專利名稱：車輛行駛環(huán)境判定方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛行駛環(huán)境判定方法和系統(tǒng)，尤其是更適合于在高低起伏道路上行駛的車輛的行駛環(huán)境的判定方法和系統(tǒng)。
按照現(xiàn)有技術(shù)，雷達(dá)發(fā)射的無(wú)線電波束是沿水平方向進(jìn)行掃描的，而在要變換掃描角度的情況下，它也只能沿水平方向變換。
然而，車輛行駛的道路并不總是平坦的，典型的路況是如

圖1所示的高低起伏的道路。這時(shí)，按照現(xiàn)有技術(shù)，車輛10有時(shí)就無(wú)法探測(cè)到前方的目標(biāo)11。要是車輛10是在山區(qū)行駛，這樣漏測(cè)出前方的目標(biāo)11，其結(jié)果就更成問題。
典型的使用本發(fā)明的車輛行駛環(huán)境判定系統(tǒng)，作為一種在該行駛車輛上探測(cè)前方目標(biāo)的方法，包括來(lái)自該車輛的一束雷達(dá)波束在可變的仰角(vertical angle)下進(jìn)行掃描；探測(cè)由前方目標(biāo)反射的雷達(dá)波束的反射波；探測(cè)反射波時(shí)檢測(cè)雷達(dá)波束的仰角；根據(jù)反射波計(jì)算前方目標(biāo)的相對(duì)速度；檢測(cè)該車輛的車速；根據(jù)相對(duì)速度和該車輛的車速計(jì)算前方目標(biāo)的絕對(duì)速度；將雷達(dá)波束的仰角與預(yù)定的角度進(jìn)行比較；將前方目標(biāo)的絕對(duì)速度與預(yù)定的速度進(jìn)行比較。
前方目標(biāo)的絕對(duì)速度最好是按相對(duì)速度和該車輛的車速之和來(lái)計(jì)算。預(yù)定角度和預(yù)定速度最好預(yù)置為0。
在雷達(dá)波束的仰角大于預(yù)定角度、且絕對(duì)速度不同于預(yù)定速度的情況下，最好判定，或者是有一上坡路段處在該行駛車輛的前方，或者是前方目標(biāo)是個(gè)大物體。
在雷達(dá)波束的仰角大于預(yù)定角度、且絕對(duì)速度等于預(yù)定速度的情況下，最好判定前方目標(biāo)是靜止不動(dòng)的。
在雷達(dá)波束的仰角小于預(yù)定角度、且絕對(duì)速度不同于預(yù)定速度的情況下，最好判定有一下坡路段處在該行駛車輛的前方。
典型的使用本發(fā)明的車輛行駛環(huán)境判定系統(tǒng)，作為一種該行駛車輛上探測(cè)前方目標(biāo)的系統(tǒng)，包括一臺(tái)無(wú)線電波束雷達(dá)，用于發(fā)射一束掃描的雷達(dá)波束并探測(cè)由前方目標(biāo)反射的反射波；一個(gè)反射鏡，用于根據(jù)掃描雷達(dá)波束的角度方位調(diào)整掃描雷達(dá)波束的仰角；一臺(tái)反射鏡角度檢測(cè)器，用于檢測(cè)反射鏡的角度方位；一臺(tái)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，用于調(diào)整反射鏡的角度方位；以及，一個(gè)電氣控制單元，該電氣控制單元執(zhí)行以下功能根據(jù)單波束雷達(dá)探測(cè)的反射波計(jì)算前方目標(biāo)的相對(duì)速度；根據(jù)相對(duì)速度和該行駛車輛的車速計(jì)算前方車輛的絕對(duì)速度；檢測(cè)反射波的雷達(dá)波束的仰角；將雷達(dá)波束仰角和絕對(duì)速度分別與預(yù)定的角度和速度進(jìn)行比較。
電氣控制單元(以下以ECU表示)最好按該行駛車輛的車速和前方車輛的相對(duì)速度之和來(lái)計(jì)算前方車輛的絕對(duì)速度，且預(yù)定角度和預(yù)定速度最好都預(yù)置為0。
在雷達(dá)波束的仰角大于預(yù)定角度、且絕對(duì)速度不同于預(yù)定速度的情況下，ECU最好判定，或者是有一上坡路段處在該行駛車輛的前方，或者是前方目標(biāo)是個(gè)大物體。
在雷達(dá)波束的仰角大于預(yù)定角度、且絕對(duì)速度等于預(yù)定速度的情況下，ECU最好判定，前方目標(biāo)是靜止不動(dòng)的。
在雷達(dá)波束的仰角小于預(yù)定角度、且絕對(duì)速度不同于預(yù)定速度的情況下，則ECU最好判定，有一下坡路段處在該行駛車輛的前方。
圖1舉例表示多種行駛的車輛在探測(cè)前方的目標(biāo)的情況；圖2示出了依據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的車輛行駛環(huán)境判定系統(tǒng)的框圖；圖3示出了依據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的單波束雷達(dá)、反射鏡、反射鏡角度傳感器與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)之間的協(xié)同關(guān)系；圖4是相應(yīng)于本發(fā)明較佳實(shí)施例的車輛行駛環(huán)境判定方法的流程圖。
