CN104554260B - 用于在超速管控路段内控制速度的系统和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在超速管控路段内控制速度的装置和方法。该方法包括：采集车速、超速管控路段信息、超速管控路段的限速、以及超速管控路段内的平均行驶速度；基于限速和平均行驶速度计算目标速度；基于所述限速计算下限速度；使用目标速度、下限速度和限速之间的关系，将目标速度、下限速度和限速中的一者确定为最终目标速度；基于最终目标速度和车速计算所需加速度；以及使用所需加速度调整车速。

Description

用于在超速管控路段内控制速度的系统和装置

技术领域

本发明涉及用于在超速管控（enforcement）路段内控制速度的方法和装置，且更具体地，涉及在从管控起点至管控终点的路段内当车辆的平均行驶速度超过限速时，控制车速防止在超速管控路段内发生超速。

背景技术

智能巡航控制（SCC）系统是当不存在前方车辆时，将车速调整至驾驶者设定的预定速度，而当前方存在车辆时，调整距离以便保持车辆间的预定距离，从而为驾驶者提供方便和安全的系统。

由于这种SCC系统未获得道路的限速信息和速度管控检测器（例如，摄像机等）的位置信息，因此当驾驶者将车速设定成超过道路的限速时，速度管控检测器确定超速。特别地，当驾驶者接合制动踏板以避免超速（例如，大于限速的速度）检测时，SCC系统的操作被解除，因而在通过速度管控检测器后必须重新开启SCC系统。

因此，已经提出当在道路上检测到速度管控检测器时将车速调整至限速或更低的方法。然而，这种现有技术对于在具体位置管控车辆超速的位置管控方法是有用的，但是对于在两点间车辆的平均行驶速度超过限速时执行管控的点对点管控方法会降低效用。

发明内容

因此，本发明提供用于在超速管控路段内控制速度的方法和装置，在当从管控起点至管控终点的路段内车辆的平均行驶速度超过限速时执行管控的超速管控路段内，通过调整车速而防止在超速管控路段内发生超速。

在本发明的一个方面，用于在超速管控路段内控制速度的装置可包括由控制器执行的多个单元。该多个单元可包括：导航互通单元，其采集车速v_c、超速管控路段信息、超速管控路段的限速v_l、以及超速管控路段内的平均行驶速度v_d；目标速度计算单元，其基于限速v_l和平均行驶速度v_d计算目标速度v_t；下限速度计算单元，其基于限速v_l计算下限速度v_m；目标速度确定单元，其使用目标速度v_t、下限速度v_m和限速v_l之间的关系，将目标速度v_t、下限速度v_m和限速v_l中的任一者确定为最终目标速度v_f；以及所需加速度计算单元，其基于最终目标速度v_f和车速v_c计算所需加速度a；其中控制器使用所需加速度a调整车辆速度。

在本发明的另一方面，用于在超速管控路段内控制速度的方法可包括：通过控制器采集车速v_c、超速管控路段信息、超速管控路段的限速v_l、以及超速管控路段内的平均行驶速度v_d；通过控制器基于限速v_l和平均行驶速度v_d计算目标速度v_t；通过控制器基于限速v_l计算下限速度v_m；通过控制器使用目标速度v_t、下限速度v_m和限速v_l之间的关系，将目标速度v_t、下限速度v_m和限速v_l中的任一者确定为最终目标速度v_f；通过控制器基于最终目标速度v_f和车速v_c计算所需加速度a；以及通过控制器使用所需加速度a调整车辆速度。

附图说明

通过以下结合附图进行的详细说明，本发明的上述和其它目的、特征和优点将更加明显可见，其中：

图1是根据本发明的示例性实施例的用于在超速管控路段内控制速度的装置的示例性配置图；

图2是根据本发明的示例性实施例应用本发明的超速管控路段的示例性说明图；并且

图3是根据本发明的另一示例性实施例的用于在超速管控路段内控制速度的方法的示例性流程图。

附图中各元件的附图标记

10：导航互通单元

20：目标速度计算单元

30：下限速度计算单元

40：目标速度确定单元

50：所需加速度计算单元

60：速度控制单元

具体实施方式

应当理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其它类似术语包括一般的机动车辆，例如包括运动型多用途车（SUV）、公共汽车、货车、各种商用车辆在内的载客车辆、包括各种艇和船在内的水运工具、飞行器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、内燃车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其它替代燃料车辆（例如，从石油以外的资源取得的燃料）。

