CN110576855B - 自适应巡航控制装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及自适应巡航控制装置，该自适应巡航控制装置(10)根据通过图像采集单元(11)和对象测量单元(12)获得的信息来跟随指定的前方车辆，并且还包括车牌识别单元(21、22)，该车牌识别单元(21、22)从对象测量单元检测到的各个对象中选择图像处理区域(A3)，并且，如果检测到的对象是车辆，则从图像处理区域识别车牌号码。如果该车牌号码与指定的要跟随的车辆的存储车牌号码匹配，则将检测到的对象验证为指定的要跟随的车辆。

Description

自适应巡航控制装置

技术领域

本发明涉及用于允许本车辆(own vehicle)自动跟随前方车辆的自适应巡航控制装置。

背景技术

近年来，被称为ACC(自适应巡航控制，Adaptive Cruise Control)和CACC(协同自适应巡航控制)的技术已经被安装在大批生产出来的车辆中。自适应巡航控制允许本车辆自动跟随前方车辆。随着这些技术的进一步发展，已经有使用这些技术来形成一队车辆(诸如在公路上的汽车和卡车)的各种提议。通过使用自适应巡航控制装置，在一队车辆中，主导车辆是手动操作的或者是自动操作的，并且，后面的车辆在主导车辆后排成一行，各个车辆紧随前方车辆，没有规定的间隙。通常，各个车辆远程获取关于前方车辆的动态状态，使得可以在无相互碰撞的风险下缩短车辆与车辆之间的间隙。

当通过规定的一组车辆形成一个车队时，各个车辆(不包括主导车辆)必须正确标识前方车辆，以便车辆形成预定的车队。为了满足这一需要，已经提出了使用验证过程和距离测量布置来形成车队。例如，参见JP2015-087969A。根据该现有提议，从采集的图像检测前方车辆的车牌(车号牌)，使得可根据车牌上检测到的车牌号码的大小和方向来确定与前方车辆的距离和方向，并且通过识别车牌上的车牌号码来正确标识前方车辆。因此，通过正确标识前方车辆同时确定离前方车辆的距离和方向，使本车辆能够跟随前方车辆。

然而，根据该现有提议，随着离前方车辆的距离增加，需要增加图像采集装置的分辨率，以便准确识别车牌上的字符，并且这增加了用于识别车牌号码的图像识别装置上的计算量。因此，验证过程所需的时间趋于非常长，并且确定前方车辆的车牌上的字符的准确性趋于非常差。

发明内容

鉴于现有技术的这一问题，本发明的主要目的是，提供一种能减少验证过程所需的时间并且能正确地验证前方车辆的自适应巡航控制装置。

本发明通过提供一种自适应巡航控制装置(10)来实现该目的，该自适应巡航控制装置(10)包括：对象测量单元(12)，该对象测量单元(12)被配置为检测位于本车辆前的对象，为各个检测到的对象指派ID，并且测量相对于各个检测到的对象的方向和距离；用户界面(17)，该用户界面(17)被配置为接受从对象测量单元检测到的对象中指定要跟随的前方车辆的输入；图像采集单元(11)，该图像采集单元(11)被配置为采集由对象测量单元检测到的对象中的至少一些对象中的各个对象的图像；车牌识别单元(21)，该车牌识别单元(21)被配置为从图像采集单元采集的图像中的各个图像中提取车牌区域，并且使用图像识别技术从各个车牌区域识别字母数字字符；存储单元(18)，该存储单元(18)被配置为存储与指定的前方车辆有关的信息，该信息包括指定的前方车辆的ID和车牌的字母数字字符；字母数字字符匹配单元(22)，该字母数字字符匹配单元(22)被配置为把从图像采集单元采集的车牌区域的图像中的至少一个图像识别的字母数字字符与存储在存储单元中的字母数字字符进行比较；前方车辆确定装置(24)，该前方车辆确定装置(24)被配置为根据来自对象测量单元的输出确定指定的前方车辆，并且根据来自字母数字字符匹配单元的输出纠正或验所确定的前方车辆；以及驾驶控制单元(16)，该驾驶控制单元(16)被配置为控制本车辆的驾驶，以便跟随所确定的前方车辆。

由于车牌识别单元仅需要处理从各个检测到的对象的车牌区域获取的图像数据，所以使图像识别过程的计算量最小化，从而能准确、快速地执行识别在检测到的前方车辆的车牌上的字母数字字符。

优选地，用户界面被配置为：接受与要跟随的车辆相关联的ID的输入。

因此，用户可轻松指定要跟随的车辆。

根据替代实施例，用户界面被配置为：接受要跟随的车辆的车牌上的字母数字字符的输入，并将所接受的字母数字字符转发至存储单元。

因此，自适应巡航控制装置可迅速并直接地使用字母数字字符匹配单元开始验证要跟随的车辆。

优选地，自适应巡航控制装置还包括对象估计单元(23)，该对象估计单元(23)被配置为：从对象测量单元在先前操作周期中测量到的、检测到的对象的先前位置，估计各个检测到的对象的当前位置，其中，在未能根据来自字母数字字符匹配单元的输出对确定的前方车辆进行验证时，前方车辆确定单元被配置为(24)，将与所确定的前方车辆的估计位置最近的对象标识为指定的前方车辆。

因此，即使当字母数字字符匹配单元暂时无法正确标识指定的前方车辆时，估计单元允许本车辆根据可用的最佳估计跟随指定的前方车辆。

根据最简单的布置，估计的位置是检测到的对象的先前位置。可替代地，可以这样设置：估计位置是考虑检测到的对象的先前检测到的速度，根据检测到的对象的先前位置而估计的。

不论哪种情况，通过只使用对象测量单元收集的信息，允许自适应巡航控制装置在一定程度上追踪要跟随的车辆，而不需要依赖要求较大计算量的车牌识别单元和字母数字字符匹配单元的操作。

