CN108263382A - 基于目标车辆的驾驶样式的协同自适应巡航控制*** - Google Patents

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Abstract

一种协同自适应巡航控制(CACC)***获取目标车辆的驾驶样式，并基于驾驶样式可变地提供CACC***遵循的本车辆的车辆间距离和响应速度等级。CACC***包括：通信单元，接收车辆信息和本车辆行驶的区域的道路信息；信息收集单元，收集前方车辆的行驶信息，本车辆的车辆信息以及道路信息；和控制单元，根据所生成的控制信息，基于目标车辆的驾驶样式，控制车辆间距离和CACC***的响应速度等级。

Description

基于目标车辆的驾驶样式的协同自适应巡航控制***
技术领域
本公开的示例性实施例涉及协同自适应巡航控制(以下称为“CACC”)***，并且更具体地涉及获取目标车辆的驾驶样式(driving pattern)并且可变地提供CACC***基于驾驶样式而追随的车辆间距离和响应速度等级的CACC***。
背景技术
自适应巡航控制(以下称为“ACC”)***是操作以等于或低于驾驶员所设定的速度执行自动驾驶并且恒定保持与目标车辆的车辆间距离的***。ACC***提供一种巡航功能，其按驾驶员设定的速度执行自动驾驶，同时通过利用安装在车辆上的雷达传感器感测前方来保持与目标车辆的恒定距离，或者提供控制车辆的速度不超过驾驶员设定的速度的功能。
ACC***可以使得驾驶员能够不为了调节车辆的行驶速度而连续操作加速器踏板，以向驾驶员提供便利，并且可以通过防止车辆行驶超过设定速度来实现安全驾驶。
另一方面，CACC***是可以通过向上述ACC***添加V2X(车辆到万物)通信来改善ACC功能的***。CACC***可以通过V2I(车辆到基础设施)接收道路限速，通过V2V(车辆到车辆)接收关于在同一车道上行驶的目标车辆的信息，然后基于接收到的信息来提高ACC性能。
CACC***可以将车辆间距离、时间间隔和响应速度等级设定为通常使用的参数。然而，每次根据目标车辆的道路状态或移动来改变这些参数的设置是不方便的。
为了避免这种不便，需要根据道路状态或目标车辆的移动来自动设置参数。
发明内容
本公开的目的是通过获取目标车辆的驾驶样式、道路信息和/或天气信息以及目标车辆的速度来生成CACC***控制信息，并且可变地提供车辆间距离和CACC***的响应速度等级(responsible speed level)。
通过以下描述可以理解本公开的其他目的和优点，并且参照本公开的实施例变得显而易见。而且，对于本公开所属领域的技术人员显而易见的是，本公开的目的和优点可以通过所要求保护的手段及其组合来实现。
根据本公开的一个方面，一种设置在本车辆中以控制本车辆的行驶速度的协同自适应巡航控制(CACC)***包括：通信单元，被配置为：使用V2V(车辆到车辆)和V2I(车辆到基础设施)通信来接收包括周边车辆的位置和行驶信息的车辆信息以及本车辆行驶的区域的道路信息；信息收集单元，被配置为：使用设置在本车辆上的传感器来收集前方车辆的行驶信息、本车辆的车辆信息以及本车辆行驶的区域的道路信息；和控制单元，被配置为：基于由通信单元获取的周边车辆的车辆信息和由信息收集单元收集的前方车辆的行驶信息，来选择本车辆要跟随的目标车辆；使用由所述通信单元和所述信息收集单元收集的道路信息，来生成多个状况(case)的信息；使用目标车辆的行驶信息和本车辆的车辆信息来生成用于所生成的多个状况的控制信息；以及根据所生成的控制信息，基于目标车辆的驾驶样式，控制所述CACC***中的本车辆的车辆间距离和响应速度等级。
根据本公开的方面的CACC***可以还包括：驱动单元，被配置为控制节气门和制动器，其中，控制单元控制驱动单元以控制本车辆的行驶速度。此外，根据本公开的方面的CACC***可以还包括：驾驶员车辆接口(DVI)单元，被配置为：从驾驶员接收目标速度和目标时间间隔中的至少一个，并且向驾驶员通知所述CACC***的状态信息和目标车辆的驾驶样式。
信息收集单元可以包括：导航单元，被配置为：收集本车辆当前行驶的区域的道路信息；前方信息获取单元，被配置为：收集在本车辆前方行驶的前方车辆的信息；和信息单元，被配置为：收集行驶中的本车辆的信息。信息收集单元可以还包括时间传感器、照度传感器和雨量传感器，它们被配置为收集关于本车辆当前行驶的区域的时间和天气的信息。
控制单元可以包括：状态管理单元，被配置为：管理所述CACC***的状态；目标车辆选择单元，被配置为：基于从通信单元获取的周边车辆的车辆信息和由信息收集单元收集的前方车辆的行驶信息，来选择本车辆要跟随的目标车辆；分析模块，被配置为：使用由通信单元和信息收集单元收集的道路信息来生成多个状况的信息；使用目标车辆的行驶信息和本车辆的车辆信息来生成用于所生成的多个状况的控制信息；根据所生成的控制信息来确定目标车辆的驾驶样式；以及基于所确定的驾驶样式来确定车辆间距离；判断单元，被配置为：基于从所述分析模块传送的所确定的驾驶样式来确定所述CACC***中的本车辆的响应速度等级；和行驶管理单元，被配置为：根据所确定的车辆间距离和响应速度等级来控制本车辆的行驶速度。
