本發(fā)明涉及車輛技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的節(jié)油裝置及方法。

背景技術(shù)：

自適應(yīng)巡航系統(tǒng)則是一種智能化的自動控制系統(tǒng)，它是在定速巡航控制系統(tǒng)上發(fā)展而來。在車輛行駛過程中，安裝在車輛前部的車距傳感器(雷達)持續(xù)掃描車輛前方道路狀況。如果前方有目標(biāo)車輛且車速比自車設(shè)置的巡航車速低，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)會將雷達探測到的前方車輛信息結(jié)合輪速傳感器提供的車速信號計算與前車碰撞需要的時間，如果計算值小于系統(tǒng)設(shè)置閥值，則自適應(yīng)巡航控制單元就會通過發(fā)動機降低扭矩或直接請求車輛動態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)進行制動，直到車速降到與前車相同，接下來會以前車速度進行巡航。若前方無目標(biāo)車或目標(biāo)車速度比自車設(shè)置的巡航車速高，自車就會以設(shè)置的車速進行定速巡航。

近年來，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)已經(jīng)成為主動安全配置的優(yōu)先選擇，為用戶減輕了駕駛強度并提高行駛安全性。裝有自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的智能汽車，通過雷達和計算機來鑒別靠近車輛的是自行車、汽車還是行人根據(jù)道路情況控制車輛行駛狀態(tài)，完全或部分地取代了駕駛員的操作。但是因為自適應(yīng)巡航在市區(qū)使用時涉及到頻繁加速與制動，會造成油耗升高，這與目前能源危機與環(huán)境保護理念相違背，使得自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的推廣受到限制。

因此，如何降低在市區(qū)使用自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的油耗成為一個函待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是提供一種用于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的節(jié)油裝置及方法，有效地降低車輛在市區(qū)使用自適應(yīng)巡航系統(tǒng)時的油耗。

特別地，本發(fā)明提供一種用于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的節(jié)油裝置，包括：

導(dǎo)航系統(tǒng)，用于為車輛自適應(yīng)巡航提供路線信息及路口位置信息；

攝像頭，用于收集所述路口交通燈圖像信息；

圖像處理單元，用于對所述圖像信息進行處理，以判斷所述路口交通燈信息；

自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制單元，收集并根據(jù)所述路線信息、路口位置信息、所述路口交通燈信息以及自車信息，判斷所述車輛的動力輸出需求，以控制所述車輛通過所述路口；

其中，所述自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制單元被配置成：通過路口時，若所述路口交通燈信息為綠燈，控制所述車輛按照未進入路口時的狀態(tài)巡航通過路口；若所述路口交通燈信息為紅燈，在所述攝像頭識別到紅燈時刻停止對發(fā)動機扭矩請求，并在預(yù)定時刻請求制動系統(tǒng)進行制動。

進一步地，所述自車信息包括自車轉(zhuǎn)向燈信號，所述自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制單元被配置成：接收到所述自車轉(zhuǎn)向燈信號則判斷所述車輛將會轉(zhuǎn)向；未接收到所述自車轉(zhuǎn)向燈信號將會直行。

進一步地，所述攝像頭在接收到所述導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)送的所述車輛處于路口信息時開始進行收集所述路口交通燈圖像信息；所述攝像頭在接受到所述導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)送的所述車輛離開路口信息時停止進行收集所述路口交通燈圖像信息。

進一步地，所述圖像處理單元處理過程包括：對所述路口交通燈圖像進行截取、對截取后的所述路口交通燈圖像進行顏色分割、對顏色分割后的所述路口交通燈圖像進行降噪處理、進行模版對比。

進一步地，對所述路口交通燈圖像進行截取時，截取所述路口交通燈圖像預(yù)定高度以上的圖片。

進一步地，所述預(yù)定高度為2米。

進一步地，對截取后的所述路口交通燈圖像進行顏色分割時，僅對紅色進行提取，以去除所述路口交通燈圖像上不是紅色的所有圖像。

進一步地，對顏色分割后的所述路口交通燈圖像進行降噪處理時，去除所述路口交通燈圖像中的不連續(xù)圖形或像素點少的圖形。

進一步地，進行模版對比時，若為紅燈圖片，對所述路口交通燈圖像中的圓形或箭頭型圖片進行對比近似度，若不為紅燈圖片，則不進行模版對比，并直接判斷為非紅燈信號。

進一步地，所述近似度的閥值大于0.8。

特別地，本發(fā)明還提供了一種用于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的節(jié)油方法，采用上述的節(jié)油裝置，包括以下步驟：