优选地，对象测量单元比图像采集单元覆盖更广的区域。

通过对象测量单元覆盖较大的区域，可以提高正确确定指定的前方车辆的可靠性。通过限制图像采集单元所覆盖的区域，可以减少计算量，并且可促进对车牌区域的提取。

对象测量单元通常包括LIDAR装置。因此，可使用较简单的结构高速检测在自己车辆前的对象。LIDAR可以是扫描LIDAR或相位阵列LIDAR。

优选地，前方车辆确定单元被配置为：根据所确定的前方车辆的车牌上的字母数字字符与存储在存储单元中的字母数字字符之间的差异来计算第一评估值，当前方车辆确定单元对所确定的前方车辆进行纠正或验证时考虑第一评估值。

因此，可简化验证所确定的前方车辆的过程。

优选地，当车牌识别单元未能识别所确定的前方车辆的车牌上的字母数字字符时，前方车辆确定单元被配置为：根据所确定的前方车辆的当前检测到的形状与所确定的前方车辆的先前检测到的形状之间的差异来计算第二评估值，当前方车辆确定单元对所确定的前方车辆进行纠正或验证时考虑第二评估值。

优选地，前方车辆确定单元被配置为：根据所确定的前方车辆的当前检测到的位置与所确定的前方车辆的先前检测到的位置之间的差异来计算第三评估值，当前方车辆确定单元对所确定的前方车辆进行纠正或验证时考虑第三评估值。

优选地，前方车辆确定单元被配置为：根据所确定的前方车辆的当前检测到的大小与确定的前方车辆的先前检测到的大小之间的差异来计算第四评估值，当前方车辆确定单元对所确定的前方车辆进行纠正或验证时考虑第四评估值。

根据本发明的特别优选的实施例，当前方车辆确定单元对所确定的前方车辆进行纠正或验证时，将考虑第一或第二评估值、第三评估值和第四评估值的加权和。

因此，可按照特别高效的方式完成验证前方车辆的过程。

根据本发明的某一方面，当前方车辆确定单元未对所确定的前方车辆进行验证时，前方车辆确定单元被配置为：从检测到的对象中，为指定的前方车辆选择位于与所确定的前方车辆的估计位置最近出的至少一个候选。因此，即使当自适应巡航控制装置丢失了对要跟随的前方车辆的追踪，也可通过以高效方式寻找最有可能的候选来快速标识正确的要跟随的车辆。

因此，本发明提供了一种能减少验证过程所需要的时间并且能正确验证前方车辆的自适应巡航控制装置。

附图说明

图1是包含有根据本发明的实施例的自适应巡航控制装置的车辆的框图；

图2是示出了由自适应巡航控制装置执行的控制过程的流程图；

图3是示出了由自适应巡航控制装置的前方车辆标识单元执行的前方车辆标识过程的流程图；

图4是示出了图3中示出的车牌图像处理区域确定过程的流程图；

图5是示出了图3中示出的前方车辆确定过程的流程图。

图6是图示了对应于图4中示出的第一控制流的场景的示意图；

图7是图示了对应于图4中示出的第二控制流和第三流的场景的示意图；

图8是图示了对应于图4中示出的第二控制流的第二场景的示意图；

图9是图示了对应于图4中示出的第二控制流的第三场景的示意图；

图10是图示了对应于图4中示出的第三控制流的第一场景的示意图；以及

图11A和图11B是图示了对应于图4中示出的第四控制流的第二场景的示意图。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的优选实施例。

图1是包含有根据本发明的实施例的自适应巡航控制装置10的车辆的框图。如图1所示，车辆1包括：用于使可操纵的车轮(前轮)转向的转向装置2、使用驱动源(图中未示出)(诸如内燃机和电动机)来推动车辆的动力单元3、和通过将摩擦制动力和/或再生制动力施加至车轮来使车辆减速的制动装置4。车辆1还包括自适应巡航控制装置10(车辆跟随控制装置)，其用于控制转向装置2、动力单元3和制动装置4，以便使本车辆1跟随指定的前方车辆。

自适应巡航控制装置10可以按照如下方式操作：本车辆以较小的距离跟随前方车辆(车队巡航控制)，或本车辆以安全距离跟随前方车辆(常规自适应巡航控制)。当不存在要跟随的前方车辆或没有选择跟随前方车辆时，本车辆以设定速度或在手动控制下自动巡航。同样，在某些条件下，本车辆在半自动控制下巡航。例如，当前方车辆已经改变车道时或当自适应巡航控制装置10已经丢失前方车辆时，自适应巡航控制装置10可提醒车辆操作者接管车辆的控制，或使车辆1慢下来并且停在路边。

自适应巡航控制装置10设置有图像采集单元11，该图像采集单元11由如下项组成：具有于采集本车辆1前面的视图的成像装置(诸如CCD和CMOS)的相机；和用于检测位于本车辆前的对象，为各个检测到的对象指派ID，并且测量相对于各个检测到的对象的方向和距离的对象测量单元12。

图像采集单元11固定至车体，并且以数字方式采集本车辆1的前视图(以便覆盖跨规定的水平视角和规定的垂直视角的成像区域)。换言之，图像采集单元11连续不断地以规定的分辨率(垂直像素数×水平像素数)和规定的速度(帧数/秒)来采集前方区域的图像。所采集的图像可包含在不同距离内的对象。然而，在所采集的图像中，存在某一区域或图像采集区域A1(如图6中所示)，用于使图像采集单元11能够提取车牌并且识别车牌中的字母数字字符。随着图像采集单元11的分辨率增加，图像采集区域A1变大。另一方面，随着图像采集单元11的分辨率增加而导致的待处理数据量的增加，引起处理图像数据所需要的时间量的增加。