尽管示例性实施例被描述为使用多个单元执行示例性处理，然而应当理解示例性处理也可由一个或多个模块执行。另外，应当理解的是，术语控制器/控制单元指代包括存储器和处理器的硬件装置。存储器配置成存储模块，并且处理器具体配置成执行所述模块从而执行以下进一步说明的一个或更多处理。

此外，本发明的控制逻辑可实施为包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘（CD）-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可分布在网络连接的计算机系统中，以便例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网（CAN），以分布的方式存储并执行计算机可读介质。

本文所使用的术语仅用于说明具体的实施例，而不意图限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”意图同样包括复数形式，除非上下文另外明确地表明。还将理解的是，用语“包括”和/或“包含”，当在本说明书中使用时，规定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其集合的存在或添加。如本文所使用的，词语“和/或”包括一个或更多相关列出项目的任何和全部组合。

除非特别陈述或从上下文显而易见，如本文所使用的，术语“约”被理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的2倍标准偏差内。“约”可以理解为在所述值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%内。除非从上下文另外明确，否则本文提供的所有数值均由术语“约”修饰。

以下，将参照附图详细说明本发明的示例性实施例。

图1是根据本发明的示例性实施例的用于在超速管控路段内控制速度的装置的示例性配置图。如图1中所示，用于在超速管控路段内控制速度的装置可包括由具有处理器和存储器的控制器60（例如，速度控制器）执行的多个单元。该多个单元可包括导航互通单元10、目标速度计算单元20、下限速度计算单元30、目标速度确定单元40、以及所需加速度计算单元50。

导航互通单元10可配置成与安装在车辆内的导航系统（未示出）互通，并可配置成周期性地采集多种行驶信息。例如，导航互通单元10可配置成从导航系统采集关于超速管控路段的信息（例如，管控起点信息和管控终点信息）。具体地，图2中示出超速管控路段。另外，导航互通单元10可配置成从导航系统采集超速管控路段内车辆的平均行驶速度；从导航系统采集超速管控路段的限速信息；以及从导航系统采集车速信息。

此外，目标速度计算单元20可配置成基于由导航互通单元10采集的多种信息，计算车辆的目标速度。换言之，目标速度计算单元20可配置成使用以下方程1计算车辆的目标速度v_t。

方程1

v_t=v_l+(v_l-v_d)×α

其中，v_l是超速管控路段的限速，v_d是超速管控路段内车辆的平均行驶速度，且α是作为权重的常数。

由于如上所述计算的目标速度可基于限速与平均行驶速度之间的差值进行改变，因此可防止过度减速和加速以及减速和加速的振动现象。供参考，减速和加速的振动现象是其中基于具有正值（+）或负值（-）的、限速与平均行驶速度之间的差值而重复车辆的减速和加速，并且由于对平均行驶速度的响应迟后所产生的现象。

下限速度计算单元30可配置成基于由导航互通单元10采集的多种信息，计算车辆的下限速度。换言之，下限速度计算单元30可配置成使用以下方程2计算车辆的下限速度v_m。

方程2

v_m=v_l×β

其中β是作为权重的常数。

一般而言，由于车辆的平均行驶速度具有即使车辆速度减小，其效果也不立即反映出来的特征，因此当车辆速度连续减小直到平均行驶速度变为限速时，可导致车辆停止。为了防止上述过度减速发生，可设定下限速度v_m，以防止车速减小至预定值或更小。

此外，目标速度确定单元40可配置成将由目标速度计算单元20计算的目标速度v_t、由下限速度计算单元30计算的下限速度v_m、以及由导航互通单元10采集的限速v_l中的一者确定为最终目标速度v_f。换言之，当目标速度v_t小于下限速度v_m(v_t<v_m)时，目标速度确定单元40可配置成将下限速度v_m确定为最终目标速度v_f。另外，当目标速度v_t等于或大于下限速度v_m(v_t≥v_m)时，目标速度确定单元40可配置成使用目标速度v_t与限速v_l之间的关系，确定最终目标速度v_f。换言之，当目标速度v_t等于或大于限速v_l时，目标速度确定单元40可配置成将限速v_l确定为最终目标速度v_f。结果，当目标速度v_t等于或大于下限速度v_m并且等于或大于限速v_l时，目标速度确定单元40可配置成将限速v_l确定为最终目标速度v_f。当目标速度v_t等于或大于下限速度v_m并且小于限速v_l时，目标速度确定单元40可配置成将目标速度v_t确定为最终目标速度v_f。

