一種前方目標(biāo)車(chē)輛進(jìn)入彎道和進(jìn)行換道的辨別裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于汽車(chē)主動(dòng)安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種前方目標(biāo)車(chē)輛進(jìn)入彎道和進(jìn)行 換道的辨別裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 車(chē)輛主動(dòng)安全系統(tǒng)能夠大大降低駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并提高車(chē)輛行駛的安全性。 雷達(dá)傳感器（毫米波雷達(dá)）在車(chē)輛主動(dòng)安全領(lǐng)域內(nèi)被大量采用，通過(guò)分析車(chē)輛間的相對(duì)運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)，可以對(duì)車(chē)輛運(yùn)行安全性進(jìn)行判斷，當(dāng)存在事故風(fēng)險(xiǎn)時(shí)可以對(duì)駕駛員進(jìn)行報(bào)警。
[0003] 通常而言，雷達(dá)所輸出的數(shù)據(jù)是兩車(chē)間的相對(duì)距離、相對(duì)角度和相對(duì)速度。在正常 情況下，對(duì)上述3個(gè)參數(shù)進(jìn)行分析判斷即可準(zhǔn)確了解前方其他車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0004] 從雷達(dá)返回的數(shù)據(jù)而言，前方車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)存在兩類(lèi)相似的情況：第一種為前 方車(chē)輛發(fā)生車(chē)道變換（簡(jiǎn)稱換道），第二種情況為前方車(chē)輛由直道進(jìn)入彎道而自車(chē)還處于 直道的情況。從雷達(dá)數(shù)據(jù)而言，這兩種情況下雷達(dá)的數(shù)據(jù)特性較為相似，都是前方車(chē)輛相對(duì) 于自車(chē)發(fā)生一定的橫向運(yùn)動(dòng)。從目前主動(dòng)安全系統(tǒng)的工作算法而言，暫時(shí)還沒(méi)有考慮這兩 種情況，這也造成了一定的安全隱患，例如自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)在遇到這種情況時(shí)系統(tǒng)可 能會(huì)發(fā)生跟車(chē)錯(cuò)誤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提出一種前方目標(biāo)車(chē)輛進(jìn)入彎道和進(jìn)行換道的辨別裝置及方 法。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0007] 技術(shù)方案一：
[0008] 一種前方目標(biāo)車(chē)輛進(jìn)入彎道和進(jìn)行換道的辨別裝置包括：設(shè)置在本車(chē)前端中央的 毫米波雷達(dá)、用于采集本車(chē)車(chē)速的車(chē)速傳感器，所述毫米波雷達(dá)用于采集前方目標(biāo)車(chē)輛與 本車(chē)的相位角、以及前方目標(biāo)車(chē)輛與本車(chē)的相對(duì)距離，所述前方目標(biāo)車(chē)輛與本車(chē)的相位角 指：兩車(chē)連線方向與本車(chē)前進(jìn)方向的夾角，所述兩車(chē)連線方向指前方車(chē)?yán)锖蠖酥醒肱c本車(chē) 前端中央連線的方向；
[0009] 所述前方目標(biāo)車(chē)輛進(jìn)入彎道和進(jìn)行換道的辨別裝置還包括：用于根據(jù)本車(chē)車(chē)速、 前方目標(biāo)車(chē)輛與本車(chē)的相位角、以及前方目標(biāo)車(chē)輛與本車(chē)的相對(duì)距離判斷前方車(chē)輛是進(jìn)入 彎道還是進(jìn)行換道的數(shù)據(jù)處理單元。
