CN109155102B - 汽车识别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车识别的方法，所述方法的特征在于以下步骤：本车辆(10)通过无线车对车通信来检测通信车辆(12)；本车辆借助于车载于本车辆上的传感器(16)检测附近的车辆(14)；本车辆通过无线车对车通信向通信车辆发送识别请求，其中，识别请求指令通信车辆执行动作；本车辆至少基于来自所述传感器的数据确定附近的车辆是否执行了所述动作；并且，如果本车辆确定附近的车辆执行了所述动作，则本车辆确定通信车辆和附近的车辆是同一车辆。

Description

汽车识别方法
技术领域
本发明涉及一种用于汽车识别(例如用于合作自适应巡航控制或车辆结队)的方法。本发明还涉及计算机程序、计算机可读介质和用于汽车识别的控制单元和车辆。本发明可以应用于诸如卡车和公共汽车的重型车辆，但也可以用于诸如小汽车的其他机动道路车辆。
背景技术
在合作自适应巡航控制(CACC)和车辆结队中，车辆车队保持车辆之间的短距离而行驶。为了以高安全性实现这一点，控制算法通过车载传感器(例如雷达、摄像机)接收关于在前车辆的信息，并通过无线通信信道(所谓的车对车(V2V)通信)从周围车辆接收信息。该信息用于控制中以保持所需的跟随距离，并处理诸如紧急制动之类的事件。由于较之来自车载传感器的数据V2V信息的接收时间短得多(并且更准确)，因此需要V2V信息以实现安全和/或舒适和/或燃料效率的短距离跟随。
一个主要问题是识别从无线通信信道接收的数据是否来自直接在前方的车辆(也是雷达看到的车辆)。如果无法可靠地检测到这种情况，则减少跟随距离是不安全的，因为两个车辆之间可能存在另一车辆(没有通信能力)。在这种情况下，如果通信车辆之间的车辆将执行紧急制动，则在近距离跟随的车辆可能无法足够快地施加制动以避免碰撞。
Shladove、Nowakowski、Lu和Ferlis等的文章COOPERATIVE ADAPTIVE CRUISECONTROL(CACC)DEFINITIONS AND OPERATING CONCEPTS(合作自适应巡航控制(CACC)定义及操作概念),TRB 2015年度会议，公开了本地协调的若干可能性，包括跟随配备了视觉或IR摄像机可见标记的车辆的基于车辆的确认。识别其他被配备的车辆的一种可能方法是增加一些后向视线标记，可能是IR信标。配备DSRC(专用短程通信)的汽车可以具有这种冗余通信机制，其简单地广播在DSRC消息中使用的相同标识符。遵循CACC的车辆将配备红外摄像机，并且它们能够将领先车辆广播的IR信标与收到的DSRC消息ID相匹配。然而，这将增加额外的成本，并且还需要在车辆后端进行物理安装，这对于经常更换拖车的卡车等来说非常不便。
Shladover等人公开的另一种可能性是基于驾驶员在视觉上确认将包含在广播数据流中的广播目标车辆的外观的方面的驾驶员视觉确认。然而，这样做的缺点是驾驶员错误或误用***(驾驶员确认错误的目标)可能对安全造成严重后果。
此外，EP 2784762 A1公开了一种车辆指定装置，其具有：获取设备，被配置为通过通信获得与一个或多个通信车辆相关联的第一行为信息，所述通信车辆在本车辆周围行驶并且可以与本车辆通信；以及，检测设备，被配置为检测与在本车辆周围行驶的其他车辆相关联的第二行为信息。车辆指定装置被配置为将所获得的第一行为信息与检测到的第二行为信息进行比较，从而指定本车辆的在前车辆。更具体地，ECU例如基于检测到的车辆间距离将基于所获得的车辆信息的一辆通信车辆的速度曲线与在前车辆的速度曲线进行比较，从而指定是否在存在于本车辆的可通信范围内的通信车辆中存在对应于本车辆的在前车辆的通信车辆。然而，在纵向方向上，行为信息的变化在现实世界驾驶中通常太小，因此它们对行为信息的影响通常不足以区分车辆。也就是说，通信车辆和在前车辆之间的差异非常小，因为它们可以具有大致相同的速度曲线。
JP2013168019A公开了确定传感器信息是否匹配经车辆间通信接收的信息，由此确定传感器检测的车辆是否匹配主车辆阈值进行车辆间通信的车辆。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于汽车识别的改进方法，其可以克服或至少减轻一些或所有上述缺点。
