用于控制与前方车辆的距离的装置和方法与流程

用于控制与前方车辆的距离的装置和方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术基于2021年7月16日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0093814号并要求其优先权，该申请的公开内容以全文引用的方式并入本文。
技术领域
3.本发明涉及一种用于控制与前方车辆的距离的装置和方法。


背景技术：

4.通常，为了始终控制与前方的车辆(前方车辆)的距离，必须考虑前方车辆或主车辆的行驶状况。当不考虑前方车辆或主车辆的行驶状况而单方面控制主车辆的加速度时，无法保证与前方车辆的安全距离。
5.当基于行驶状况恒定控制与前方车辆的距离时，需要恒定保持的目标安全距离可以根据主车辆的行驶速度来变化。然而，当通过传统方式控制主车辆的加速度时，即使前方车辆停止，基于距离误差的加速控制比基于速度误差的加速控制也更占主导作用，因此对车辆的控制会被削弱。


技术实现要素：

6.本发明解决现有技术中出现的上述问题，同时保持现有技术实现的优点。
7.本发明的一个方面提供用于在保持车辆之间的距离时基于行驶情况来控制主车辆的加速度的装置和方法。
8.本发明的另一方面提供用于在保持车辆之间的距离时针对停止的前方车辆和行驶的前方车辆，通过相互不同的方式控制主车辆的加速度的装置和方法。
9.本发明要解决的技术问题不限于上述问题，本发明所属领域的技术人员通过以下描述将清楚地理解本文未提及的任何其他技术问题。
10.根据本发明的一个方面，用于控制与前方车辆的距离的装置可以包括：接收器，接收主车辆的相关信息和前方车辆的相关信息；加速度发生器，基于所接收的主车辆的相关信息和所接收的前方车辆的相关信息，产生主车辆的第一加速度和主车辆的第二加速度中的一个；以及输出装置，输出所产生的第一加速度或者所产生的第二加速度。
11.此外，根据一些实施例，用于控制与前方车辆的距离的装置还可以包括控制器，基于所输出的第一加速度或者所输出的第二加速度来控制主车辆。
12.此外，根据一些实施例，主车辆的相关信息包括：主车辆的速度，并且前方车辆的相关信息包括：前方车辆的速度以及主车辆与前方车辆之间的间隔距离。
13.此外，根据一些实施例，加速度发生器可产生：(i)当所述前方车辆的速度不为零时的第一加速度，以及(ii)当前方车辆的速度为零时的第二加速度。
14.此外，根据一些实施例，第一加速度表示用于保持主车辆与前方车辆之间的第一距离的加速度，并且第二加速度表示用于保持主车辆与前方车辆之间的第二距离的加速
度。
15.此外，根据一些实施例，第一距离根据主车辆的速度而自适应地变化，并且第二距离具有恒定值。
16.此外，根据一些实施例，第一加速度基于前方车辆的速度、主车辆的速度、间隔距离、第一距离、速度权重和距离权重而产生，并且第二加速度基于主车辆的速度、间隔距离以及第二距离而产生。
17.此外，根据一些实施例，第二加速度具有恒定值，并且可表示以主车辆的速度和直到所述主车辆停止所用的时间作为参数的线性函数的梯度。
18.此外，根据一些实施例，直到主车辆停止所用的时间对应于通过将直到主车辆停止时主车辆的移动距离除以主车辆的速度而获得的结果值的两倍，并且移动距离表示间隔距离与第二距离之间的差值。
19.此外，根据一些实施例，速度误差值表示前方车辆的速度与主车辆的速度之间的差值，并且距离误差值表示间隔距离与第一距离之间的差值，并且第一加速度是基于速度误差值乘以速度权重得到的结果值，以及距离误差值乘以距离权重得到的结果值而产生。
20.此外，根据本发明另一方面，一种用于控制与前方车辆的距离的方法，包括以下步骤：通过接收器接收主车辆的相关信息和前方车辆的相关信息；基于所接收的主车辆的相关信息和所接收的前方车辆的相关信息，通过加速度发生器产生主车辆的第一加速度和主车辆的第二加速度中的一个；以及通过输出装置输出所产生的第一加速度或者所产生的第二加速度。
