一种融合近距离探测系统的自适应巡航系统

摘要

一种融合近距离探测系统的自适应巡航系统，装设于一第一车辆，其包括近距离探测单元及控制单元。近距离探测单元探测第一车辆前方设定距离范围内的障碍物及第二车辆的行驶状态，根据行驶状态产生一行驶状态信息，根据是否存在障碍物，产生障碍物信息或无障碍物信息。控制单元接收近距离探测单元的信息，计算第一车辆停止至起步的起停时间间隔，并比对起停时间间隔与一设定时间，当第一车辆处于停止状态，且第二车辆由停止状态变为行驶状态时，若控制单元接收到障碍物信息，则控制第一车辆保持停止；若控制单元接收到无障碍物信息，则根据起停时间间隔与设定时间的比对结果，判断是否控制第一车辆开始行驶。

权利要求

1.一种融合近距离探测系统的自适应巡航系统，装设于一第一车辆，其特征在于，所述融合近距离探测系统的自适应巡航系统包括：

一近距离探测单元，所述近距离探测单元包括一超声波雷达单元和/或一环视单元，所述超声波雷达单元设于所述第一车辆的前端，沿车头轮廓分布于车头处，所述环视单元至少包括安装于车头或车身两侧的摄像头，所述超声波雷达单元和/或所述环视单元用于探测所述第一车辆前方设定距离范围内的一障碍物及一第二车辆的行驶状态，并根据所述行驶状态产生一行驶状态信息，根据是否存在所述障碍物产生一障碍物信息或一无障碍物信息；

一中长距探测单元，所述中长距探测单元包括一毫米波雷达单元和/或一摄像头单元，所述毫米波雷达单元设于所述第一车辆的前端，所述摄像头单元安装于前挡风玻璃上方，所述毫米波雷达单元和/或所述摄像头单元用于探测所述第一车辆前方设定距离范围外的第二车辆的行驶状态和障碍物信息，并根据所述行驶状态产生一行驶状态信息，根据是否存在所述障碍物产生一障碍物信息或一无障碍物信息；

一控制单元，电连接所述近距离探测单元和所述中长距探测单元，所述控制单元接收所述近距离探测单元和所述中长距探测单元传来的行驶状态信息、障碍物信息或无障碍物信息，所述控制单元还计算所述第一车辆停止至起步的一起停时间间隔，并比对所述起停时间间隔与一设定时间；

当所述第一车辆处于停止状态，且所述第二车辆由停止状态变为行驶状态时，若所述控制单元接收到所述障碍物信息，则控制所述第一车辆保持停止；若所述控制单元接收到所述无障碍物信息，则根据所述起停时间间隔与所述设定时间的比对结果，判断是否控制所述第一车辆开始行驶；

若所述控制单元判断所述起停时间间隔小于所述设定时间，则控制起动所述第一车辆；若所述控制单元判断所述起停时间间隔大于所述设定时间，则等待接受一油门控制信息，根据所述油门控制信息起动所述第一车辆。

2.根据权利要求1所述的融合近距离探测系统的自适应巡航系统，其特征在于：还包括一发动机单元，所述发动机单元电连接所述控制单元，所述控制单元根据接收的行驶状态信息产生一第一控制信息，以控制所述第一车辆起步或加速，所述发动机单元接收所述第一控制信息，并根据所述第一控制信息控制所述第一车辆起步或加速。

3.根据权利要求2所述的融合近距离探测系统的自适应巡航系统，其特征在于：所述控制单元判断所述起停时间间隔小于所述设定时间时，根据所述第一控制信息控制所述发动机单元起动所述第一车辆。

4.根据权利要求2所述的融合近距离探测系统的自适应巡航系统，其特征在于：更包括一油门控制单元，所述油门控制单元电连接所述控制单元，所述控制单元判断所述起停时间间隔大于所述设定时间时，所述控制单元等待驾驶员控制所述油门控制单元以产生所述油门控制信息，所述控制单元根据所述油门控制信息控制所述发动机单元起动所述第一车辆。

