车辆雷达系统以及用于去除一非感兴趣目标的方法技术领域
本发明的示例性实施例涉及一种使用车辆雷达（vehicle type radar）的信号处理，尤其特别地，涉及一种车辆雷达系统以及一种用于去除一非感兴趣目标的方法，当具有一智能巡航控制系统（smart cruise control,简称SCC）的车辆行驶时, 能够通过一雷达检测并去除非感兴趣的目标，例如雪、冰雹、雨。
背景技术
通常，智能巡航控制系统(SCC)为一种自动驾驶系统，即在一车辆行驶中，当周围车辆靠近该车辆时，所述自动驾驶系统通过雷达检测到其他车辆，以自动降低车辆行驶的速度，从而防止碰撞事故的发生。
所述智能巡航控制系统为一种可持续保持车辆行驶速度的装置，而且该系统主要使用于高速公路上的长距离行驶，而不是用于需通过信号控制的普通道路或国道。
所述智能巡航控制系统在多个目标车辆中选择最靠近一被控车辆的行驶方向的多个车辆作为目标，其中，所述多个目标车辆在被控车辆的前方且可以通过一雷达被检测到。因此，非连续性的目标信息基本发生在一被控车辆前方的行驶条件发生变化的那一时刻。也就是说，当行驶在一被控车辆旁的其他车道上的相邻车辆和在一被控车辆前方的一目标车辆因切入彼此之间而出现在一行驶方向上时，因应于车辆间距离的突然变化，减速和加速相较于突然变化之前可以减少两倍，从而可以防止突然碰撞事故的发生。
然而，当具有所述智能巡航控制系统的车辆在恶劣天气条件下（例如降雪、降冰雹、下暴雨）行驶时，该车辆以以下状态行驶：在被雷达所检测到的多个目标车辆中最靠近被控车辆行驶方向的目标车辆被选择为目标。然而，当因为所述被控车辆前方的雪、冰雹、暴雨而发生幻影（ghost）时，所述车辆根据反射雷达信号而突然停下来（或者作猛拉动作），以至可能会发生交通事故。
发明内容
本发明的一目的涉及一种车辆雷达系统以及一种用于去除非感兴趣目标的方法，当具有一智能巡航控制(SCC)系统的车辆行驶时，能够通过一雷达检测并去除非感兴趣的目标，例如雪、冰雹、雨。
本发明的其他目的和优点可以通过以下描述来理解，并结合参考本发明的实施例变得显而易见。另外，对于本发明所涉及的领域技术人员而言，通过所主张的装置及其结合来实现本发明的目的和优点是显而易见的。
根据本发明的一方面，提供一种车辆雷达系统，包括：一摄像单元，用于拍摄一车辆的前方，以检测一道路；一雷达单元，用于将一雷达信号发射至所述车辆的前方，基于一反射雷达信号检测一目标（object）并且计算所检测到的目标的位置、速度和距离；一传感器单元，用于检测车辆周围的天气条件；一控制单元，用于通过使用所述摄像单元识别道路，并且识别所检测到的目标是否为车辆或非车辆，当判定出所检测到的目标为非车辆时，执行一控制以去除所述目标，并且显示所识别出的道路和车辆；以及一显示单元，用于显示所识别出的道路和目标。
所述控制单元可包括：一天气条件识别单元，用于通过使用所述传感器单元以识别车辆周围的天气条件是否为降雨或降雪；一道路识别单元，用以基于通过所述摄像单元所拍摄的图像数据识别出行驶道路或相邻道路；一雷达处理单元，用于对反射雷达信号进行一预处理过程和一后处理过程，以产生一目标；一轨迹处理单元（tracking processing unit），用以基于所产生的目标产生一轨迹（track）并且执行一轨迹管理进程以选择一控制目标；一车辆控制单元，用于根据所选择的控制目标以控制车辆速度和车辆状态；以及一告警单元，用于当所述车辆接近一预定距离内的控制目标时产生告警。
当车辆周围的天气条件为一应用特定功能（specific function）的天气条件，一前方车辆出现在所述车辆的自身道路(self lane)上且前方车辆至所述车辆的距离小于一临界距离（critical distance），并且在前方车辆和自身车辆之间检测到一新目标时，所述控制单元可以判断所述新目标是否为先前被跟踪的目标，若判定出所述新目标不是先前未被跟踪的目标，则将该目标识别为非车辆，用以从被跟踪的目标中去除并排除该目标。