根据本发明的第一方面，通过根据权利要求1的方法实现该目的。根据本发明的第二方面，通过根据权利要求15的方法实现该目的。
根据第一方面，提供了一种用于汽车识别的方法，该方法包括：本车辆利用无线车对车通信检测通信车辆；所述本车辆利用车载于所述本车辆上的传感器检测车辆；所述本车辆利用无线车对车通信向所述通信车辆发送识别请求，其中，所述识别请求指令所述通信车辆执行动作；所述本车辆至少基于来自所述传感器的数据确定由所述传感器检测到的所述车辆是否执行了所述动作；以及，如果所述本车辆确定由所述传感器检测到的车辆执行了所述动作，则所述本车辆确定所述通信车辆和由所述传感器检测到的车辆是同一车辆。
本发明基于以下理解：通过向通信车辆发送指令通信车辆执行动作的识别请求，在传感器数据中可以存在特定信息，基于该特定信息，本车辆可以确定通信车辆和由传感器检测到的车辆是相同的。这使得该方法非常稳健。也没有必要在通信/附近的车辆的末端放置任何东西，并且不需要驾驶员视觉确认。而且，不需要知道通信车辆的长度。
该方法还可以包括：如果所述本车辆确定由所述传感器检测到的车辆没有执行所述动作，则所述本车辆确定所述通信车辆和由所述传感器检测到的车辆不是同一车辆。
由传感器检测到的车辆可以是直接在本车辆前方的在前车辆。该方法还可以包括：如果所述本车辆确定所述通信车辆和所述在前车辆是同一车辆，则所述本车辆激活自动驾驶支持功能。激活自动驾驶支持功能可以包括本车辆启动在前车辆的短距离跟随，以例如用于合作自适应巡航控制或车辆结队。短距离跟随意味着本车辆在接近但安全的距离处自动跟随在前车辆。该距离可以例如取决于当前速度。该距离例如可以短至3米，或者对应于12.5米距离的以90km/h的速度的0.5秒的时间间隙。另一方面，如果本车辆确定通信车辆和在前车辆不是同一车辆，则本车辆可能不允许在前车辆的短距离跟随。
车载于本车辆上的传感器可以是雷达、激光雷达设备、摄像机和一个或多个超声波检测器中的至少一个。以低速和/或排队的一个或多个超声波检测器可能有益。
该动作可以是加速测验(acceleration profile)、转向测验(steering profile)和闪烁通信车辆的至少一个尾灯中的至少一个。至少一个尾灯可以例如是通信车辆的制动灯。另一个动作可以是通信车辆相对于车道标记改变其横向位置，并且这可以由前述摄像机检测。
该动作可以是预定的。也就是说，可以离线决定动作，并且识别请求仅告知通信车辆执行该动作。或者，识别请求还可以包括要执行的动作的描述。在另一替代方案中，识别请求可以指令通信车辆执行任何动作。
确定由传感器检测到的车辆是否执行了所述动作还可基于通过无线车对车通信从通信车辆接收的数据，所接收数据与动作有关，并且其中，本车辆把接收数据与来自传感器的数据相比较，以确定由传感器检测到的车辆是否执行了该动作。确定由传感器检测到的车辆是否执行动作可以替代地或互补地由本车辆将来自传感器的数据与动作的描述做比较来完成。如果数据和描述匹配，则车辆是相同的。例如，该描述可以是上述预定动作的描述或包括在识别请求中的上述描述。
该方法还可以包括：本车辆通过无线车对车通信从通信车辆接收信息，所述信息指示动作的执行的开始时间和结束时间。通过知道何时寻找动作，本车辆可以更鲁棒地确定由传感器检测到的车辆是否执行了动作。本车辆可以例如针对由所述开始时间和结束时间限定的时段把来自传感器的数据与所接收数据进行比较。
该方法还可以包括：在通过无线车对车通信检测到通信车辆之后，本车辆通过比较本车辆和通信车辆的位置坐标(例如GPS坐标)来执行初始检查，以确定是否检测到的通信车辆可以是由传感器检测到的车辆。这可能会减少计算和通信。
该方法还可以包括：通信车辆从本车辆接收识别请求，并执行该动作。
根据第二方面，提供一种用于汽车识别的方法，该方法包括：通信车辆通过无线车对车通信从本车辆接收识别请求，其中，所述识别请求指令所述通信车辆执行动作；以及，所述通信车辆执行所述动作。该方面可以表现出与第一方面相同、相似或相应的特征和技术效果。
本发明还涉及一种包括程序代码装置的计算机程序，当所述程序在计算机上运行时，所述程序代码装置用于执行本发明的第一或第二方面的步骤。
