目标的运动特性判断装置及具备此的行驶路径控制装置 |
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| 申请号 | CN201410333703.6 | 申请日 | 2014-07-14 | 公开(公告)号 | CN104635731B | 公开(公告)日 | 2017-12-05 |
| 申请人 | 现代摩比斯株式会社; | 发明人 | 金正求; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种目标的运动特性判断装置及具备此的行驶路径控制装置，判断位于自己车辆前方的目标是否为运动体，目标是运动体时，判断目标的移动方向，以该目标的运动特性判断结果为 基础 ，调整自己车辆的行驶路径。根据本发明的行驶路径控制装置包括：存在判断部，判断前方是否存在目标；运动体/移动方向判断部，判断为前方存在目标时，利用目标的相对速度偏差，判断目标是否是运动体以及目标的移动方向；及行驶路径控制部，以目标是否为运动体及目标是运动体时目标的移动方向为基础，控制自己车辆的行驶路径。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种行驶路径控制装置，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 目标的运动特性判断装置及具备此的行驶路径控制装置技术领域背景技术[0003] 传统车辆利用立体摄像机生成地图时，匹配从立体摄像机获得的连续图片而判断位于外部的对象，利用3D激光扫描仪生成地图时，使外部生成为3维信息而判断对象。 [0004] 但是，利用一般摄像机时，存在距离信息不正确的问题点，利用立体摄像机时，因根据位置的排列被变更，存在匹配作业较难的问题点。并且，利用3D激光扫描仪时，距离信息的准确度会增加，但需要处理的数据容量会增多，因使用高价的传感器，存在增加制造费用的问题点。 [0005] 韩国公开专利第2012-0053313号公开了通过感应位于前方的物体并以其感应结果为基础而控制车辆的行驶路径的方法。但是，该方法只感应特定区域是否存在物体，很难根据该物体的运动而主动应对。 发明内容[0006] (要解决的技术问题) [0007] 本发明是为了解决所述问题点而提出，其目的在于提供一种目标的运动特性判断装置及具备此的行驶路径控制装置，判断位于自己车辆前方的目标是否为运动体，是运动体时，判断目标的移动方向，以该目标的运动特性判断结果为基础，调整自己车辆的行驶路径。 [0008] 但是，本发明的目的并不限定于所述涉及的事项，未涉及的其他目的可通过以下记载被本行业从业者所明确理解。 [0009] (解决问题的手段) [0010] 本发明为达成所述目的而提供一种行驶路径控制装置，其特征在于，包括：存在判断部，判断前方是否存在目标；运动体/移动方向判断部，判断为前方存在所述目标时，利用所述目标的相对速度偏差，判断所述目标是否是运动体以及所述目标的移动方向；及行驶路径控制部，以所述目标是否为运动体及所述目标是运动体时所述目标的移动方向为基础，控制自己车辆的行驶路径。 [0012] 优选地，所述运动体/移动方向判断部，包括：第1相对速度推定部，测定所述自己车辆的第1纵方向速度和第1横方向速度，以所述第1纵方向速度和所述第1横方向速度为基础，推定所述目标的第1纵方向相对速度和第1横方向相对速度；第2相对速度推定部，经过预先设定的时间后，测定所述自己车辆的第2纵方向速度和第2横方向速度，以所述第2纵方向速度和所述第2横方向速度为基础，推定所述目标的第2纵方向相对速度和第2横方向相对速度；及相对速度比较部，比较所述第1纵方向相对速度和所述第2纵方向相对速度的结果及比较所述第1横方向相对速度和所述第2横方向相对速度的结果为基础，判断所述目标是否是运动体以及所述目标的移动方向。 [0013] 优选地，所述相对速度比较部在所述第1纵方向相对速度与所述第2 纵方向相对速度的差值等于所述第1纵方向相对速度，而且所述第1横方向相对速度与所述第2横方向相对速度的差值等于所述第1横方向相对速度时，判断为所述目标不是运动体。 [0014] 优选地，所述相对速度比较部在所述第1纵方向相对速度与所述第2 纵方向相对速度的差值大于所述第1纵方向相对速度时，判断为道路上的所述自己车辆与所述目标之间的距离在减少；所述第1纵方向相对速度与所述第2纵方向相对速度的差值小于所述第1纵方向相对速度时，判断为道路上的所述自己车辆与所述目标之间的距离在增加；所述第1横方向相对速度与所述第2横方向相对速度的差值大于所述第1横方向相对速度时，判断为所述目标向左侧方向移动；所述第1横方向相对速度与所述第 2横方向相对速度的差值小于所述第1横方向相对速度时，判断为所述目标向右侧方向移动。 [0015] 优选地，所述行驶路径控制装置还包括：距离测定部，判断为前方存在所述目标时，每隔预先设定的时间，测定与所述目标之间的距离；及距离判断部，判断与所述目标之间的距离是否是基准距离以下；判断为与所述目标之间的距离是基准距离以下时，所述运动体/移动方向判断部判断所述目标是否是运动体以及所述目标的移动方向。 [0016] 优选地，所述行驶路径控制装置被搭载到无人车辆。 [0017] 优选地，所述运动体/移动方向判断部判断为前方存在所述目标时，以自己车辆的位置变化量与从所述自己车辆到所述目标的距离变化量为基础，判断所述目标是否是运动体。 [0018] 优选地，所述运动体/移动方向判断部，包括：第1距离测定部，测定从所述自己车辆到所述目标的第1距离；自车位置推定部，以所述第1距离为基础，推定相对于所述目标的第1位置的所述自己车辆的第1位置；第2距离测定部，经过指定时间后，测定从所述自己车辆到所述目标之间的第2距离；自车位置决定部，经过所述指定时间后，以所述自己车辆的纵方向速度和横方向速度为基础，决定从所述自己车辆的第1位置到所述自己车辆的第2位置；目标位置推定部，以所述第2距离和所述自己车辆的第2位置为基础，推定所述目标的第2位置；及位置比较部，比较所述目标的第1位置和所述目标的第2位置，判断所述目标是否是运动体。 [0019] 并且本发明提供一种目标的运动特性判断装置，其特征在于，包括：存在判断部，判断前方是否存在目标；及运动体/移动方向判断部，判断为前方存在目标时，利用所述目标的相对速度偏差，判断所述目标是否是运动体以及所述目标的移动方向。 [0020] (发明的效果) [0021] 本发明通过判断位于自己车辆前方的目标是否为运动体，是运动体时，判断目标的移动方向，以该目标的运动特性判断结果为基础，调整自己车辆的行驶路径，可获得如下效果。 [0022] 第一、GPS没有/丧失的状况下，以外部物体为中心，将外部物体组织化而生成行驶地图，使无人车辆可行驶，确保无人车辆的强健性。 [0025] 图2是具体图示根据本发明的构成行驶路径控制装置的运动体/移动方向判断部的框图。 [0026] 图3是概略性地图示根据本发明的一实施例的物体判断系统的框图。 [0027] 图4是为了说明前方物体中决定控制对象物体的方法的参考图。 [0028] 图5是为了说明预测控制对象物体的移动方向的方法的参考图。 [0029] 图6是判断控制对象物体是否为移动物体并判断移动方向的方法的流程图。 具体实施方式[0030] 下面，参照附图详细说明本发明的优选实施例。首先，关于为各附图的构成要素附加参照符号，相同的构成要素标示在不同的附图上时，尽可能使用了相同的符号。并且，说明本发明时，判断为相关的公开构成或功能的具体说明有可能会混淆本发明的技术要旨时，省略其详细的说明。并且，以下会说明本发明的优选实施例，但本发明的技术思想并不限定于此或受此限制，从业者可进行变更并以多种形式实施。 [0031] 图1是概略性地图示根据本发明的优选实施例的行驶路径控制装置的框图。图1中目标的运动特性判断装置200是判断位于自己车辆前方的目标是否是运动体以及目标为运动体时判断目标的移动方向的装置。并且，行驶路径控制装置100是以目标的运动特性判断结果为基础而调整自己车辆的行驶路径的装置。 [0032] 根据图1，行驶路径控制装置100包括：存在判断部110、运动体/移动方向判断部120、行驶路径控制部130、电源部140及主控制部150。 [0033] 电源部140执行向构成行驶路径控制装置100的各构成供应电源的功能。主控制部150执行控制构成行驶路径控制装置100的各构成的整体运转的功能。考虑到行驶路径控制装置100能够搭载到控制与车辆行驶相关的功能的ECU，电源部140和主控制部150可不包括到行驶路径控制装置 100。 [0034] 存在判断部110执行判断自己车辆的前方是否存在目标的功能。当向前方输出的雷达信号在预先设定的时间以内返回而被输入后，存在判断部 110判断为前方存在目标。 [0035] 运动体/移动方向判断部120当存在判断部110判断为前方存在目标时，利用目标的相对速度偏差，判断目标是否是运动体以及所述目标的移动方向。 [0036] 图2是具体图示根据本发明的构成行驶路径控制装置的运动体/移动方向判断部的框图。根据图2，运动体/移动方向判断部120可包括：第1 相对速度推定部121、第2相对速度推定部122及相对速度比较部123。 [0037] 第1相对速度推定部121执行测定自己车辆的第1纵方向速度和第1 横方向速度的功能。并且，第1相对速度推定部121执行以第1纵方向速度和第1横方向速度为基础而推定目标的第1纵方向相对速度和第1横方向相对速度的功能。 [0038] 第2相对速度推定部122执行经过预先设定的时间后测定自己车辆的第2纵方向速度和第2横方向速度的功能。并且，第2相对速度推定部122 执行以第2纵方向速度和第2横方向速度为基础而推定目标的第2纵方向相对速度和第2横方向相对速度的功能。 [0039] 相对速度比较部123执行以比较第1纵方向相对速度和第2纵方向相对速度的结果，及比较第1横方向相对速度和第2横方向相对速度的结果为基础，而判断目标是否是运动体以及目标的移动方向的功能。 [0040] 判断目标是否是运动体时，首先，相对速度比较部123算出第1纵方向相对速度与第2纵方向相对速度的差值(以下定义为纵方向相对速度差值)及第1横方向相对速度与第2横方向相对速度的差值(以下定义为横方向相对速度差值)。之后，相对速度比较部123比较纵方向相对速度差值与第1纵方向相对速度，比较横方向相对速度差值与第1横方向相对速度。比较结果为，纵方向相对速度差值等于第1纵方向相对速度且横方向相对速度差值等于第1横方向相对速度时，相对速度比较部123把目标判断为固定体。反之，若比较结果与所述不同，相对速度比较部123把目标判断为移动体。 [0041] 另外，目标为运动体时，判断目标的移动方向时，首先相对速度比较部123算出纵方向相对速度差值和横方向相对速度差值。之后，相对速度比较部123比较纵方向相对速度差值与第1纵方向相对速度，比较横方向相对速度差值与第1横方向相对速度。比较结果，若纵方向相对速度差值大于第1纵方向相对速度，相对速度比较部123判断为道路上的自己车辆与目标之间的距离在减少(即，目标靠近自己车辆)。比较结果，纵方向相对速度差值小于第1纵方向相对速度时，相对速度比较部123判断为道路上的自己车辆与目标之间的距离在增加(即，目标远离自己车辆)。比较结果，若横方向相对速度差值大于第1横方向相对速度，相对速度比较部123判断为目标向左侧方向移动。比较结果，若横方向相对速度差值小于第1横方向相对速度，相对速度比较部123判断为目标向右侧方向移动。 [0042] 再参照图1进行说明。 [0043] 行驶路径控制部130执行的功能为，以目标是否为运动体及目标为运动体时目标的移动方向为基础而控制自己车辆的行驶路径。 [0044] 另外，即使是位于前方的对象，运动体/移动方向判断部120只利用符合特定基准的对象为目标。行驶路径控制装置100考虑到此，还可包括距离测定部160和距离判断部170。 [0045] 距离测定部160执行的功能为，判断为前方存在目标时，每隔预先设定的时间，测定与目标之间的距离。 [0046] 距离判断部170执行的功能为，比较由距离测定部160测定的与目标之间的距离和基准距离，判断与目标之间的距离是否为基准距离以下。 [0047] 行驶路径控制装置100若还包括距离测定部160和距离判断部170时，判断为与目标之间的距离是基准距离以下时，运动体/移动方向判断部130 判断该目标是否是运动体以及该目标的移动方向。后面将参照图4进行说明，当与目标之间距离为基准距离以下时，运动体/移动方向判断部130 视为目标从预测空间进入控制空间，从这个时候开始把目标设定为追踪对象。 [0048] 另外，判断为前方存在目标时，运动体/移动方向判断部120以自己车辆的位置变化量和从自己车辆到目标的距离变化量为基础，判断目标是否是运动体。 [0049] 考虑到此，运动体/移动方向判断部120可包括：第1距离测定部(未图示)、自车位置推定部(未图示)、第2距离测定部(未图示)、自车位置决定部(未图示)、目标位置推定部(未图示)及位置比较部(未图示)。 [0050] 第1距离测定部执行的功能为，测定从自己车辆到目标的第1距离。 [0051] 自车位置推定部执行的功能为，以第1距离为基础，推定相对于目标的第1位置的自己车辆的第1位置。 [0052] 第2距离测定部执行的功能为，经过指定时间后，测定从自己车辆到目标的第2距离。 [0053] 自车位置决定部执行的功能为，经过指定时间后，以自己车辆的纵方向速度和横方向速度为基础，通过自己车辆的第1位置决定自己车辆的第 2位置。 [0054] 目标位置推定部执行的功能为，以第2距离和自己车辆的第2位置为基础，推定目标的第2位置。 [0055] 位置比较部执行的功能为，比较目标的第1位置和目标的第2位置，判断目标是否是运动体。 [0056] 以上参照图1和图2说明了根据本发明的优选实施例的行驶路径控制装置100。根据本发明的行驶路径控制装置100是以被搭载到无人车辆而运用为目的而发明的。 [0057] 以下通过可实施的呈现例，详细说明本发明。图3是概略性地图示根据本发明的一实施例的物体判断系统的框图。 [0058] 本发明涉及自主行驶车辆中利用距离测定传感器而判别固定物体的方法。 [0059] 无人驾驶的无人车辆需要利用距离测定传感器而识别外部物体的能力。无人车辆通过这种能力，算出与目标之间的距离，利用该距离就能确认外部物体是移动物体还是固定物体。无人车辆为提取可行驶空间而需知道外部物体的位置和移动路径，这样才能实现安全行驶。 [0060] 本发明的目的在于，利用距离测定传感器掌握外部物体的位置及移动路径并生成行驶地图而生成无人车辆的行驶路径。并且，本发明的目的在于，行驶车辆中利用距离测定传感器测定的距离信息判别物体的停止/移动而生成行驶地图。 [0061] 参照图3，物体判断系统包括：物体距离测定部310、区域分割部320、物体匹配部330、物体移动方向预测部340及物体判断部350。 [0062] 物体距离测定部310的功能为，感应位于外部的物体，测定到该物体为止的距离。 [0063] 区域分割部320的功能为，以通过物体距离测定部310测定的距离为基础，把车辆前方空间区分为预测空间和控制空间。预测空间和控制空间参照图4。 [0064] 物体匹配部330的功能为，预测空间中感应到的物体进入控制空间之前，对于外部物体的位置，在演算行驶车速的位置为固定点，匹配预测空间中检测到的物体进入控制空间的时间。这时，物体匹配部330以物体距离测定部310的探测结果为基础，考虑时间延迟(time delay)而执行匹配。 [0065] 物体移动方向预测部340的功能为，计算匹配后的偏差，预测物体的移动方向。 [0066] 物体判断部350的功能为，最终判断预测到移动方向的物体。 [0067] 图4是为了说明前方物体中决定控制对象物体的方法的参考图。详细地说，图4是图示利用行驶中的车辆中感应到的物体(object)的相对速度的对象追踪(Object Tracking)。 [0068] 首先，预测空间440中探测到对象420时，追踪该物体420。之后，考虑到自车410的移动速度，把预测空间440的物体420匹配为控制空间 450的控制对象对象即目标430。经过一定时间后，把预测空间440的物体420投射到控制空间450而进行所述匹配。之后，以自车410的速度为基础，演算根据控制空间450的目标430的位置的相对速度。之后，预测目标430的移动方向。 [0069] 图5是为了说明预测控制对象物体的移动方向的方法的参考图。详细地说，图5图示了利用特征点偏差而预测目标的移动方向。 [0070] 图5(a)图示以一定周期单位，在控制空间中匹配控制对象物体即目标的图表。若目标为固定物体，如图5(a)的图表中510，原则上位于中心。但是，若目标为移动物体如520，脱离中心而位于特定位置。 [0071] 图5(b)图示能够判别目标是固定物体还是移动物体的计算式。图5(b) 的Vy0表示从自车的第1纵方向速度所获得的目标的第1纵方向相对速度。并且，Vy1是指从自车的第2纵方向速度所获得的目标的第2纵方向相对速度。