5.根据权利要求1所述的融合近距离探测系统的自适应巡航系统，其特征在于：更包括一煞车单元，电连接所述控制单元，所述控制单元还根据接收的行驶状态信息产生一第二控制信息，所述煞车单元接收所述第二控制信息，并根据所述第二控制信息控制所述第一车辆减速或停止，当所述煞车单元控制所述第一车辆停止时，所述第二车辆由停止状态变为行驶状态，且所述控制单元接收到所述障碍物信息，所述控制单元根据所述第二控制信息控制所述第一车辆持续保持在停止状态。

6.根据权利要求1至5任一项所述的融合近距离探测系统的自适应巡航系统，其特征在于：更包括一输入单元，所述输入单元电连接所述控制单元，用于输入所述设定时间储存至所述控制单元。

说明书

一种融合近距离探测系统的自适应巡航系统

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车安全技术领域，尤其涉及一种融合近距离探测系统的自适应巡航系统。

背景技术

[0002] 随着国际国内各大汽车企业陆续开发并推出主动安全功能，包括自适应巡航系统、自动紧急制动系统、车道保持辅助系统等。根据最新调查，自适应巡航系统是用户感知价值较高的功能，且用户对与该功能的使用有较高的需求。

[0003] 自适应巡航系统的使用安全性始终是一个需要不断提升的技术问题，需要考虑各种工况，研究功能的便利性和使用的安全性，使两者达到平衡，保证尽可能安全的前提下让用户的使用感受达到最好。

[0004] 自适应巡航系统的工作状态主要分有以下几个部分：关闭、待机、激活、故障；其中：

[0005] 关闭：系统处于关闭状态，驾驶员无法对功能参数进行调整；

[0006] 待机：系统处于开启状态，但是自适应巡航功能未对车辆进行纵向控制；

[0007] 激活：驾驶员通过激活按键激活系统，自适应巡航系统能够对自车进行纵向控制。在激活状态下，自适应巡航系统针对几种状态，会作以下操控：若无前车时，自适应巡航系统会按驾驶员设定的车速匀速行驶。若跟随前车行驶，且前车车速小于自车车速，自适应巡航系统会控制车辆与前车保持设定的车间时距跟随形式。若前车趋停，自适应巡航系统能够跟随前车到停，并最终保持两车的安全车距。跟随前车到停后，若前车起步，自车能够自动或在驾驶员确认的情况下跟随前车起步；

[0008] 故障：自使用巡航系统的传感器出现软硬件故障或执行关联系统出现故障。

[0009] 目前，自适应巡航系统的传感器主要是中距离雷达或长距离雷达或摄像头。其中，中距离雷达或长距离雷达虽然对于车辆前方较远的距离(例如160米)具有较高的探测精度，然后由于其本身硬件特性的限制，对车辆前方静距离(约5米范围内)环境的探测精度并不高，在车辆前方约5米范围内存在探测盲区。摄像头虽然可以探测到车辆前方100米左右的环境，然而由于其安装位置的原因(通常安装在前挡风玻璃上方)，在车辆前舱盖前面存在探测盲区。也就是说，目前的自适应巡航系统传感器均存在在车辆前方近距离范围内存在探测盲区的问题，因此在自适应巡航使用过程中在一些特殊的工况下无法正常判断车辆前方工况，从而导致功能为了保证安全性而不得不丧失一些便利性和舒适性。

[0010] 例如，在上述自适应巡航“激活”状态中，在“跟随前车到停后，若前车起步，自车能够自动或在驾驶员确认的情况下跟随前车起步”的状况下，在交通路况极其复杂，特别是在城郊道路，行人、自行车、电瓶车和摩托车穿行于马路上，当车辆在自适应巡航功能控制下跟随前车到停后，此时自车与前车中间极有可能出现行人、自行车、摩托车等，自车若自动跟随前车起步，则会与前方道路使用者发生碰撞。