状态管理单元可以将CACC***的状态显示为以下之一：关闭状态，在其中，所述CACC***不工作；待机状态，在其中，所述CACC***工作，但不控制本车辆的行驶速度；ACC激活状态，在其中，在感兴趣区域中不存在通过V2V通信连接的车辆的状态下，仅使用从本车辆获取的信息来控制本车辆的行驶速度；以及协同激活状态，在其中，在感兴趣区域中存在通过V2V通信连接的周边车辆，并且使用通过V2V通信获取的来自周边车辆的信息和从本车辆获取的信息来控制本车辆的行驶速度。
分析模块可以基于目标车辆的驾驶样式数据，生成用于维持与目标车辆的设定距离的本车辆的控制信息。此外，分析模块可以将本车辆的控制信息与本车辆当前行驶的区域的道路信息进行匹配。
根据本公开的另一方面，一种用于在协同自适应巡航控制(CACC)***中设定本车辆的车辆间距离和响应速度等级的方法，所述CACC***设置在本车辆中以控制本车辆的行驶速度，所述方法包括以下步骤：收集道路信息，所述道路信息包括本车辆当前行驶的区域的道路等级和交通信息；收集在本车辆前方行驶的目标车辆的相对速度信息和距离信息；收集本车辆的速度信息和车辆状态信息；基于道路等级和交通信息来生成目标车辆的驾驶样式数据；以及基于目标车辆的驾驶样式，根据本车辆的控制信息，设定车辆间距离和所述CACC***的响应速度等级。
生成目标车辆的驾驶样式数据的步骤还包括：基于目标车辆的驾驶样式数据，生成用于维持与目标车辆的设定距离的本车辆的控制信息。
生成本车辆的控制信息的步骤还包括：将行驶中的车辆的控制信息与车辆当前行驶的区域的道路信息进行匹配。
控制响应速度等级的步骤还包括：根据道路信息显示前方车辆的驾驶样式。
根据本公开的CACC***，由于可以简化驾驶员的设置菜单，因此可以提高驾驶员的使用便利性，并且可以得到CACC***的自动驾驶安全性。
应当理解的是，本公开的上述一般性描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的本公开的进一步解释。
附图说明
根据以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本公开的上述和其他目的，特征和其他优点，其中：
图1是应用本公开的CACC***的示例性图；
图2是示出直线道路上的CACC***的感兴趣区域(ROI)的图；
图3是示出根据本公开的实施例的CACC***的配置的框图；
图4是示出根据本公开的信息收集单元310的示例的图；
图5是示出根据本公开的实施例的CACC***的状态转换的图；
图6是判断单元如何控制响应速度等级的参考图；和
图7是示出根据本公开的实施例的用于跟随CACC***的目标车辆的跟随控制方法的流程图。
具体实施方式
可以理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似的术语包括一般的机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)的客车、公共汽车、卡车、各种商用车辆、包括各种船只和船舶的水运工具、飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，来自非石油资源的燃料)。如本文所提及的，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油动力和电动动力的车辆。
这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意图限制本公开。如本文所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一”，“一个”和“该”也旨在包括复数形式。应该进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。在整个说明书中，除非明确地相反地描述，否则词语“包括”以及诸如“含有”或“包含”的变化将被理解为暗示包含陈述的要素，但不排除任何其他要素。另外，在说明书中描述的术语“单元”、“器”，“件”和“模块”意味着用于处理至少一个功能和操作的单元，并且可以由硬件组件或软件组件和它们的组合来实现。
此外，本公开的控制逻辑可以体现为包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的例子包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读介质还可以分布在网络连接的计算机***中，使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(CAN)以分布方式被存储和执行。
除非特别定义，否则说明书中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)可以用作本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义。另外，通常使用但在词典中没有定义的术语，如果没有明确和特别的定义，则不能理想地或过度地解释。
在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施例。说明书中定义的内容，例如详细的结构和元件，只不过是提供用于帮助本领域普通技术人员全面理解本公开的具体细节。然而，本公开不限于以下公开的实施例，而是可以以不同的形式实现。
