CN104553981A - 车辆前端防撞警示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆前端防撞警示方法，包含以下步骤：一斜率侦测器输出一代表该车辆的倾斜角度的倾斜角度值；一处理器执行一程序代码而接收该倾斜角度值，并依据该倾斜角度值、一重力加速度值，及分别代表该车辆的初始车速及刹车平均减速度的一第一车速值及一第一减速度值计算出一警示距离值，该警示距离值在该倾斜角度值增加的情况下是为减少，且在该倾斜角度值减少的情况下是为增加；一前车侦测器输出一前车距离值；该处理器判断该前车距离值是否小于等于该警示距离值，若是，则发出一警示讯号。藉此能针对该车辆行进的倾斜角度调整而发出警示。

Description

车辆前端防撞警示方法

【技术领域】

本发明涉及一种防撞警示方法，特别是指一种能针对斜坡适应性调整的车辆前端防撞警示方法。

【背景技术】

汽车前端防撞警示系统，是用于侦测前方是否有车辆过于接近，而发出警示的系统。需要警示的最低标准是，前车刹车停止时的位置等于后车刹车停止时的位置。

因此，警示距离D的公式为

$D=V_1\·T+\frac{{V_1}^2}{{2a}_1}-\frac{{V_2}^2}{{2a}_2}$ 其中V₁为后车的初始车速，T代表使用者看到警示后踩下刹车的预设的反应时间，V₁·T为空走距离，是该反应时间内后车所行走的距离，a₁为后车的刹车平均减速度，是后车刹车距离，V₂及a₂分别为前车的初始车速及刹车平均减速度，是前车刹车距离。在刹车的情况下上述的刹车平均减速度均是正值。

推导方式为，发出警示时，以此时后车的位置为原点，后车与前车相距该警示距离D，此时前车正在刹车，会再行走后停止，因此前车刹车停止时的位置即为而后车在使用者看到警示后踩下刹车前的这段反应时间内行走V₁·T，开始刹车后行走后停止，因此后车刹车停止时的位置即为由前车刹车停止时的位置等于后车刹车停止时的位置可得移项可得前述警示距离D。

然而以上述方式计算所得的警示距离，在有斜坡的公路上，因重力加速度关系，会产生过早或过晚警示的情形。因此，如何更精准的计算警示距离，就成为一值得研究的主题。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种能针对斜坡适应性调整的车辆前端防撞警示方法。

为达到上述目的，本发明车辆前端防撞警示方法，由一警示系统执行，该警示系统包括一斜率侦测器、一前车侦测器、一储存有一警示距离计算程序代码的内存，及一与前述组件连接的处理器，该方法包含以下步骤：

该斜率侦测器侦测并输出一代表该车辆的倾斜角度的倾斜角度值，当该车辆在上坡时，该倾斜角度值大于0，当该车辆在下坡时，该倾斜角度值小于0。

该处理器执行该程序代码而接收该倾斜角度值，并依据该倾斜角度值、一重力加速度值，及分别代表该车辆的初始车速及刹车平均减速度的一第一车速值及一第一减速度值计算出一警示距离值，该警示距离值在该倾斜角度值增加的情况下是为减少，且在该倾斜角度值减少的情况下是为增加。

该前车侦测器侦测并输出一前车距离值，代表该车辆与位于该车辆前方的一前方车辆之间的距离。

该处理器根据该警示距离值以及该前车距离值判断该前车距离值是否小于等于该警示距离值，若是，则发出一警示讯号。

较佳地，该警示距离值的计算方式包括

$\frac{{V_1}^2}{2(a_1+g\·\sin \left(\mathrm{\α}\right))}$ ，其中，α为该倾斜角度值，g为该重力加速度值，g为该重力加速度值，g·sin(α)即代表重力加速度在斜坡上的分量的大小，V₁为该第一车速值，a₁为该第一减速度值。

较佳地，该警示距离值以D表示，等于一空走距离值加上一刹车距离差值，该空走距离值以T_d表示，代表使用者接收该警示讯号后踩下刹车的反应时间内该车辆所行走的距离，该刹车距离差值以B_d表示，等于该车辆的刹车距离减去前方车辆的刹车距离，方程式为D=T_d+B_d，而

