1.本发明主要涉及智能汽车领域，尤其涉及一种车辆主动跟车方法和系统。


背景技术：

2.随着智能汽车技术的不断发展，对车辆进行跟随行驶亦成为一个研究的课题，但目前对车辆的跟随行驶的实现方式，较多的方案采用车联网或v2x(vehicle to everything，车用无线通信)等方式，对网络连接状况提出了较高的要求；且在跟随行驶的过程中，完全依照目标车辆的轨迹进行行驶，可产生行车安全隐患。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种车辆主动跟车方法和系统，实现本车对目标车辆的可靠与安全地跟随行驶。
4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种车辆主动跟车方法，包括以下步骤：获取本车启动信号，并获取本车周围临近区域环境数据；接收车辆跟随指令，获取待跟随的目标车辆数据；随着所述目标车辆的行驶，获取包括所述目标车辆的行驶路径、行驶姿态和行驶趋向数据的目标车辆行驶数据，并将所述环境数据和所述目标车辆行驶数据进行整合操作，形成车辆跟随参考数据；基于所述车辆跟随参考数据和所述本车周围临近区域环境数据进行本车跟随行驶控制操作；在本车跟随目标车辆行驶控制过程中，基于获取的所述目标车辆特征数据进行目标锁定操作。
5.在本发明的一实施例中，通过环境感知装置获取本车周围临近区域的环境数据，所述环境感知装置包括激光雷达传感器、摄像装置和毫米波雷达传感器。
6.在本发明的一实施例中，通过驾驶域控制器将所述环境数据和所述目标车辆行驶数据进行整合操作，所述整合操作包括将所述环境数据和所述目标车辆行驶数据进行时域同步操作及空间数据映射和对齐操作。
7.在本发明的一实施例中，所述本车周围临近区域环境数据包括本车周围临近区域障碍物分布数据和交通路况数据。
8.在本发明的一实施例中，所述目标车辆的行驶趋向数据通过对目标车辆的灯光信号和/或所述行驶姿态数据进行检测与分析后获取。
9.在本发明的一实施例中，基于所述车辆跟随参考数据和所述本车周围临近区域环境数据进行本车跟随行驶控制操作包括：将当前帧的所述车辆跟随参考数据与前一帧的所述车辆跟随参考数据进行匹配，得到匹配结果；获取当前帧的所述本车周围临近区域环境数据，判定是否适于行驶操作，得到判定结果；基于所述匹配结果和所述判定结果进行本车跟随行驶控制操作。
10.在本发明的一实施例中，所述目标车辆特征数据包括，目标车辆车身颜色、车身后部形状和车牌数字形状数据。
11.在本发明的一实施例中，基于获取的所述目标车辆特征数据进行目标锁定操作包
括：以特定频率采集所述目标车辆特征数据，并进行匹配操作，实现目标车辆锁定。
12.本发明还提供一种车辆主动跟随系统，包括：环境感知装置，被配置为：获取本车周围临近区域环境数据；随着目标车辆的行驶，获取包括所述目标车辆的行驶路径、行驶姿态和行驶趋向数据的目标车辆行驶数据；驾驶域控制器，用于将所述环境数据和所述目标车辆行驶数据进行整合操作，形成车辆跟随参考数据；本车控制操作网关，被配置为：获取本车启动信号；接收车辆跟随指令，获取待跟随的目标车辆数据；基于所述车辆跟随参考数据和所述本车周围临近区域环境数据进行本车跟随行驶控制操作；在本车跟随目标车辆行驶控制过程中，基于获取的所述目标车辆特征数据进行目标锁定操作。
13.在本发明的一实施例中，车辆主动跟随系统还包括：显示与交互模块，用于显示目标车辆数据和所述本车周围临近区域环境数据，显示本车行驶状态数据，并接收使用者对目标车辆的选择和切换操作。
14.与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过车辆自身对环境的感知和操作的控制，实现在无外联网络的情形下，进行车辆跟随行驶操作。本车跟随行驶时，能够识别车辆周围区域路况并在综合判断后进行相应操控，跟随驾驶的操作更为安全。
附图说明
15.附图是为提供对本技术进一步的理解，它们被收录并构成本技术的一部分，附图示出了本技术的实施例，并与本说明书一起起到解释本技术原理的作用。附图中：
16.图1是本技术一实施例的车辆主动跟车方法流程图。
17.图2是本技术一实施例的车辆主动跟随系统的组成示意图。
具体实施方式
18.为了更清楚地说明本技术的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本技术应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