[0011] 传统的规避该风险的策略为，当后车跟随前车到停时，3秒内前车起步，后车能够自动跟随起步，若前车在3秒后起步，后车则不会自动跟随起步，而需要驾驶员确认后才能起步，其中，3秒时间可以根据实际情况调整。3秒内，也有可能在后车与前车间出现行人，若将3秒调整成0秒，则每次驾驶员均需要在前车起步后，再通过按键或油门进行起步，这又极大降低驾驶员使用的舒适性。

[0012] 因此传统的解决方案，并不能从本质上规避上述危险的出现，并且传统的解决方案，将极大影响驾驶员使用的便利性和舒适性。

发明内容

[0013] 有鉴于此，本发明提供了一种即可有效规避碰撞风险又不会影响驾驶便利性和舒适性的融合近距离探测系统的自适应巡航系统。

[0014] 本发明提供的融合近距离探测系统的自适应巡航系统，装设于一第一车辆，其包括一近距离探测单元和一控制单元。所述近距离探测单元用于探测所述第一车辆前方设定距离范围内的一障碍物及一第二车辆的行驶状态，并根据所述行驶状态产生一行驶状态信息，根据是否存在所述障碍物产生一障碍物信息或一无障碍物信息。所述控制单元电连接所述近距离探测单元，用于接收所述近距离探测单元传来的行驶状态信息、障碍物信息或无障碍物信息。所述控制单元还计算所述第一车辆停止至起步的一起停时间间隔，并比对所述起停时间间隔与一设定时间。当所述第一车辆处于停止状态，且所述第二车辆由停止状态变为行驶状态时，若所述控制单元接收到所述障碍物信息，则控制所述第一车辆保持停止；若所述控制单元接收到所述无障碍物信息，则根据所述起停时间间隔与所述设定时间的比对结果，判断是否控制所述第一车辆开始行驶。

[0015] 进一步地，所述自适应巡航系统还包括一中长距探测单元，所述中长距探测单元用于探测所述第一车辆前方设定距离范围外的第二车辆的行驶状态和障碍物信息，所述控制单元接收的行驶状态信息、障碍物信息或无障碍物信息包括所述中长距探测单元产生的行驶状态信息、障碍物信息或无障碍物信息。

[0016] 进一步地，所述自适应巡航系统还包括一发动机单元，所述发动机单元电连接所述控制单元，所述控制单元根据接收的行驶状态信息产生一第一控制信息，以控制所述第一车辆起步或加速，所述发动机单元接收所述第一控制信息，并根据所述第一控制信息控制所述第一车辆起步或加速。

[0017] 进一步地，所述控制单元判断所述起停时间间隔小于所述设定时间时，根据所述第一控制信息控制所述发动机单元起动所述第一车辆。

[0018] 进一步地，所述自适应巡航系统更包括一油门控制单元，所述油门控制单元电连接所述控制单元，所述控制单元判断所述起停时间间隔大于所述设定时间时，所述控制单元等待驾驶员控制所述油门控制单元以产生一油门控制信息，所述控制单元根据所述油门控制信息控制所述发动机单元起动所述第一车辆。

[0019] 进一步地，所述自适应巡航系统更包括一煞车单元，电连接所述控制单元，所述控制单元还根据接收的行驶状态信息产生一第二控制信息，所述煞车单元接收所述第二控制信息，并根据所述第二控制信息控制所述第一车辆减速或停止，当所述煞车单元控制所述第一车辆停止时，所述第二车辆由停止状态变为行驶状态，且所述控制单元接收到所述障碍物信息，所述控制单元根据所述第二控制信息控制所述第一车辆持续保持在停止状态。

[0020] 进一步地，所述自适应巡航系统更包括一输入单元，所述输入单元电连接所述控制单元，用于输入所述设定时间储存至所述控制单元。

[0021] 进一步地，所述近距离探测单元包括一超声波雷达单元和/或一环视单元，所述超声波雷达单元发射超声波以探测所述障碍物或所述第二车辆，所述环视单元至少包括安装于车头或车身两侧的摄像头，所述环视单元利用所述摄像头探测所述障碍物或所述第二车辆。