此外，所需加速度计算单元50可配置成基于由目标速度确定单元40确定的最终目标速度v_f计算所需加速度。换言之，所需加速度计算单元50可配置成使用以下方程3计算所需加速度a。

方程3

a=(v_f-v_c)×ε

其中v_c是车速，且ε是作为权重的常数。

速度控制器60可配置成使用计算出的所需加速度调整车辆速度。换言之，速度控制器60可配置成使用周期性地算出的所需加速度调整车辆速度。速度控制器60可如本发明的示例性实施例中那样实施为单独的配置，但也可通过将其功能赋予SCC系统而得以实施。

特别地，当速度控制器60的功能被赋予SCC系统时，如图2中所示，可在车辆到达管控起点之前，向驾驶者显示超速管控路段内的限速（例如，约100KPH），可基于上述所需加速度在超速管控路段内调整车辆速度，并且当车辆从超速管控路段驶出时，车辆速度可达到SCC系统中预设的速度（例如，约120KPH）。

图3是根据本发明的另一示例性实施例的用于在超速管控路段内控制速度的方法的示例性流程图。导航互通单元10可配置成采集车速v_c、超速管控路段信息、超速管控路段的限速v_l、以及超速管控路段内的平均行驶速度v_d（301）。

目标速度计算单元20可配置成基于限速v_l和平均行驶速度v_d计算目标速度v_t（302）。另外，下限速度计算单元30可配置成基于限速v_l计算下限速度v_m（303）。目标速度确定单元40可配置成使用目标速度v_t、下限速度v_m和限速v_l之间的关系，将目标速度v_t、下限速度v_m和限速v_l中的任一者确定为最终目标速度v_f（304）。所需加速度计算单元50可配置成基于最终目标速度v_f和车速v_c计算所需加速度a（305）。速度控制器60可配置成使用所需加速度a调整车辆速度（306）。

根据本发明的示例性实施例，在对从管控起点至管控终点的路段内车辆的平均行驶速度超过限速的情况进行管控的超速管控路段内，通过调整车辆速度可防止在超速管控路段内发生超速。另外，根据本发明的示例性实施例，即使当加速踏板被接合了预定的时间，在车辆通过超速管控路段时车辆速度仍可保持在限速内。

仅例举了本发明的精神。本领域技术人员将会理解在不背离本发明本质特征的情况下可做出各种改型和变型。因此，在本说明书和附图中所公开的示例性实施例并非用于限制而是用于说明本发明的精神。本发明的范围并非仅限于示例性实施例和附图。本发明的保护范围必须通过所附权利要求进行分析，而且应当分析所有与其等效的范围内的精神均包括在本发明的所附权利要求中。

Claims (18)

