用于控制CACC系统的速度的装置和方法与流程

本申请要求于2015年6月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0092204号的优先权权益，该专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开内容大体涉及一种用于控制协同式自适应巡航控制(CACC)系统的速度的装置和方法，并且更具体地，涉及一种在基于车辆与外界(V2X)通信和雷达的CACC系统中收集关于在同一车道中行驶的前方车辆的信息(例如路线信息)并且使用所收集的信息控制车辆的速度(例如加速和减速)的技术。

背景技术：

智能巡航控制(SCC)系统是用于与前方车辆保持恒定距离的系统。SCC系统在通过使用安装的雷达传感器感测车辆前方的环境来与前方车辆保持恒定距离的同时提供巡航功能，车辆通过该巡航功能以驾驶者设定的恒定速度自动行驶。另外，SCC系统提供控制车辆速度的速度限制功能，以便不超过驾驶者设定的速度。

SCC系统的便利性在于，驾驶者不需要连续地操作加速器或制动踏板来调节车辆的行驶速度。进一步地，该系统防止车辆以大于设定速度的速度行驶，从而增强安全驾驶。

同时，协同式自适应巡航控制(CACC)系统是用于通过将车辆与外界(V2X)通信添加到SCC系统来改善SCC性能的系统。CACC系统通过车辆与基础设施(V2I)通信确定道路的速度限制，通过车辆与车辆(V2V)通信接收关于在同一车道中行驶的前方车辆的信息，然后基于所接收的信息改善巡航控制(CC)性能。

由于常规的CACC系统将紧接的前方车辆设定为目标车辆，然后基于所确定的目标车辆的速度调节主车辆的速度，因而可存在的问题 在于常常发生突然加速或突然起动。即，在第一前方车辆后接第二前方车辆，并且第二前方车辆后接主车辆的情况下，由于常规的CACC系统通过仅考虑第二前方车辆的速度来调节主车辆的速度，因而与通过考虑第一前方车辆和第二前方车辆两者的速度来调节主车辆的速度的情况相比较，可存在的问题在于常常发生突然加速或突然起动。

技术实现要素：

作出本公开内容以解决现有技术中出现的上述问题，同时使现有技术实现的优点保持完整。

本公开内容的一方面提供一种用于控制协同式自适应巡航控制(CACC)系统的装置和方法，其在基于车辆与外界(V2X)通信和雷达的CACC系统中能够通过收集关于在同一车道中行驶的前方车辆的信息(例如，路线信息)并且使用所收集的信息控制车辆的速度(例如加速和减速)来减小减速和加速的宽度(例如范围)，以改善燃料效率。

本公开内容的目的不限于以上提及的目的，并且本公开内容的其他目的和优点可以通过以下描述被理解，并且将通过本公开内容的实施方式进行清楚地描述。此外，容易理解，本公开内容的目的和优点可以通过权利要求中所示的手段及其组合实现。

根据本公开内容的实施方式，使用协同式自适应巡航控制(CACC)系统控制主车辆的速度的装置包括：收发器，其配置成从在主车辆前方的两个周边车辆同时接收行驶信息和两个周边车辆中的第一前方车辆的识别(ID)信息；速度计算器，其配置成计算两个周边车辆中的第二前方车辆的速度，其中第二前方车辆紧接在主车辆前方；以及控制器，其配置成将通过收发器接收的各个周边车辆的行驶信息与通过速度计算器计算的第二前方车辆的速度相比较，以在所接收的行驶信息中检测与第二前方车辆相对应的行驶信息，并且基于所检测的第二前方车辆的行驶信息和与所检测的第二前方车辆的行驶信息相对应的第一前方车辆的行驶信息控制主车辆的速度。

当控制器将主车辆自己的行驶信息传送至周边车辆时，控制器还可配置成同时传送第一前方车辆的ID和第二前方车辆的ID。

控制器还可配置成基于各个周边车辆的行驶信息与第二前方车辆的速度之间的相关系数检测行驶信息是否对应于第二前方车辆。

速度计算器还可配置成基于主车辆的雷达计算第二前方车辆的速度。

速度计算器还可配置成基于主车辆的摄像机计算第二前方车辆的速度。

此外，根据本公开内容的实施方式，使用协同式自适应巡航控制(CACC)系统控制主车辆的速度的方法包括：通过收发器从在主车辆前方的两个周边车辆同时接收行驶信息和两个周边车辆中的第一前方车辆的识别(ID)信息；通过速度计算器计算两个周边车辆中的第二前方车辆的速度，其中第二前方车辆紧接在主车辆的前方；通过控制器将通过收发器接收的各个周边车辆的行驶信息与通过速度计算器计算的第二前方车辆的速度相比较，以在所接收的行驶信息中检测与第二前方车辆相对应的行驶信息；以及通过控制器基于所检测的第二前方车辆的行驶信息和与所检测的第二前方车辆的行驶信息相对应的第一前方车辆的行驶信息控制主车辆的速度。