首先，将定义可适用于本文所提供的说明书的定义。
前方车辆：在本车辆前方且沿着本车辆的同一道路向同一方向移动的车辆。
间隔：前方车辆的末端与本车辆的前部之间的距离。
感兴趣区域：稍后将要描述的潜在感兴趣车辆和目标车辆所存在的区域，并且可能对在本车辆中提供的CACC***的控制产生影响。
潜在感兴趣车辆：存在于感兴趣区域中并且执行与本车辆的V2V通信的车辆。
目标车辆：跟随本车辆并且可以通过V2V通信连接或不连接到本车辆的车辆。
时间间隔：通过本车辆的速度和本车辆与前方车辆之间的间隔计算出的值(时间间隔＝间隔/速度)。
在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施例。
图1是应用本公开的CACC***的示例性图。
如图1所示，应用于本公开的CACC***300是为了增强现有技术中的ACC***的感测能力而优选添加了与前方车辆和/或基础设施的无线通信的***。CACC***300可以使用V2I通信接收道路速度限制、时间间隔(本车辆与前方车辆之间的时间差)和/或来自路侧设备(RSE)的其他标准消息。也就是说，车辆的CACC***300可以通过V2I通信从区域交通控制***接收信息的输入，例如推荐的设定速度或时间间隔。此外，CACC***可以通过与至少一个周边车辆20的V2V通信接收包括周边车辆20的行驶信息(速度和加速度)的周边车辆信息，或者可以将其自己的车辆信息传送到周边车辆20。此外，CACC***可以使用相关技术中的传感器来获取可能在本车辆前方的车辆的车辆信息。
在这种情况下，行驶车辆信息可以包括用于与其他车辆进行区分的车辆标识(ID)、车辆形状、尺寸、制动性能、包括总车辆重量的车辆财源信息、由纬度、经度和高度的3D坐标表示的车辆位置信息、以正北方向为基准测得的车辆前进角、车辆速度、加速度、横摆率、制动状态、节气门位置和转向角。
此外，CACC***可以通过驾驶员车辆接口(DVI)60从驾驶员接收设定速度或时间间隔的输入，并且可以向驾驶员通知CACC***的状态信息。此外，CACC***可以从设置在车辆内部的各种传感器或控制装置获取车辆信息50。CACC***可以通过基于通过上述方法收集的各种类型的数据来控制节气门或制动器，从而控制车辆的速度。
如上所述，通过V2V通信和/或V2I通信的信息获取，CACC***可以在保持平稳驾驶行为的同时更精确地控制与前方车辆的时间间隔，并且可以相当迅速地对多个前方车辆的速度改变进行响应。此外，CACC***的优点是，它可以设定更短的时间间隔，而不会削弱安全性或驾驶员的稳定感。
图2是示出直线道路上的CACC***的感兴趣区域(ROI)的图。
CACC***可能只对进入感兴趣区域(ROI)的周边车辆感兴趣。来自超出ROI的车辆的信息在控制车辆时可以被视为无意义的信息。因此，CACC***可以仅使用来自位于感兴趣区域内的车辆的信息来执行控制操作，以减少施加到CACC***的负荷。
参考图2，以安装有CACC***的车辆的中心为基准，感兴趣区域可以被设定为分别在左右方向上具有约16m和约32m的长度。此外，感兴趣区域可以被设定为以驾驶员座椅为中心，在前方方向上具有大约250m的长度并且在后方方向上具有大约100m的长度。在弯曲道路的情况下，感兴趣区域可以被设定为对设定在直线道路上的感兴趣区域进行弯曲，以匹配弯曲道路的曲率。
此外，CACC***可以设定目标车辆和潜在感兴趣车辆(PVOI)。目标车辆是指安装有CACC***的本车辆跟随的前方车辆。也就是说，CACC***在计算时间间隔时使用本车辆与目标车辆之间保持的距离，并且目标车辆成为恒定保持时间间隔的目标。潜在感兴趣车辆是指处于感兴趣区域内并通过V2V通信连接到CACC***的车辆。潜在感兴趣车辆可以是会对安装有CACC***的本车辆的速度控制产生影响的车辆。位于侧车道中且预期合流到本车辆的车道中的车辆，或者处于与本车辆和目标车辆相同的车道中且位于目标车辆前方的车辆，可以是潜在感兴趣车辆，并且潜在感兴趣车辆可以成为目标车辆。
图3是示出根据本公开的实施例的CACC***的配置的框图。
参考图3，根据本公开的CACC***可以包括信息收集单元310、通信单元320、DVI单元340和控制单元330。控制单元(或“控制器”)330可以包括状态管理单元331、行驶管理单元333、目标车辆选择单元335、分析模块337和判断单元339。
通信单元320可以基于V2I通信从RSE 10接收道路速度限制、时间间隔(本车辆与前方车辆之间的时间差)和/或其他标准消息。也就是说，车辆的CACC***300不仅可以通过V2I通信从区域交通控制***接收推荐的设定速度或时间间隔信息，还可以接收与道路、交通、天气等有关的信息。特别地，通信单元320可以接收车辆当前行驶的区域的道路信息(道路等级和交通信息)，并且可以将道路信息传送到控制单元330。此外，通信单元320可以通过与至少一个周边车辆20的V2V通信接收包括周边车辆20的行驶信息(速度和加速度)的周边车辆信息，或者可以将其自己的车辆信息传送到周边车辆20。特别地，在这种情况下，通信单元可以将不仅自己的行驶信息，而且还有前方车辆的标识信息或行驶信息，提供给周边车辆20。在周边车辆仅提供标识信息的情况下，通信单元可以使用来自具有该标识信息的周边车辆的信息，来获取已经发送了标识信息的周边车辆的前方车辆的车辆信息。因此，即使对于目标车辆和目标车辆的前方车辆，本车辆也可以获取车辆信息。另一方面，在仅发送标识信息的情况下，由各车辆发送的数据量可以被减少。