当车辆周围的天气条件为一应用特定功能的天气条件，一前方车辆出现在所述车辆的自身道路上且前方车辆至所述车辆的距离小于临界距离，并且在前方车辆和自身车辆之间检测到一新目标时，所述控制单元可以判断所述新目标是否为先前被跟踪的目标，若判定出所述新目标是先前被跟踪的目标，则将该目标识别为车辆，用以控制并警告车速。
当车辆周围的天气条件为一应用特定功能的天气条件，并且在一前方车辆未出现在所述车辆的自身道路上的情况下检测到一新目标，所述控制单元可以判断所述新目标是否为先前被跟踪的目标，若判定出所述新目标不是先前未被跟踪的目标，则将该目标识别为非车辆，用以从被跟踪的目标中去除并排除该目标。
当车辆周围的天气条件为一应用特定功能的天气条件，并且在一前方车辆未出现在所述车辆的自身道路上的情况下检测到一新目标，所述控制单元可以判断所述新目标是否为先前被跟踪的目标，若判定出所述新目标是先前被跟踪的目标，则将该目标识别为车辆，用以执行一控制操作，以控制并警告车速。
根据本发明的另一方面，提供一种用于去除非感兴趣目标的方法，包括：检测车辆周围的天气条件；拍摄所述车辆前方以检测一道路；根据由被发射至所述车辆前方的雷达信号而产生的一反射信号以检测一目标；以及判断所检测到的目标是否为车辆或非车辆，用以在判定出所检测到的目标为非车辆时，将作为非车辆的目标识别为一非感兴趣目标，并且将其去除。
所述方法进一步包括：显示一目标和被识别的道路，其中所述目标是指作为非车辆的目标被去除之后所述车辆所保留的目标。
在检测所述目标步骤中，可以通过一预处理过程和一后处理过程对反射雷达信号进行处理，以产生目标，并且基于所产生的目标产生一轨迹，而且通过一轨迹管理进程以选择一控制目标。
在去除步骤中，当车辆周围的天气条件为一应用特定功能的天气条件，一前方车辆出现在所述车辆的自身道路上且前方车辆至所述车辆的距离小于临界距离，并且在前方车辆和自身车辆之间检测到一新目标时，可以判断所述新目标是否为先前被跟踪的目标，若判定出所述新目标不是先前未被跟踪的目标，则将该目标识别为非车辆，用以从被跟踪的目标中去除并排除该目标。
在去除步骤中，当车辆周围的天气条件为一应用特定功能的天气条件，一前方车辆出现在所述车辆的自身道路上且前方车辆至所述车辆的距离小于临界距离，并且在前方车辆和自身车辆之间检测到一新目标时，可以判断所述新目标是否为先前被跟踪的目标，若判定出所述新目标是先前被跟踪的目标，则将该目标识别为车辆，用以控制并警告车速。
在去除步骤中，当车辆周围的天气条件为一应用特定功能的天气条件，并且在一前方车辆未出现在所述车辆的自身道路上的情况下检测到一新目标时，可以判断所述新目标是否为先前跟踪的目标，若判定出所述新目标不是先前未被跟踪的目标，则将该目标识别为非车辆，用以从被跟踪的目标中去除并排除该目标。
在去除步骤中，当车辆周围的天气条件为一应用特定功能的天气条件，并且在一前方车辆未出现在所述车辆的自身道路上的情况下检测到一新目标时，可以判断所述新目标是否为先前跟踪的目标，若判定出所述新目标是先前被跟踪的目标，则将该目标识别为车辆，用以控制并警告车速。
应该理解，本发明上文的概括描述和以下的详细描述均为示例性和解释性的，旨在对所主张的本发明提供进一步的解释。
附图说明
结合参考以下的附图和详细说明将更清楚地理解本发明的上述和其他的目的、特性和优势，其中：
图1是示意性地绘示了根据本发明一示例性实施例的一车辆雷达系统的配置结构图；
图2是绘示了图1所示的车辆雷达系统中的一控制单元的配置结构图；