19.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
20.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
21.在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
22.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。此外，尽管本技术中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本技术说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本技术。
23.应当理解，当一个部件被称为“在另一个部件上”、“连接到另一个部件”、“耦合于另一个部件”或“接触另一个部件”时，它可以直接在该另一个部件之上、连接于或耦合于、或接触该另一个部件，或者可以存在插入部件。相比之下，当一个部件被称为“直接在另一个部件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个部件时，不存在插入部件。同样的，当第一个部件被称为“电接触”或“电耦合于”第二个部件，在该第一部件和该第二部件之间存在允许电流流动的电路径。该电路径可以包括电容器、耦合的电感器和/或允许电流流动的其它部件，甚至在导电部件之间没有直接接触。
24.本技术中使用了流程图用来说明根据本技术的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
25.本技术的实施例描述一种车辆主动跟车方法和系统。
26.图1是本技术一实施例的车辆主动跟车方法流程图。
27.如图1所示，本技术的车辆主动跟车方法包括，步骤101，获取本车启动信号，并获取本车周围临近区域环境数据；步骤102，接收车辆跟随指令，获取待跟随的目标车辆数据；步骤103，随着所述目标车辆的行驶，获取包括所述目标车辆的行驶路径、行驶姿态和行驶趋向数据的目标车辆行驶数据，并将所述环境数据和所述目标车辆行驶数据进行整合操作，形成车辆跟随参考数据；步骤104，基于所述车辆跟随参考数据和所述本车周围临近区域环境数据进行本车跟随行驶控制操作；步骤105，在本车跟随目标车辆行驶控制过程中，基于获取的所述目标车辆特征数据进行目标锁定操作。
28.具体地，在步骤101，获取本车启动信号，并获取本车周围临近区域环境数据。
29.在一些实施例中，通过环境感知装置获取本车周围临近区域的环境数据，所述环境感知装置包括激光雷达传感器、摄像装置和毫米波雷达传感器。
30.在一些实施例中，所述本车周围临近区域环境数据包括本车周围临近区域障碍物分布数据和交通路况数据。
31.激光雷达可布置在车身任意位置，通过发射激光束，形成测量空间的点云，从而达到实时的环境感知。摄像装置例如布置在车身前方、侧方及后方，可实现车身周边360
°
环境感知，通过摄像装置采集的图像数据，进行行人及车辆等障碍物的检测及识别。随后，根据监测障碍物在图像中的大小，利用近大远小的比例计算的原理，预估障碍物距离。
32.毫米波雷达例如布置在车辆前方和车身四角。毫米波雷达的波长介于厘米波和光波之间，穿透性强且不受外界条件干扰，空间分辨率高。同时，毫米波雷达可实现设备体积小，质量轻，便于装设。
33.在步骤102，接收车辆跟随指令，获取待跟随的目标车辆数据。车辆跟随指令可由车辆使用者发出，也可根据预设的跟随规则形成车辆跟随指令，确定待跟随的目标车辆，形成相应的待跟随的目标车辆数据。
34.在步骤103，随着所述目标车辆的行驶，获取包括所述目标车辆的行驶路径、行驶姿态和行驶趋向数据的目标车辆行驶数据，并将所述环境数据和所述目标车辆行驶数据进行整合操作，形成车辆跟随参考数据。
35.在一些实施例中，所述目标车辆的行驶趋向数据通过对目标车辆的灯光信号和/或所述行驶姿态数据进行检测与分析后获取。例如，通过对目标车辆的灯光进行检测和识别，通过目标车辆的转向、制动等灯光判断目标车辆变道、转弯、加速、刹车的行驶趋向。
36.通过对目标车辆行驶姿态(或称为目标车辆位姿)数据的检测与分析，判断目标车辆的变道、转弯的行驶趋向(或称为行驶意图)。通过对跟随的目标车辆的行驶行为的识别，判断目标车辆的驾驶意图，从而便于本车目标锁定及驾驶行为规划。
