[发明专利]一种用于车辆自适应巡航控制系统的目标提取方法

权利要求书

1.一种用于车辆自适应巡航控制系统的目标提取方法，其特征是：

所述车辆是指具有自适应巡航控制系统功能的主车，所述目标包括主车前方、且与主车按相同方向行进的目标车辆，以及处在主车前方道路两侧的目标物体；

在所述主车上配置有GPS定位系统和毫米波雷达；所述毫米波雷达通过目标合并输出目标信号，所述目标信号包括目标ID号、主车与目标之间的距离ρ、主车与目标之间的相对速度v，以及主车与目标之间的相对方位角θ；

所述目标提取方法按如下步骤进行：

步骤1：利用相对方位角θ，根据式(1)计算获得主车与目标之间的纵向距离为d_y，以及主车与目标之间的侧向距离为d_x，

纵向是指沿着主车的行驶方向，所述侧向是指垂直于主车的行驶方向；

步骤2、利用主车上的GPS定位系统检测获得主车的行驶速度v_a，利用所述毫米波雷达检测获得目标相对于主车的径向速度v_r，则：目标相对于主车的切向速度v_t为：

其中，ν_r＝v，为θ的微分值；

径向是指主车与目标连线的方向，切向是指垂直于主车与目标连线的方向；

利用式(2)计算获得目标相对于主车的纵向速度v_y；利用式(3)计算获得目标相对于主车的侧向速度为v_x；

v_y＝v_rcosθ-v_tsinθ (2)，

v_x＝v_rsinθ+v_tcosθ (3)；

步骤3、按如下方式对目标进行判断：

针对主车与目标A，在毫米波雷达的连续三个检测周期内，若是满足条件一，则判断目标A为静止目标A1，

设置条件一为：|v_y-v_a|＜0.1m/s；

在所述主车与静止目标A1之间，若不满足条件二，则判断静止目标A1为目标车辆；

在所述主车与静止目标A1之间，若满足条件二，则判断静止目标A1为目标物体；

设置条件二为：|d_x|≥4.5m；

步骤4：针对目标物体，按如下方式获得道路曲线：

定义坐标系：以纵向为y轴向，以侧向为x轴向，以雷达中心点为坐标原点；

利用目标物体的目标信号，采用最小二乘法进行拟合，获得由式(4)所表征的道路曲线y(x)：

y(x)＝p₁₁x³+p₁₂x²+p₁₃x+p₁₄ (4)，

其中，x和y分别由式(1)计算获得：y(x)＝d_y，x＝d_x；

利用式(5)所示的正规方程组求解获得各系数p₁₁、p₁₂、p₁₃和p₁₄：

其中，m是由毫米波雷达检测获得、且按时间序列排布的目标信号的个数，m至少为4，x_k为m个目标信号中第k个目标信号中的x的值；y_k为的m个目标信号中第k个目标信号中的y的值；

步骤5：根据所获得的由式(4)所表征的道路曲线，按如下方式选取道路曲线的有效区域：

设定：道路曲线有效区域的x值为：0≤x≤x_m；取x＝x_m，利用式(4)计算获得y(x_m)；

定义：雷达中心点在沿侧向上延伸并于道路侧边形成的交点为P1点；道路曲线中(x_m，y(x_m))点为P2点；

P1与P2的连线为P1P2；获得连线P1P2与主车行进方向的夹角为β角；

步骤6：按照β角的阈值对是否需要退出自适应巡航控制系统做出处理；

若β角大于10°，判断为不适于自适应巡航的工作模式，退出自适应巡航；

若β小于0.1°，判断道路为近似直线，主车保持为自适应巡航的工作模式；

若β角度在0.1°和10°之间，判断为主车处在弯道中；

针对处在弯道中的主车，判断处在主车前方的目标车辆为有效目标或为无效目标；若为有效目标，则主车保持与有效目标之间的自适应巡航工作模式；若为无效目标，则主车退出自适应巡航工作模式；

所述有效目标是指：目标车辆与主车处于同一车道中；

所述无效目标是指：目标车辆与主车处于不同车道中。

2.根据权利要求1所述的用于车辆自适应巡航控制系统的目标提取方法，其特征是按如下方式判断目标车辆是否为有效目标：

目标车辆尾部中点为p5，自点p5起在沿侧向上延伸并于道路侧边形成的交点为p3点；经过点p5，并与p5和毫米波雷达中点连线相垂直的线与道路侧边形成的交点为p4；

对于处在弯道中的主车，根据主车与目标之间的距离ρ₁和相对方位角θ₁，利用式(1)分别计算获得d_x1和d_y1的值为：d_y1＝ρ₁cosθ₁；d_x1＝ρ₁sinθ₁

利用d_y1的值，将y(x₁)＝d_y1代入三次式(4)计算获得对应的x1的值；

计算获得p3和p5间的距离L₁为：L₁＝x₁-d_x1；

计算获得p4与p5间的距离L₂为：L₂＝L₁×cos2θ；

设置条件三：

H为前方目标车辆的宽度，W为车道宽度；

若满足条件三，判断前方目标车辆为有效目标，主车维持自适应巡航控制模式；

若不满足条件三，则判断前方目标车辆为无效目标，主车退出自适应巡航控制系统。