此外，信息收集单元310可以收集控制CACC***所需的本车辆信息以及使用传感器收集的周围环境信息。本车辆信息可以包括本车辆行驶速度、节气门和制动控制信息，并且周围环境信息可以包括通过传感器收集的周边车辆20的信息。特别地，如果本车辆前方存在目标车辆，则信息收集单元可以通过基于雷达或激光雷达计算目标车辆的行驶速度和间隔距离，来收集周围环境信息。
图4是示出根据本公开的信息收集单元310的示例的图。
参考图4，信息收集单元310可以包括导航单元311、前方信息获取单元312和信息单元313。
导航单元311可以接收从多个GPS卫星发送的信号，并且可以通过检测包括在接收信号中的位置信息来向驾驶员显示地图、相关信息和关于感兴趣点的信息。此外，导航单元311可以显示关于一般车辆行驶期望路线的各种信息。特别地，以与通信单元320相同的方式，导航单元311可以收集车辆当前行驶的区域的道路信息(道路等级和交通信息)并将其传送到控制单元330。
前方信息获取单元312可以从前方相机提供的图像数据获取车道数据并且通过雷达数据或激光数据获取停止物体的距离信息，并且可以将所获取的数据和信息传送到控制单元330。
具体地，前方信息获取单元312可以通过处理通过安装在车辆前部的相机所获取的图像来计算车道宽度、车道上的车辆的水平位置、与侧车道的距离、车道形状和道路的曲率半径。
此外，前方信息获取单元312可以使用激光、激光雷达或雷达来感测在前方行驶的前方车辆、包括安装在道路周围的结构的停止物体和来自对向车道的车辆，并且可以计算与在同一方向上行驶的前方车辆的车辆间距离或与停止物体的距离。
信息单元313可以测量基于变速器的输出轴的转数测得的本车辆的行驶速度、根据方向盘操作的转向角变化、节气门和制动控制信息，并且可以将测得的信息发送到控制单元330。
再次参考图3，DVI单元340可以通过驾驶员-车辆接口接收从驾驶员输入的设定信息，并且可以将需要通知给驾驶员的信息(例如，CACC***300的状态信息和可以由CACC***300产生的警报信息)传送给驾驶员。作为示例，驾驶员可以通过DVI单元340输入目标速度和/或目标时间间隔，并且CACC***300可以操作本车辆以匹配输入的目标速度和/或目标时间间隔。作为稍后将描述的另一示例，可以通过DVI单元340将关于CACC***是处于关闭状态，待机状态还是激活状态的状态信息通知给驾驶员。
此外，CACC***还可以包括驱动单元(未示出)。驱动单元可以根据稍后描述的控制单元330的控制信号来控制节气门和/或制动器。
控制单元330可以基于由信息收集单元310和通信单元320获取的信息来控制本车辆的行驶速度。也就是说，控制单元330可以基于由通信单元320获取的周边车辆的车辆信息和由信息收集单元310收集的前方车辆的行驶信息来选择本车辆要跟随的目标车辆，并且如果没有选择本车辆要跟随的目标车辆，则可以基于本车辆的目标速度来控制本车辆的行驶速度，并且如果选择了本车辆要跟随的目标车辆，则可以基于目标车辆的速度信息、本车辆的速度信息以及目标时间间隔来控制本车辆的行驶速度。在这种情况下，用户可以设定目标速度和目标时间间隔，或者CACC***可以基于由信息收集单元310和通信单元320获取的信息来自动地设定目标速度和目标时间间隔以匹配状况。
为了执行上述功能，控制单元330还可以包括状态管理单元331、行驶管理单元333和目标车辆选择单元335，并且还可以包括分析模块337和判断单元339。
目标车辆选择单元335可以基于通过通信单元320得到的多个周边车辆20的车辆信息来选择潜在感兴趣车辆和目标车辆。潜在感兴趣车辆是指如上所述的存在于感兴趣区域中的周边车辆。如果基于从周边车辆接收的位置信息和本车辆的位置信息，周边车辆在感兴趣区域内，则可以选择对应的周边车辆并将其登记为潜在感兴趣车辆。另外，可以选择潜在感兴趣车辆当中的刚好位于本车辆前方的前方车辆作为目标车辆。特别地，在目标车辆的情况下，需要以非常高的可靠性验证目标车辆，并且因此可以通过以下基于通过信息收集单元310收集的前方车辆信息验证三种条件来选择目标车辆。
1.使用潜在感兴趣车辆的位置信息，选择在与本车辆的车道相同的车道上行驶的潜在感兴趣车辆(以下称为“第一组潜在感兴趣车辆”)。
2.选择以下潜在感兴趣车辆(在下文中称为“第二组潜在感兴趣车辆”)，在其中，从第一组潜在感兴趣车辆中的每个潜在感兴趣车辆接收的存在范围信息处于(0.1×(由传感器测得的范围))和(0.7×(每个潜在感兴趣车辆的长度))中的较大值内。在这种情况下，如果潜在感兴趣车辆的长度未知，则(0.7×(每个潜在感兴趣车辆的长度))的值可以是约3.3m。
3.选择以下潜在感兴趣车辆(以下称为“第三组潜在感兴趣车辆”)，在其中，从第二组潜在感兴趣车辆中的每个潜在感兴趣车辆接收的速度信息与传感器测得的速度之间的差值在1m/s以内。
一般而言，在通过验证三种条件而选择的第三组潜在感兴趣车辆中仅包括一个潜在感兴趣车辆。然而，在第三组潜在感兴趣车辆中包括两个或更多个潜在感兴趣车辆的情况下，可以基于第三组潜在感兴趣车辆中的每个潜在感兴趣车辆的位置信息来选择处于最近位置的潜在感兴趣车辆作为目标车辆。