图3是绘示了根据本发明一示例性实施例的车辆雷达系统的一控制操作过程的流程示意图；
图4是显示了根据本发明所述示例性实施例的所述车辆雷达系统的常规控制结果图；
图5是绘示了根据本发明所述示例性实施例的一种用于去除车辆雷达系统中的非感兴趣目标的方法的操作流程示意图；
图6是绘示了根据本发明一示例性实施例中在一前方车辆和一自身车辆之间检测一新目标的示意图；
图7是绘示了根据本发明一示例性实施例中当未有车辆出现在一自身道路的前方时检测到一新目标的示意图；以及
图8是绘示了根据本发明一示例性实施例中检测在前方车辆和自身车辆之间先前被跟踪的目标作为新目标的示意图。
具体实施方式
以下，将结合参考附图具体地描述本发明的实施例，使得本领域技术人员可以更容易地实施本发明。然而，本发明可以以不同形式实现，并且不限于本文所提供的实施例。
与描述无关的部分将会被省略，以更清楚地描述本发明，并且在整个说明书中用相同的附图标记标示相同或相似的元件。
包含本文中所用的技术术语和科学术语的所有术语的含义与涉及本发明的领域技术人员通常所理解的含义是相同的，除非另有定义。在通常使用的字典中所定义的术语可以额外地解释为与相关技术文档和目前所公开的内容相匹配的含义，但是不会被理解为理想或正式的含义，除非有定义。
以下，将结合参考附图具体地描述本发明的示例性实施例，使得涉及本发明领域的技术人员可以更容易地实施本发明。然而，本发明可以以不同形式实现，并且不限于本文所提供的实施例。
图1是示意性地绘示了根据本发明一示例性实施例的一车辆雷达系统的配置结构图。
参见图1，根据本发明示例性实施例的车辆雷达系统包括：一摄像单元100，用以拍摄一车辆的前方，以检测一道路；一雷达单元200，用以基于发射至所述车辆前方接着从一目标反射回来的一反射雷达信号以检测所述车辆前方的所述目标的位置、速度和距离；一控制单元300，用以通过使用所述摄像单元100以识别一道路，并且识别所检测到的目标是否为车辆或非车辆，当判定出所检测到的目标为非车辆时，执行一控制以去除所述目标，并且显示所识别出的道路和车辆；一显示单元400，用以显示所识别出的道路或者所检测到的目标的位置、速度和距离；以及一传感器单元500，用以检测车辆周围的天气条件。
此处，当车辆周围降雨时，所述传感器单元500检测到雨水，或者，当降雪时，所述传感器单元500检测到雪或融雪的温度，于是可以识别出天气条件为降雨或降雪。
进一步，所述传感器单元500可以通过无线网络访问气象中心或者与天气有关的设备，以获取车辆周围的天气信息，并且将天气信息传送至所述控制单元300。
图2是绘示了根据本发明示例性实施例所述车辆雷达系统中的一控制单元的配置结构图。
参见图2，根据本发明示例性实施例所述车辆雷达系统中的控制单元300包括：一天气条件识别单元310、一道路识别单元320、一雷达处理单元330、一轨迹处理单元340、一车辆控制单元350以及一告警单元360。
所述天气条件识别单元310通过使用所述传感器单元500以识别天气条件，例如是否降雨或降雪。
所述道路识别单元320基于通过所述摄像单元100所拍摄的图像数据以识别出一行驶道路或相邻道路。
所述雷达处理单元330通过一预处理过程和一后处理过程对雷达单元200所接收到的一反射雷达信号进行处理，以产生一目标，并且基于反射雷达信号计算所述目标的位置、速度、距离等。为此，所述雷达处理单元330通过对接收到的所反射雷达信号进行预处理过程和后处理过程而产生一目标。所述预处理过程是将所述反射雷达信号的时域转换为频域，并且所述后处理过程在频域中选择一目标候选组。此处，雷达信号的预处理过程和后处理过程为相同技术领域所公知的技术，因此，在下文中省略其详细描述。
所述轨迹处理单元340基于所产生的目标产生一轨迹，并且执行一轨迹管理进程，以选择一控制目标。