对象测量单元12包括：LIDAR 13(光探测和测距或激光成像探测和测距)，该LIDAR13扫描激光束以检测在车辆1前方的对象的存在，并且表示与各个已经反射过激光束的区域的距离和方向；以及对象信息处理单元14，该对象信息处理单元14根据来自LIDAR 13的输出来处理对象信息(诸如各个检测到的点的ID、位置、大小和速度)。可由二维或三维LIDAR(诸如扫描LIDAR和相位阵列LIDAR)组成的LIDAR 13将脉冲的激光照射到规定的扫描区域(覆盖规定的水平扫描角和规定的垂直扫描角的区域)，并且接收被前方的对象反射的激光。LIDAR 13的扫描区域(A2)在水平和垂直方向上都比图像采集单元11的视野范围(A1)宽。基于接收到的反射激光的方向和激光到达和离开各个检测到的点所需要的时间，LIDAR13记录相对于各个检测到的对象的方向和距离，作为在3D地图中的对应点。基于LIDAR 13检测到的点或区域的信息，对象信息处理单元14识别由一组点组成的各个对象，并且为各个检测到的对象指派ID。进一步地，基于具有指派有唯一ID的对象的对应点群的信息，对象信息处理单元14计算对象信息，包括各个对象的位置(方向和距离)、大小、和速度(相对于车辆1的速度)。

LIDAR 13能够检测位于规定的测量区域A2(如图6中所示的平面区域)内的对象，并且这个区域大于图像采集单元11的图像采集区域A1。更具体地说，就视角而言，LIDAR 13的测量区域A2比图像采集单元11的图像采集区域A1宽，并且在LIDAR可检测到对象的距离大于图像采集单元11可识别前方车辆的车牌的字母数字字符的距离。因此，LIDAR 13的测量区域A2包括位于图像采集区域A1的侧面外且在远侧上的区域。

自适应巡航控制装置10包括：前方车辆标识单元15，该前方车辆标识单元15根据来自图像采集单元11和对象测量单元12的输出来标识要跟随的车辆；以及驾驶控制单元16，该驾驶控制单元16控制转向装置2、动力单元3和制动装置4，以便跟随由前方车辆标识单元15所标识的车辆。自适应巡航控制装置10还包括：接收指定要跟随的车辆的操作的用户界面17、和存储与来自用户界面17的操作所指定的要跟随的车辆有关的信息(诸如车辆的ID、车牌的字母数字字符、位置和大小)的存储单元18。

前方车辆标识单元15、驾驶控制单元16、和存储单元18是包括CPU、RAM、ROM等的电子电路***形成的功能单元。更具体地说，这些功能单元通过CPU的操作来实现，该CPU从相关联的存储器读取数据和应用软件，并且在应用软件中包含的计算机程序下操作。

前方车辆标识单元15包括如下所述的各种功能单元。图像采集单元11的输出(图像信息)被转发至前方车辆标识单元15的号码识别服务器21。对象测量单元12的输出(对象信息)被转发至前方车辆标识单元15的号码识别客户端22和对象估计单元23。

号码识别服务器21是车牌识别单元，该车牌识别单元响应于来自号码识别客户端22的号码识别请求来处理获取的图像，以提取车牌并且识别(读取)所提取的车牌的字母数字字符(车牌号码)。在此关联中，通过图像处理搜索车牌的过程和从提取的车牌中识别号码的过程在以下公开中被统称为号码识别。号码识别可通过已知的方法(例如，在JP4760363B中描述的方法)来执行。除了旨在标识各个特定车辆的字母数字字符之外，车牌常常使用字母或字符来表示区域信息和车辆分类信息。在以下公开中，为了便于描述，这些字母和字符被简称为“车牌号码”。号码识别服务器21将识别号码信息(包括提取车牌的每次发生)和从提取的车牌中识别的车牌号码转发至号码识别客户端22和对象估计单元23。提取车牌的过程将在本公开的后面部分进行讨论。

号码识别客户端22(字母数字字符匹配单元)指定：车牌所期望位于的各个检测到的对象的某一区域(图像识别区域A3)(见图6)。这个区域可被选择为具有规定的宽度和规定的垂直范围的检测到的对象的横向中部区域。号码识别客户端22转发和与唯一ID相关联的各个检测到的对象和针对各个检测到的对象指定的图像识别区域A3有关的信息，作为号码识别请求。在接收到号码识别请求后，号码识别服务器21识别对应对象的车牌号码，并且将图像识别的结果返回给号码识别客户端22。这个操作周期性重复，并且根据光学条件和其它条件，该图像识别可以是完全完整的、部分完整的或完全不完整的。

号码识别客户端22接收处理周期时间、控制状态、要跟随的车辆的ID、和来自前方车辆标识单元15的前方车辆确定单元24的号码匹配请求，并且接收来自存储单元18的要跟随的车辆的车牌号码。然后，号码识别客户端22将所识别的车牌号码与要跟随的车辆的车牌号码进行匹配，要跟随的车辆的车牌号码是最初在发起自适应巡航控制时指定的。

因此，号码识别客户端22的处理周期时间包括：用于号码识别和号码匹配的处理周期时间。号码识别客户端22将号码识别请求发送至号码识别服务器21，并且在该处理周期时间中执行号码匹配。号码匹配的细节将在本公开的后面部分进行描述。上文提到的控制状态由表示追踪控制(自适应巡航控制)的状态和要跟随的车辆的特定状态的信息组成。号码识别客户端22可根据控制状态来更改图像处理区域。

下面简要描述如何指定和更改图像处理区域。关于该主题的更详细讨论将在本公开的后面部分找到。如果前方车辆确定单元24的控制状态表示追踪目标或要跟随的车辆丢失，则号码识别客户端22选择追踪目标的候选，并且根据对象测量单元12提供的对象信息为各个候选指派ID，并且根据特定候选的位置，前方车辆确定单元24可确定该候选不适合作为追踪目标或要跟随的车辆。当指派有某一ID的对象已经从对象信息中消失时，并且当前方车辆确定单元24确定追踪目标不合适作为追踪车辆时，追踪目标被确定为丢失。