采用導(dǎo)航系統(tǒng)提供的路線信息及路口位置信息為所述車輛導(dǎo)航；

采用攝像頭收集所述路口交通燈圖像信息；

通過圖像處理單元判斷所述路口交通燈信息；

通過自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制單元根據(jù)所述路線信息、路口位置信息、所述路口交通燈信息以及自車信息，判斷所述車輛的動力輸出需求，以控制所述車輛通過所述路口；

其中，所述自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制單元被配置成：通過路口時，若所述路口交通燈信息為綠燈，控制所述車輛按照未進入路口時的狀態(tài)巡航通過路口；若所述路口交通燈信息為紅燈，在所述攝像頭識別到紅燈時刻停止對發(fā)動機扭矩請求，并在預(yù)定時刻請求制動系統(tǒng)進行制動。

進一步地，所述圖像處理單元判斷所述路口交通燈信息包括以下步驟：

對所述路口交通燈圖像進行截取，截取所述路口交通燈圖像預(yù)定高度以上的圖片；

對截取后的所述路口交通燈圖像進行顏色分割，僅對紅色進行提取，以去除所述路口交通燈圖像上不是紅色的所有圖像；

對顏色分割后的所述路口交通燈圖像進行降噪處理，去除所述路口交通燈圖像中的不連續(xù)圖形或像素點少的圖形；

進行模版對比，若為紅燈圖片，對所述路口交通燈圖像中的圓形或箭頭型圖片進行對比近似度；可選地，所述近似度的閥值大于0.8；若不為紅燈圖片，則不進行模版對比，并直接判斷為非紅燈信號。

本發(fā)明提供的一種用于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的節(jié)油裝置，通過將自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制單元收集并根據(jù)所述路線信息、路口位置信息、所述路口交通燈信息以及自車信息，判斷所述車輛的動力輸出需求，以控制所述車輛通過所述路口，使得車輛在經(jīng)過紅燈路口時，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制單元能夠?qū)崟r判斷車輛的動力需求，及時地控制車輛中斷扭矩輸入，即依靠發(fā)動機倒拖降低車速，使得車輛能夠最大限度的利用發(fā)動機自身拖拽來降低車速，盡可能減少制動介入，也可以提高乘員舒適性。

本發(fā)明提供的一種用于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的節(jié)油裝置，開啟自適應(yīng)巡航通過交通路口的節(jié)油技術(shù)，能夠有效地降低車輛在市區(qū)經(jīng)過交通路口時使用自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的油耗。

附圖說明

后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發(fā)明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中：

圖1是根據(jù)發(fā)明一個實施例的用于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的節(jié)油裝置的一般性結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的圖像處理單元進行截取后的圖片；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的圖像處理單元進行處理后的圖片。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進行詳細的說明。

圖1是根據(jù)發(fā)明一個實施例的用于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的節(jié)油裝置的一般性結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，本發(fā)明提供的一種用于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的節(jié)油裝置，包括：導(dǎo)航系統(tǒng)1、攝像頭2、圖像處理單元3、自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制單元4、制動系統(tǒng)8和發(fā)動機6。導(dǎo)航系統(tǒng)1用于為車輛自適應(yīng)巡航提供路線信息及路口位置信息。攝像頭2用于收集所述路口交通燈圖像信息。圖像處理單元3用于對所述圖像信息進行處理，以判斷所述路口交通燈信息。自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制單元4收集并根據(jù)所述路線信息、路口位置信息、所述路口交通燈信息以及自車信息，判斷所述車輛的動力輸出需求，以控制所述車輛通過所述路口。自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制單元4被配置成：通過路口時，若路口交通燈信息為綠燈，控制所述車輛按照未進入路口時的狀態(tài)巡航通過路口；若路口交通燈信息為紅燈，在所述攝像頭識別到紅燈時刻停止對發(fā)動機扭矩請求，并在預(yù)定時刻請求制動系統(tǒng)進行制動。

具體地，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)則是一種智能化的自動控制系統(tǒng)，它是在定速巡航控制系統(tǒng)上發(fā)展而來。在車輛行駛過程中，安裝在車輛前部的車距傳感器(雷達)持續(xù)掃描車輛前方道路狀況。如果前方有目標(biāo)車輛且車速比自車設(shè)置的巡航車速低，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)會將雷達探測到的前方車輛信息結(jié)合輪速傳感器提供的車速信號計算與前車碰撞需要的時間，如果計算值小于系統(tǒng)設(shè)置閥值，則自適應(yīng)巡航控制單元就會通過發(fā)動機降低扭矩或直接請求車輛動態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)進行制動，直到車速降到與前車相同，接下來會以前車速度進行巡航。若前方無目標(biāo)車或目標(biāo)車速度比自車設(shè)置的巡航車速高，自車就會以設(shè)置的車速進行定速巡航。