21.此外，根据一些实施例，用于控制与前方车辆的距离的方法还包括以下步骤：通过控制器基于所输出的第一加速度或者所输出的第二加速度来控制主车辆。
22.此外，根据一些实施例，主车辆的相关信息包括：主车辆的速度，并且前方车辆的相关信息包括：前方车辆的速度以及主车辆与前方车辆之间的间隔距离。
23.此外，根据一些实施例，产生主车辆的第一加速度和主车辆的第二加速度中的一个的步骤包括：(i)当所述前方车辆的速度不为零时产生第一加速度，以及(ii)当前方车辆的速度为零时产生第二加速度。
24.此外，根据一些实施例，第一加速度表示用于保持主车辆与前方车辆之间的第一距离的加速度，并且第二加速度表示用于保持主车辆与前方车辆之间的第二距离的加速度。
25.此外，根据一些实施例，第一距离根据主车辆的速度而自适应地变化，并且第二距离具有恒定值。
26.此外，根据一些实施例，第一加速度基于前方车辆的速度、主车辆的速度、间隔距离、第一距离、速度权重和距离权重而产生，并且第二加速度基于主车辆的速度、间隔距离以及第二距离而产生。
27.此外，根据一些实施例，第二加速度具有恒定值，并且表示以主车辆的速度和直到主车辆停止所用的时间作为参数的线性函数的梯度。
28.此外，根据一些实施例，直到主车辆停止所用的时间对应于通过将直到主车辆停止时主车辆的移动距离除以主车辆的速度而获得的结果值的两倍，并且移动距离表示间隔距离与第二距离之间的差值。
29.此外，根据一些实施例，速度误差值表示前方车辆的速度与主车辆的速度之间的差值，并且距离误差值表示间隔距离与第一距离之间的差值，并且第一加速度是基于速度误差值乘以速度权重得到的结果值，以及距离误差值乘以距离权重得到的结果值而产生。
附图说明
30.本发明的上述和其他目的、特征和优点将通过以下结合附图的详细描述而更加明显，其中：
31.图1是示出根据本发明一些实施例的用于控制与前方车辆的距离的说明性装置的框图；
32.图2示出根据本发明一些实施例的加速度发生器的操作；
33.图3示出根据本发明一些实施例的计算第一加速度和第二加速度的方法；以及
34.图4示出根据本发明一些实施例的用于控制与前方车辆的距离的方法。
具体实施方式
35.在下文中，将参照示例性附图详细描述本发明的一些实施例。在对各图的构成要素添加符号的情况下，即使在其他图中显示相同或等同的构成要素，也用相同的附图标记表示。此外，在描述本发明的实施例时，未提供对众所周知的特征或功能的详细描述，以免不必要地模糊本发明的主旨。
36.此外，在根据本发明的实施例的组件的以下描述中，使用
‘
第一’、
‘
第二’、
‘
a’、
‘
b’、
‘
(a)’和
‘
(b)’等术语。这些术语仅旨在将一个组件与另一个组件区分开来，并且这些术语并不限制组成组件的性质、次序或顺序。此外，除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术或科学术语)与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同。在通用词典中定义的术语应被解释为具有与相关技术领域的上下文含义相同的含义，并且不应被解释为具有理想或过度形式的含义，除非在本技术中明确定义为具有此类含义。
37.在下文中，将参照图1至4详细描述本发明的实施例。
38.图1是示出根据本发明一些实施例的用于控制与前方车辆的距离的说明性装置的框图。
39.图1是示出根据本发明一些实施例的用于控制与前方车辆的距离的装置(或简称为“装置”)100的框图。