基于所选择的控制目标，所述车辆控制单元350 除了控制车速之外，还控制车辆状态。
所述告警单元360在一自身车辆接近一预定距离内的一控制目标时警告驾驶员将处于危险状态。
图3是绘示了根据本发明一示例性实施例的车辆雷达系统的一控制操作过程的流程示意图。
参见图3，根据本发明示例性实施例的车辆雷达系统首先通过摄像单元100拍摄所述车辆的前方，以获取一前方图像（步骤S310）。
接着，所述道路识别单元320分析前方图像以识别出一行驶道路或相邻道路（步骤S320）。
接着，所述雷达单元200将雷达信号发射至所述车辆的前方，并且接收从所述车辆前方的一目标反射回来的反射雷达信号（步骤S330）。
接着，所述雷达处理单元330基于所接收到的反射雷达信号而产生在所述车辆前方的一目标，如图4所示（步骤S340）。
接着，所述轨迹处理单元340基于所产生的目标而产生轨迹，并且执行轨迹管理进程以选择控制目标（步骤S350）。
在此实施例中，所述轨迹处理单元340在一预定时间内将在轨迹管理进程中所获得的轨迹信息持续保存在一存储单元内（图中未示）。
接着，所述车辆控制单元350通过图3所示的显示单元400显示所述车辆周围的情况（步骤S360）。图4是显示了根据本发明所述示例性实施例所述车辆雷达系统的常规控制结果的示例图。
也就是说，如图4所示，所述车辆控制单元350通过显示单元400在一屏幕上显示一自身车辆410所行驶的道路460、位于所述自身车辆410前方的控制目标420、位于相邻道路上的目标（objects）430至450,以至一驾驶员可以识别出所述车辆的周围环境。此处，所述控制目标420是指自身车辆410所行驶的道路上的前方车辆，位于相邻道路的所述目标430至450是指行驶在相邻道路上的其他车辆。
图5是绘示了根据本发明所述示例性实施例的一种用于去除车辆雷达系统中的非感兴趣目标的方法的操作流程示意图。
当一车辆在雪天或雨天行驶时，本发明通过判断雷达所检测的目标是否为车辆或非车辆以将像幻影的非车辆识别为一非感兴趣的目标，并且将所识别出的非车辆去除。
参见图5，若通过天气条件识别单元310判定出通过所述传感器单元500所检测到的天气条件为比如像降雪条件和多雨条件的天气条件，其中该天气条件为根据本发明应用特定功能的天气条件（步骤S510-是），则根据本发明的车辆雷达系统通过雷达单元330判断前方车辆是否出现在自身道路上（步骤S520）。
此处，根据本发明示例性实施例的车辆雷达系统通过雷达处理单元330可以检测到前方车辆出现在自身道路上且周围车辆出现在相邻道路上，并且将通过轨迹处理单元340的轨迹管理进程所检测到目标加以显示，如图6所示。
轨迹处理单元340通过预定频率（如三次）进行重复选择所述控制目标420的过程，以产生轨迹。例如，所述轨迹处理单元340基于雷达单元200所接收到的反射雷达信号每5毫秒(ms)三次产生轨迹，并且在第一次时获取一仅由控制目标所检测到的轨迹，在第二次时检测到一出现在右侧道路上的目标430，并且在第三次时获取一出现在左侧道路上的目标440和450所检测到轨迹。
如图6所示，当作为控制目标420的前方车辆出现在自身道路上时（步骤S520-是），通过雷达处理单元330判断从前方车辆至自身车辆的距离是否小于临界距离（步骤S530）,若判定出从前方车辆至自身车辆的距离小于临界距离时（步骤S530-是），则判定出在前方车辆和自身车辆之间检测到一新目标（步骤S540）。图6是绘示了根据本发明一示例性实施例中在前方车辆和自身车辆之间检测一新目标的示意图。在该实施例中，当从前方车辆至自身车辆的距离大于临界距离时（步骤S530-否），流程返回至步骤S520，并且继续执行跟踪操作（步骤S532）。在该实施例中，从自身车辆410至控制目标420的临界距离可以设置为30米且该道路的宽度为2米。