在本發(fā)明中，攝像頭2在接收到導(dǎo)航系統(tǒng)1發(fā)送的所述車輛處于路口信息時開始進行收集所述路口交通燈圖像信息。攝像頭2在接收到導(dǎo)航系統(tǒng)1發(fā)送的所述車輛離開路口信息時停止進行收集所述路口交通燈圖像信息。當(dāng)接收到路口交通燈圖像信息后，圖像處理單元3處理過程包括以下步驟：

S1，對所述路口交通燈圖像進行截取，截取所述路口交通燈圖像預(yù)定高度以上的圖片。因交通燈高度均會在2米以上，通過截取，只保留2米以上圖片進行下一步處理，可有效提高交通信號燈提取準(zhǔn)確率。S1步驟截取的圖片如圖2所示，圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的圖像處理單元進行截取后的圖片。在圖2中，交通信號燈信號10和交通信號燈信號11為紅色的箭頭，交通信號燈信號12為綠色的箭頭。當(dāng)然地，交通信號燈信號為圓形或者箭頭型都不影響本步驟S1對所述路口交通燈圖像進行截取。

S2，對截取后的所述路口交通燈圖像進行顏色分割，僅對紅色進行提取，以去除所述路口交通燈圖像上不是紅色的所有圖像。只按紅色進行提取，去除圖片上不是紅色的所有圖像，具體方法為采用HIS色彩模型，其中，H(英文為hue)分量表示的是色度信；I(英文為intensity)表示的是光的強度；S(英文為saturation)代表顏色的飽和度。在一個具體的實施方式中，根據(jù)試驗各分量的取值為：H：0-17或者335-360；I：大于0；S：大于0.2。經(jīng)過分割后的圖片如圖3所示，圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的圖像處理單元進行處理后的圖片。在圖3中，僅保留紅色的交通信號燈信號10和交通信號燈信號11，其他都被分割處理為黑色。如果圖片中沒有紅色則分割處理后的圖片全部為黑色，圓形交通信號燈也按照同樣方法進行處理。

S3，對顏色分割后的所述路口交通燈圖像進行降噪處理，去除所述路口交通燈圖像中的不連續(xù)圖形或像素點少的圖形。去除的不連續(xù)圖形如空心圖形，或者非圓形或者箭頭型的圖形。經(jīng)過降噪處理后能夠有效地提高對交通信號燈信息判斷的準(zhǔn)確性。

S4，進行模版對比。如果此時是紅燈圖片，即經(jīng)過降噪處理后的圖片中包含有紅色的圓形或者箭頭型圖案，則將最后圖片中圓形或箭頭形圖片進行與圓或箭頭進行對比，要求模板放大或縮小后可以近似與圖形形狀相同，近似度的閥值要求達到0.8以上。如果此時不是紅燈圖片，即經(jīng)過降噪處理后的圖片中包含有紅色的圓形或者箭頭型圖案，或者說經(jīng)過降噪處理后的圖片為全部黑色，則不進行模板對比，直接發(fā)出非紅燈信號。

經(jīng)過圖像處理單元3的處理判斷后，能夠準(zhǔn)確地得到當(dāng)前路口的交通信號燈的信息，從而使得車輛能夠自行獲知交通信號燈的信息，并根據(jù)該信息控制車輛的行駛過程。本發(fā)明的用于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的節(jié)油裝置，利用GPS導(dǎo)航與攝像頭信息結(jié)合，判斷車輛是否位于路口與該路口的交通燈狀況，如果導(dǎo)航發(fā)出前方為路口信息時，攝像頭同步處理采集到的交通信號燈信息，如果交通燈為綠色，則按原來自適應(yīng)巡航系統(tǒng)策略進行正常巡航，如果交通燈為紅色，則自適應(yīng)巡航系統(tǒng)即在攝像頭識別到紅燈時刻停止對發(fā)動機6扭矩請求，以停止扭矩輸出7，并在適當(dāng)時刻請求制動系8進行制動9。