40.根据一些实施例，车辆可以包括自主驾驶车辆。根据一些实施例，自主驾驶车辆可以基于自主驾驶系统执行自动驾驶。根据一些实施例，车辆在行驶期间可以恒定地保持与位于行驶方向上的前方车辆的距离。因此，车辆可以控制车辆的加速度以恒定地保持与前方车辆的距离。根据一些实施例，该车辆可以被称为主车辆。
41.根据一些实施例，用于控制与前方车辆的距离的装置可以包括接收器1001、加速度发生器1002、和/或输出装置1003。根据一些实施例，该装置可被设置成包含在上述主车辆的内部或者外部。根据一些实施例，该装置可以包括一个或多个未在图中示出的元件。
42.根据一些实施例，接收器1001可以接收主车辆的相关信息和前方车辆的相关信息。根据一些实施例，主车辆的相关信息可以包括主车辆的速度。根据一些实施例，前方车辆的相关信息可以包括前方车辆的速度和/或主车辆与前方车辆之间的间隔距离。根据一
些实施例，接收器1001可以包括由预定程序操作的至少一个处理器，其适于接收主车辆的相关信息和前方车辆的相关信息。根据一些实施例，主车辆的相关信息和/或前方车辆的相关信息可以通过包含在主车辆中的传感器(例如，lidar传感器或飞行时间(tof)传感器)来获取。根据一些实施例，接收器1001可通信地连接到传感器。
43.根据一些实施例，基于所接收的主车辆的相关信息和所接收的前方车辆的相关信息，加速度发生器1002可以产生主车辆的第一加速度和主车辆的第二加速度中的一个。根据一些实施例，加速度发生器1002可以包括由预定程序操作的至少一个处理器，其适于基于所接收的主车辆的相关信息和所接收的前方车辆的相关信息来产生主车辆的第一加速度和主车辆的第二加速度中的一个。根据一些实施例，加速度发生器1002可通信地连接到接收器1001。
44.根据一些实施例，第一加速度可以是用于恒定保持与前方车辆的距离的加速度，以对应于前方车辆正在行驶。根据一些实施例，第二加速度可以是用于在与前方车辆保持恒定距离时使主车辆停止的加速度，以对应于前方车辆停止。
45.与行驶中的前方车辆恒定保持并且基于第一加速度的距离可被称为第一距离。与停止的前方车辆恒定保持并且基于第二加速度的距离可被称为第二距离。换言之，第一加速度可表示用于保持主车辆与前方车辆之间的第一距离的加速度，而第二加速度可表示用于保持主车辆与前方车辆之间的第二距离的加速度。根据一些实施例，第一距离和第二距离可以由用户预先设置或者由系统计算出。
46.换言之，根据一些实施例，该装置可以根据主车辆和/或前方车辆的行驶状况来选择和输出第一加速度和第二加速度中适当的一个加速度。根据一些实施例，下面将参照图2对加速度发生器产生加速度的过程的进行详细描述。根据一些实施例，下面将参照图3对第一加速度和第二加速度进行详细描述。
47.根据一些实施例，输出装置1003可以输出所产生的第一加速度或第二加速度。根据一些实施例，输出装置1003可包括至少一个由预定程序操作的处理器，其适于输出所产生的第一加速度或所产生的第二加速度。根据一些实施例，输出装置1003可通信地连接到加速度发生器1002。
48.根据一些实施例，该装置100还可包括控制器(未示出)，以基于输出的第一加速度或第二加速度来控制主车辆。换言之，该装置可以基于第一加速度和第二加速度中的任一个来控制主车辆的加速度，以控制与前方车辆的距离。根据一些实施例，控制器可以包括由预定程序操作的至少一个处理器，其适于基于所输出的第一加速度或所输出的第二加速度来控制主车辆。根据一些实施例，控制器可通信地连接到输出装置1003。
49.根据一些实施例，该装置100可以通过参照附图描述的方法控制主车辆的加速度来保持与前方车辆的恒定距离。此外，根据一些实施例，该装置100可以通过针对主车辆和/或前方车辆的行驶状况产生适当的加速度来安全有效地控制主车辆的加速度。
50.图2示出根据本发明一些实施例的加速度发生器的操作。
51.图2是示出根据一些实施例的由加速度发生器(参照图1描述的加速度发生器1002)产生加速度的操作的流程图。