如果目标车辆选择单元335确定了目标车辆或潜在感兴趣车辆的存在/不存在，则可以将这样的信息传送到状态管理单元331、行驶管理单元333和/或分析模块337，以用于匹配各功能的目的。
状态管理单元331可以管理CACC***的状态。CACC***可以根据本车辆的状态以及目标车辆和/或潜在感兴趣车辆的存在/不存在而处于关闭状态、待机状态或激活状态。
图5是示出根据本公开的实施例的CACC***的状态转换的图。
参考图5，CACC***可以包括CACC***不工作的关闭状态400、CACC***工作但不控制本车辆的行驶速度的待机状态500、以及控制本车辆的行驶速度的激活状态600。特别地，激活状态600可以包括ACC激活状态610和协同激活状态620，在ACC激活状态中，在感兴趣区域中不存在通过V2V通信连接的车辆的状态下仅使用从本车辆获取的信息来控制本车辆的行驶速度，在协同激活状态中，在感兴趣区域中存在通过V2V通信连接的周边车辆，并且使用通过V2V通信获取的来自周边车辆的信息和从本车辆获取的信息来控制本车辆的行驶速度。
关闭状态400是CACC***不工作的状态。也就是说，在关闭状态400下，CACC***不执行任何功能。CACC***可以通过本车辆的停转或驾驶员的手动操作而转换到关闭状态400。
待机状态500是CACC***处于要激活的状态，在待机状态500下，CACC***不执行速度控制。如果本车辆启动，则在关闭状态400下自动完成自诊断之后，CACC***可以转换到待机状态500，或者可以通过驾驶员的手动操作从关闭状态400转换到待机状态500。此外，如果在激活状态600下接收到驾驶员的手动控制输入(例如，制动或节气门控制)，则CACC***可以转换到待机状态500。
激活状态600是CACC***被激活以执行速度控制的状态。如上所述，激活状态600可以包括ACC激活状态610和协同激活状态620。如果没有通过V2V通信连接的潜在感兴趣车辆或目标车辆，则CACC***工作在ACC激活状态610下，而如果存在通过V2V通信连接的潜在感兴趣车辆或目标车辆，则CACC***工作在协同激活状态620下。如果在待机状态500下，本车辆的速度变得比预定速度(以下称为“第一速度”)高，则CACC***可以转换到激活状态600。另外，如果在激活状态600下，本车辆的速度低于第一速度，则CACC***可以禁止加速或者可以转换到待机状态500。
当CACC***转换到激活状态600时，它可以首先工作在ACC激活状态610下。在ACC激活状态610下，可以执行巡航控制以匹配像现有技术中ACC***那样设定的最高速度，或者如果存在前方车辆，则可以执行跟随控制。在ACC激活状态610下，如果存在通过V2V通信连接的潜在感兴趣车辆或目标车辆，并且从潜在感兴趣车辆或目标车辆接收到的数据是合理的，则CACC***可以被转换到协同激活状态620。在一个实施例中，如果使用V2V通信接收到的与潜在感兴趣车辆或目标车辆有关的信息与由本车辆的传感器通过信息收集单元310获取的车辆信息一致，则可以证实数据是合理的。这种验证可以由目标车辆选择单元335来执行。
另外，如果在协同激活状态620下不存在潜在感兴趣车辆或目标车辆，则CACC***可以转换到ACC激活状态610，并且即使V2V通信未被执行或仅接收到不合理数据，CACC***也可以转换到ACC激活状态610。
CACC***的协同激活状态620可以包括非跟随模式621、近跟随模式622和跟随模式623。非跟随模式621是在以下情况下执行的模式：其中，潜在感兴趣车辆通过V2V通信连接，但是不存在目标车辆，并且通过CACC***对本车辆的速度控制可能受到从潜在感兴趣车辆接收到的数据的影响。
近跟随模式622是在以下情况下执行的模式：其中，存在通过V2V通信连接的目标车辆，并且在这种情况下，通过CACC***对本车辆的速度控制可能受到来自所连接的目标车辆和潜在感兴趣车辆的信息的影响。
跟随模式623是在以下情况下执行的模式：其中，存在目标车辆，但是未通过V2V通信连接。在这种情况下，目标车辆可以由本车辆的传感器感测到，并且这些信息可以由信息收集单元310获取。在这种情况下，通过CACC***对本车辆的速度控制可能受到来自所连接的潜在感兴趣车辆的信息和由传感器感测到的目标车辆的影响。
CACC***在协同激活状态620下可以工作在上述三种模式之一中，并且可以根据是否存在目标车辆以及目标车辆是否通过V2V通信连接来确定三种模式。
也就是说，参考图4，如果在感兴趣区域中不存在目标车辆，但是在协同激活状态620下存在潜在感兴趣车辆，则CACC***可以转换到(A)非跟随模式621，并且如果存在通过V2V通信连接的目标车辆，则CACC***可以转换到(B)近跟随模式。如果在感兴趣区域中存在没有通过V2V通信连接的目标车辆，并且再感兴趣区域中还存在潜在感兴趣车辆，则CACC***可以转换到(C)跟随模式623。
如果连接的目标车辆和潜在感兴趣车辆都不存在，则CACC***可以转换到ACC激活状态610。
可以如下面的表1中那样定义在CACC***的激活状态600下能够控制的每种模式的最大要求和最小要求。
[表1]
参考表1，CACC***不能将最小时间间隔设定为0.5s以下，不能通过最大制动控制执行5m/s^2以上的减速控制，并且不能通过节气门控制执行2.75m/s^2以上的加速控制。