[0010] 本技術(shù)方案的特點(diǎn)和進(jìn)一步改進(jìn)在于：
[0011] 所述前方目標(biāo)車(chē)輛進(jìn)入彎道和進(jìn)行換道的辨別裝置還包括設(shè)置在本車(chē)內(nèi)的CAN 總線，所述數(shù)據(jù)處理單元通過(guò)CAN總線分別電連接毫米波雷達(dá)和車(chē)速傳感器。
[0012] 所述毫米波雷達(dá)為ESR毫米波雷達(dá)，所述車(chē)速傳感器為OEM車(chē)速傳感器。
[0013] 所述毫米波雷達(dá)的采樣頻率為10Hz，所述車(chē)速傳感器的采樣頻率為10Hz。
[0014] 所述數(shù)據(jù)處理單元為單片機(jī)或ARM處理器。
[0015] 技術(shù)方案二：
[0016] -種前方目標(biāo)車(chē)輛進(jìn)入彎道和進(jìn)行換道的辨別方法，基于上述一種前方目標(biāo)車(chē)輛 進(jìn)入彎道和進(jìn)行換道的辨別裝置，包括以下步驟：
[0017] 步驟1，車(chē)速傳感器實(shí)時(shí)采集本車(chē)車(chē)速，同時(shí)毫米波雷達(dá)實(shí)時(shí)采集前方目標(biāo)車(chē)輛與 本車(chē)的相位角、以及前方目標(biāo)車(chē)輛與本車(chē)的相對(duì)距離；車(chē)速傳感器實(shí)時(shí)將采集的本車(chē)車(chē)速 發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元，毫米波雷達(dá)將采集的前方目標(biāo)車(chē)輛與本車(chē)的相位角、以及前方目標(biāo) 車(chē)輛與本車(chē)的相對(duì)距離發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元；
[0018] 步驟2,所述數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)從設(shè)定時(shí)刻開(kāi)始獲取N個(gè)連續(xù)的采樣時(shí)刻的車(chē)輛 運(yùn)行數(shù)據(jù)，得出所述從設(shè)定時(shí)刻開(kāi)始N個(gè)連續(xù)的采樣時(shí)刻前方目標(biāo)車(chē)輛在預(yù)設(shè)二維直角坐 標(biāo)系的位置坐標(biāo)；所述車(chē)輛運(yùn)行數(shù)據(jù)包括本車(chē)車(chē)速、前方目標(biāo)車(chē)輛與本車(chē)的相位角、以及前 方目標(biāo)車(chē)輛與本車(chē)的相對(duì)距離，所述預(yù)設(shè)二維直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)為設(shè)定時(shí)刻本車(chē)毫米波雷 達(dá)所在位置，所述預(yù)設(shè)二維直角坐標(biāo)系的y軸正向?yàn)楸拒?chē)前進(jìn)方向；
[0019] 步驟3,針對(duì)從設(shè)定時(shí)刻開(kāi)始N個(gè)連續(xù)的采樣時(shí)刻前方目標(biāo)車(chē)輛在預(yù)設(shè)二維直角 坐標(biāo)系的位置坐標(biāo)，分別進(jìn)行圓弧曲線擬合、緩和曲線擬合和多項(xiàng)式曲線擬合；得出所述三 種曲線擬合的確定系數(shù)；
[0020] 步驟4,當(dāng)所述多項(xiàng)式曲線擬合的確定系數(shù)大于所述圓弧曲線擬合的確定系數(shù)且 大于所述緩和曲線擬合的確定系數(shù)時(shí)，判斷前方目標(biāo)車(chē)輛正在進(jìn)行換道；否則，判斷前方車(chē) 輛正在進(jìn)入彎道。
[0021] 本技術(shù)方案的特點(diǎn)和進(jìn)一步改進(jìn)在于：