$T_d=V_1\·T-\frac{1}{2}(g\·\sin \left(\mathrm{\α}\right))\·T^2$ $B_d=\frac{{V_1}^2}{2(a_1+g\·\sin \left(\mathrm{\α}\right))}-\frac{{V_2}^2}{2(a_2+g\·\sin \left(\mathrm{\α}\right))}$ ，其中，T为代表该反应时间的反应时间值，V₁为该第一车速值，a₁为该第一减速度值，V₂及a₂分别为代表该前方车辆的初始车速及刹车平均减速度的一第二车速值及一第二减速度值。

较佳地，该第一减速度值包括一内建于该内存而代表所在之车辆的车种或车型的定值；或是包括一根据用户选择该内存所储存的多个车种或车型中的一种所对应的定值。

较佳地，该第一减速度值还相关于以下至少一，一代表车辆状态的车况参数，及一代表行车环境的环境参数。

较佳地，该车况参数包括代表胎压的胎压参数；该环境参数包括代表天气为雨天的雨天参数，当该车辆的胎压降低或是天气为雨天时该第一减速度值会减少，并使该警示距离值增加。

较佳地，该前车侦测器是一摄影机，连续取得前方车辆的影像后，计算该前方车辆在该等影像中所占画素的多寡之变化率而得到前方车辆相对于本车辆的相对车速，该处理器再将该相对车速加上本车辆的该第一车速值得出前方车辆的车速，即该第二车速值；并且，该前车侦测器具影像辨识的功能，辨识该前方车辆的车种或车型后输出辨识结果至该处理器，该处理器再自该内存查询对应的该第二减速度值。

较佳地，该警示系统还包括一供一用户操作的调控接口，该处理器经该调控接口接收该用户的输入而在一容许范围内调整该警示距离值的大小，因而调整该警示系统发出该警示讯号的敏感度。

较佳地，调整该警示距离值的大小的方式是将该警示距离值增减一第一预定数值或乘上一第一预定倍率而调整。

较佳地，该警示系统还包括一供一使用者操作的调控界面，该处理器经该，其特征在于，该警示系统还包括一供一使用者操作的调控界面，该处理器经该调控界面接收该使用者的输入而在一容许范围内调整该警示距离值的大小，因而调整该警示系统发出该警示讯号的敏感度，其中，调整该警示距离值的大小的方式是将该反应时间值增减一第二预定数值或乘上一第二预定倍率而间接调整计算得出的该警示距离值

较佳地，该警示系统还包括一警示器，该处理器发出该警示讯号至该警示器而使该警示器发出一光线或一声响。

与现有技术相比较，本发明车辆前端防撞警示方法透过计算倾斜时重力加速度所造成的加速度，能使所计算的该警示距离值在该倾斜角度值增加的情况下是为减少，且在该倾斜角度值减少的情况下是为增加，再与前车距离值进行比较以决定是否发出警示讯号，能针对该车辆行进的倾斜角度调整而发出警示。

【附图说明】

本发明之其他的特征及功效，将于参照图式的较佳实施例详细说明中清楚地呈现，其中：

图1是一系统方块图，说明本发明车辆前端防撞警示方法的一较佳实施例；及

图2是一流程示意图，说明该较佳实施例。

【具体实施方式】

参阅图1与图2，本发明车辆前端防撞警示方法之较佳实施例，由一警示系统1配合一行车计算机系统2执行。该警示系统1是例如设置于一导航装置中或是在车辆出厂时即内建于车上，该警示系统1包括一斜率侦测器11、一前车侦测器12、一储存有一警示距离计算程序代码的内存13、一调控界面14、一警示器15、一网络传输模块16及一与前述组件连接的处理器100。该斜率侦测器11是例如为一垂直陀螺仪等能感测自身角度变化并产生一倾斜角度值的传感器。该行车计算机系统2侦测、纪录并管理行车相关的各种参数，并包括一胎压侦测器21及一车速侦测器22。该车辆前端防撞警示方法包含以下步骤S1至S5。

步骤S1-侦测倾斜角度。该斜率侦测器11侦测并输出该倾斜角度值，其代表该车辆的倾斜角度，当该车辆在上坡时，该倾斜角度值大于0，当该车辆在下坡时，该倾斜角度值小于0。