本发明还涉及一种承载计算机程序的计算机可读介质，该计算机程序包括程序代码装置，用于当所述程序产品在计算机上运行时执行本发明的第一或第二方面的步骤。
本发明还涉及一种用于汽车识别的控制单元，该控制单元被配置为执行本发明的第一或第二方面的步骤。该控制单元可以例如被包括在引导车辆和/或跟随车辆中。
本发明还涉及一种被配置为执行本发明的第一或第二方面的步骤的车辆。所述车辆可以是本车辆或通信车辆(第二方面)。
在以下描述和从属权利要求中公开了本发明的其他优点和有利特征。
附图说明
参考附图，下面跟随了作为示例引用的本发明实施例的更详细描述。其中
图1a-b是包含本发明各方面的车辆的示意性侧视图。
图2是根据本发明实施例的用于汽车识别的方法的流程图。
具体实施方式
图1a-b示出了车辆10和通信车辆(communicating vehicle)12。车辆10可以执行本方法的至少一些步骤，并且随后被称为本车辆(ego vehicle)10。也用附图标记14标示图1a中的通信车辆12，指它是直接在本车辆10前方的在前车辆。即，在本车辆10和通信车辆12之间没有其他车辆。在前车辆14通常在与本车辆10相同的车道上。图1b还示出了在本车辆10和通信车辆12之间的另一车辆。另一车辆是直接在本车辆12前方的在前车辆；因此，它在图1b中用附图标记14表示。车辆10、12、14可以是机动道路车辆。每个车辆10、12、14可以例如是卡车(带或不带拖车)、公共汽车、汽车等。
本车辆10包括车载传感器16、车对车通信单元18和电子控制单元20。本车辆10还可以包括GPS(全球定位***)接收器22。车载传感器16、车对车通信单元18和可选的GPS接收器22可以连接到电子控制单元20。车载传感器16可以是前视的。车载传感器16可以是适于检测相距在前车辆14的距离的雷达。车载传感器16可以替代地是激光雷达设备或摄像机或一个或多个超声波检测器。车对车通信单元18允许本车辆10(直接)与其他车辆无线通信。无线通信可以例如基于WLAN。电子控制单元20可以执行或控制本方法的各个步骤。可选的GPS接收器22适于确定本车辆10的位置。
通信车辆12还包括车对车通信单元24和电子控制单元26。车对车通信单元24可以连接到电子控制单元26。通过车对车通信单元24，通信车辆12可以向附近的车辆广播各种数据。它还可以接收数据。广播数据可以例如包括通信车辆12的位置(诸如GPS坐标的位置坐标)、通信车辆12的加速度、通信车辆12的速度等。电子控制单元26可以执行或控制本方法的各个步骤。
图1b中的在前车辆14未配备任何车对车通信单元。
进一步参考图2，根据本发明的实施例的用于汽车识别的方法可以由本车辆10通过无线车对车通信检测通信车辆12来启动。也就是说，本车辆10的车对车通信单元18拾取从通信车辆12广播的数据，使得本车辆10检测通信车辆12的存在。
本车辆10还借助于车载传感器16检测在前车辆14。可以在检测到通信车辆12之前、之后或同时检测在前车辆14。在该实施例中，车载传感器16是雷达，该雷达通过检测至在前车辆14的距离来检测在前车辆14。
本车辆10可以可选地执行初始检查以确定检测到的通信车辆12和检测到的在前车辆14是否是同一车辆。这可通过比较本车辆10和通信车辆12的位置坐标来完成。本车辆10的位置坐标由GPS接收器22提供，并且通信车辆12的位置坐标来自通信车辆12广播并且由本车辆的车对车通信单元18拾取的数据。如果通信车辆12在远处(如超过大约150米远)或者在本车辆10后面，则可以得出结论：通信车辆12不是直接在本车辆10前方的在前车辆，并且该方法可能会停止。如果通信车辆12不在远处或在本车辆10后面，则该方法可以继续。
然后，本车辆10通过无线车对车通信，即使用车对车通信单元18，向通信车辆12发送识别请求。识别请求包括指令通信车辆12执行预定动作的指令。预定动作已被离线确定，并且识别请求仅告知通信车辆12执行该动作。动作可以是由通信车辆12自动执行的机动。在该实施例中，要执行的预定动作是纵向加速度测验(profile)。
在从本车辆10(经由车对车通信单元24)接收到识别请求之后，通信车辆12自动执行所请求的动作，即根据加速度测验加速。通信车辆12还可以向本车辆10发送信息，该信息指示执行预定动作的开始时间和结束时间。该信息通过无线车对车通信传输。
