CN105247591A - 具有可调节的触发宽度的碰撞缓解系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包括探测设备(3)和控制单元(4)的车辆碰撞缓解系统(2)。探测设备(3)被布置为探测包括触发区域的某视场(6)，所述触发区域具有可调节的触发宽度，所述可调节的触发宽度由触发边界(9a、9b；10a、10b)限定并且在最小触发宽度(w_min)与最大触发宽度(w_max)之间是可调节的。碰撞缓解系统(2)被布置为如果预测会发生碰撞，则至少依赖于正被确定为至少部分地出现在触发边界内的物体而发出系统触发信号。可调节的触发宽度(w)依赖于在某时间段期间已经发出的系统触发信号的数量是可调节的。本发明还涉及相应的方法。

Description

具有可调节的触发宽度的碰撞缓解系统

发明内容

本发明涉及包括探测设备和控制单元的车辆碰撞缓解系统。探测设备被布置为探测某视场，所述视场包括触发区域，所述触发区域具有由触发边界限定的可调节的触发宽度。可调节的触发宽度在最小触发宽度与最大触发宽度之间是可调节的。碰撞缓解系统被布置为至少依赖于正被确定为至少部分地出现在触发边界内的物体而发出系统触发信号。

本发明还涉及用于车辆碰撞缓解系统的方法。所述方法包括以下步骤：探测某视场，在所述视场内由触发边界限定可调节的触发宽度。所述可调节的触发宽度在最小触发宽度与最大触发宽度之间是可调节的。

今天，一些车辆设置有包括雷达和/或视觉传感器装置的碰撞缓解系统或防撞系统。这些系统被布置为探测移动的物体(例如车辆和行人)以及静止的物体(例如车辆行驶路径前的道路结构)。

作为结果，这样的系统可以在下述情况被确定时以例如警告和/或自动制动的形式提供安全行为，即车辆与被探测到的物体之间的碰撞的可能性已经超过阈值。

US6035053公开了一种移动物体识别系统，所述移动物体识别系统被布置用于探测物体，其中为了减少警报次数，考虑了物体的横向速度。

对于先前已知的典型碰撞缓解系统(例如US6035053中描述的)，将要穿过车辆前的车辆的行驶路径的行人可能冲到路上，这需要探测相当提前。针对正处于车辆的行驶路径外侧的探测到的行人，可决定下述情况，即行人穿过行驶路径而存在碰撞可能性是否是可能的。可在行人出现在车辆的行驶路径上之前作出这种决定。

然而，这可能导致不必要的安全行为(例如以警告和制动的形式)，它们自身反而可能引起事故，因为很难确定靠近车辆的行驶路径的行人实际上是否会进入车辆的行驶路径从而发生碰撞，或者行人是否会在碰撞发生前停下来。

关于安全行为的提前的决定带来高安全性，但会导致许多不必要的安全行为。晚做出的决定使不必要的安全行为更少，但提供有限的时间来制动和警告。

此外，已经被出厂调到在具有非常少的行人的区域中进行很好地操作的系统会在具有很多行人的区域中引起大量的激活。因此不同情况下存在不同的需求。

具有许多不必要的安全行为的碰撞缓解系统至少会构成干扰，并且还可能成为潜在的危险。

同样，期望具有关于一个或几个安全行为的某触发率，以便拥有一种碰撞缓解系统，所述碰撞缓解系统提供其存在和功能的确认。

因此本发明的目的是提供一种碰撞缓解系统，其中激活的数量被调节，以便在保持期望的触发率的同时获得更可靠的和有用的这种类型的碰撞缓解系统。关于这点，触发率初始优选地是出厂设置。

通过包括探测设备和控制单元的车辆碰撞缓解系统来实现所述目的。探测设备被布置为探测某视场，所述视场包括触发区域，所述触发区域具有由触发边界限定的可调节的触发宽度。可调节的触发宽度在最小触发宽度与最大触发宽度之间是可调节的。碰撞缓解系统被布置为至少依赖于正被确定为至少部分地出现在触发边界内的物体而发出系统触发信号。可调节的触发宽度依赖于在某时间段期间已经发出的系统触发信号的数量是可调节的。