步骤S2-计算警示距离值。该处理器100执行该程序代码而接收该倾斜角度值，并依据该倾斜角度值、一重力加速度值，及分别代表该车辆的初始车速及刹车平均减速度的一第一车速值及一第一减速度值计算出一警示距离值，该警示距离值在该倾斜角度值增加的情况下是为减少，且在该倾斜角度值减少的情况下是为增加。

详细而言，该警示距离值核心的计算式如下，

$\frac{{V_1}^2}{2(a_1+g\·\sin \left(\mathrm{\α}\right))}$ ，其中，α为该倾斜角度值，在本发明中是指水平线与该车辆前进方向的夹角。当该车辆在上坡时，α大于0，当该车辆在下坡时，α小于0，可能的数值范围小于90度并大于负90度，g为该重力加速度值，通常以9.8m/s²代入，g·sin(α)即代表重力加速度在斜坡上的分量的大小，V₁为该第一车速值，a₁为该第一减速度值。本公式中，使该第一减速度值加上该重力加速度的分量，可表达出上坡时，重力加速度的分量与刹车减速度为同向，重力加速度帮助了刹车，故加大了第一减速度值的值，表示该车辆能更快停止，只需要较低的该警示距离值；下坡时，sin(α)是负值，重力加速度的分量与刹车减速度为反向，重力加速度减低了刹车能力，故减少了第一减速度值的值，表示该车辆会需要更长的距离才能停止，而需要较高的该警示距离值。如此，所计算的该警示距离值便能针对斜坡适应性调整。

更进一步说明，该警示距离值的较完整的计算方式是根据斜坡上的重力加速度分量来全面调整先前技术的公式中的加速度。该警示距离值以D表示，等于一空走距离值加上一刹车距离差值，该空走距离值以T_d表示，代表使用者接收该警示讯号后踩下刹车的反应时间内该车辆所行走的距离，该刹车距离差值以B_d表示，等于该车辆的刹车距离减去位于该车辆前方的一前方车辆(未图示)的刹车距离，方程式为D=T_d+B_d，而

$T_d=V_1\·T-\frac{1}{2}(g\·\sin \left(\mathrm{\α}\right))\·T^2$

$B_d=\frac{{V_1}^2}{2(a_1+g\·\sin \left(\mathrm{\α}\right))}-\frac{{V_2}^2}{2(a_2+g\·\sin \left(\mathrm{\α}\right))}$ ，其中，T为代表该反应时间的反应时间值，通常设定为0.7至1.2秒，V₂及a₂分别为代表该前方车辆的初始车速及刹车平均减速度的一第二车速值及一第二减速度值。

补充说明的是，根据该较完整的计算方式，前述核心的计算式可视为假设前车静止且使用者瞬间踩下刹车的化简后状况。

而在实际使用的状况中，上述较完整的计算方式所得的结果还可能并非完全理想而需要调整。例如，为增加安全性，可在上述警示距离值再加上预设距离值，以提早预警。此外，该调控界面14是例如一组按钮(未图标)，供用户设定敏感度，该处理器100经该调控界面14接收使用者的输入而调整该警示距离值的大小，因而适当调整该警示系统1发出该警示讯号的敏感度。而调整的方式例如是将该警示距离值增减一第一预定数值或乘上一第一预定倍率而调整，或是将该反应时间值增减一第二预定数值或乘上一第二预定倍率而间接调整计算得出的该警示距离值，但不以上述为限。

以下说明其他各数值取得的方式。计算中所需的该第一减速度值，是该处理器100由该内存13中读取，该内存13储存有多个车种或车型中所对应的减速度值，若该警示系统1是设置于该导航装置中，该内存13所储存的车种或车型即供使用者选择其中一车种或车型而设定其对应的减速度值为该第一减速度值，若该警示系统1是在车辆出厂时即内建于车上，则该第一减速度值即内建于该内存13。