52.如参考图1所述，加速度发生器可以基于所接收的主车辆的相关信息和所接收的前方车辆的相关信息，来产生主车辆的第一加速度和主车辆的第二加速度中的一个。根据
一些实施例，对第一加速度和第二加速度的详细描述与参照图1所作的描述相同或类似。
53.如参考图1所述，加速度发生器可以基于主车辆的和/或前方车辆的行驶状况来产生加速度。
54.根据一些实施例，加速度发生器可以操作，以对应于主车辆控制车辆之间的间隔距离(s2000)。换言之，当前方车辆不存在或当主车辆不控制与前方车辆的距离时，加速度发生器可不工作。
55.根据一些实施例，加速度发生器可以基于前方车辆的速度产生加速度，该速度包含在前方车辆的相关信息中。
56.根据一些实施例，加速度发生器可以在前方车辆的速度不为零时产生第一加速度(s2001)。
57.如参考图1所述，根据一些实施例，第一加速度可以表示用于保持主车辆和正在行驶的前方车辆之间的第一距离的加速度。在此情况下，由于前方车辆正在行驶，因此第一距离可基于包含在主车辆的相关信息中的主车辆的速度而自适应地变化。例如，第一距离与主车辆的速度成正比。因此，根据一些实施例，第一加速度可以具有可变值，以对应于自适应变化的第一距离。
58.根据一些实施例，加速度发生器可以在前方车辆的速度为零时产生第二加速度(s2002)。
59.如参考图1所述，根据一些实施例，第二加速度可以表示用于保持主车辆与停止的前方车辆之间的第二距离的加速度。在此情况下，由于前方车辆停止，因此第二距离可具有恒定值。例如，第二距离表示距停止的前方车辆的安全距离，使得主车辆能够安全地停止。因此，根据一些实施例，第二加速度可具有恒定值。
60.根据一些实施例，加速度发生器可以将通过参考附图描述的方法所产生的加速度传输到输出装置(参考图1描述的输出装置1003)。
61.根据一些实施例，该装置100可以通过参照图2描述的方法控制主车辆的加速度来保持与前方车辆的恒定距离。此外，根据一些实施例，该装置100可以通过针对主车辆的和/或前方车辆的行驶状况产生适当的加速度来安全有效地控制主车辆的加速度。
62.图3示出根据本发明一些实施例的用于计算第一加速度和第二加速度的方法。
63.图3是示出根据一些实施例，用于计算第一加速度和第二加速度(参考图1至2描述的第一加速度和第二加速度)的方法的视图。
64.如参考图1和2所述，第一加速度可以表示对应于正在行驶的前方车辆产生的加速度，而第二加速度可以表示对应于停止的前方车辆产生的加速度。
65.附图标记3000指代示出根据一些实施例计算第一加速度的方法的视图。
66.根据一些实施例，附图标记3000a可以指代主车辆，并且根据一些实施例，附图标记3000b可以指代正在行驶的前方车辆。
67.根据一些实施例，第一加速度可以基于前方车辆的速度、主车辆的速度(v0)、主车辆与前面车辆之间的间隔距离(参见附图标记3000c和3000d)、第一距离(参见附图标记3000d)、速度权重和/或距离权重。根据一些实施例，对前方车辆的速度、主车辆的速度(v0)、主车辆与前方车辆的间隔距离和第一距离的描述与参考1至2的描述相同或类似。换言之，第一距离可被确定为对应于主车辆的速度(v0)。
68.根据一些实施例，速度权重可以是速度误差值的权重，而距离权重可以是距离误差值的权重。根据一些实施例，速度误差值可以表示前方车辆的速度与主车辆的速度之间的差值。例如，速度误差值可以是通过从前方车辆的速度减去主车辆的速度而获得的值。根据一些实施例，距离误差值(参见附图标记3000c)可以表示间隔距离与第一距离之间的差值。例如，距离误差值可以是通过从间隔距离减去第一距离而获得的值。速度权重和距离权重可以是预设值或系统计算出的值。
69.根据一些实施例，可以通过以下等式1计算第一加速度。
70.等式1