更具体地说，号码识别客户端22根据如通过对象估计单元23确定的要跟随的车辆的先前确定的位置和速度来设置候选排名使得：按照各个候选的位置与要跟随的车辆的估计位置的接近程度，对象的排名变高。然后，号码识别客户端22为排名最高的对象指定图像识别区域，以供号码识别服务器21执行所需要的车牌号码识别。如果号码识别服务器21返回识别的车牌号码与存储的车牌号码的完全匹配或部分匹配，则维持当前检测到的要跟随的车辆。

如果号码识别客户端22无法匹配车牌号码，则将该信息转发至前方车辆确定单元24，使得前方车辆确定单元24指定下一个最高排名的对象，以供号码识别客户端22更新与新指定的对象相匹配的车牌号码。

前方车辆确定单元24根据号码识别客户端22和存储单元18提供的车牌号码之间的匹配度，来计算第一评估值X1作为数值。图像识别可允许字母数字字符中的仅一些字母数字字符被识别。如果所识别的字母数字字符与存储在存储单元18中的字母数字字符相匹配，则车牌号码匹配可被认为是成功的，并且可维持当前要跟随的车辆。

如果在所识别的字母数字字符中与在存储单元18中对应的字母数字字符有任何不一致，则该匹配可以被认为是不成功的，并且前方车辆确定单元24可请求号码识别客户端22寻找下一个候选。可替代地，仅在规定数量的不成功匹配事件发生之后，前方车辆确定单元24才可请求号码识别客户端22寻找下一个候选。

当号码识别服务器21不能识别车牌号码(诸如，当检测到的车辆在图像采集区域外部时)，并且从对象估计单元23接收到估计时，前方车辆确定单元24将由对象估计单元23估计的估计车辆与由对象测量单元12测量的检测到的车辆进行比较。基于所估计的车辆与检测到的车辆之间在形状上的一致程度，确定第二评估值X 2。第二评估值X 2是对检测到的对象的真实性的衡量。

进一步地，前方车辆确定单元24根据由对象测量单元12测量的车辆的位置与由对象测量单元12估计的对象的位置之间的差异来计算第三评估值X3，并且根据由对象测量单元12测量的对象的大小与由对象测量单元12估计的对象的大小之间的差异，来计算第四评估值X4。此外，当号码识别服务器21能够成功识别车牌号码时，前方车辆确定单元24基于第一评估值X1、第三评估值X3和第四评估值X4来计算综合评估值X。当号码识别服务器21不能够成功识别车牌号码时，前方车辆确定单元24基于第二评估值X 2、第三评估值X3和第四评估值X4计算综合评估值X。

当综合评估值X大于规定的阈值Xth时，前方车辆确定单元24确定与当前指派给要跟随的车辆的ID相关联的对象是正确的。虽然在绝大多数情况下，是通过车牌号码与存储在存储单元18中的车牌号码的匹配来确定正确的要跟随的车辆最终的，但前方车辆确定单元24也依赖与综合评估值X。前方车辆确定单元24根据综合评估值监测自适应巡航控制的控制状态，并且当有需要时，可重写存储在存储单元18中的要跟随的车辆的ID。将前方车辆确定单元24的确定结果作为有关控制状态的信息的一部分转发至号码识别客户端22。

用户界面17可以是任何配置，只要其被配置为允许由用户指定要跟随的车辆即可。例如，用户界面17可以是用于输入要跟随的车辆的ID的输入单元(诸如，触摸面板上的键盘)、或者被配置为允许从在显示器的屏幕上的图形显示选择要跟随的车辆的选择按钮。在从前方车辆确定单元24接收到要跟随的车辆的ID和车牌号码时，存储单元18存储要跟随的车辆的ID和车牌号码。

当用户经由用户界面17指定要跟随的车辆时，存储单元18存储被标识为要跟随的车辆的对象的ID、以及号码识别服务器21在要跟随的车辆上检测到的车牌的车牌号码。可替代地，存储单元18可存储作为要跟随的车辆的车牌号码而从用户界面17键入的车牌号码，并且然后将对应的ID号码从前方车辆确定单元24转发至存储单元18。

前方车辆确定单元24响应于经由用户界面17对要跟随的车辆的指定而开始车辆追踪控制，并且响应于在用户界面17上执行的取消操作而取消车辆追踪控制。进一步地，用户可经由用户界面17改变要跟随的车辆。此时，前方车辆确定单元24相应地重写要跟随的车辆的ID和对应的车牌号码。也会发生如下情况：前方车辆确定单元24完全丢失要跟随的车辆或者变得无法标识要跟随的车辆。在这种情况下也取消车辆追踪控制。

在自适应巡航控制的执行期间，驾驶控制单元16接收被前方车辆确定单元24确定为要跟随的车辆的对象的ID，作为要跟随的车辆的ID，并且基于对象测量单元12所提供的对象信息，控制转向装置2、动力单元3和制动装置4以便跟随与要跟随的车辆的ID相关联的对象(要跟随的车辆)。

图2是示出了图1中示出的自适应巡航控制装置10执行的过程的流程图。该流程图主要示出了结合自适应巡航控制装置10的其它元件进行的号码识别客户端22的操作。如图2所示，号码识别客户端22接收来自前方车辆确定单元24的用于确定号码识别客户端22的操作的各个处理周期的持续时间或周期率的命令，并且存储周期率作为周期率参数(步骤ST1)。通常，与车队巡航的情况一样，当跟随短距离处的前方车辆时，选择更短的周期率。在各个操作周期开始时，设置定时器。

同时，前方车辆确定单元24将所选择的操作模式(诸如车队巡航或自适应巡航控制的其它模式)指示给号码识别客户端22(步骤ST2)。号码识别客户端22然后从前方车辆确定单元24接收要跟随的车辆的ID，并且将接收到的要跟随的车辆的ID暂时存储在缓冲存储器中(步骤ST3)。当号码识别客户端22从存储单元18接收到要跟随的车辆的车牌号码时，将要跟随的车辆的车牌号码存储在缓存中(步骤ST4)。号码识别客户端22还接收对象测量单元12收集的对象信息(步骤ST5)。上述步骤可按照任何需要的顺序执行。