接着，如图6所示，当作为控制目标420的前方车辆和自身车辆之间检测到一新目标时（步骤S540-是），判断所述新目标是否为跟踪的目标（步骤S550）。此处，先前被跟踪的目标继续行驶在相邻道路上是指通过雷达单元200继续跟踪的车辆430至450。
然而，当在前方车辆和自身车辆之间所检测到的新目标610不是先前跟踪的目标时（步骤S550-否），该目标被识别为像瞬移目标（teleport-in object）的非车辆，于是从被跟踪的目标中去除该目标，以排除该目标（步骤S570）。
同时，当前方车辆未出现在自身道路上时（步骤S520-否），如图7所示，在自身车辆的前方突然检测到一新目标710，并且该新目标710并非为先前跟踪的目标的情况下，该新目标710并非为从相邻车道改变道路的车辆，因此，该新目标710可以被识别为像瞬移目标的非车辆，以至所述新目标710被识别为非车辆，并且从被跟踪的目标中被排除。图7是绘示了根据本发明一示例性实施例中当未有车辆出现在一自身道路的前方时检测到一新目标的示意图。
然而，在作为控制目标420的前方车辆和自身车辆之间所检测到的新目标610是先前跟踪的目标，如图8所示（步骤S550-是），所述车辆控制单元350控制车速并且通过告警单元360警告意外碰撞（步骤S560）。图8是绘示了根据本发明一示例性实施例中检测在前方车辆和自身车辆之间先前被跟踪的目标作为新目标的示意图。
也就是说，目标430至450与先前通过雷达单元200跟踪的车辆430至450相对应，且所述目标430至450继续行驶在相邻车道上，因此，在前方车辆和自身车辆之间所检测到的新目标430被识别为是由先前跟踪的车辆430变换车道而切入自身车道，从而向驾驶员发出警告以降低车速，并且警告驾驶员会有碰撞事故。
同时，基于所述自身车辆410的当前位置，所述控制单元300在一预定距离内可被水平扩展。也就是说，在基于所述自身道路的宽度为2米情况下，所述控制单元300可以在横向距离的-1.6米和+1.6米之间扩展。
进一步，当所述控制目标420未出现在所述自身车辆410的前方时，所述控制单元300可以根据所述自身车俩410的行驶速将在一特定距离内的新产生的新目标识别为非感兴趣目标，接着去除该新目标，其中该特定距离为等于或小于200米（最大值），例如150米。
进一步，当所述控制目标420未出现在自身车辆410的前方时，所述控制单元300可以根据一单独逻辑以判断一新目标是否被选择作为控制目标，其中所述新目标是根据所述自身车辆410的行驶速度而在一最大距离200米（或小于）处新生成的。
如上所述，根据本发明的示例性实施例可以实施一种车辆雷达系统以及一种用于去除一非感兴趣目标的方法，当具有一智能巡航控制系统的车辆行驶时,通过雷达能够检测并去除非感兴趣的目标，例如雪、冰雹、雨。
本领域技术人员可以理解的是，在不脱离本发明的精神或基本特征的前提下，可以做出各种修改和改变，上述的实施方式并不是限制性的，但是在各个方面具有示例性。需要解释的是，本发明的范围并非通过上文的详细描述和根据被包括在本发明范围内的权利要求的含义、范围和相等物所推断的所有修改或变更而被限定，而是通过权利要求被限定。
根据本发明的示例性实施例，当具有智能巡航控制（SCC）系统的车辆在雪天、冰雹天及雨天行驶，在所述车辆沿着被控车辆前方的控制目标行驶时，即使由于雷达而发生幻影，也可以通过瞬移跟踪决策逻辑以立即去除重影，因此，由于所述目标被识别为重影而使车辆执行急拉动作并未发生，于是可以防止交通事故的发生。
本发明可以对具有智能巡航控制系统的车辆应用车辆雷达系统和用于去除非感兴趣目标的方法，当由于降暴雨的恶劣天气条件下的雨水使得车辆前窗发生幻影时，通过使用瞬移目标过滤方法，以去除降雨的重影。