该第一减速度值还相关于至少一修正参数，该修正参数是例如一代表胎压的胎压参数或一代表天气为雨天的雨天参数，当该车辆的胎压降低或是天气为雨天时该第一减速度值会减少，并使该警示距离值增加。该雨天参数可经由网络传输模块16连上因特网抓取天气资料而得，该胎压参数则是与该行车计算机系统2联机而取得该胎压侦测器21所侦测的相关参数。但不以上述为限，还可以加入各种行车参数例如里程数、保养状态等等，并且若该车辆的车厂有支持，则上述参数可透过网络传输模块16连上因特网抓取。这部分的方程式可表示为

a₁w₁·a₁₁-w₂·a₁₂-…，其中第一项中a₁₁是正常状况下的第一减速度值，a₁₂之后则是相关于上述各修正参数的预存的第一减速度值之修正项，而w₁、w₂...则是各项可依据前述参数而机动性调整的权重。举例而言，下雨时，相关于下雨的该项的权重就会增加，因而减低最后得出的第一减速度值，进而使该警示距离值增加。

在本实施例中，该第一车速值是该处理器100与该行车计算机系统2联机而取得该车速侦测器22所侦测的车速，但不以此为限，也可以例如是根据全球卫星定位讯号量测车速而得。

关于该第二车速值，需先说明的是在本实施例中该前车侦测器12是一摄影机，在步骤S3中侦测前方车辆的距离，容后说明，而本步骤该前车侦测器12连续取得前方车辆的影像后，计算该前方车辆在该等影像中所占画素的多寡之变化率而得到前方车辆相对于本车辆的相对车速，该处理器100再将该相对车速加上本车辆的该第一车速值得出前方车辆的车速，即该第二车速值。但不以上述为限，也可以是利用都卜勒效应以侦测雷达或超音波的频率改变，或是其他方式来测得前方车辆相对于本车辆的相对车速。

至于该第二减速度值，该前车侦测器12具影像辨识的功能，会辨识该前方车辆的车种或车型后输出辨识结果至该处理器100，该处理器100再自该内存13查询得到对应的该第二减速度值。但不以上述为限，前车的影像可取自外接的行车纪录器或其他摄影机。

以上即为本发明所提出的警示距离值之更正确的计算方式。

步骤S3-侦测前车距离。该前车侦测器12侦测并输出一前车距离值，代表该车辆与该前方车辆之间的距离。该前车侦测器12是该摄影机，根据所撷取的影像中侦测前方车辆所占画素的多寡并计算前方车辆的距离。但不以此为限，也可以是侦测雷达或超音波的反射时间来推算该前车距离值，或是以其他方式来测得该前车距离值。

需要说明的是，本步骤S3并不限于在步骤S2后执行，只要在步骤S4进行前任一时间点均可。由于前述步骤S2中的该第二车速值的取得需要藉助该前车侦测器12，因此本步骤S3也可以在步骤S2前执行。但是严格来说，步骤S2中并不需要该前车距离值，因此本步骤最迟是在步骤S4之前进行即可。关于由影像画素的多寡判断物体速度与距离的方式并非本发明重点，在此不再赘述。

步骤S4-该处理器100根据该警示距离值以及该前车距离值判断该前车距离值是否小于等于该警示距离值。若是，则发出一警示讯号至该警示器15(步骤S5)，该警示器15是例如一LED或一扬声器，而于接收到该警示讯号后发出例如一光线或一声响之警示。最后，不论该处理器100发出警示讯号与否，均再回到步骤S1进行下一次的流程。

综上所述，透过计算倾斜时重力加速度所造成的加速度，能使所计算的该警示距离值在该倾斜角度值增加的情况下是为减少，且在该倾斜角度值减少的情况下是为增加，再配合其他行车参数以及人工设定来调整该警示距离值，最后与前车距离值进行比较以决定是否发出警示讯号，能更精准地发出警示，故确实能达成本发明之目的。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种车辆前端防撞警示方法，由一警示系统执行，该警示系统包括一斜率侦测器、一前车侦测器、一储存有一警示距离计算程序代码的内存，及一与前述元件连接的处理器，其特征在于，该方法包含以下步骤：

该斜率侦测器侦测并输出一代表该车辆的倾斜角度的倾斜角度值，当该车辆在上坡时，该倾斜角度值大于0，当该车辆在下坡时，该倾斜角度值小于0；

该处理器执行该程序代码而接收该倾斜角度值，并依据该倾斜角度值、一重力加速度值，及分别代表该车辆的初始车速及刹车平均减速度的一第一车速值及一第一减速度值计算出一警示距离值，该警示距离值在该倾斜角度值增加的情况下是为减少，且在该倾斜角度值减少的情况下是为增加；