之后，号码识别客户端22向号码识别服务器21发送号码识别请求(步骤ST6)。当接收到号码识别请求时，号码识别服务器21执行号码识别过程(步骤ST11)，并且将号码识别结果返回给号码识别客户端22。在从号码识别服务器21接收到号码识别结果(步骤ST7)之后，号码识别客户端22确定是否已经过去了为号码识别设置的规定时间段(步骤ST8)。如果规定时间段尚未过去(步骤ST8中为“否”)，则该过程流返回到步骤ST6。

如果规定时间段已经过去(步骤ST8中为“是”)，则重新设置规定时间段的定时器，并且响应于来自前方车辆确定单元24的号码匹配请求该程序流进入号码匹配过程。然后将号码匹配过程的结果返回给前方车辆确定单元24。这结束了号码识别客服端22的当前操作周期。

在上述过程期间，对象测量单元12将对象信息发送给前方车辆确定单元24，并且存储单元18把要跟随的车辆的车牌号码不仅发送给号码识别客户端22还发送给前方车辆确定单元24。对象测量单元12、存储单元18、前方车辆确定单元24和号码识别服务器21也针对各个处理周期重复上述处理。

图3是示出了图1中示出的前方车辆标识单元15执行的、确定要跟随的车辆的过程的流程图。如图3所示，前方车辆标识单元15执行下文针对在图2的步骤ST1中确定的各个处理周期描述的过程。下文结合图1中示出的功能单元来描述前方车辆标识单元15执行的过程。下面描述的过程步骤可以按照与以下描述中给出的顺序不同的任何其它顺序来执行。

首先，号码识别服务器21从图像采集单元11获取图像数据(步骤ST21)。号码识别客户端22从对象测量单元12获取对象信息(步骤ST22)。对象信息可包括与多个检测到的对象有关的信息，诸如，给予各个检测到的对象的ID、与该对象的距离和方向、以及该对象的大小。号码识别客户端22执行图像处理区域设置过程(步骤ST23)。以下参照图4描述了图像处理区域设置过程的细节。

图4是示出了图3中示出的图像处理区域设置过程的流程图。号码识别客户端22确定是否正在执行自适应巡航控制(通过该自适应巡航控制，本车辆跟随规定距离处的前方车辆)(步骤ST41)。如果没有正在执行自适应巡航控制(步骤ST41中为“否”)，则控制过程进入步骤ST43。

在步骤ST43中，号码识别客户端22确定对象测量单元12采集到的车辆的ID是否是已知的。如果检测到具有新ID的新对象，则将该对象添加到存储单元18。如果存在未被判断为是车辆的任何检测到的对象，则不考虑该特定对象的ID或者不理会该特定对象的ID(步骤ST44)。通过检测到的对象的各种属性(诸如，当对象是静止的或者正横穿道路时)，不将对象判断为是车辆。然后，一旦开始自适应巡航控制，选择与本车辆最近的车辆的ID作为要跟随的车辆的候选(步骤ST45)。步骤ST43或步骤ST45的控制流称为第一控制流。

图6是图示了第一控制流发生的情形的示意图。可以注意到，在该示意图中示出了图像识别区域A3。号码识别客户端22为各个检测到的对象指定图像识别区域A3，并且将该信息转发给号码识别服务器21以便进行图像识别过程，以从图像识别区域A3识别字母数字字符。

在这种情况下，通过对象测量单元12检测到在测量区域A2内的指派有ID＝1-4的对象，但不考虑指派有ID＝3的对象，因为该特定对象未展示出车辆的属性。指派有ID＝1和2的对象在图像采集区域A1内，使得可以识别到这些对象(车辆)的车牌号码，并且选择指派有ID＝1的最近车辆作为要跟随的车辆的候选。另一方面，指派有ID＝4的车辆在图像采集区域A1外，使得无法识别到该车辆的车牌号码。

回头参照图4，如果正在执行自适应巡航控制(步骤ST41中为“是”)，则号码识别客户端22确定：是否确定了要跟随的车辆(步骤ST42)。如果自适应巡航控制正在进行中，并且确定了要跟随的车辆(步骤ST41中的“是”并且步骤ST42中的“是”)，则控制过程进入步骤ST46，在步骤ST46中，号码识别客户端22从前方车辆确定单元24获取并且识别要跟随的车辆的ID，并且确定要跟随的车辆是否在图像采集单元11的图像采集区域A1中(步骤ST47)。当在步骤ST43中确定为“是”时，也执行该过程步骤。

如果具有已知ID的要跟随的车辆在图像采集区域A1中(步骤ST47中为“是”)，则号码识别客户端22把要跟随的车辆的ID选择为已选择(步骤ST48)。如果在图像采集区域A1中不存在对象(步骤ST47中为“否”)，那么，由于无法执行号码识别过程，所以不选择ID(步骤ST49)。去往步骤ST48的控制流称为第二控制流，并且去往步骤ST49的控制流称为第三控制流。

图7图示了发生第二控制流和第三控制流的第一情形的示意图。如果要跟随的车辆的ID为1或3，则号码识别客户端22继续保持要跟随的车辆的ID(第二控制流)。针对位于图像采集区域A1外的对象或者指派有ID＝2的对象，无法执行号码识别过程，使得号码识别客户端22不会选择该车辆(第三控制流)。

