本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種車輛跟車距離控制方法及裝置，利用基于變結(jié)構(gòu)滑膜控制理論所建立的跟蹤坐標系，可以確定前車與本車之間的相對速度值和相對距離值所在的目標區(qū)域，進而按照目標區(qū)域的類型處理計算得到的本車加速度值得到最優(yōu)加速度值，從而由下層控制器按照該最優(yōu)加速度值控制動力系統(tǒng)和/或者制動系統(tǒng)完成扭矩輸出。本發(fā)明專利技術(shù)通過設(shè)計系統(tǒng)勻速區(qū)和系統(tǒng)緩沖區(qū)，解決了前車近距離切入切出所出現(xiàn)的制動減速度不夠平滑連續(xù)的問題，提高了乘坐舒適性。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種車輛跟車距離控制方法及裝置
本專利技術(shù)涉及車輛輔助駕駛
，更具體地說，涉及一種車輛跟車距離控制方法及裝置。
技術(shù)介紹
汽車自適應(yīng)巡航系統(tǒng)是在傳統(tǒng)定速巡航的基礎(chǔ)上增加外部雷達或攝像頭等傳感器，通過獲取環(huán)境信息輸出加速或減速控制指令給車輛執(zhí)行系統(tǒng)，以解放駕駛員的雙腳。現(xiàn)有的自適應(yīng)巡航技術(shù)，在前方出現(xiàn)速度低于駕駛員所設(shè)定目標速度且相對距離小于駕駛員所設(shè)定安全距離的前車時，本車的車輛控制器會立即決策減速度請求值，從而使本車達到與前車相同的速度以及安全距離；而當前車輛逐漸加速時，本車也會跟隨加速，但速度不會超過目標速度。上述控制策略對于路況良好的高速道路可以保證舒適性，但在路況擁堵或者車道彎道較小時，前車突然近距離切入切出會出現(xiàn)制動減速度不夠平滑連續(xù)的問題，從而影響駕駛員乘坐的舒適性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
有鑒于此，為解決上述問題，本專利技術(shù)提供一種車輛跟車距離控制方法及裝置，技術(shù)方案如下：一種車輛跟車距離控制方法，包括：獲取針對前車的環(huán)境信息，所述環(huán)境信息的前車加速度值、與本車之間的相對速度值和相對距離值；在預(yù)先基于變結(jié)構(gòu)滑膜控制理論建立的跟蹤坐標系中確定所述相對速度值和所述相對距離值所在的目標區(qū)域，所述目標區(qū)域為系統(tǒng)加速區(qū)、系統(tǒng)減速區(qū)、系統(tǒng)勻速區(qū)和系統(tǒng)緩沖區(qū)中的一個；將所述前車加速度值、所述相對速度值、所述相對距離值和預(yù)設(shè)安全距離值代入至預(yù)先基于滑膜面特性確定的加速度控制律中，計算本車加速度值；按照所述目標區(qū)域的類型處理所述本車加速度值得到最優(yōu)加速度值，并將所述最優(yōu)加速度值下發(fā)至下層控制器，以使所述下層控制器基于所述最優(yōu)加速度值控制動力系統(tǒng)和/或制動系統(tǒng)的輸出扭矩。優(yōu)選的，預(yù)先基于變結(jié)構(gòu)滑膜控制理論建立跟蹤坐標系的過程包括：構(gòu)建巡航系統(tǒng)滑膜面，所述巡航系統(tǒng)滑膜面由相對速度滑膜面、相對距離滑膜面和控制增益構(gòu)成；建立以前車與本車之間的相對速度為縱軸、以跟隨距離誤差為橫軸的初始坐標系，其中，跟隨距離誤差用于表征前車與本車之間的相對距離與預(yù)設(shè)安全距離的誤差；利用所述巡航系統(tǒng)滑膜面將所述初始坐標系劃分為系統(tǒng)加速區(qū)、系統(tǒng)減速區(qū)以及加速度過渡區(qū)；基于預(yù)設(shè)勻速區(qū)最小相對速度將所述加速度過渡區(qū)劃分為系統(tǒng)勻速區(qū)和系統(tǒng)緩沖區(qū)。優(yōu)選的，所述利用所述巡航系統(tǒng)滑膜面將所述初始坐標系劃分為系統(tǒng)加速區(qū)、系統(tǒng)減速區(qū)以及加速度過渡區(qū)之前，所述方法還包括：對所述巡航系統(tǒng)滑膜面進行區(qū)域擴展得到巡航系統(tǒng)滑膜層。優(yōu)選的，所述基于預(yù)設(shè)勻速區(qū)最小相對速度將所述加速度過渡區(qū)劃分為系統(tǒng)勻速區(qū)和系統(tǒng)緩沖區(qū)之后，還包括：利用預(yù)設(shè)勻速區(qū)邊界相對距離和所述控制增益優(yōu)化所述系統(tǒng)勻速區(qū)與所述系統(tǒng)緩沖區(qū)的邊界。優(yōu)選的，所述預(yù)先基于滑膜面特性確定的加速度控制律為：ades為本車加速度，為前車加速度，kG為所述控制增益，vrel為前車與本車的相對速度、η為預(yù)設(shè)控制參數(shù)且η＞0，S為所述巡航系統(tǒng)滑膜面，tset為預(yù)設(shè)安全距離。