71.a1＝(gain
spd
*speed
error
) (gain
dist
*distance
error
)
72.在等式1中，“a1”可表示第一加速度，“gain_spd”可表示速度权重，“speed_error”可表示速度误差值，“gain_dist”可表示距离权重，“distance_error”可表示距离误差值。换言之，根据一些实施例，第一加速度可以基于通过将速度误差值乘以速度权重获得的值，以及通过将距离误差值乘以距离权重获得的值来产生。
73.当基于等式1的加速度产生方法同样适用于前方车辆停止的情况时，主车辆可能超出预设的安全距离(例如，第一距离或第二距离)。例如，当主车辆在距停止的前方车辆很远距离处以低速行驶时，距离误差值的正加速度值会变得大于距离速度误差值的负加速度值。因此，主车辆会不受控制。在此情况下，主车辆无法适当地降低速度。因此，主车辆不停止在目标安全距离处。
74.因此，根据一些实施例，该装置(例如，加速度发生器)可以通过与基于等式1的方法不同的方法产生第二加速度，以对应于停止的前方车辆。
75.附图标记3001至3002是示出根据一些实施例产生第二加速度的方法的视图。
76.根据一些实施例，附图标记3001a可指代主车辆，并且根据一些实施例，附图标记3001b可指代停止的前方车辆。
77.根据一些实施例，第二加速度可以基于主车辆的速度(v0)、主车辆和前方车辆之间的间隔距离(参见附图标记3001c和3001d)和/或第二距离(见附图标记3001d)来产生。根据一些实施例，对主车辆的速度(v0)、间隔距离以及第二距离的描述与参照图1至2描述的相同或类似。根据一些实施例，直到主车辆停止时主车辆的移动距离可表示间隔距离与第二距离之间的差值。根据一些实施例，第二距离可以具有恒定值，而与主车辆的速度无关。
78.参考附图标记3002，第二加速度可表示以主车辆的速度以及直到主车辆停止所用的时间作为参数的线性函数的梯度。根据一些实施例，直到主车辆停止所用的时间可表示对应于通过将直到主车辆停止时主车辆的移动距离除以主车辆的速度所获得的值的两倍的值。根据一些实施例，直到主车辆停止时主车辆的移动距离可对应于由线性函数形成的面积，如附图标记3002所示。换句话说，第二加速度可具有如上所述的线性函数的负梯度。
79.根据一些实施例，可以基于以下等式2来计算第二加速度。
80.等式2
[0081][0082]
在等式2中，“a2”可表示第二加速度，“v
0”可表示主车辆的速度，“d0”可表示间隔
距离，而“d1”可表示第二距离。
[0083]
换言之，第二加速度是基于具有恒定值的第二距离产生的。因此，第二加速度可具有恒定值。因此，根据一些实施例，基于第二加速度，主车辆可以在不超出第二距离的情况下停止，以对应于主车辆朝向停止的前方车辆行驶。
[0084]
根据一些实施例，该装置可以通过参照附图描述的方法来控制主车辆的加速度以保持与前方车辆的恒定距离。此外，根据一些实施例，该装置可以通过针对主车辆的和/或前方车辆的行驶状况产生适当的加速度，从而安全有效地控制主车辆的加速度。
[0085]
图4示出根据本发明一些实施例的用于控制与前方车辆的距离的方法。
[0086]
图4是示出根据一些实施例的用于控制与前方车辆的距离的方法(简称为方法)的流程图。参考图1至3描述的装置将执行参考图4描述的方法。
[0087]
根据一些实施例，该方法可包括接收主车辆的相关信息和前方车辆的相关信息(s4000)，基于所接收的主车辆的相关信息以及所接收的前方车辆的相关信息，产生主车辆的第一加速度和主车辆的第二加速度中的一个(s4001)，以及/或者输出所产生的第一加速度或所产生的第二加速度(s4002)。根据一些实施例，该方法可以包括未在此图中示出的一个或多个步骤。
[0088]