图8是图示了发生第二控制流的第二情形的示意图。如图8的(A)所示，虽然号码识别客户端22保持ID＝2作为要跟随的车辆的ID，但另一车辆(ID＝5)接近要跟随的车辆。如图8的(B)所示，该另一车辆(ID＝5)离要跟随的车辆(ID＝2)如此近，导致对象测量单元12错误地将这两个车辆识别成了一个对象，并且保持ID＝2同时擦除ID＝5。之后，如图8的(C)所示，当开始指派有ID＝5的该另一车辆与要跟随的车辆分开时，对象测量单元12错误地将ID＝2指派给了该另一车辆。同时，原来具有ID＝2的要跟随的车辆被错误地识别为新检测到的车辆，并且向该车辆(原来要跟随的车辆)指派新的ID＝6。在这种情况下，号码识别客户端22仍然认为对象测量单元12正确地识别到要跟随的车辆，但实际上，误将与要跟随的车辆不同的车辆识别为要跟随的车辆。

图9是图示了发生第二控制流的第三情形的示意图。如图9的(A)所示，假设号码识别客户端22将ID＝2保持为要跟随的车辆的ID。那么，如图9的(B)所示，检测到除了行驶车辆之外的其他对象。要跟随的车辆离该新检测到的对象如此近，导致对象测量单元12错误地将要跟随的车辆和静止的对象识别成了一个对象，其保持ID＝2，并且删除ID＝5。之后，如图9的(C)所示，随着要跟随的车辆路过该对象(原来指派有ID＝5)，对象测量单元12错误地将具有ID＝2的对象标识成要跟随的车辆，同时向事实上要跟随的车辆指派新的ID＝6。即使是在这种情况下，由于号码识别客户端22认为对象测量单元12已经正确地标识了要跟随的车辆，所以只需第二控制流，但实际上，错误地跟随了与要跟随的车辆不同的对象。

再次回头参照图4，当自适应巡航控制正在进行并且未标识要跟随的车辆时(步骤ST41中为“是”并且步骤ST42中为“否”)，程序流进入步骤ST50。在步骤ST50中，号码识别客户端22确定要跟随的车辆的最新位置是否是已知的。如果要跟随的车辆的最新位置是已知的(步骤ST50中为“是”)，则号码识别客户端22不考虑未被确定为是要跟随的车辆的ID(包括在下文将描述的步骤ST34中未被确定为是要跟随的车辆的车辆)(步骤ST51)，并且选择离刚刚被要跟随的车辆占用的位置最近的对象的ID(步骤ST52)。步骤ST51的过程与参照图6描述的步骤ST44的过程相似，并且选择要跟随的车辆的候选。根据离本车辆的距离来对候选进行排序，并且按照确定的顺序对候选应用图像识别过程。步骤ST49至步骤ST52的控制流称为第四控制流。

图10是图示了发生第四控制流的第一情形的示意图。假设号码识别客户端22将ID＝2保持为要跟随的车辆的ID，并且如图10的(A)所示，另一车辆(ID＝5)接近要跟随的车辆(ID＝2)。如果，如图10的(B)所示，该另一车辆切入本车辆与要跟随的车辆之间，则对象测量单元12无法识别要跟随的车辆。因此，ID＝2丢失。然后，如图10的(C)所示，该另一车辆(ID＝5)移开，并且停止在本车辆与要跟随的车辆之间。要跟随的车辆然后被对象测量单元12检测到并且向其指派新ID＝6。在这种情况下，号码识别客户端22无法识别要跟随的车辆。

进一步地，如参照图8和图9描述的，在去往步骤ST48的第二控制流中，号码识别客户端22可能会将不正确的对象识别成要跟随的车辆。在这种情况下，在验证车牌号码的后续过程中，会如此确定不正确的对象。因此，后续的控制周期开始于以下状态：号码识别客户端22不保持要跟随的任何所识别的车辆的ID，使得会执行第四控制流。

回头参照图4，在步骤ST50中，如果要跟随的车辆的最新位置不是已知的(步骤ST50中为“否”)，则号码识别客户端22无法选择可能是要跟随的车辆的特定对象。因此，需要将图像处理过程扩展到整个图像采集区域A1。

回头参照图3，下文描述了前方车辆确定过程。在步骤ST23的图像处理区域设置过程之后，号码识别服务器21在所设置的图像处理区域中搜索车牌，并且对与所选择的ID相关联的对象执行号码识别过程(步骤ST24)。号码识别客户端22确定是否已经获取到车牌信息(步骤ST25)。

如果未能获取到号码信息(步骤ST25中为“否”)，则对象测量单元23对与所选择的ID相关联的对象执行对象识别(步骤ST26)。在这种情况下，执行对象识别，以便基于对象信息中包括的距离和大小信息来标识与所选择的ID相关联的对象的类型。更具体地，对象识别标识与所选择的ID相关联的对象是要跟随的车辆还是在本车辆前面行驶的任何其它车辆。之后，前方车辆确定单元24确定与所选择的ID相关联的对象是否是要跟随的车辆(步骤ST27)。如果确实是这种情况，则确定是否根据控制状态取消追踪控制(步骤ST28)。

在步骤ST25中，如果获取了号码信息(步骤ST25中为“是”)或者如果在步骤ST28中取消了追踪控制(步骤ST28中为“否”)，则执行前方车辆确定过程(步骤ST29)。以下参照图5描述了前方车辆确定过程的细节。

如图5的流程图所示，前方车辆确定单元24确定是否能获取到车牌号码信息(步骤ST61)。

如果能获取到车牌号码信息(步骤ST61中为“是”)，则该过程进入步骤ST62以评估号码匹配的结果。更具体地，基于号码识别服务器21识别的车牌号码和存储在存储单元18中的要跟随的车辆的车牌号码，号码识别客户端22评估这两个车牌号码之间的一致程度，并且根据该一致程度生成0到100的第一评估值X1。

如果尚未获取到车牌号码信息(步骤ST61中为“否”)，则该过程进入步骤ST63。在步骤ST63中，前方车辆确定单元24基于对象估计单元23执行的对象识别的结果，来对与所选择的ID相关联的对象执行对象评估，并且根据对象评估结果来计算第二评估值X2。根据对象评估结果，将第二评估值X2计算为0到100的值。对象评估通过将从对象测量单元12的先前测量结果获得的对象的移动速度纳入考虑，来估计与所选择的ID相关联的对象的形状，并且将该估计结果与对象测量单元12的当前测量结果相比较，使得获得先前检测到的对象与当前检测到的对象之间在形状上的匹配度。