还可通过用于车辆碰撞缓解系统的方法实现所述目的。所述方法包括下述步骤：探测某视场，在所述视场内由触发边界限定可调节的触发宽度。可调节的触发宽度在最小触发宽度与最大触发宽度之间是可调节的。

所述方法还包括下述步骤：依赖于在某时间段期间已经发出的系统触发信号的数量调节触发宽度。每个系统触发信号至少依赖于正被确定为至少部分地出现在触发边界内的物体而被发出。

根据一个示例，车辆碰撞缓解系统被布置为根据下式基于车辆的总驾驶时间以及更早的触发场景的数量和定时通过修改可调节的触发宽度来保持期望的触发率：

w(t_tot>t_n)＝f(t_tot,t₁,t₂,…，t_n)。

此处，w是可调节的触发宽度，t_i是第i次触发场景的定时，n是在总驾驶时间的触发场景的总数量，t_tot是总驾驶时间以及f是预先设定的、依赖先前的触发场景的定时和总驾驶时间的多元函数。

根据另一示例，可调节的触发宽度基于预定的最大过去的时间段以及更早的触发场景的数量和定时被修改。最大过去的时间段等于每个触发场景之间的期望的时间，可调节的触发宽度根据下式被调节：

w(t_tot>t_n)＝w_prev+g(t_tot,t_p,t_p+1,…,t_n)。

此处，w是可调节的触发宽度，w_prev是最新更新的可调节的触发宽度w的值，t_i是第i次触发场景的定时，p是在最大过去的时间段T期间的第一触发，t_tot是总驾驶时间以及g是预先设定的、依赖在最大过去的时间段内发生的所有先前的触发场景的定时和总驾驶时间的多元函数。

其它示例由从属权利要求明显地示出。

通过本发明可获得多个优势。主要地，可基于先前的系统触发场景通过调节系统参数来实现期望的触发率，无论驾驶风格和环境如何。这是优选的，因为它最优化了驾驶员的舒适度并提供了现实意义，触发场景的数量被调节为不令人烦扰，与此同时仍然提供其存在和功能的确认。

本发明目的在于基于先前的激活以及期望的触发率自动修改激活阈值。

附图说明

现在将参照附图更详细地描述本发明，其中：

图1示出正常运行期间车辆的示意性俯视图；以及

图2示出根据本发明的方法的流程图。

具体实施方式

参照图1，车辆1包括碰撞缓解系统2，所述碰撞缓解系统2依次包括相机装置3和处理单元4。车辆1正在以某一车辆速度V_h行驶，并且有一物体5出现在车辆路径的附近，其中物体5落入相机装置3的视场6内，所述视场6存在于对称线7的周围。物体在距车辆的一个距离8内，所述距离8对应于距离碰撞的最大时间TTC_max，其中TTC_max指示由碰撞缓解系统2正认为的距离撞击的最大时间。

此外，有一个触发区域，所述触发区域被包括在视场6内，所述触发区域由限定触发宽度w_min、w_max的触发边界9a、9b；10a、10b所限定。

如果因至少部分地出现在触发区域的物体而预测出会发生碰撞，那么碰撞缓解系统2发出系统触发信号，所述系统触发信号被布置为启动预定的安全行为，例如警告或自动制动(如果满足下述条件)：