1.一种用于在超速管控路段内控制速度的装置，所述装置包括：

存储器，其配置成存储程序指令；以及

处理器，其配置成执行所述程序指令，所述程序指令在被执行时配置成执行以下处理：

采集车速、超速管控路段信息、所述超速管控路段的限速、以及所述超速管控路段内的平均行驶速度；

基于所述限速和所述平均行驶速度计算目标速度；

基于所述限速计算下限速度；

使用所述目标速度、所述下限速度和所述限速之间的关系，将所述目标速度、所述下限速度和所述限速中的一者确定为最终目标速度；

基于所述最终目标速度和所述车速计算所需加速度；以及

使用所述所需加速度调整所述车速。

2.根据权利要求1所述的装置，其中使用以下方程1计算车辆的所述目标速度：

方程1

v_t＝v_l+(v_l-v_d)×α

其中α代表第一常数，v_l是所述限速，v_d是所述平均行驶速度，且v_t是所述目标速度。

3.根据权利要求1所述的装置，其中使用以下方程2计算车辆的所述下限速度：

方程2

v_m＝v_l×β

其中β是第二常数，v_l是所述限速，且v_m是所述下限速度。

4.根据权利要求1所述的装置，其中当所述目标速度小于所述下限速度时，所述下限速度被确定为所述最终目标速度。

5.根据权利要求1所述的装置，其中当所述目标速度等于或大于所述下限速度，并且等于或大于所述限速时，所述限速被确定为所述最终目标速度。

6.根据权利要求1所述的装置，其中当所述目标速度等于或大于所述下限速度，并且小于所述限速时，所述目标速度被确定为所述最终目标速度。

7.根据权利要求1所述的装置，其中使用以下方程3计算所述所需加速度：

方程3

a＝(v_f-v_c)×ε

其中ε是第三常数，a是加速度，v_f是所述最终目标速度，且v_c是所述车速。

8.一种用于在超速管控路段内控制速度的方法，所述方法包括：

通过控制器采集车速、超速管控路段信息、所述超速管控路段的限速、以及所述超速管控路段内的平均行驶速度；

通过所述控制器，基于所述限速和所述平均行驶速度计算目标速度；

通过所述控制器，基于所述限速计算下限速度；

通过所述控制器，使用所述目标速度、所述下限速度和所述限速之间的关系，将所述目标速度、所述下限速度和所述限速中的一者确定为最终目标速度；

通过所述控制器，基于所述最终目标速度和所述车速计算所需加速度；以及

通过所述控制器，使用所述所需加速度调整所述车速。

9.根据权利要求8所述的方法，其中使用以下方程1计算车辆的所述目标速度：

方程1

v_t＝v_l+(v_l-v_d)×α

其中α是第一常数，v_l是所述限速，v_d是所述平均行驶速度，且v_t是所述目标速度。

10.根据权利要求8所述的方法，其中使用以下方程2计算车辆的所述下限速度：

方程2

v_m＝v_l×β

其中β是第二常数，v_l是所述限速，且v_m是所述下限速度。

11.根据权利要求8所述的方法，还包括：

当所述目标速度小于所述下限速度时，通过所述控制器，将所述下限速度确定为所述最终目标速度；

当所述目标速度等于或大于所述下限速度并且等于或大于所述限速时，通过所述控制器，将所述限速确定为所述最终目标速度；以及

当所述目标速度等于或大于所述下限速度并且小于所述限速时，通过所述控制器，将所述目标速度确定为所述最终目标速度。

12.根据权利要求8所述的方法，其中使用以下方程3计算所述所需加速度：

方程3

a＝(v_f -v_c)×ε

其中ε是第三常数，a是加速度，v_f是所述最终目标速度，且v_c是所述车速。

13.一种含有由控制器执行的程序指令的非暂时性计算机可读介质，所述计算机可读介质包括：

采集车速、超速管控路段信息、所述超速管控路段的限速、以及所述超速管控路段内的平均行驶速度的程序指令；

基于所述限速和所述平均行驶速度计算目标速度的程序指令；

基于所述限速计算下限速度的程序指令；

使用所述目标速度、所述下限速度和所述限速之间的关系，将所述目标速度、所述下限速度和所述限速中的一者确定为最终目标速度的程序指令；

基于所述最终目标速度和所述车速计算所需加速度的程序指令；以及

使用所述所需加速度调整所述车速的程序指令。

14.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读介质，其中使用以下方程1计算车辆的所述目标速度：

方程1

v_t＝v_l+(v_l-v_d)×α

其中α代表第一常数，v_l是所述限速，v_d是所述平均行驶速度，且v_t是所述目标速度。

15.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读介质，其中使用以下方程2计算车辆的所述下限速度：

方程2

v_m＝v_l×β

其中β是第二常数，v_l是所述限速，且v_m是所述下限速度。

16.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读介质，其中当所述目标速度小于所述下限速度时，所述下限速度被确定为所述最终目标速度。

17.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读介质，其中当所述目标速度等于或大于所述下限速度，并且等于或大于所述限速时，所述限速被确定为所述最终目标速度。

18.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读介质，其中使用以下方程3计算所述所需加速度：

方程3

a＝(v_f-v_c)×ε

其中ε是第三常数，a是加速度，v_f是所述最终目标速度，且v_c是所述车速。