優(yōu)選的，所述按照所述目標區(qū)域的類型處理所述本車加速度值得到最優(yōu)加速度值，包括：如果所述目標區(qū)域為系統(tǒng)加速區(qū)或者系統(tǒng)減速區(qū)，則將所述本車加速度值作為最優(yōu)加速度值；如果所述目標區(qū)域為系統(tǒng)勻速區(qū)，則將所述最優(yōu)加速度值確定為0；如果所述目標區(qū)域為系統(tǒng)緩沖區(qū)，則對所述本車加速度值進行濾波處理得到最優(yōu)加速度值。一種車輛跟車距離控制裝置，包括：獲取模塊、確定模塊、計算模塊和處理模塊，所述確定模塊中包含有坐標系建立單元，所述計算模塊中包含有控制律確定單元；所述獲取模塊，用于獲取針對前車的環(huán)境信息，所述環(huán)境信息的前車加速度值、與本車之間的相對速度值和相對距離值；所述坐標系建立單元，用于預(yù)先基于變結(jié)構(gòu)滑膜控制理論建立跟蹤坐標系；所述確定模塊，用于在所述跟蹤坐標系中確定所述相對速度值和所述相對距離值所在的目標區(qū)域，所述目標區(qū)域為系統(tǒng)加速區(qū)、系統(tǒng)減速區(qū)、系統(tǒng)勻速區(qū)和系統(tǒng)緩沖區(qū)中的一個；所述控制律確定單元，用于預(yù)先基于滑膜面變化率確定的加速度控制律；所述計算模塊，用于將所述前車加速度值、所述相對速度值、所述相對距離值和預(yù)設(shè)安全距離值代入所述加速度控制律中，計算本車加速度值；所述處理模塊，用于按照所述目標區(qū)域的類型處理所述本車加速度值得到最優(yōu)加速度值，并將所述最優(yōu)加速度值下發(fā)至下層控制器，以使所述下層控制器基于所述最優(yōu)加速度值控制動力系統(tǒng)和/或制動系統(tǒng)的輸出扭矩。優(yōu)選的，所述坐標系建立單元，具體用于：構(gòu)建巡航系統(tǒng)滑膜面，所述巡航系統(tǒng)滑膜面由相對速度滑膜面、相對距離滑膜面和控制增益構(gòu)成；建立以前車與本車之間的相對速度為縱軸、以跟隨距離誤差為橫軸的初始坐標系，其中，跟隨距離誤差用于表征前車與本車之間的相對距離與預(yù)設(shè)安全距離的誤差；利用所述巡航系統(tǒng)滑膜面將所述初始坐標系劃分為系統(tǒng)加速區(qū)、系統(tǒng)減速區(qū)以及加速度過渡區(qū)；基于預(yù)設(shè)勻速區(qū)最小相對速度將所述加速度過渡區(qū)劃分為系統(tǒng)勻速區(qū)和系統(tǒng)緩沖區(qū)。優(yōu)選的，所述坐標系建立單元，還用于：利用預(yù)設(shè)勻速區(qū)邊界相對距離和所述控制增益優(yōu)化所述系統(tǒng)勻速區(qū)與所述系統(tǒng)緩沖區(qū)的邊界。優(yōu)選的，所述處理模塊，具體用于：如果所述目標區(qū)域為系統(tǒng)加速區(qū)或者系統(tǒng)減速區(qū)，則將所述本車加速度值作為最優(yōu)加速度值；如果所述目標區(qū)域為系統(tǒng)勻速區(qū)，則將所述最優(yōu)加速度值確定為0；如果所述目標區(qū)域為系統(tǒng)緩沖區(qū)，則對所述本車加速度值進行濾波處理得到最優(yōu)加速度值。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)實現(xiàn)的有益效果為：以上本專利技術(shù)提供了一種車輛跟車距離控制方法及裝置，利用基于變結(jié)構(gòu)滑膜控制理論所建立的跟蹤坐標系，可以確定前車與本車之間的相對速度值和相對距離值所在的目標區(qū)域，進而按照目標區(qū)域的類型處理計算得到的本車加速度值得到最優(yōu)加速度值，從而由下層控制器按照該最優(yōu)加速度值控制動力系統(tǒng)和/或者制動系統(tǒng)完成扭矩輸出。本專利技術(shù)通過設(shè)計系統(tǒng)勻速區(qū)和系統(tǒng)緩沖區(qū)，解決了前車近距離切入切出所出現(xiàn)的制動減速度不夠平滑連續(xù)的問題，提高了乘坐舒適性。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術(shù)實施例提供的車輛跟車距離控制方法的方法流程圖；圖2為跟蹤坐標系示例；圖3為本專利技術(shù)實施例提供的車輛跟車距離控制方法的部分方法流程圖；圖4示出一初始坐標系劃分結(jié)果；圖5為系統(tǒng)勻速區(qū)和系統(tǒng)緩沖區(qū)的邊界設(shè)計示例；圖6a為第一象限狀態(tài)遷移曲線示例；圖6b為第二四象限狀態(tài)遷移曲線示例；圖6c為第三象限狀態(tài)遷移曲線示例；圖6d為第二四象限狀態(tài)遷移曲線另一示例；圖7為本專利技術(shù)實施例提供的車輛跟車距離控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式下面將結(jié)合本專利技術(shù)實施本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