再次参照图3，状态管理单元331可以根据上述方法管理CACC***300的状态，并且如果CACC***300处于激活状态，则行驶管理单元333可以控制本车辆的行驶速度。在CACC***300的情况下，行驶速度通常被控制为，使得驾驶员能够执行驾驶以匹配设定的目标速度。然而，如果存在目标车辆，则行驶速度可以被控制为，使得本车辆能够跟随目标车辆。
根据本公开，CACC***可以基于道路、交通和天气信息来获取目标车辆的驾驶样式，并且可以基于所获取的目标车辆的驾驶样式来控制本车辆的行驶速度。
为此，控制单元330可以另外包括分析模块337和判断单元339。
分析模块337可以基于使用包括导航单元311、前方信息获取单元312和信息单元313的信息收集单元310以及通信单元320收集的本车辆位置、车道信息、左右车道的转向角信息、以及使用了与停止物体的距离测量的护栏曲线信息中的至少一个，来获取目标车辆的驾驶样式，并且基于此，行驶管理单元333可以通过控制转向角度、速度变化和制动来控制本车辆的行驶速度。
具体地，分析模块337可以通过验证通过前方信息获取单元312从图像数据获取的车道信息并且校正通过验证发现的错误，来确保CACC***的稳定性并提高可靠性。也就是说，分析模块337可以通过检测行驶道路上的左/右车道信息的左/右转向角具有等于或大于特定基准值的差的不平行状态，基于根据前方停止物理的曲线信息来校正车道信息。这里，前方停止物体可以是例如沿着道路车道形成的护栏。
此外，分析模块337可以基于通过信息收集单元310和通信单元320获取的道路信息(道路等级和交通信息)来获取目标车辆的驾驶样式数据。
这里，道路等级和交通信息可以在下面的表2和表3中指示。
[表2]
分析模块337可以通过分析道路特性，通过通信单元320，或者通过使用导航单元311和地图信息，来获取本车辆当前行驶的道路的道路等级。下面的表3示出了基于各道路等级(快速路、都市快速路、国道、地方道路和区域道路/其他道路)的行驶速度和车辆间距离设定响应速度等级的示例。
[表3]
参考表3，对于道路交通信息，可以基于车辆行驶的道路的道路等级来收集车辆行驶区域的交通运行信息。也就是说，分析模块337可以基于使用信息收集单元310和通信单元320获取的信息来确定本车辆的行驶方向上的道路状况(自由、慢速和延迟)，并且可以使用DVI单元340选择的颜色(绿色、黄色和红色)，基于道路状况显示本车辆的行驶方向上的道路交通信息。
分析模块337可以基于所获取的车辆当前行驶的区域的道路信息来生成目标车辆的驾驶样式数据。
这里，目标车辆的驾驶样式数据是用于调整与各个类别对应的道路等级以及根据车辆当前行驶的道路的限制速度调整与目标车辆的车辆间距离的数据。
因此，分析模块337可以找到等于与从信息收集单元310和通信单元320获取的与目标车辆的车辆间距离信息的目标车辆的驾驶样式数据，并且可以将找到的驾驶样式数据传送给判断单元339。
判断单元339可以基于目标车辆的驾驶样式数据来控制响应性(即，CACC***中的本车辆的响应速度等级)。
图6是关于判断单元339如何控制响应速度等级的参考图。
参考图6，判断单元339可以通过将从分析模块337接收到的与目标车辆的车辆间距离信息与目标车辆的驾驶样式数据进行匹配，来控制响应速度等级。
因此，判断单元339可以确定通过信息收集单元310和/或通信单元320获取的车辆行驶的道路的信息，即，车辆行驶方向上的道路状况(自由、慢速或延迟)，基于道路状况，用所选择的颜色(绿色、黄色或红色)显示车辆的行驶方向上的道路信息，并且基于所获取的前方车辆速度和车辆间距离控制本车辆的响应速度等级(在图6中标记为“响应”)。
例如，如果道路等级是快速路，交通状况是“空闲”，天气是“干净的”，目标车辆速度是“低”，并且车辆间距离是正常的，则响应性可以是被设定为“正常”。相反，如果道路等级是快速路，交通状况是“空闲”，在雨天目标车辆速度是“高”，车辆间距离是“长”，则可以将响应性设定为“快”。
如上所述，CACC***可以基于道路交通信息和目标车辆速度来设定车辆间距离和响应速度等级，并且可以跟随目标车辆。
图7是示出根据本公开的实施例的用于跟随CACC***的目标车辆的跟随控制方法的流程图。
参考图7，CACC***使用通信单元320和/或导航单元311和地图信息来收集包括车辆当前行驶的区域的道路等级和交通信息的道路信息(S200)。然后，关于由目标车辆选择单元335选择的目标车辆，CACC***基于通过信息收集单元310和通信单元320获取的信息来收集与目标车辆的车辆间距离和本车辆的行驶速度信息(S210)。
分析模块337基于通过通信单元320和/或信息收集单元310收集的本车辆位置、车道信息、左右车道的转向角信息、与停止物体的距离测量和/或车辆当前行驶的区域的道路信息，来生成目标车辆的驾驶样式数据(S220)。
分析模块337可以生成用于根据车辆当前行驶的道路的限制速度调整道路等级和与目标车辆的对应车辆间距离的控制信息(S230)，并且将与目标车辆的车辆间信息与目标车辆的驾驶样式数据匹配(S240)。判断单元339可以基于所匹配的目标车辆的驾驶样式数据来控制CACC***中的本车辆的响应速度等级(S250)。
如上所述，由于自动设定了CACC***所需的车辆间距离和响应速度水平，因此可以简化驾驶员设置菜单，并且可以提高驾驶员的使用便利性。此外，可以获得CACC***的自动驾驶安全性。