然后，本车辆10确定在前车辆14是否执行了要求通信车辆12执行的预定动作。为此，本车辆10经由无线车对车通信从通信车辆12接收数据，该数据与预定动作有关。在该实施例中，在预定动作是加速度测验的情况下，接收的数据包括通信车辆12的加速度和速度。为了确定在前车辆14是否执行了预定动作，本车辆10针对由上述开始和结束时间所限定的时段把接收到的数据与来自车载传感器16的数据进行比较。也就是说，本车辆10针对当现在或过去执行动作时的时段把接收的通信车辆12的加速度和速度与至车载传感器16检测到的在前车辆的任何变化距离进行比较。如果数据匹配，则本车辆10确定在前车辆14确实执行了预定动作，由此本车辆10断定通信车辆12和追随车辆14是相同的(图1a)。另一方面，如果数据不匹配，则本车辆10确定在前车辆14未执行预定动作，由此本车辆10断定通信车辆12和追随车辆14不相同(图1b)。
在前一种情况下，本车辆10可以激活自动驾驶支持功能，例如启动在前车辆12、14(图1a)的短距离跟随以用于合作自适应巡航控制或车辆结队。在后一种情况下(图1b)，出于安全原因，可能不允许在前车辆14的短距离跟随。
在确定通信车辆12和追随车辆14相同之后，本车辆10还可以经由车对车通信向通信车辆12发送消息，指令其例如闪烁其后灯，使得本车辆10的驾驶员得到短距离跟随被启动的确认。
在另一个实施例中，车载传感器16是摄像机，并且通信车辆12要执行的动作是通信车辆12闪烁其制动灯。如在先前实施例中那样，该方法可以由本车辆10通过无线车对车通信检测通信车辆12来启动。本车辆10还借助于摄像机16检测在前车辆14。
然后，本车辆10通过无线车对车通信向通信车辆12发送识别请求。所述识别请求包括指令通信车辆12执行动作的指令。所述识别请求还包括要执行的动作的描述。如上所述，此处的动作是使通信车辆12的制动灯闪烁。
从本车辆10接收到识别请求后，通信车辆12自动执行所请求的动作。
本车辆10基于来自摄像机16的数据，通过把来自摄像机16的数据与动作的描述进行比较，确定在前车辆14是否执行通信车辆12被请求执行的动作。即，分析由摄像机16拾取的信号，以确定在前车辆14是否如识别请求中描述的那样闪烁其制动灯。也就是说，本车辆将来自摄像机16的数据与动作的描述进行比较。如果是，则本车辆10断定通信车辆12和追随车辆14是相同的(图1a)。如果否，则本车辆10断定通信车辆12和追随车辆14不相同(图1b)。应注意，同样在该实施例中，本车辆10可以执行上述初始检查，和/或基于来自通信车辆12的信息针对在执行动作时的时段分析来自摄像机16的信号。
在本方法的又一个实施例中，本车辆10通过无线车对车通信向通信车辆12发送识别请求，该识别请求包括指令通信车辆12执行任何动作的指令。
从本车辆10接收到识别请求之后，通信车辆12可以选择相对于车道标记自动改变其横向位置。同时，通信车辆12广播指示其相对于车道标记的横向位置的数据。
本车辆10的传感器16(在这种情况下是摄像机)检测在前车辆14的相对于车道标记的横向位置。如果从通信车辆12广播的相对于车道标记的横向位置与通过摄像机检测到的相对于车道标记的横向位置匹配，则本车辆10确定通信车辆12和追随车辆14是相同的(图1a)。如果否，则本车辆10确定通信车辆12和追随车辆14不相同(图1b)。同样在该实施例中，本车辆10可执行上述初始检查，和/或基于来自通信车辆12的信息针对在执行动作时的时段分析来自摄像机16的信号。
应理解，本发明不限于上述并在附图中示出的实施例，而本领域技术人员将认识到可在权利要求的范围内进行许多改变和修改。
例如，由传感器检测到的车辆14可替代地位于本车辆10的旁边或后面，并且车载传感器16可以是360°雷达。在由传感器检测到的车辆14在本车辆10后面的情况下，本车辆10可以是(例如，车辆结队的)引导车辆。
此外，本发明可以用于其他自动驾驶支持功能，例如前方碰撞警告、先进的新兴制动***等。
此外，当本车辆确定通信车辆和由传感器检测到的车辆是同一车辆时，来自通信车辆的传感器数据可从通信车辆被转发到本车辆。以这种方式，本车辆可以检测对于通信车辆的传感器可见但不对于本车辆的传感器可见的物体。