在一個具體的實施方式中，本發(fā)明的用于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的節(jié)油裝置，還能夠結(jié)合轉(zhuǎn)向燈信號進行分析車輛的轉(zhuǎn)向或者直行需求?？蛇x地，自車信息包括自車傳感器5傳遞的自車轉(zhuǎn)向燈信號，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制單元4被配置成：接收到自車轉(zhuǎn)向燈信號則判斷認(rèn)為所述車輛將會轉(zhuǎn)向；未接收到所述自車轉(zhuǎn)向燈信號將會直行。此時，用于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的節(jié)油裝置會同時提取路口處的交通信號燈信息，控制車輛按照交通信號燈信息行駛通過路口。

在實際使用過程中，可能會遇到車輛的導(dǎo)航系統(tǒng)1中的導(dǎo)航信息更新不及時的情況。若是遇到該情況時，則僅以攝像頭收集到的路口交通燈圖片處理信息為依據(jù)，以使得自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制車輛行駛。

本發(fā)明提供的一種用于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的節(jié)油裝置，通過將自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制單元收集并根據(jù)所述路線信息、路口位置信息、所述路口交通燈信息以及自車信息，判斷所述車輛的動力輸出需求，以控制所述車輛通過所述路口，使得車輛在經(jīng)過紅燈路口時，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制單元能夠?qū)崟r判斷車輛的動力需求，及時地控制車輛中斷扭矩輸入，即依靠發(fā)動機倒拖降低車速，使得車輛能夠最大限度的利用發(fā)動機自身拖拽來降低車速，盡可能減少制動介入，也可以提高乘員舒適性。

本發(fā)明提供的一種用于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的節(jié)油裝置，開啟自適應(yīng)巡航通過交通路口的節(jié)油技術(shù)，能夠有效地降低車輛在市區(qū)經(jīng)過交通路口時使用自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的油耗。

此外，本發(fā)明提供的一種用于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的節(jié)油裝置，降低了使用巡航系統(tǒng)調(diào)整車速時的危險性提高了操作便捷性。該節(jié)油裝置中的交通信號燈信息識別功能還可擴展到控制空調(diào)、多媒體、GPS導(dǎo)航等功能，擴展性極強，也是以后能夠?qū)崿F(xiàn)智能語音控制的基礎(chǔ)，未來會有較好的應(yīng)用前景。

本發(fā)明還提供了一種用于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的節(jié)油方法，采用如前所述的節(jié)油裝置，包括以下步驟：

采用導(dǎo)航系統(tǒng)1提供的路線信息及路口位置信息為所述車輛導(dǎo)航；

采用攝像頭2收集所述路口交通燈圖像信息；

通過圖像處理單元3判斷所述路口交通燈信息；

通過自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制單元4根據(jù)所述路線信息、路口位置信息、所述路口交通燈信息以及自車信息，判斷所述車輛的動力輸出需求，以控制所述車輛通過所述路口；

其中，所述自適應(yīng)巡航系統(tǒng)控制單元4被配置成：通過路口時，若所述路口交通燈信息為綠燈，控制所述車輛按照未進入路口時的狀態(tài)巡航通過路口；若所述路口交通燈信息為紅燈，在攝像頭2識別到紅燈時刻停止對發(fā)動機扭矩請求，并在預(yù)定時刻請求制動系統(tǒng)進行制動。

在本發(fā)明提供的一種用于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的節(jié)油方法中，圖像處理單元3判斷所述路口交通燈信息包括以下步驟：

對所述路口交通燈圖像進行截取，截取所述路口交通燈圖像預(yù)定高度以上的圖片；

對截取后的所述路口交通燈圖像進行顏色分割，僅對紅色進行提取，以去除所述路口交通燈圖像上不是紅色的所有圖像；

對顏色分割后的所述路口交通燈圖像進行降噪處理，去除所述路口交通燈圖像中的不連續(xù)圖形或像素點少的圖形；

進行模版對比，若為紅燈圖片，對所述路口交通燈圖像中的圓形或箭頭型圖片進行對比近似度；可選地，所述近似度的閥值大于0.8；若不為紅燈圖片，則不進行模版對比，并直接判斷為非紅燈信號。

此外，本發(fā)明提供的降低了使用巡航系統(tǒng)調(diào)整車速時的危險性提高了操作便捷性。該識別功能還可擴展到控制空調(diào)、多媒體、GPS導(dǎo)航等功能，擴展性極強，也是以后能夠?qū)崿F(xiàn)智能語音控制的基礎(chǔ)，未來會有較好的應(yīng)用前景。

至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的示例性實施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。