在步骤ST62或步骤ST63的过程步骤之后，前方车辆确定单元24根据由对象测量单元12检测到的对象的位置与由对象估计单元23估计的对象的位置之间的差异，来计算第三评估值X3(步骤ST64)。如图11A所示，第三评估值X3是对对象的估计位置与对象的测量得的(检测到的)位置之间的一致性的衡量，并且根据一致程度，介于0与100之间。

之后，前方车辆确定单元24根据对象的大小的变化，或者，换言之，根据对象测量单元12测量的对象的大小与对象估计单元23估计的对象的大小之间的差异，来计算评估值。计算第四评估值X4(步骤ST65)。如图11B所示，由于测得的对象的大小更接近基于移动速度估计的估计大小，所以第四评估值X4是对标识对象的正确性的衡量，并且可在0与100的范围内。

前方车辆确定单元24然后基于第一评估值X1或第二评估值X2、第三评估值X3和第四评估值X4来计算综合评估值X(步骤ST66)。更具体地，前方车辆确定单元24根据下式(1)来计算综合评估值X。

X＝(1-α-β)(X1or X2)+αX3+βX4---(1)

此处，α是范围在0与1之间的加权系数，β是范围也在0与1之间的加权系数，并且α+β小于1。

当计算综合评估值X时，可适当地改变这些加权系数，使得可通过前方车辆确定单元24实现更正确的判断。

回头参照图3，在步骤ST29的前方车辆确定过程之后，前方车辆确定单元24确定综合评估值X是否已经达到规定的阈值Xth(步骤ST30)。如果综合评估值X已经达到阈值Xth(步骤ST30中为“是”)，则前方车辆确定单元24确定与所选择的ID相关联的对象是要跟随的正确车辆(步骤ST31)。如果综合评估值X尚未达到阈值Xth(步骤ST30中为“否”)，则前方车辆确定单元24确定是否已经针对所选择的ID执行了n次号码识别(步骤ST32)。当尚未执行n次号码识别时(步骤ST32中为“否”)，则前方车辆确定单元24暂停该确定(步骤ST33)。当已经执行了n次号码识别时(步骤ST32中为“是”)，则前方车辆确定单元24确定与所选择的ID相关联的对象不是要跟随的车辆(步骤ST34)，并且将该确定结果存储在存储单元18中(步骤ST35)。

如果在步骤ST27中确定与所选择的ID相关联的对象不是要跟随的车辆(步骤ST27中为“否”)或者如果确定在步骤ST28中取消了自适应巡航控制(步骤ST28中为“是”)，则执行步骤ST34和步骤ST35的过程。这结束了由前方车辆标识单元15执行的追踪车辆设置过程的一个操作周期。

如上所述那样配置的车辆的自适应巡航控制装置10提供了如下文概括的各种优点。如图1所示，号码识别服务器21识别所提取的车牌的字符(号码)，并且号码识别客户端22把从采集的图像识别的字符与所存储的要跟随的车辆的车牌的字符相比较。因此，提高了前方车辆确定单元24对要跟随的车辆进行的验证准确度(标识准确度)。

号码识别服务器21对对象测量单元12检测到的各个车辆的区域进行估计，并且从检测到的车辆的整个图像中的高度局部化的区域中识别车牌号码。因此，对象测量单元12进行的对象测量和图像采集单元11进行的号码验证的组合确保了准确的验证，计算量最小。

当前方车辆确定单元24在图3的步骤ST34中确定与要跟随的车辆的ID相关联的对象不适合作为要跟随的车辆并，且对象测量单元12丢失了要跟随的车辆的视线(图4中的步骤ST42中为“否”)时，号码识别客户端22根据对象的位置(步骤ST51和步骤ST52，以及图8至图10)向各个对象指派前方车辆候选的排名顺序，并且指定图像识别区域A3以根据该顺序识别车牌号码，直到确定出正确的要跟随的车辆。

此时，由于号码识别客户端22根据各个候选离先前确定的前方车辆的先前位置的接近度(可选地，把被指定为候选的对象的先前检测到的速度纳入考虑)来设置候选的顺序。因此，可在较短的一段时间内确定出正确的前方车辆。

如果对象测量单元12无法检测对象，并且号码识别客户端22无法指定刚刚被确定为适合作为要跟随的车辆的对象的位置(步骤ST50中为“否”)，则号码识别客户端22搜索图像的整个区域(步骤ST53)，使得可从图像采集单元11的图像确定前方车辆。

在与指定的前方车辆的ID相关联的对象位于测量区域A2内且在图像采集区域A1外，并且对象测量单元12尚未丢失确定的前方车辆的视线的情况下(步骤ST47中为“否”)，如图7中具有ID＝7的对象的情况，号码识别客户端22在步骤ST49中不会选择ID，使得不会执行车牌的图像处理，以避免与号码识别相关联的不必要的处理量。

前方车辆确定单元24根据由号码识别客户端22匹配的字符的吻合程度，来计算第一评估值X1(步骤ST62的步骤)，并且基于第一评估值X1来计算综合评估值X(步骤ST66)。当综合评估值X等于或大于规定的阈值Xth时(步骤ST30中为“是”)，具有与指定的前方车辆相关联的ID的对象被确定为是正确的(步骤ST31)，可准确地验证前方车辆。

当号码识别服务器21在图像采集区域A1中未恰当地提取到车牌(步骤ST61中的是“否”)，前方车辆确定单元24将检测到的对象的形状与在刚刚前面的测量中检测到的对象的形状相比较，并且基于比较结果来计算第二评估值X2(步骤ST63)。通过基于或考虑第二评估值X2来评估综合评估值X(步骤ST66)，可准确地验证要跟随的车辆。