另一方面，应该理解，为了便于解释，在说明书中举例说明了CACC。CACC仅仅是各种ADAS功能中的一种，根据本发明提出的CACC实现也可以用于实现其他相关的ADAS功能。例如，所提出的根据本发明的方法甚至可以用于实现如下ADAS功能中的一个或组合，例如CACC、ACC(自适应巡航控制)、LCDAS(车道变换决策辅助***)、LDWS(车道偏离警告***)、LKAS(车道保持辅助***)、RBDPS(道路边界离开预防***)、PDCMS(行人检测和碰撞减轻***)、CSWS(曲线速度预警***)、FVCWS(前方车辆碰撞预警***)和LSF(低速跟随)。
在一个或多个示例性实施例中，所解释的功能可以通过硬件、软件、固件或其某种组合来实现。在通过软件实施的情况下，这些功能可以作为一个或多个指令或代码被存储或传输到计算机可读介质上。计算机可读介质包括通信介质和计算机存储介质，其包括便于将计算机程序从一个地方转移到另一个地方的特定介质。存储介质可以是可以被计算机访问的特定可用介质。作为非限制性的例子，这样的计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储器、磁盘存储器或另一个磁存储设备，或者可以由计算机访问的另一种介质，并且可以用于以指令或数据结构的形式传送或存储期望的程序代码。此外，某种连接可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或无线技术(例如，红外线、无线电或超高频)从网站、服务器或另一远程源传输软件，则介质的定义中包括同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或无线技术(例如，红外、无线电或超高频)。这里使用的盘和碟包括压缩盘(CD)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘。通常，盘磁性地再现数据，而碟通过激光光学地再现数据。上述组合也应该包括在计算机可读介质的范围内。
在通过程序代码或代码段来实现实施例的情况下，应该认识到，代码段可以指示过程、功能、子程序、程序、例程、子例程、模块，软件包、类或指令、数据结构或程序命令的某种组合。代码段可以通过信息、数据、自变量、参数或存储器内容的传送和/或接收而连接到另一代码段或硬件电路。信息、自变量、参数和数据可以使用包括存储器共享、消息传输、令牌传输和网络传输的某种适当手段来传送、发送或传输。另外，在一些方面中，方法或算法的步骤和/或操作可以作为在可以被集成为计算机程序组成的机器可读介质和/或计算机可读介质上的代码和/或命令中的一个、组合或一组而驻留。
在软件实现的情况下，上述技术可以通过执行上述功能的模块(例如，过程或功能)来实现。软件代码可以存储在存储器模块中并且可以由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器中或处理器外部，并且在这种情况下，存储器单元可以通过本领域已知的各种方式可通信地连接到处理器。
在硬件实现的情况下，处理单元可以在专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)，可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器，被设计为执行上述功能的其他电子单元及其组合中的至少一个中实现。
如上所述，示例了一个或多个实施例。没有为了解释上述实施例的目的而描述组件或方法的所有可能的组合，但是本领域技术人员可以认识到，各种实施例的许多另外的组合和替换是可能的。因此，上述实施例可以包括在所附权利要求的真实含义和范围内的所有替换、修改和变化。此外，在说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和/或“由......组成”意味着除了所描述的组件、步骤、操作和/或设备之外，不排除一个或多个其他组件、步骤、操作和/或设备存在或添加。
如本文所使用的，术语“估计”或“评估”是指用于根据事件和/或数据通常占领的一组观察来确定或估计***、环境和/或用户状态的过程。该估计可以用于识别特定的情况或操作，并且可以产生例如状态的概率分布。估计可能是概率的，并且可能是基于对数据或事件的考虑而计算对应状态的概率分布。估计可以是用于从一组事件和/或数据构建上层事件的技术。这样的估计可以根据一组观察到的事件和/或存储的事件数据、事件在时间上是否紧密相关以及事件和数据是来自一个还是多个事件和数据源，来估计新的事件或操作。
此外，在本公开的描述中使用的术语“组件”、“模块”或“***”不限于此，而是可以包括硬件、固件、硬件和软件组合、软件或计算机相关示例，例如正在执行的软件。例如，组件不限于其名称，而可以是在处理器上执行的进程、处理器，对象、可执行执行线程、程序和/或计算机。示例地，在操作设备和操作设备上驱动的应用可以全部是组件。一个或多个组件可以驻留在进程和/或执行线程中，并且组件可以集中在一台计算机中和/或可以分布在两台或更多台计算机之间。此外，可以从其中存储各种数据结构的各种计算机可读介质执行这些组件。这些组件可以根据具有一个或多个数据分组的信号(例如，来自本地***的、分布式***的另一个组件的、和/或与其他***经由信号通过网络(如互联网)交互的某个组件的数据)通过本地和/或远程进程彼此通信***。