[0022] 进一步地，所述中长距探测单元包括一毫米波雷达单元和/或一摄像头单元，所述毫米波雷达单元发射毫米波以探测所述第一车辆前方设定距离范围外的障碍物或第二车辆，所述摄像头单元安装于前挡风玻璃上方以探测所述第一车辆前方设定距离范围外的障碍物或第二车辆。

[0023] 本发明利用近距离探测单元的超声波雷达单元，及/或环视单元的摄像头，探测前方车辆以及障碍物，自适应巡航系统并根据起停时间间隔是否小于所述设定时间，判断是否控制第一车辆开始行驶，使得第一车辆跟随前方第二车辆到停后，若第二车辆起步，且前方无障碍物，第一车辆能够自动跟随前车起步，无需驾驶员再次确认后起步；或者，当前方出现行人等道路使用者时，不再跟随前方车辆自动起步，或在驾驶员确认的情况下跟随前车起步。藉由近距离探测单元中超声波雷达单元以及环视单元，改善传统自适应巡航系统传感器近距离探测盲区问题，提高自适应巡航系统的安全性、便利性和舒适性。

[0024] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

[0025] 图1为本发明提供的融合近距离探测系统的自适应巡航系统的示意图。

[0026] 图2为本发明实施例中配置有融合近距离探测系统的自适应巡航系统的车辆示意图。

[0027] 图3A为本发明实施例中中长距探测单元的毫米波雷达单元的安装位置及探测范围示意图。

[0028] 图3B为本发明实施例中中长距探测单元的摄像头单元的安装位置及探测范围示意图。

[0029] 图4A为本发明实施例中近距离探测单元的超声波雷达探测单元的安装位置及探测范围示意图。

[0030] 图4B为本发明实施例中近距离探测单元的环视单元的安装位置及探测范围示意图。

具体实施方式

[0031] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。

[0032] 请参阅图1，图1为本发明提供的融合近距离探测系统的自适应巡航系统的示意图。由图1所示，融合近距离探测系统的自适应巡航系统100包括中长距探测单元170、近距离探测单元110、控制单元120以及发动机单元130。控制单元120电连接近距离探测单元110和中长距探测单元170，发动机单元130电连接控制单元120。

[0033] 请参阅图2，图2为本发明实施例中配置有融合近距离探测系统的自适应巡航系统的车辆的行车示意图。由图2所示，第一车辆200以及第二车辆202行驶于道路上，第一车辆200前方跟随第二车辆202行驶。第一车辆200配置有融合近距离探测系统的自适应巡航系统100。

[0034] 请参阅图1，中长距探测单元170用于探测距离第一车辆200设定距离范围外的第二车辆202的行驶状态(该行驶状态可为行进状态或是停止状态)，近距离探测单元110用于探测距离第一车辆200设定距离范围内的第二车辆202的行驶状态，也就是说，当第二车辆202与第一车辆200之间的距离超过设定距离时，其行驶状态由中长距探测单元170探测，当第二车辆202与第一车辆200之间的距离小于设定距离时，其行驶状态由近距离探测单元
110探测。该设定距离可以根据中长距探测单元170和近距离探测单元110的测距范围而调整，通常情况下，设定距离的数值应该使中长距探测单元170和近距离探测单元110的测距范围能够无缝衔接。中长距探测单元170和近距离探测单元110探测到第二车辆202的行驶状态后，产生一行驶状态信息Sc，行驶状态信息Sc包括探测到的行驶状态。中长距探测单元
170和近距离探测单元110也用于探测第一车辆200前方的障碍物250，于此实施例中，障碍物250为路上的一位行人。当中长距探测单元170和近距离探测单元110探测到障碍物250时，产生障碍物信息So。当第一车辆200前方并无障碍物时，中长距探测单元170和近距离探测单元110并未探测到障碍物，因此，中长距探测单元170和近距离探测单元110产生一无障碍物信息Sn。