37.在一些实施例中，通过驾驶域控制器将所述环境数据和所述目标车辆行驶数据进行整合操作，所述整合操作包括将所述环境数据和所述目标车辆行驶数据进行时域同步操作及空间数据映射和对齐操作。
38.在步骤104，基于所述车辆跟随参考数据和所述本车周围临近区域环境数据进行本车跟随行驶控制操作。
39.在一些实施例中，基于所述车辆跟随参考数据和所述本车周围临近区域环境数据进行本车跟随行驶控制操作包括：
40.步骤201，将当前帧的所述车辆跟随参考数据与前一帧的所述车辆跟随参考数据进行匹配，得到匹配结果；步骤202，获取当前帧的所述本车周围临近区域环境数据，判定是否适于行驶操作，得到判定结果；步骤203，基于所述匹配结果和所述判定结果进行本车跟随行驶控制操作。
41.通过将当前帧的所述车辆跟随参考数据与前一帧的所述车辆跟随参考数据进行匹配，并基于所述匹配结果进行跟随，可实现对目标车辆进行连续跟随，以实现不发生误跟或失跟现象。
42.本技术的技术方案中，通过基于匹配结果和判定结果的综合判定结果，进行本车跟随行驶控制操作，避免只根据目标车辆(或称为前车)的行驶轨迹进行本车的行驶控制操作，因如果完全根据目标车辆行驶轨迹进行本车的行驶控制操作，可因为路况的变化而产生意外的安全隐患，例如在路口、拐弯等路段或车辆在人流较多区域的缓行等，可出现交通信号的变化和行人的穿过等情形，如果只是完全跟随目标车辆的行驶状态而行驶，可产生行车危险。故本技术的技术方案，通过基于匹配结果和判定结果的综合判定结果，进行本车跟随行驶控制操作，提高车辆跟随驾驶时的安全性。
43.接下来，在步骤105，在本车跟随目标车辆行驶控制过程中，基于获取的所述目标车辆特征数据进行目标锁定操作。
44.在一些实施例中，所述目标车辆特征数据包括，目标车辆车身颜色、车身后部形状
和车牌数字形状数据。基于获取的所述目标车辆特征数据进行目标锁定操作包括：以特定频率采集所述目标车辆特征数据，并进行匹配操作，实现目标车辆锁定。
45.通过对选定目标车辆进行标记，避免在行驶时，由于前方出现多个目标时跳变；实现在跟随行驶时对其它车辆的信息进行滤除，避免目标车辆跳变。对目标车辆的特征进行采集，例如包括车身颜色、车身后部形状(或称为后部造型)和车牌数字形状数据，以设定的时间间隔(即特定的频率)采集该些特征数据，在车辆跟随行驶过程中，进行匹配操作，并进行目标捕获与锁定。
46.在一些实施例中，通过线控底盘的控制方式执行本车行驶操纵指令，从而实现对目标车辆的跟随。例如，通过线控油门(throttle by wire)对本车执行加速指令，从而在跟随的目标车辆加速时跟随加速；通过线控转向(steering by wire)对本车作转向指令执行，从而对本车变道或者转向指令进行执行；通过线控制动(brake by wire)对本车作制动指令执行，从而对本车刹车指令进行执行。
47.图2是本技术一实施例的车辆主动跟随系统的组成示意图。
48.如图2所示，本技术的车辆主动跟随系统200包括环境感知装置201、驾驶域控制器202和本车控制操作网关203。
49.在一些实施例中，环境感知装置201被配置为，获取本车周围临近区域环境数据；随着目标车辆的行驶，获取包括所述目标车辆的行驶路径、行驶姿态和行驶趋向数据的目标车辆行驶数据。
50.驾驶域控制器202用于将所述环境数据和所述目标车辆行驶数据进行整合操作，形成车辆跟随参考数据。
51.本车控制操作网关203被配置为执行如下操作：获取本车启动信号；接收车辆跟随指令，获取待跟随的目标车辆数据；基于所述车辆跟随参考数据和所述本车周围临近区域环境数据进行本车跟随行驶控制操作；在本车跟随目标车辆行驶控制过程中，基于获取的所述目标车辆特征数据进行目标锁定操作。
52.在一些实施例中，所述整合操作包括将所述环境数据和所述目标车辆行驶数据进行时域同步操作及空间数据映射和对齐操作。通过进行多层次、多空间信息互补及数据信息优化组合，将无效数据信息滤除，最后产生对本车以及跟随车辆周围环境一致性的感知。
53.在一些实施例中，本技术的车辆主动跟随系统还包括显示与交互模块204，用于显示目标车辆数据和所述本车周围临近区域环境数据，显示本车行驶状态数据，并接收使用者对目标车辆的选择和切换操作。
54.在一些实施例中，本技术的车辆主动跟随系统200除了包括驾驶域控制器以外，还包括车身域控制器、动力域控制器以及座舱域控制器。