该方法还可包括当控制器将主车辆自己的行驶信息传送至周边车辆时，通过控制器同时传送第一前方车辆的ID和第二前方车辆的ID。

该方法还可包括通过控制器基于各个周边车辆的行驶信息与第二前方车辆的速度之间的相关系数，检测行驶信息是否对应于第二前方车辆。

该方法还可包括通过速度计算器基于主车辆的雷达计算第二前方车辆的速度。

该方法还可包括通过速度计算器基于主车辆的摄像机计算第二前方车辆的速度。

附图说明

本公开内容的以上和其他目的、特征以及优点根据以下结合附图的详细描述较为明显。

图1是应用了本公开内容的协同式自适应巡航控制(CACC)系统的示意图。

图2是根据本公开内容的用于控制CACC系统的速度的装置示例的配置图。

图3是示出根据本公开内容的控制CACC系统的速度的过程示例的图。

图4是根据本公开内容的相关系数的计算周期的示意图。

图5是根据本公开内容的用于控制CACC系统的速度的方法示例的流程图。

图中每个元件的标记

30：雷达；40：CACC系统；41：收发器；42：速度计算器；43：控制器。

具体实施方式

上述目的、特征和优点根据以下参照附图描述的具体实施方式将变得明显。因此，本公开内容所属领域的技术人员可容易地实施本公开内容的技术理念。进一步地，在描述本公开内容时，在判定对与本公开内容相关联的公知技术的详细描述会不必要地使本公开内容的主旨模糊的情况下，将省略这样的详细描述。下文中，本公开内容的实施方式将参照附图进行详细描述。

本文使用的术语仅出于描述具体实施方式的目的，而并非旨在限制本公开内容。如本文所使用，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。还将理解的是，术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时，是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文所用，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。

应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合动力电动车、氢动力车和其它代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆，例如，具有 汽油动力和电动力的车辆。

另外，应当理解，以下方法及其各方面中的一者或多者可由至少一个控制器执行。术语“控制器”可以指包括存储器和处理器的硬件装置。存储器配置成存储程序指令，并且处理器具体地编程成执行用于实施下面进一步描述的一个或多个过程的程序指令。此外，应当理解，以下方法可以通过包括控制器以及一个或多个其他部件的装置执行，如由本领域的普通技术人员所理解的。

现在将参照所公开的实施方式，图1是应用于本公开内容的协同式自适应巡航控制(CACC)系统的示意图。

如图1所示，应用于本公开内容的CACC系统(40)基于V2I通信从路侧单元(RSU)10接收常常根据道路状况而变化的道路的速度限制。

此外，CACC系统40从一个或多个周边车辆20接收行驶信息(例如，速度、加速度等)。在此，行驶信息包括传送行驶信息的周边车辆的前方车辆(或者在本文中称为“目标车辆”)的识别(ID)信息以及告知行驶信息来源的识别(ID)信息。

例如，在第一前方车辆ID-1后接第二前方车辆ID-2，并且第二前方车辆后接主车辆ID-3的情况下，当主车辆从第二前方车辆ID-2接收行驶信息(例如，速度、加速度等)时，主车辆也接收告知第一前方车辆ID-1在第二前方车辆的前方的信息。

具体地，CACC系统40将从一个或多个周边车辆20接收的行驶信息与根据雷达30计算的前方车辆的速度相比较，以检测与前方车辆匹配的行驶信息。即，CACC系统40在多个行驶信息中检测与前方车辆匹配的行驶信息。

然后，CACC系统40基于第一前方车辆的行驶信息和第二前方车辆的行驶信息控制主车辆的速度。即，由于CACC系统40可以使用第一前方车辆的行驶信息来识别第二前方车辆的存在，并且可以确定第二前方车辆的ID，因此CACC系统40可以使用多个行驶信息中的ID控制主车辆的速度。

虽然本公开内容通过示例的方式描述雷达30，但前方车辆的速度也可以基于摄像机(未示出)进行计算。

图2是根据本公开内容的用于控制CACC系统的速度的装置示例的配置图。

如图2所示，根据本公开内容的用于控制CACC系统的速度的装置包括收发器41、速度计算器42和控制器43。

将描述各个部件。首先，收发器41基于V2V通信从至少一个或多个周边车辆20接收行驶信息(例如，速度、加速度等)。在此，行驶信息包括ID。此外，收发器41基于V2I通信从RSU 10接收道路的速度限制。

接着，速度计算器42基于雷达30计算前方车辆的速度。即，速度计算器42使用通过雷达30获得的距前方车辆的距离和主车辆的速度计算前方车辆的速度。

接着，控制器43执行总控制(general control)，使得各个部件可以正常执行自己的功能。

具体地，控制器43将通过收发器41接收的一个或多个周边车辆的行驶信息与通过速度计算器42计算的前方车辆的速度相比较，以在行驶信息中检测与前方车辆相对应的行驶信息。在此，控制器43可以使用所检测的行驶信息知晓前方车辆的ID以及前方车辆的速度和加速度。

