.以中軸線作為基準，將圖像按照一定角度劃分出左右各若干等級，本實施例劃分出三個等級(11、1^、1^3、1?1、1?2、1?六個區域)；
[0047]S3.圖像識別前車最末端兩個邊緣點，并取該兩個邊緣點的連線的中點作為前車的基準點，即圖中空心圓部分，根據兩個空心圓取該兩個空心圓的中點處的實心圓作為前車基準點；
[0048]S4.前車基準點落在的區域的位置表示相應等級的轉動方向和度數，依據該轉動方向和度數向電控旋轉安裝座輸出對雷達朝向的控制信息，如實心點落在區域LI，輸出雷達按照每秒5°向左偏轉的控制信息，系統調節允許誤差為±1%，直到基準點(實心點)落在中軸線上。
[0049]由此，上述各實施例中的技術方案，可以得到，本發明結構簡單，具有通用性，僅需匹配視頻檢測跟蹤與雷達朝向就能實現精準閉環控制；
[0050]本發明能夠有效避免自適應巡航控制(ACC)中雷達信號丟失現象，進而車輛不會再彎道突然加速，更不可能造成追尾或緊急制動情況，大的提高了系統的智能水平與安全等級；
[0051]本發明能夠大大降低彎路時對前方車輛與臨近車輛的目標混淆，能夠有效跟蹤目標，避免此類誤判，大大提高行車的安全性和舒適性。
[0052]本發明通過電控旋轉安裝座實現了雷達朝向的自適應性，變相的增大了雷達的檢測范圍；
[0053]本發明通過視頻對前方車輛的跟蹤檢測，保證了彎路行駛時，行車的安全性；
[0054]本發明通過視頻與雷達的相互配合，更加準確的跟蹤目標車輛，提高駕駛的安全性、舒適性，同時降低系統誤報率；
[0055]本發明結構簡單，易于加工、安裝，具備通用性。
[0056]以上所述，僅為本發明創造較佳的【具體實施方式】，但本發明創造的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明創造披露的技術范圍內，根據本發明創造的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明創造的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種汽車自動跟車控制系統，其特征在于，主要由視頻檢測跟蹤模塊，跟車系統控制器、雷達模塊組成； 所述視頻檢測跟蹤模塊，檢測車輛位置，并進行跟蹤，同時記錄車道位置，并將跟蹤信息與車道位置信息發送至跟車系統控制器； 所述跟車系統控制器，計算并得出所跟蹤的前方車輛與當前車輛的中軸線夾角，通過此夾角值控制雷達模塊朝向，且前方車輛保持在當前車道內時，雷達正對前方車輛尾部； 所述雷達模塊，主要由雷達和電控旋轉安裝座組成，電控旋轉安裝座根據跟車系統控制器發出的對雷達朝向的控制信息進行雷達朝向的調整。2.如權利要求1所述的汽車自動跟車控制系統，其特征在于，所述計算所跟蹤的前方車輛與當前車輛的中軸線夾角，通過此夾角值控制雷達模塊朝向，其具體包括如下步驟: S1.視頻圖像根據本車機艙蓋邊緣線延長線交點與攝像頭連線確定當前車輛中軸線； S2.以中軸線作為基準，將圖像按照一定角度劃分出左右各若干等級； S3.圖像識別前車最末端兩個邊緣點，并取該兩個邊緣點的連線的中點作為前車的基準點； S4.前車基準點落在的區域的位置表示相應等級的轉動方向和度數，依據該轉動方向和度數向電控旋轉安裝座輸出對雷達朝向的控制信息，直到基準點落在中軸線上。3.如權利要求1所述的汽車自動跟車控制系統，其特征在于，所述視頻檢測跟蹤模塊，包括攝像探頭和視頻控制器，安裝在車內后視鏡位置，攝像探頭記錄車輛前方影像，視頻控制器檢測車輛位置。4.一種汽車自動跟車系統，其特征在于，包括權利要求1-3中任意種所述的汽車自動跟車控制系統、油門和制動控制模塊，汽車自動跟車控制系統控制雷達朝向，以跟蹤前車方向和車道，并由控制單元直接電控車輛油門與制動系統。5.一種汽車自動跟車控制方法，其特征在于，包括如下步驟: 記錄車輛前方影像，檢測車輛位置，并進行跟蹤，同時記錄車道位置，并將跟蹤信息與車道位置信息發送至跟車系統控制器； 跟車系統控制器計算并得出所跟蹤的前方車輛與當前車輛的中軸線夾角，通過此夾角值控制雷達模塊朝向，且前方車輛保持在當前車道內時，雷達正對前方車輛尾部； 電控旋轉安裝座根據跟車系統控制器發出的對雷達朝向的控制信息進行雷達朝向的調整。6.如權利要求5所述的汽車自動跟車控制方法，其特征在于，所述計算所跟蹤的前方車輛與當前車輛的中軸線夾角，通過此夾角值控制雷達模塊朝向，其具體包括如下步驟: S1.視頻圖像根據本車機艙蓋邊緣線延長線交點與攝像頭連線確定當前車輛中軸線； S2.以中軸線作為基準，將圖像按照一定角度劃分出左右各若干等級； S3.圖像識別前車最末端兩個邊緣點，并取該兩個邊緣點的連線的中點作為前車的基準點； S4.前車基準點落在的區域的位置表示相應等級的轉動方向和度數，依據該轉動方向和度數向電控旋轉安裝座輸出對雷達朝向的控制信息，直到基準點落在中軸線上。7.一種汽車自動跟車方法，其特征在于，包括權利要求5-6中任意種所述的汽車自動跟車控制方法，控制雷達朝向，以跟蹤前車方向和車道，并由控制單元直接電控車輛油門與制動系統，控制車輛制動。8.一種控制雷達朝向的方法，包括如下步驟: S1.視頻圖像根據本車機艙蓋邊緣線延長線交點與攝像頭連線確定當前車輛中軸線； S2.以中軸線作為基準，將圖像按照一定角度劃分出左右各若干等級； S3.圖像識別前車最末端兩個邊緣點，并取該兩個邊緣點的連線的中點作為前車的基準點； S4.前車基準點落在的區域的位置表示相應等級的轉動方向和度數，依據該轉動方向和度數向電控旋轉安裝座輸出對雷達朝向的控制信息，直到基準點落在中軸線上。
【文檔編號】B60W40/02GK106043277SQ201610496972
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月30日
【發明人】田雨農, 劉楊, 李豐, 趙偉, 尹航, 劉述成, 王強, 劉洪時
【申請人】大連樓蘭科技股份有限公司