種車輛跟車距離控制方法，其特征在于，包括：/n獲取針對前車的環(huán)境信息，所述環(huán)境信息的前車加速度值、與本車之間的相對速度值和相對距離值；/n在預(yù)先基于變結(jié)構(gòu)滑膜控制理論建立的跟蹤坐標系中確定所述相對速度值和所述相對距離值所在的目標區(qū)域，所述目標區(qū)域為系統(tǒng)加速區(qū)、系統(tǒng)減速區(qū)、系統(tǒng)勻速區(qū)和系統(tǒng)緩沖區(qū)中的一個；/n將所述前車加速度值、所述相對速度值、所述相對距離值和預(yù)設(shè)安全距離值代入至預(yù)先基于滑膜面特性確定的加速度控制律中，計算本車加速度值；/n按照所述目標區(qū)域的類型處理所述本車加速度值得到最優(yōu)加速度值，并將所述最優(yōu)加速度值下發(fā)至下層控制器，以使所述下層控制器基于所述最優(yōu)加速度值控制動力系統(tǒng)和/或制動系統(tǒng)的輸出扭矩。/n
【技術(shù)特征摘要】
1.一種車輛跟車距離控制方法，其特征在于，包括：
獲取針對前車的環(huán)境信息，所述環(huán)境信息的前車加速度值、與本車之間的相對速度值和相對距離值；
在預(yù)先基于變結(jié)構(gòu)滑膜控制理論建立的跟蹤坐標系中確定所述相對速度值和所述相對距離值所在的目標區(qū)域，所述目標區(qū)域為系統(tǒng)加速區(qū)、系統(tǒng)減速區(qū)、系統(tǒng)勻速區(qū)和系統(tǒng)緩沖區(qū)中的一個；
將所述前車加速度值、所述相對速度值、所述相對距離值和預(yù)設(shè)安全距離值代入至預(yù)先基于滑膜面特性確定的加速度控制律中，計算本車加速度值；
按照所述目標區(qū)域的類型處理所述本車加速度值得到最優(yōu)加速度值，并將所述最優(yōu)加速度值下發(fā)至下層控制器，以使所述下層控制器基于所述最優(yōu)加速度值控制動力系統(tǒng)和/或制動系統(tǒng)的輸出扭矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，預(yù)先基于變結(jié)構(gòu)滑膜控制理論建立跟蹤坐標系的過程包括：
構(gòu)建巡航系統(tǒng)滑膜面，所述巡航系統(tǒng)滑膜面由相對速度滑膜面、相對距離滑膜面和控制增益構(gòu)成；
建立以前車與本車之間的相對速度為縱軸、以跟隨距離誤差為橫軸的初始坐標系，其中，跟隨距離誤差用于表征前車與本車之間的相對距離與預(yù)設(shè)安全距離的誤差；
利用所述巡航系統(tǒng)滑膜面將所述初始坐標系劃分為系統(tǒng)加速區(qū)、系統(tǒng)減速區(qū)以及加速度過渡區(qū)；
基于預(yù)設(shè)勻速區(qū)最小相對速度將所述加速度過渡區(qū)劃分為系統(tǒng)勻速區(qū)和系統(tǒng)緩沖區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述巡航系統(tǒng)滑膜面將所述初始坐標系劃分為系統(tǒng)加速區(qū)、系統(tǒng)減速區(qū)以及加速度過渡區(qū)之前，所述方法還包括：
對所述巡航系統(tǒng)滑膜面進行區(qū)域擴展得到巡航系統(tǒng)滑膜層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于預(yù)設(shè)勻速區(qū)最小相對速度將所述加速度過渡區(qū)劃分為系統(tǒng)勻速區(qū)和系統(tǒng)緩沖區(qū)之后，還包括：
利用預(yù)設(shè)勻速區(qū)邊界相對距離和所述控制增益優(yōu)化所述系統(tǒng)勻速區(qū)與所述系統(tǒng)緩沖區(qū)的邊界。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)先基于滑膜面特性確定的加速度控制律為：
ades為本車加速度，為前車加速度，kG為所述控制增益，vrel為前車與本車的相對速度、η為預(yù)設(shè)控制參數(shù)且η＞0，S為所述巡航系統(tǒng)滑膜面，tset為預(yù)設(shè)安全距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照所述目標區(qū)域的類型處理所述本車加速度值得到最優(yōu)加速度值，包括：
如果所述目標區(qū)域為系統(tǒng)加速區(qū)或者系統(tǒng)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王斌，許嵩，方恩，劉飛，張棟林，孫偉，
申請(專利權(quán))人：上海汽車集團股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31
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