因此，控制器43可基于所有前方车辆的行驶信息控制主车辆的速度。此外，控制器43通过收发器41将所有前方车辆的行驶信息传送至后方车辆。

在下文中，将参照图3更详细地描述控制器43的操作。

如图3所示，在行驶路线中，顺序为最前面的先导前方车辆[ID-1]、先导前方车辆[ID-1]后面的前方车辆[ID-2]、以及主车辆[ID-3]。即，以主车辆[ID-3]为基础，紧接主车辆的前方车辆为[ID-2]，并且车辆[ID-2]的前方车辆为车辆[ID-1]。由于车辆[ID-4]不与主车辆[ID-3]在同一车道上行驶，因而不认为其是前方车辆。

车辆[ID-1]、车辆[ID-2]和主车辆[ID-3]可以通过V2V通信彼此传送和接收其行驶信息。具体地，当每个车辆传送其自己的行驶信息时，每个车辆也传送关于其自己前方车辆的ID信息。即，由于车辆[ID-1]的前方车辆不存在，因而车辆[ID-1]仅传送其自己的行驶信息，而车辆 [ID-2]传送关于其前方车辆[ID-1]的信息以及其自己的行驶信息。因此，主车辆接收车辆[ID-1]的信息以及车辆[ID-2]的行驶信息。

此外，主车辆需要确定车辆[ID-2]是否是其自己的前方车辆。为此，主车辆将车辆[ID-2]的行驶信息与基于雷达30计算的其紧接的前方车辆[ID-2]的速度相比较，以确定是否存在前方车辆。该确定操作可通过对累积的样本的数据而不是一个样本的数据进行比较来作出。

作为示例，在基于以下式1和式2计算相关系数之后，可以基于所计算的相关系数确定是否存在前方车辆。

[式1]

V_TV(N)＝V_i(N)+a_i(N)Δt

→V_TV(N)-V_i(N)＝a_i(N)Δt→ΔV_i(N)＝a_i(N)Δt

在此，N是指用于测量速度和加速度的变化的样本数，V_TV(N)是指基于雷达30计算的前方车辆的第N样本的速度，V_i(N)是指在从周边车辆(i)接收的行驶信息中的第N样本的速度，a_i(N)是指在从周边车辆(i)接收的行驶信息中的第N样本的加速度，并且Δt是指基于从周边车辆(i)接收的行驶信息的样本值与基于雷达的速度样本值之间的时间差。

[式2]

$r_i\left(N\right)=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{n=1}^N\left({\mathrm{\ΔV}}_i\right(n)-\stackrel{\‾}{{\mathrm{\ΔV}}_i})\left(a_i\right(n)-\stackrel{\‾}{a_i})}{\sqrt{{\mathrm{\Σ}}_{n-1}^N{\left({\mathrm{\ΔV}}_i\right(n)-\stackrel{\‾}{{\mathrm{\ΔV}}_i})}^2}\sqrt{{\mathrm{\Σ}}_{n=1}^N{\left(a_i\right(n)-\stackrel{\‾}{a_i})}^2}}$

N个样本的ΔV_i的平均值

N个样本的a_i的平均值

在此，满足-1<r<1。

同时，N个样本的存储周期在图4中示出。

图4是根据本公开内容的相关系数的计算周期的示意图，并且示出通过雷达30的数据采样周期为50ms并且V2V消息的采样周期为100ms的情况。

在图4中，附图标记‘401’表示存储第N-1样本值的时刻，并且附图标记‘402’表示存储第N样本值的时刻，并且还计算相关系数。

图5是根据本公开内容的用于控制CACC系统的速度的方法示例 的流程图。

首先，收发器41从各个周边车辆同时接收其自己的行驶信息和其自己前方车辆(在下文中称为“第一前方车辆”)的ID(501)。

接着，速度计算器42计算主车辆(即，“自身车辆”)的前方车辆(在下文中被称为“第二前方车辆”)的速度(502)。

接着，控制器43将通过收发器41接收的各个周边车辆的行驶信息与通过速度计算器42计算的第二前方车辆的速度相比较，以在行驶信息中检测与第二前方车辆相对应的行驶信息(503)。

然后，控制器43基于所检测的第二前方车辆的行驶信息和与所检测的行驶信息相对应的第一前方车辆的行驶信息控制主车辆(即，“自身车辆”)的速度(504)。

如上所述的根据本公开内容的方法可由计算机程序创建。此外，配置计算机程序的代码和代码段可由领域内的计算机程序员容易地推导出。此外，所创建的计算机程序存储在计算机可读记录介质(即，信息存储介质)中，并且由计算机读取和执行，从而实施根据本公开内容的方法。此外，记录介质包括所有形式的计算机可读记录介质。

如上所述，根据本公开内容的实施方式，在基于车辆与外界(V2X)通信和雷达的CACC系统中通过收集关于在同一车道中行驶的前方车辆的信息(例如，路线信息)并且使用所收集的信息控制车辆的速度(例如加速和减速)，可以减小减速和加速的宽度(例如范围)并且可以改善效率。

在上文，虽然已经参照实施方式和附图描述本公开内容，但本公开内容不限于此，而是在不脱离本公开内容的在随附权利要求书中要求保护的本公开内容的精神和范围的情况下可以由本公开内容所属领域的技术人员进行各种修改和更改。