參看圖1，依據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例，車輛10的行駛環(huán)境判定系統(tǒng)，是一種在該行駛車輛10上探測(cè)前方目標(biāo)的系統(tǒng)。
如圖2所示，較佳實(shí)施例包括一臺(tái)單波束雷達(dá)20，用于發(fā)射一束雷達(dá)波束進(jìn)行掃描，并探測(cè)由前方目標(biāo)反射的反射波；一個(gè)反射鏡50，用來(lái)調(diào)整掃描雷達(dá)波束的仰角(依其角度方位而調(diào)整)；一臺(tái)反射鏡角度傳感器51，用來(lái)檢測(cè)反射鏡50的角度方位；一臺(tái)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)30，用來(lái)調(diào)整反射鏡50的角度方位；以及一個(gè)電氣控制單元40(以下以ECU表示)雷達(dá)波束的仰角表示該波束與水平方向之間的夾角。
一臺(tái)車輛車速檢測(cè)器45，用于檢測(cè)該行駛車輛10的車速，該車速檢測(cè)器與ECU40相聯(lián)，使得ECU40可以接收來(lái)自檢測(cè)器45的車速信號(hào)。
ECU可以用一個(gè)或多個(gè)由預(yù)置軟件激活的處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
預(yù)置軟件是可編程的，以執(zhí)行以下每一步驟根據(jù)單波束雷達(dá)探測(cè)的反射波計(jì)算前方目標(biāo)的相對(duì)速度；依據(jù)相對(duì)速度和該行駛車輛的車速計(jì)算前方車輛的絕對(duì)速度；檢測(cè)反射波的雷達(dá)波束的仰角；將該仰角和絕對(duì)速度分別與預(yù)定的角度和速度作比較。
更具體地說(shuō)，預(yù)置軟件是可編程的，以執(zhí)行依據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的車輛行駛環(huán)境判定方法諸步驟中在ECU40上執(zhí)行的每一步驟。后面將更詳細(xì)說(shuō)明與較佳實(shí)施例相應(yīng)的方法。
如圖3所示，反射鏡角度傳感器51布置在連接反射鏡50和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)30的一根軸上，并檢測(cè)該軸隨反射鏡角度方位而變化的轉(zhuǎn)角。
單波束雷達(dá)20，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)30，反射鏡角度傳感器51，以及反射鏡50組裝成一個(gè)模塊，該模塊布置在該行駛車輛10上，更精確地說(shuō)，布置在該行駛車輛10的保險(xiǎn)桿15上。
因而，反射鏡50將隨著步進(jìn)電動(dòng)機(jī)30的運(yùn)行而轉(zhuǎn)動(dòng)。反射鏡50的角度方位由反射鏡角度傳感器51檢測(cè)并傳輸給ECU40。
ECU40通過控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)30，來(lái)調(diào)整反射鏡50的角度方位，因而，由單波束雷達(dá)20發(fā)射的掃描雷達(dá)波束在反射鏡50上被反射，并沿著該行駛車輛10的前進(jìn)方向輻射出去。
掃描雷達(dá)波束為前方目標(biāo)11所反射。隨后該雷達(dá)波束的反射波由單波束雷達(dá)20進(jìn)行探測(cè)，從而為ECU所接收。
接著，ECU40根據(jù)所接收的反射波和反射鏡的角度(即輻射到該行駛車輛10前進(jìn)方向的雷達(dá)波束的仰角)判定車輛行駛環(huán)境。
參看圖4，下面詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明較佳實(shí)施例的車輛行駛環(huán)境判定方法。
回過來(lái)再參看圖1，依據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的車輛10的行駛環(huán)境判定方法，是一種在該行駛車輛10上探測(cè)前方目標(biāo)11的方法。
如圖4所示，在步驟S410，單波束雷達(dá)20發(fā)射一束掃描雷達(dá)波束，該波束由該行駛車輛10按可變的仰角輻射出去。