55.车身域控制器和动力域控制器可与本车控制操作网关进行通讯，实现数据和指令的传输，具体例如通过can总线等方式，以根据车辆跟随参考数据对本车进行跟随目标车辆的行驶操作，例如包括前述的线控底盘操作。座舱域控制器可与显示与交互模块连接，以提供给本车驾乘人员更好的使用体验。
56.在一些实施例中，如果本车失去跟随目标，可发出提醒和告警信号，提醒使用者及时接管车辆的驾驶操作，也可接收使用者的新的车辆跟随指令，开始跟随目标车辆的行驶操作。
57.本技术的车辆主动跟随方法和系统，通过车辆自身对环境的感知和操作的控制，实现在无外联网络的情形下，进行车辆跟随行驶操作，极大提高车辆跟随行驶的可靠性。本车跟随行驶时，还能够识别周边危险来源并在综合判断后进行相应操控，跟随驾驶的操作更为安全。
58.本技术的技术方案可避免在通过车联网，包括本车与前车的通信、本车与云端的通信等情况下，才能实现车辆跟随驾驶，这样的情形中，当在网络信号不佳的路段时，车辆跟随驾驶将无法进行，从而影响车辆的智能使用体验。
59.本技术的技术方案对车辆网络无特别设置要求，可使用的区域范围更广；本方案操控方式简易，在获取目标车辆数据后，即可启动车辆跟随功能，实现跟随行驶；本车对被跟随车辆无网络通信等要求，依靠本车的感知与控制即可实现目标车辆跟随。
60.本技术的一些方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。处理器可以是一个或多个专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理器件(dapd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、处理器、控制器、微控制器、微处理器或者其组合。此外，本技术的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。例如，计算机可读介质可包括，但不限于，磁性存储设备(例如，硬盘、软盘、磁带
……
)、光盘(例如，压缩盘cd、数字多功能盘dvd
……
)、智能卡以及闪存设备(例如，卡、棒、键驱动器
……
)。
61.计算机可读介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等等、或合适的组合形式。计算机可读介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、射频信号、或类似介质、或任何上述介质的组合。
62.上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本技术的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本技术进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本技术中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本技术示范实施例的精神和范围。
63.同时，本技术使用了特定词语来描述本技术的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本技术至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本技术的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
64.同理，应当注意的是，为了简化本技术披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本技术实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本技术对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
65.虽然本技术已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员
应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本技术，在没有脱离本技术精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本技术的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本技术的权利要求书的范围内。