1、预测会发生碰撞；

2、预测的TTC<TTC_max；

3、物体的至少一部分在触发区域内；以及

4、不足的或有限的驾驶员行为。

第一种情况(预测会发生碰撞)并不必然意味着碰撞即将发生，仅仅是相对遥远的物体在预测的碰撞路线上。

通过高功能传感器系统，传感器相关误差将很少会引起系统触发场景。这种误差的示例是：

-鬼影探测，

-阴影，

-镜像，

-蒸汽，

-标牌，以及

-错误的行人位置和速度。

在触发场景，系统触发信号被发出。

除最后一个以外的所有误差构成鬼影探测，而最后一个误差构成跟踪误差。

如果系统触发场景很少是由于传感器相关误差引起的，那么系统触发场景将仅在针对行人的碰撞危险中发生。由于对多数驾驶员和驾驶环境来说有行人的事件和事故是不常见的，因此这在车辆使用期内通常会引起非常少的系统触发场景。然而，在有许多运动中的行人的区域(例如非常大的城市)和根据上文的用于不必要的安全行为的其它源是更常见的区域中，期望地是，不期望的系统触发场景的数量减小到最小。

这可通过仅在如果碰撞是不可避免的情况下触发所述系统来实现。然而，这会引起碰撞缓解系统的保护水平减小，因为仅有有限的时间用于减小速率。如果所有驾驶环境中的所有汽车以这种限制的方式设计，那么碰撞缓解系统的保护水平将会受限。此外，多数驾驶员不会经历系统激活。因此，这不会产生最优的驾驶员舒适度或现实意义。

如图1所示，存在触发边界，所述触发边界在具有最小触发边界9a、9b的内限与具有最大触发边界10a、10b的外限之间是可调节的，所述最小触发边界9a、9b具有最小触发宽度w_min，所述最大触发边界10a、10b具有最大触发宽度w_max。

在上文限定的限制w_min、w_max之间，触发边界是可调节的，以使可调节的触发宽度w在最小触发宽度w_min与最大触发宽度w_max之间是可调节的。

根据本发明，可调节的触发宽度w依赖于在某时间段期间已经发生的系统触发场景的数量，并且因此依赖于在所述的某时间段期间已经发出的系统触发信号的数量是可调节的。

根据第一示例，可根据下式(1)基于车辆的总驾驶时间t_tot和更早的触发场景的数量和定时通过修改可调节的触发宽度w来保持期望的触发率R：

w(t_tot>t_n)＝f(t_tot,t₁,t₂,…，t_n)，(1)

其中t_i是第i次触发场景的定时，n是在总驾驶时间t_tot的触发场景的总数量，以及f是预先设定的、依赖先前的触发场景的定时和总驾驶时间t_tot的多元函数。

根据第二示例，期望的触发率R引起时标T＝1/R，所述时标T等于每个触发场景之间的期望的时间。在该示例中，可调节的触发宽度w不是基于总驾驶时间t_tot，而是基于预定的最大过去的时间段T，其等于根据上文的每个触发场景之间的期望的时间。于是，可调节的触发宽度w被写为：

w(t_tot>t_n)＝w_prev+g(t_tot,t_p,t_p+1,…,t_n),(2)

其中w_prev是最新更新的可调节的触发宽度w的值，t_i是第i次触发场景的定时，p是在最大过去的时间段T期间的第一触发场景，t_tot是总驾驶时间以及g是预先设定的、依赖在最大过去的时间段T内发生的所有先前的触发场景的定时和总驾驶时间t_tot的多元函数。

作为上述等式(2)的示例，t_tot＝10年并且T以窗口的形式连续地运行1/2年。如果今天是7月1日，并且t_p在1月3日触发，那么先前的触发场景t_p-1在1月1日之前触发。因此所有的触发场景t_p、t_p+1、…、t_n已经在时间T期间发生。

作为变化率的示例，如果在最大过去的时间段T期间没有系统触发场景，那么可调节的触发宽度w随着变化率△w/T适时地线性增加，直至到达下一触发场景或者w_max，其中△w＝w_max-w_min。

此外，如果在最大过去的时间段T内已经发生了两次或更多次系统触发场景，那么w减小(1-△t/T)*△w*k_w,其中△t是最后两次系统触发场景之间的时间，并且k_w是小于或等于一的正常数。