此外，例如在CACC或车辆结队中，当本车辆确定通信车辆和由传感器检测到的车辆是同一车辆时，通信/在前车辆可以控制本车辆(加速/减速和/或向左/右转向)。

Claims (16)

1.一种用于汽车识别的方法，所述方法包括以下步骤：
本车辆(10)利用无线车对车通信检测通信车辆(12)；
所述本车辆利用车载于该本车辆的传感器(16)检测车辆(14)；
所述本车辆利用无线车对车通信向所述通信车辆发送识别请求，其中，所述识别请求指令所述通信车辆执行动作；
所述本车辆至少基于来自所述传感器的数据确定由所述传感器检测到的车辆是否执行了所述动作；以及
如果所述本车辆确定由所述传感器检测到的车辆执行了所述动作，则所述本车辆确定所述通信车辆和由所述传感器检测到的车辆是同一车辆，
所述方法的特征在于还包括：所述本车辆利用无线车对车通信从所述通信车辆接收信息，所述信息指示所述动作的执行的开始时间和结束时间。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
如果所述本车辆确定由所述传感器检测到的车辆没有执行所述动作，则所述本车辆确定所述通信车辆和由所述传感器检测到的车辆不是同一车辆。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，由所述传感器检测的车辆是直接在所述本车辆前方的在前车辆。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：
如果所述本车辆确定所述通信车辆和所述在前车辆是同一车辆，则所述本车辆激活自动驾驶支持功能。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述本车辆激活自动驾驶支持功能包括所述本车辆启动所述在前车辆的短距离跟随。
6.根据权利要求3所述的方法，还包括：
如果所述本车辆确定所述通信车辆和所述在前车辆不是同一车辆，则所述本车辆不允许所述在前车辆的短距离跟随。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，车载于所述本车辆上的所述传感器是下述至少之一：雷达，激光雷达设备，摄像机，和一个或多个超声波检测器。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述动作是下述至少之一：加速测验，转向测验，和闪烁所述通信车辆的至少一个尾灯。
9.根据权利要求1或8所述的方法，其中，所述动作是预定的。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，确定由所述传感器检测到的车辆是否执行所述动作还基于经由无线车对车通信从所述通信车辆接收的数据，所接收的数据与所述动作相关，并且其中，所述本车辆把所接收的数据与来自所述传感器的数据做比较，以确定由所述传感器检测到的车辆是否执行了所述动作。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述本车辆针对由所述开始时间和结束时间限定的时段把来自所述传感器的数据与所接收的数据进行比较。
12.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：在利用无线车对车通信检测到所述通信车辆之后，所述本车辆通过比较所述本车辆和所述通信车辆的位置坐标来执行初始检查，以确定所检测到的通信车辆是否是由所述传感器检测到的车辆。
13.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：
所述通信车辆接收来自所述本车辆的所述识别请求，并执行所述动作。
14.一种承载计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括程序代码装置，用于当所述计算机程序在计算机上运行时执行权利要求1-13中任一项所述的方法的步骤。
15.一种用于汽车识别的控制单元，所述控制单元被配置为执行根据权利要求1-13中任一项所述的方法的步骤。
16.一种车辆(10；12)，被配置为执行根据权利要求1-13中任一项所述的方法的步骤。
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