参考图1描述的接收器可以执行s4000。参考图1描述的加速度发生器可以执行s4001。参考图1描述的输出装置可以执行s4002。
[0089]
根据一些实施例，该方法还可以包括基于输出的第一加速度或第二加速度来控制主车辆。参照图1描述的控制器可以执行上述步骤。
[0090]
根据一些实施例，主车辆的相关信息可包括主车辆的速度，前方车辆的相关信息可包括前方车辆的速度和主车辆与前方车辆之间的间隔距离。根据一些实施例，主车辆的相关信息和前方车辆的相关信息的详细描述与参照图1至3的描述相同或类似。
[0091]
根据一些实施例，s4001可包括当前方车辆的速度不为零时产生第一加速度，并且在前方车辆的速度为零时产生第二加速度。上述步骤的描述与参考图2的描述相同或类似。
[0092]
根据一些实施例，第一加速度可表示用于保持主车辆和前方车辆之间的第一距离的加速度。根据一些实施例，第二加速度可表示用于保持主车辆和前方车辆之间的第二距离的加速度。第一加速度、第二加速度、第一距离和第二距离的详细描述与参照图1至3的描述相同或类似。
[0093]
根据一些实施例，第一距离可以根据主车辆的速度自适应地变化，而第二距离可以具有恒定值。
[0094]
根据一些实施例，第一加速度可以基于前方车辆的速度、主车辆的速度、主车辆与前方车辆之间的间隔距离、第一距离、速度权重和/或距离权重来产生。根据一些实施例，第二加速度可以基于主车辆的速度、主车辆与前方车辆之间的间隔距离和/或第二距离来产生。根据一些实施例，产生第一加速度和第二加速度的方法的详细描述与参照图3所作的描述相同或类似。
[0095]
因此，根据一些实施例，第二加速度可以具有恒定值。根据一些实施例，第二加速度可表示以主车辆的速度和直到主车辆停止所用的时间作为参数的线性函数的梯度。线性函数的详细描述与参考图3的描述相同或类似。
[0096]
根据一些实施例，直到主车辆停止所用的时间可表示对应于通过将直到主车辆停
止时主车辆的移动距离除以主车辆的速度所获得的值的两倍的值。根据一些实施例，直到主车辆停止时主车辆的移动距离可表示间隔距离与第二距离之间的差值。根据一些实施例，直到主车辆停止所用的时间和直到主车辆停止时主车辆的移动距离的详细描述与参照图3所作的描述相同或类似。
[0097]
根据一些实施例，速度误差值可表示前方车辆的速度和主车辆的速度之间的差值，而距离误差值可表示间隔距离与第一距离之间的差值。根据一些实施例，速度误差值和距离误差值的详细描述与参照图3所作的描述相同或相似。
[0098]
根据一些实施例，第一加速度可以基于通过将速度误差值乘以速度权重所获得的值，以及通过将距离误差值乘以距离权重所获得的值来产生。根据一些实施例，产生第一加速度的方法的详细描述与参考图3的描述相同或类似。
[0099]
根据一些实施例，该装置可以通过参照附图描述的方法控制主车辆的加速度来保持与前方车辆的恒定距离。此外，根据一些实施例，该装置可以通过针对主车辆的和/或前方车辆的行驶状况产生适当的加速度来安全有效地控制主车辆的加速度。
[0100]
根据实施例，在保持车辆之间的距离时，可以通过考虑行驶状况来控制主车辆的加速度。
[0101]
此外，根据一些实施例，主车辆的加速度可以通过针对停止的前方车辆和行驶的前方车辆的相互不同的方式来控制。
[0102]
此外，可以提供通过本发明直接或间接理解的各种效果。
[0103]
在上文中，尽管已经参照示例性实施例和附图描述了本发明，但是本发明不限于此，在不背离所附权利要求中要求保护的本发明的精神和范围下，本发明所属领域的技术人员还可进行各种修改和变形。
[0104]
因此，所提供的本发明的示例性实施例是为了解释本发明的精神和范围，而不是用以限制，因此本发明的精神和范围不受实施例限制。本发明的范围应以所附权利要求书为基础进行解释，并且凡与权利要求书等同的范围内的技术思想均应包含在本发明的范围内。