隨之在步驟S415，當(dāng)掃描雷達(dá)波束的仰角與前方目標(biāo)11一致時(shí)，該雷達(dá)波束就為前方目標(biāo)11所反射，并且反射波由單波束雷達(dá)20探測(cè)出來(lái)。
在步驟S420，ECU40接收來(lái)自單波束雷達(dá)20的反射雷達(dá)波束信號(hào)。
在步驟S425，ECU40接收到反射波時(shí)就檢測(cè)雷達(dá)波束的仰角。該仰角系由反射鏡角度傳感器51進(jìn)行檢測(cè)的。
在步驟S430，ECU40還依據(jù)反射波信號(hào)計(jì)算前方目標(biāo)11的相對(duì)速度和距前方目標(biāo)11的距離。如何計(jì)算這一速度和距離對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的。
此外，在步驟S435，ECU40利用該行駛車輛的車速檢測(cè)器45檢測(cè)該車輛的車速，并在步驟S440按相對(duì)速度和該車輛的車速之和計(jì)算前方目標(biāo)11的絕對(duì)速度。
根據(jù)雷達(dá)波束的仰角和這樣計(jì)算出來(lái)的絕對(duì)速度，就可以獲得有關(guān)該車輛10的前方究竟是上坡路段還是下坡路段的信息，還可以獲得有關(guān)前方目標(biāo)11的信息。
更具體地說(shuō)，在步驟S450，ECU40將該雷達(dá)波束的仰角與預(yù)定的角度進(jìn)行比較，而在步驟S455，ECU40將絕對(duì)速度與預(yù)定的速度作比較。
預(yù)定角度最好預(yù)置為0(水平方向的角度)，這樣就很容易判定雷達(dá)波束究竟是在高于還是在低于水平方向進(jìn)行掃描。并且預(yù)定速度預(yù)置為0(靜止速度)，這樣就很容易判定前方目標(biāo)11是否是靜止不動(dòng)的。
依據(jù)步驟S450和S455這兩項(xiàng)比較的結(jié)果，在步驟S470，ECU40判定車輛行駛環(huán)境，并且執(zhí)行由技術(shù)人員預(yù)置的隨后各個(gè)比較可取的步驟(如果有的話)。
在步驟S460校驗(yàn)距前方目標(biāo)11的距離，并且最好僅當(dāng)距前方目標(biāo)11的距離不在預(yù)定的誤差范圍內(nèi)時(shí)，才對(duì)車輛行駛環(huán)境進(jìn)行判定。
更具體地說(shuō)，在步驟S470，ECU40判定車輛行駛環(huán)境如下當(dāng)掃描雷達(dá)波束的仰角大于預(yù)定的角度(即雷達(dá)波束在高于以該行駛車輛10為基準(zhǔn)的水平方向進(jìn)行掃描)、且絕對(duì)速度不同于預(yù)定的速度時(shí)，ECU40判定，或者是有一上坡路段處在該行駛車輛10的前方，或者是前方目標(biāo)11是大物體，如公共汽車或卡車。
當(dāng)掃描雷達(dá)波束的仰角大于預(yù)定的角度、且絕對(duì)速度等于預(yù)定的速度時(shí)，ECU40判定前方目標(biāo)11是靜止不動(dòng)的，如路標(biāo)。
當(dāng)掃描雷達(dá)波束的仰角小于預(yù)定的角度(即雷達(dá)波束在低于以該行駛車輛10為基準(zhǔn)的水平方向進(jìn)行掃描)、且絕對(duì)速度不同于預(yù)定的速度時(shí)，ECU40判定，有一下坡路段處在該行駛車輛10的前方。
如上所述，依據(jù)本發(fā)明推薦的實(shí)施例，即便車輛是在高低起伏的道路上行駛，也可以降低漏測(cè)前方目標(biāo)的可能性，并且根據(jù)掃描雷達(dá)波束的仰角，很容易探測(cè)出即將到來(lái)的上坡/下坡路段。
盡管已經(jīng)結(jié)合目前看來(lái)最切實(shí)用、且推薦的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了描述，但是應(yīng)該了解，本發(fā)明不限于已予公布的實(shí)施例，而是相反，本發(fā)明適用于包含在附加權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同的方案。
權(quán)利要求