该前车侦测器侦测并输出一前车距离值，代表该车辆与位于该车辆前方的一前方车辆之间的距离；及

该处理器根据该警示距离值以及该前车距离值判断该前车距离值是否小于等于该警示距离值，若是，则发出一警示讯号。

2.根据权利要求1所述防撞警示方法，其特征在于，该警示距离值的计算方式包括

$\frac{{V_1}^2}{2(a_1+g\·\sin \left(\mathrm{\α}\right))}$ ，其中，α为该倾斜角度值，g为该重力加速度值，g为该重力加速度值，g·sin(α)即代表重力加速度在斜坡上的分量的大小，V₁为该第一车速值，a₁为该第一减速度值。

3.根据权利要求2所述防撞警示方法，其特征在于，该警示距离值以D表示，等于一空走距离值加上一刹车距离差值，该空走距离值以T_d表示，代表使用者接收该警示讯号后踩下刹车的反应时间内该车辆所行走的距离，该刹车距离差值以B_d表示，等于该车辆的刹车距离减去该前方车辆的刹车距离，方程式为D=T_d+B_d，而

$T_d=V_1\·T-\frac{1}{2}(g\·\sin \left(\mathrm{\α}\right))\·T^2$

$B_d=\frac{{V_1}^2}{2(a_1+g\·\sin \left(\mathrm{\α}\right))}-\frac{{V_2}^2}{2(a_2+g\·\sin \left(\mathrm{\α}\right))}$ ，其中，T为代表该反应时间的反应时间值，V₁为该第一车速值，a₁为该第一减速度值，V₂及a₂分别为代表该前方车辆的初始车速及刹车平均减速度的一第二车速值及一第二减速度值。

4.根据权利要求1或2或3所述车辆前端防撞警示方法，其特征在于，该第一减速度值包括一内建于该内存而代表所在之车辆的车种或车型的定值；或是包括一根据使用者选择该内存所储存的多个车种或车型中的一种所对应的定值。

5.根据权利要求4所述车辆前端防撞警示方法，其特征在于，该第一减速度值还相关于以下至少一，一代表车辆状态的车况参数，及一代表行车环境的环境参数。

6.根据权利要求5所述车辆前端防撞警示方法，其特征在于，该车况参数包括代表胎压的胎压参数；该环境参数包括代表天气为雨天的雨天参数，当该车辆的胎压降低或是天气为雨天时该第一减速度值会减少，并使该警示距离值增加。

7.根据权利要求3所述车辆前端防撞警示方法，其特征在于，该前车侦测器是一摄影机，连续取得前方车辆的影像后，计算该前方车辆在该等影像中所占画素的多寡之变化率而得到前方车辆相对于本车辆的相对车速，该处理器再将该相对车速加上本车辆的该第一车速值得出前方车辆的车速，即该第二车速值；并且，该前车侦测器具影像辨识的功能，辨识该前方车辆的车种或车型后输出辨识结果至该处理器，该处理器再自该内存查询对应的该第二减速度值。

8.根据权利要求1或2或3所述车辆前端防撞警示方法，其特征在于，该警示系统还包括一供一使用者操作的调控界面，该处理器经该调控界面接收该使用者的输入而在一容许范围内调整该警示距离值的大小，因而调整该警示系统发出该警示讯号的敏感度。

9.根据权利要求8所述车辆前端防撞警示方法，其特征在于，调整该警示距离值的大小的方式是将该警示距离值增减一第一预定数值或乘上一第一预定倍率而调整。

10.根据权利要求3所述车辆前端防撞警示方法，其特征在于，该警示系统还包括一供一使用者操作的调控界面，该处理器经该调控界面接收该使用者的输入而在一容许范围内调整该警示距离值的大小，因而调整该警示系统发出该警示讯号的敏感度，其中，调整该警示距离值的大小的方式是将该反应时间值增减一第二预定数值或乘上一第二预定倍率而间接调整计算得出的该警示距离值。

11.根据权利要求1或2或3所述车辆前端防撞警示方法，其特征在于，该警示系统还包括一警示器，该处理器发出该警示讯号至该警示器而使该警示器发出一光线或一声响。