应该理解，上述实施例是示例性的，以帮助容易理解本公开的内容，并且不限制本公开的范围。因此，本公开的范围由所附权利要求限定，并且将被解释为从所附权利要求和等同概念的含义和范围导出的所有更正和修改都落入本公开的范围内。

Claims (13)

1.一种设置在本车辆中以控制本车辆的行驶速度的协同自适应巡航控制(CACC)***，包括：
通信单元，被配置为：使用V2V(车辆到车辆)和V2I(车辆到基础设施)通信来接收包括周边车辆的位置和行驶信息的车辆信息以及本车辆行驶的区域的道路信息；
信息收集单元，被配置为：使用设置在本车辆上的传感器来收集前方车辆的行驶信息、本车辆的车辆信息以及本车辆行驶的区域的道路信息；和
控制单元，被配置为：
基于由所述通信单元获取的周边车辆的车辆信息和由所述信息收集单元收集的前方车辆的行驶信息，来选择本车辆要跟随的目标车辆；
使用由所述通信单元和所述信息收集单元收集的道路信息，来生成多个状况的信息；
使用目标车辆的行驶信息和本车辆的车辆信息来生成用于所生成的多个状况的控制信息；以及
根据所生成的控制信息，基于目标车辆的驾驶样式，控制所述CACC***中的本车辆的车辆间距离和响应速度等级。
2.根据权利要求1所述的CACC***，还包括：
驱动单元，被配置为控制节气门和制动器，
其中，所述控制单元控制所述驱动单元以控制本车辆的行驶速度。
3.根据权利要求1所述的CACC***，还包括：
驾驶员车辆接口(DVI)单元，被配置为：从驾驶员接收目标速度和目标时间间隔中的至少一个，并且向驾驶员通知所述CACC***的状态信息和目标车辆的驾驶样式。
4.根据权利要求1所述的CACC***，其中，所述信息收集单元包括：
导航单元，被配置为：收集本车辆当前行驶的区域的道路信息；
前方信息获取单元，被配置为：收集在本车辆前方行驶的前方车辆的信息；和
信息单元，被配置为：收集行驶中的本车辆的信息。
5.根据权利要求1所述的CACC***，其中，所述信息收集单元还包括时间传感器、照度传感器和雨量传感器，它们被配置为收集关于本车辆当前行驶的区域的时间和天气的信息。
6.根据权利要求1所述的CACC***，其中，所述控制单元包括：
状态管理单元，被配置为：管理所述CACC***的状态；
目标车辆选择单元，被配置为：基于从所述通信单元获取的周边车辆的车辆信息和由所述信息收集单元收集的前方车辆的行驶信息，来选择本车辆要跟随的目标车辆；
分析模块，被配置为：
使用由所述通信单元和所述信息收集单元收集的道路信息来生成多个状况的信息；
使用目标车辆的行驶信息和本车辆的车辆信息来生成用于所生成的多个状况的控制信息；
根据所生成的控制信息来确定目标车辆的驾驶样式；以及
基于所确定的驾驶样式来确定车辆间距离；
判断单元，被配置为：基于从所述分析模块传送的所确定的驾驶样式来确定所述CACC***中的本车辆的响应速度等级；和
行驶管理单元，被配置为：根据所确定的车辆间距离和响应速度等级来控制本车辆的行驶速度。
7.根据权利要求6所述的CACC***，其中，所述状态管理单元将所述CACC***的状态显示为以下之一：
关闭状态，在其中，所述CACC***不工作；
待机状态，在其中，所述CACC***工作，但不控制本车辆的行驶速度；
ACC激活状态，在其中，在感兴趣区域中不存在通过V2V通信连接的车辆的状态下，仅使用从本车辆获取的信息来控制本车辆的行驶速度；以及
协同激活状态，在其中，在感兴趣区域中存在通过V2V通信连接的周边车辆，并且使用通过V2V通信获取的来自周边车辆的信息和从本车辆获取的信息来控制本车辆的行驶速度。
8.根据权利要求6所述的CACC***，其中，所述分析模块基于目标车辆的驾驶样式数据，生成用于维持与目标车辆的设定距离的本车辆的控制信息。
9.根据权利要求6所述的CACC***，其中，所述分析模块将本车辆的控制信息与本车辆当前行驶的区域的道路信息进行匹配。
10.一种用于在协同自适应巡航控制(CACC)***中设定本车辆的车辆间距离和响应速度等级的方法，所述CACC***设置在本车辆中以控制本车辆的行驶速度，所述方法包括以下步骤：
收集道路信息，所述道路信息包括本车辆当前行驶的区域的道路等级和交通信息；
收集在本车辆前方行驶的目标车辆的相对速度信息和距离信息；
收集本车辆的速度信息和车辆状态信息；
基于道路等级和交通信息来生成目标车辆的驾驶样式数据；以及
基于目标车辆的驾驶样式，根据本车辆的控制信息，设定车辆间距离和所述CACC***的响应速度等级。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，生成目标车辆的驾驶样式数据的步骤还包括：
基于目标车辆的驾驶样式数据，生成用于维持与目标车辆的设定距离的本车辆的控制信息。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，生成本车辆的控制信息的步骤还包括：
将行驶中的车辆的控制信息与车辆当前行驶的区域的道路信息进行匹配。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，控制响应速度等级的步骤还包括：
根据道路信息显示前方车辆的驾驶样式。
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