1.一種車輛行駛環(huán)境判定方法，其特征是在該行駛車輛上探測(cè)前方目標(biāo)，該方法包括由該行駛車輛發(fā)射的雷達(dá)波束以可變的仰角進(jìn)行掃描；探測(cè)由前方目標(biāo)反射的掃描雷達(dá)波束的反射波；探測(cè)反射波時(shí)檢測(cè)掃描雷達(dá)波束的仰角；依據(jù)反射波計(jì)算前方目標(biāo)的相對(duì)速度；檢測(cè)該行駛車輛的車速；依據(jù)相對(duì)速度和該行駛車輛的車速計(jì)算前方目標(biāo)的絕對(duì)速度；將掃描雷達(dá)波束的仰角與預(yù)定的角度進(jìn)行比較；將絕對(duì)速度與預(yù)定的速度進(jìn)行比較。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是前方目標(biāo)的絕對(duì)速度是按相對(duì)速度和該行駛車輛的車速之和來(lái)計(jì)算的；預(yù)定的角度和預(yù)定的速度分別預(yù)置為0。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是進(jìn)一步包括，在掃描雷達(dá)波束的仰角大于預(yù)定的角度、且絕對(duì)速度不同于預(yù)定的速度的情況下，做出這樣的判定有一上坡路段處在該行駛車輛的前方，或者前方目標(biāo)是大物體。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是進(jìn)一步包括，在掃描雷達(dá)波束的仰角大于預(yù)定的角度、且絕對(duì)速度等于預(yù)定的速度的情況下，做出這樣的判定前方目標(biāo)是靜止不動(dòng)的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是進(jìn)一步包括，在掃描雷達(dá)波束的仰角小于預(yù)定的角度、且絕對(duì)速度不同于預(yù)定的速度的情況下，做出這樣的判定有一下坡路段處在該行駛車輛的前方。
6.一種車輛行駛環(huán)境判定系統(tǒng)，其特征是在該行駛車輛上探測(cè)前方目標(biāo)，該系統(tǒng)包括；一臺(tái)無(wú)線電波束雷達(dá)，用于發(fā)射雷達(dá)波束進(jìn)行掃描，并探測(cè)由前方目標(biāo)反射的反射波；一個(gè)反射鏡，用于根據(jù)掃描雷達(dá)波束的角度方位調(diào)整掃描雷達(dá)波束的仰角；一臺(tái)反射鏡角度檢測(cè)器，用于檢測(cè)反射鏡的角度方位；一臺(tái)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，用于調(diào)整反射鏡的角度方位；以及，一個(gè)電氣控制單元，用于根據(jù)單波束雷達(dá)探測(cè)的反射波計(jì)算前方目標(biāo)的相對(duì)速度、根據(jù)相對(duì)速度和該行駛車輛的車速計(jì)算前方目標(biāo)的絕對(duì)速度、檢測(cè)反射波的雷達(dá)波束的仰角、以及將該仰角和絕對(duì)速度與預(yù)定的角度和速度進(jìn)行比較。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征是電氣控制單元按相對(duì)速度和該行駛車輛的車速之和來(lái)計(jì)算前方目標(biāo)的絕對(duì)速度；預(yù)定角度和預(yù)定速度分別預(yù)置為0。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征是無(wú)線電波束雷達(dá)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、反射鏡角度檢測(cè)器以及反射鏡組裝成一個(gè)模塊；該模塊布置在該行駛車輛的保險(xiǎn)桿上。
全文摘要
一種車輛行駛環(huán)境判定方法和系統(tǒng)，包括由行駛車輛發(fā)射的雷達(dá)波束以可變的仰角進(jìn)行掃描；探測(cè)由前方目標(biāo)反射的掃描雷達(dá)波束的反射波；探測(cè)反射波時(shí)檢測(cè)掃描雷達(dá)波束的仰角；依反射波計(jì)算前方目標(biāo)的相對(duì)速度；檢測(cè)行駛車輛的車速；據(jù)相對(duì)速度和行駛車輛的車速計(jì)算前方目標(biāo)的絕對(duì)速度；將仰角與預(yù)定的角度進(jìn)行比較；將絕對(duì)速度與預(yù)定的速度進(jìn)行比較。由前方目標(biāo)反射的反射波就是以可變仰角進(jìn)行掃描的一束原發(fā)射雷達(dá)波束的反射波。接收到反射波時(shí)，檢測(cè)雷達(dá)波束的仰角，根據(jù)反射波計(jì)算前方目標(biāo)的相對(duì)速度，根據(jù)行駛車輛的車速和相對(duì)速度計(jì)算前方目標(biāo)的絕對(duì)速度，根據(jù)仰角和絕對(duì)速度對(duì)車輛行駛環(huán)境做出判定。
文檔編號(hào)G01S13/93GK1427268SQ0213012
公開日2003年7月2日 申請(qǐng)日期2002年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月18日
發(fā)明者金志映 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社