[0035] 控制单元120接收中长距探测单元170和近距离探测单元110传送的行驶状态信息Sc、障碍物信息So、以及无障碍物信息Sn。控制单元120根据行驶状态信息和/或障碍物信息So、无障碍物信息Sn产生第一控制信息S1以及第二控制信息S2。控制单元120以第一控制信息S1控制第一车辆200起步或加速，以第二控制信息S2控制第一车辆200减速或停止。控制单元120会计算第一车辆200自完全停止，至下次开始行驶之间的时间间隔，在此称为起停时间间隔To。另外，控制单元120储存有一设定时间Ts。

[0036] 发动机单元130电连接控制单元120。发动机单元130接收第一控制信息S1，第一控制信息S1控制发动机单元130起步或加速，则第一车辆200进行起步或加速。

[0037] 于一实施例，融合近距离探测系统的自适应巡航系统100更包括一输入单元140，输入单元140电连接控制单元120。输入单元140用于输入设定时间Ts，并将设定时间Ts储存至控制单元120。需说明的是，上述的设定时间Ts可为一手动输入数值、或一默认值。

[0038] 于一实施例中，图1的融合近距离探测系统的自适应巡航系统100更包括一煞车单元150，煞车单元150电连接控制单元120，煞车单元150用于接收第二控制信息S2。请参阅图2，第一车辆200前方跟随第二车辆202行驶，当第二车辆202由行驶状态变为完全停止，控制单元120根据第二车辆202的行驶状态信息产生第二控制信息S2，第二控制信息S2控制煞车单元150煞车，则后方跟车的第一车辆200随之处于减速并进入停止状态。

[0039] 当第一车辆200处于停止状态时，第二车辆202由停止状态变为行驶状态，即第二车辆202起步行驶。此时，中长距探测单元170或近距离探测单元110探测到第二车辆202由停止变为起步行驶，并且探测到第一车辆200前方有一障碍物250。需说明的是，此处所指的障碍物可为行人、自行车、电瓶车和摩托车等在自适应巡航功能控制下跟随前车到停后任意可能出现在第一车辆200前方的障碍物。控制单元120接收到障碍物信息So，并根据行驶状态信息和障碍物信息产生第二控制信息S2，根据第二控制信息S2控制第一车辆200持续保持在停止状态。

[0040] 于另一实施例中，当第一车辆200处于停止状态时，第二车辆202由停止状态变为行驶状态。控制单元120接收到无障碍物信息Sn，控制单元120判断起停时间间隔To是否小于设定时间Ts，并根据判断结果判断是否控制第一车辆200开始行驶状态。当控制单元120判断起停时间间隔To小于设定时间Ts时，控制单元120以第一控制信息S1控制发动机单元130加速或开始运转，则第一车辆200开始起步，进入行驶状态，融合近距离探测系统的自适应巡航系统100完成控制第一车辆200跟随前车(即第二车辆202)起步的行驶控制。

[0041] 于另一实施例，融合近距离探测系统的自适应巡航系统100更包括一油门控制单元160，油门控制单元160电连接控制单元120。控制单元120判断起停时间间隔To大于设定时间Ts时，控制单元120等待驾驶员控制油门控制单元160。需说明的是上述驾驶员控制油门控制单元160的方式，可为驾驶员踩油门踏板、转油门或其他任意控制油门的方式。油门控制单元160则产生一油门控制信息Sa，控制单元120根据所接收到的油门控制信息Sa，控制发动机单元130开始运转，则第一车辆200开始起步加速，进入行驶状态。

[0042] 于一实施例，第一车辆200中的中长距探测单元170包括一毫米波雷达单元172和/或一摄像头单元174。毫米波雷达单元172设置于第一车辆200的前端，用于发射毫米波以探测距离第一车辆200设定距离范围外的障碍物250或第二车辆202。摄像头单元174采用的摄像头为普通的摄像头，其设置于前挡风玻璃上方的内后视镜位置处，用于采集距离第一车辆200设定距离范围外的障碍物250或第二车辆202的影像。如图3A所示，毫米波雷达单元172的最远探测距离大约为160米，最近探测距离大约为2米，其探测盲区为第一车辆200前方2米范围内的区域。如图3B所示，摄像头单元174的最远探测距离大约为100米，其探测盲区为车辆前舱盖前方的三角形区域。