所述中第2纵方向速度是测定第1纵方向速度并经过一定时间后测定的自车的纵方向速度。 [0072] 另外，Vx0是指从自车的第1横方向速度所获得的目标的第1横方向相对速度。并且，Vx1是从自车的第2横方向速度所获得的目标的第2横方向相对速度。所述中第2横方向速度是测定第1横方向速度并经过一定时间后测定的自车的横方向速度。本实施例中第2纵方向速度和第2横方向速度在相同时间内测定。 [0073] 图5(b)中，若Vx0-Vx1＝Vx0，Vy0-Vy1＝Vy0，把目标判断为固定物体。除此之外，把目标判断为移动物体，详细如下。 [0074] 第一、Vx0-Vx1 [0075] 第二、Vx0-Vx1>Vx0时，判断为目标向左侧方向移动。 [0076] 第三、Vy0-Vy1 [0077] 第四、Vy0-Vy1>Vy0时，判断为目标向-纵方向移动。即，判断为目标与自车之间的距离变近。 [0078] 图6是判断控制对象物体是否为移动物体并判断移动方向的方法的流程图。 [0079] 首先，探测位于外部的目标，再测定到该目标为止的距离(S605)。之后，把自车的前方空间区域分割为预测空间和控制空间(S610)。之后，追踪位于预测空间的目标(S615)，考虑到自车的车速，推定位于预测空间的目标的控制空间进入时点(S620)。之后，确认控制空间进入时点对比偏差 (S625)。偏差通过区分为纵方向成分和横方向成分而确认(S630)。 [0080] 之后，判断纵方向偏差是否为0(S635)。若纵方向偏差为0，把目标判断为纵方向静止物体(S640)。若纵方向偏差不为0，判断纵方向偏差是否大于0(S645)。若纵方向偏差大于0，把目标判断为相对于自车的低速物体 (S650)。若纵方向偏差不大于0(S655)，表示纵方向偏差小于0，因此把目标判断为接近物体(S660)。 [0081] 另外，判断横方向偏差是否为0(S665)。若横方向偏差为0，把目标判断为横方向静止物体(S670)。若横方向偏差不为0，判断横方向偏差是否等于右侧偏差(S675)。若横方向偏差等于右侧偏差，把目标判断为右侧移动物体(S680)。若横方向偏差不等于右侧偏差(S685)，表示横方向偏差等于左侧偏差，因此把目标判断为左侧移动物体(S690)。 [0082] 通过所述判断过程，若判断为纵方向偏差和横方向偏差都是0，最终把目标判断为固定物体(S695)。 [0083] 如前述说明，除此之外的情况下，都把目标判断为移动物体(S700)，最终决定目标的移动方向(S705)。 [0084] 以上参照图3至图6，说明了根据本发明的一实施例的物体判断系统。以上说明的物体判断系统的特征整理如下。 [0085] 第一、无人行驶的车辆中利用测定的物体和车辆之间的距离信息，分割成预测空间和控制空间。 [0086] 第二、把预测空间中测定的物体1次判断为静止物体，并且考虑到无人车辆的行驶速度而事先预测。 [0087] 第三、追踪的物体进入控制空间时，计算与所述判断的位置之间的偏差。 [0088] 第四、利用所述的偏差预测物体的移动方向。 [0089] 第五、利用物体的预测信息而判断是固定物体还是移动物体。 [0090] 即使以上说明的构成本发明的实施例的所有构成要素结合为一体或结合而运转，本发明并不限定于这种实施例。即，只要是在本发明的目的范围之内，所有构成要素都可以一个以上选择性地结合而运转。并且，所有构成要素分别体现为一个独立的硬件，但各构成要素的部分或全部被选择性地组合，体现为具有执行一个或多个硬件组合的部分或全部功能的程序模组的计算机程序。并且，这种计算机程序被保存到USB存储器、CD 磁盘、闪存等计算机可读的记录媒介(Computer Readable Media)，可被计算机读取并执行，从而体现本发明的实施例。计算机程序的记录媒介有磁记录媒介、光记录媒介、载波记录媒介等。 [0091] 并且，若对包含技术性或科学性用语的所有用语，未在详细说明中另行定义，与本发明所属技术领域中具有一般知识的人所一般理解的具有相同的意思，与字典中定义的用语相同而一般使用的用语应解释为与相关技术的文脉上的意思一致，只要本发明没有明确定义，不能解释成异常或过度形式化的意思。 |
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