前方车辆确定单元24根据对象测量单元12测量的对象的位置与对象估计单元23估计的对象的位置之间的差异，来计算第三评估值X3(步骤ST64)。可基于或考虑评估值X3来计算综合评估值X(步骤ST66)，使得可准确地验证要跟随的车辆。

前方车辆确定单元24可根据在对象测量单元12测量的对象的大小与对象估计单元23估计的对象的大小之间的差异，来计算第四评估值X4(步骤ST65)。可基于或考虑评估值X4来计算综合评估值X(步骤ST66)，使得可准确地验证要跟随的车辆。

前方车辆确定单元24可使用合适的加权系数(1-α-β、α、β)对第一评估值X1或第二评估值X2、第三评估值X3和第四评估值X4取加权平均值，来计算综合评估值。由于计算出了X(步骤ST66)并且可根据本车辆的行驶状态来改变权重，所以可更准确地验证前方车辆。

已经依据具体实施例描述了本发明，但在不脱离本发明的精神的情况下，可按照各种方式修改本发明。例如，也可将本发明应用到其它形式的交通工具，诸如飞行器、船只和轨道车。

Claims (13)

1.一种自适应巡航控制装置，所述自适应巡航控制装置包括：

对象测量单元，所述对象测量单元被配置为：检测位于本车辆前的对象，为各个检测到的对象指派ID，以及测量相对于各个检测到的对象的方向和距离；

用户界面，所述用户界面被配置为接受从所述对象测量单元检测到的对象中指定要跟随的前方车辆的输入；

图像采集单元，所述图像采集单元被配置为：采集由所述对象测量单元检测到的对象中的至少一些对象中的各个对象的图像；

车牌识别单元，所述车牌识别单元被配置为：从所述图像采集单元采集的图像中的各个图像中提取车牌区域，以及使用图像识别技术来从各个车牌区域识别字母数字字符；

存储单元，所述存储单元被配置为：存储与所指定的前方车辆有关的信息，该信息包括所指定的前方车辆的ID和车牌的字母数字字符；

字母数字字符匹配单元，所述字母数字字符匹配单元被配置为：把从所述图像采集单元采集的车牌区域的图像中的至少一个图像识别的字母数字字符与存储在所述存储单元中的字母数字字符进行比较；

前方车辆确定装置，所述前方车辆确定装置被配置为：根据来自所述对象测量单元的输出确定所指定的前方车辆，以及根据来自所述字母数字字符匹配单元的输出纠正或验证所确定的前方车辆；

驾驶控制单元，所述驾驶控制单元被配置为：控制所述本车辆的驾驶，以便跟随所确定的前方车辆；以及

对象估计单元，所述对象估计单元被配置为：根据所述对象测量单元在先前操作周期中测量到的、所检测的对象的先前位置，来估计各个检测到的对象的当前位置，

其中，在未能根据来自所述字母数字字符匹配单元的输出对所确定的前方车辆进行验证时，所述前方车辆确定单元被配置为：将与所确定的前方车辆的估计位置最近的对象标识为所指定的前方车辆。

2.根据权利要求1所述的自适应巡航控制装置，其中，所述用户界面被配置为：接受与要跟随的车辆相关联的ID的输入。

3.根据权利要求1所述的自适应巡航控制装置，其中，所述用户界面被配置为：接受要跟随的车辆的车牌上的字母数字字符的输入，以及将所接受的字母数字字符转发至所述存储单元。

4.根据权利要求1所述的自适应巡航控制装置，其中，各个检测到的对象的估计位置是该检测到的对象的先前位置。

5.根据权利要求1所述的自适应巡航控制装置，其中，各个检测到的对象的估计位置是考虑该检测到的对象的先前检测到的速度，根据该检测到的对象的先前位置而估计的。

6.根据权利要求1所述的自适应巡航控制装置，其中，所述对象测量单元比所述图像采集单元覆盖更广的区域。

7.根据权利要求1所述的自适应巡航控制装置，其中，所述对象测量单元包括LIDAR装置。

8.根据权利要求1所述的自适应巡航控制装置，其中，所述前方车辆确定单元被配置为：根据所确定的前方车辆的车牌上的字母数字字符与存储在所述存储单元中的字母数字字符之间的差异来计算第一评估值，当所述前方车辆确定单元对所确定的前方车辆进行纠正或验证时考虑所述第一评估值。

9.根据权利要求8所述的自适应巡航控制装置，其中，当所述车牌识别单元未能识别所确定的前方车辆的车牌上的字母数字字符时，所述前方车辆确定单元被配置为：根据所确定的前方车辆的当前检测到的形状与所确定的前方车辆的先前检测到的形状之间的差异来计算第二评估值，当所述前方车辆确定单元对所确定的前方车辆进行纠正或验证时考虑所述第二评估值。

10.根据权利要求9所述的自适应巡航控制装置，其中，所述前方车辆确定单元被配置为：根据所确定的前方车辆的当前检测到的位置与所确定的前方车辆的先前检测到的位置之间的差异来计算第三评估值，当所述前方车辆确定单元对所确定的前方车辆进行纠正或验证时考虑所述第三评估值。

11.根据权利要求10所述的自适应巡航控制装置，其中，所述前方车辆确定单元被配置为：根据所确定的前方车辆的当前检测到的大小与所确定的前方车辆的先前检测到的大小之间的差异来计算第四评估值，当所述前方车辆确定单元对所确定的前方车辆进行纠正或验证时考虑所述第四评估值。

12.根据权利要求11所述的自适应巡航控制装置，其中，当所述前方车辆确定单元对所确定的前方车辆进行纠正或验证时，考虑所述第一评估值或所述第二评估值、所述第三评估值以及所述第四评估值的加权和。

13.根据权利要求1所述的自适应巡航控制装置，其中，当所述前方车辆确定单元未能验证所确定的前方车辆时，所述前方车辆确定单元被配置为：从检测到的对象中选择与所确定的前方车辆的估计位置最为接近的至少一个指定前方车辆候选。

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