[0022] 在步驟2中，所述設(shè)定時(shí)刻根據(jù)以下過(guò)程進(jìn)行確定：數(shù)據(jù)處理單元判斷本車(chē)運(yùn)行 起始時(shí)刻前方目標(biāo)車(chē)輛與本車(chē)的相位角是否超過(guò)設(shè)定角度閾值，如果是，則本車(chē)運(yùn)行起始 時(shí)刻為設(shè)定時(shí)刻，如果否，則數(shù)據(jù)處理單元在每個(gè)采樣時(shí)刻判斷前方目標(biāo)車(chē)輛與本車(chē)的相 位角是否超過(guò)設(shè)定角度閾值，將前方目標(biāo)車(chē)輛與本車(chē)的相位角超過(guò)設(shè)定角度閾值的任一采 樣時(shí)刻作為設(shè)定時(shí)刻。
[0023] 在步驟2中，得出所述從設(shè)定時(shí)刻開(kāi)始N個(gè)連續(xù)的采樣時(shí)刻前方目標(biāo)車(chē)輛在預(yù)設(shè) 二維直角坐標(biāo)系的位置坐標(biāo)的過(guò)程為：
[0024] 得出從設(shè)定時(shí)刻開(kāi)始第1個(gè)采樣時(shí)刻前方目標(biāo)車(chē)輛在預(yù)設(shè)二維直角坐標(biāo)系的位 置坐標(biāo)（x pl, ypl) ;xpl= r 1>Hsin Θ ypl= r 1H<C0S Θ i，其中，:^表示從設(shè)定時(shí)刻開(kāi)始第1個(gè)采樣 時(shí)刻前方目標(biāo)車(chē)輛與本車(chē)的相對(duì)距離，Θ 1表示從設(shè)定時(shí)刻開(kāi)始第1個(gè)采樣時(shí)刻前方目標(biāo)車(chē) 輛與本車(chē)的相位角；
[0025] 得出從設(shè)定時(shí)刻開(kāi)始第1個(gè)采樣時(shí)刻本車(chē)在預(yù)設(shè)二維直角坐標(biāo)系的位置坐標(biāo) (Xhl，Yhi)，Xhl - 〇, Υ hi - 〇 ;
[0026] 令η = 2, 3,…，N，得出從設(shè)定時(shí)刻開(kāi)始第η個(gè)采樣時(shí)刻前方目標(biāo)車(chē)輛在預(yù)設(shè)二維 直角坐標(biāo)系的位置坐標(biāo)（xpn, ypn) ;xpn= r nH<sin Θ n，ypn= y to+rnH<cos θ η，其中，rn表示從設(shè)定 時(shí)刻開(kāi)始第η個(gè)采樣時(shí)刻前方目標(biāo)車(chē)輛與本車(chē)的相對(duì)距離，Θ "表示從設(shè)定時(shí)刻開(kāi)始第n個(gè) 采樣時(shí)刻前方目標(biāo)車(chē)輛與本車(chē)的相位角，yhn= y hfcO+Vn* △ t，YhfcO表示從設(shè)定時(shí)刻開(kāi)始第 n-1個(gè)采樣時(shí)刻前方目標(biāo)車(chē)輛在預(yù)設(shè)二維直角坐標(biāo)系的縱坐標(biāo)，^表示從設(shè)定時(shí)刻開(kāi)始第 η個(gè)采樣時(shí)刻本車(chē)的速度，△ t表示每?jī)蓚€(gè)相鄰的采樣時(shí)刻之間的時(shí)間間隔。
[0027] 在步驟1中，當(dāng)前方目標(biāo)車(chē)輛位于本車(chē)右前方時(shí)，前方目標(biāo)車(chē)輛與本車(chē)的相位角 為正值，當(dāng)前方目標(biāo)車(chē)輛位于本車(chē)左前方時(shí)，前方目標(biāo)車(chē)輛與本車(chē)的相位角為負(fù)值。
[0028] 在步驟3中，圓弧曲線擬合的表達(dá)式為：
[0029] (Xl-a)2+(yi-b) 2= R2
[0030] 其中，X1表示圓弧曲線的橫坐標(biāo)，y i表示圓弧曲線的縱坐標(biāo)，a表示圓弧曲線的圓 心橫坐標(biāo)，b表示圓弧曲線的圓心縱坐標(biāo)；R表示圓弧曲線的半徑；
[0031] 緩和曲線擬合的表達(dá)式為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種前方目標(biāo)車(chē)