[0043] 于一实施例，第一车辆200中的近距离探测单元110包括一超声波雷达单元112。超声波雷达单元112基于超声波传感器实现，主要功能有盲区探测、半自动/自动泊车辅助功能、障碍物提醒等。超声波雷达单元112会向四周发射超声波，以探测障碍物250或第二车辆202。当超声波打到障碍物250或第二车辆202，超声波雷达单元112接收反射回的超声波，而判断前方障碍物250或第二车辆202与本车的距离。超声波雷达单元112设置于所述第一车辆200的前端，沿车头轮廓分布于车头处，如图4A所示，图4A中示出车头处设有4个超声波雷达单元，如此，可以保证近距离探测单元110的探测范围，避免存在探测死角。当然，为了便于泊车及防止后车追尾，车尾部分最好也布置有超声波雷达单元112，其布置方式与布置于车头时相似，在此不再赘述。

[0044] 如此，通过在第一车辆200上加设超声波雷达单元112，可以实现车辆周围近距离范围内的障碍物探测，并在探测到近距离障碍物时，及时告知控制单元120，由控制单元120自动采取相应的控制措施，提高融合近距离探测系统的自适应巡航系统100的行车安全性，且不会影响驾驶舒适性和便利性。由于超声波雷达单元112具有较高的近距离探测准确性，因此可以避免现有自适应巡航系统中因中长距雷达自身的硬件限制所造成的近距离探测不准的情况。

[0045] 于另一实施例，第一车辆200中的近距离探测单元110包括一环视单元117。本实施例的环视单元117为360度环视单元，其主要通过布置在车辆四周的鱼眼摄像头实现，主要功能是泊车辅助功能。如图4B所示，环视单元117包括四个摄像头220，这些摄像头220主要分布在车头、车尾以及车身两侧的后视镜处，将这些摄像头220的探测范围综合起来，可以探测车辆360度范围内的影像，避免出现探测死角。如此，通过在第一车辆200上加设环视单元117，可以实现车辆周围近距离范围内的障碍物探测，并在探测到近距离障碍物时，及时告知控制单元120，由控制单元120自动采取相应的控制措施，提高融合近距离探测系统的自适应巡航系统100的行车安全性，且不会影响驾驶舒适性和便利性。由于环视单元117具有较大的探测范围，因此可以避免现有自适应巡航系统中因摄像头仅安装于前挡风玻璃上方所造成的探测盲区，提高探测的准确性。

[0046] 另外，于本发明的另一实施例中，第一车辆200中的近距离探测单元110还可同时包括超声波雷达单元112以及环视单元117，使融合近距离探测系统的自适应巡航系统100的近距离探测单元110可以同时把超声波雷达单元112以及环视单元117整合在一起，因此可将超声波雷达单元112以及环视单元117探测到第一车辆200和/或前方障碍物250信息传送给融合近距离探测系统的自适应巡航系统100，进一步提高探测的准确性。需说明的是，前述前方障碍物信息包括：是否有障碍物信息、障碍物的距离、报警信号。

[0047] 综上所述，本发明通过把超声波雷达单元112及/或环视单元117整合在自适应巡航系统100的近距离探测单元110中，以探测第一车辆200前的障碍物，并配合设定时间的判断，使自适应巡航系统100跟随前车到停后，若前方出现行人等道路使用者时，可以自动不跟随前方车辆自动起步，若前方无行人等道路使用者，则能自动跟随前车起步，无需驾驶员再次确认后起步。能够弥补自适应巡航系统传感器近距离探测盲区问题，提高自适应巡航系统的安全性、便利性和舒适性。

[0048] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。