在该示例中，由以下参数限定算法：

-期望的触发率R

-最小触发宽度w_min

-最大触发宽度w_max

-实常数0<k_w≤1

触发宽度9a、9b；10a、10b在上文的示例中被示为在对称线7的周围对称地布置。然而这不是必需的，并且如果合适的话，可调节的触发宽度w可在不同侧处被不规则的应用。

本发明目的在于基于先前的系统触发场景通过调节系统参数来提供期望的触发率，而不管驾驶风格和环境如何。这是优选的，因为它使驾驶员的舒适度和现实意义最优化。在早期的触发场景与后期的触发场景之间设有一种权衡，其中该权衡是自适应的。

如果已经做出了初始权衡，结果是有非常少的系统触发场景那么可进一步调节该权衡，以使触发场景的数量不是令人烦扰的，与此同时仍然提供其存在和功能的确认。

不仅触发宽度w是可以纳入考虑的可调节的参数，而且可使用其它可调节的参数。这些其它可调节的参数的示例是估计的与物体5碰撞的时间或距离以及/或者在时间上或距离上测量的到物体5的侧向距离。这些其它可调节的参数还依赖于在某时间段期间已经发出的系统触发信号的数量是可调节的。

参照图2，本发明还涉及用于车辆碰撞缓解系统2的方法，所述方法包括以下步骤：

11：探测某视场6，在所述视场6内由触发边界9a、9b；10a、10b限定可调节的触发宽度w。可调节的触发宽度w在最小触发宽度w_min与最大触发宽度w_max之间是可调节的。

所述方法还包括以下步骤：

12：依赖于在某时间段期间已经发出的系统触发信号的数量调节触发宽度w。每个系统触发信号至少依赖于正被确定为至少部分地出现在触发边界9a、9b；10a、10b内的物体而被发出。

本发明不受限于上述示例，而是可以在随附的权利要求的范围内自由地改变。例如，相关于行人示出了所描述的碰撞缓解系统，但对动物、其它车辆(例如客车和自行车等)来说，它当然是有效的。

相机装置仅仅是合适的前向探测设备的示例，例如，可用雷达装置、激光雷达或类似的激光装置来代替使用，以及这些的结合。声学装置也是可想到的。

发出的系统触发信号可被布置为引起一个或几个被采取的行为，例如自动制动、自动喇叭信号和车辆中的警告信号，听觉的和视觉的以及触觉的。

最小触发宽度w_min的示例是车辆自己的宽度，但它当然可以超出该值或降至该值以下。最大触发宽度w_max的示例在车辆的每侧处比最小触发宽度w_min宽一米。

碰撞缓解系统2通常在7km/h至70km/h之间是起作用的。这些数字仅是示例，并且不应被视为以任意方式限制；许多其它速率窗口对起作用的缓解系统2来说是可能的。其甚至可以对全速来说都是起作用的。

Claims (10)

1.一种车辆碰撞缓解系统(2)，其包括探测设备(3)和控制单元(4)，所述探测设备(3)被布置为探测某视场(6)，所述视场(6)包括触发区域，所述触发区域具有由触发边界(9a、9b；10a、10b)限定的可调节的触发宽度，其中所述可调节的触发宽度(w)在最小触发宽度(w_min)与最大触发宽度(w_max)之间是可调节的，其中所述碰撞缓解系统(2)被布置为至少依赖于正被确定为至少部分地出现在所述触发边界内的物体而发出系统触发信号，其特征在于，所述可调节的触发宽度(w)依赖于在某时间段期间已经发出的系统触发信号的数量是可调节的。

2.根据权利要求1所述的车辆碰撞缓解系统，其特征在于，发出的系统触发信号被布置为引起下述被采取的行为中的一个或几个：

-自动制动，

-自动喇叭信号，以及

-所述车辆中的警告信号，听觉的和视觉的以及触觉的。

3.根据权利要求1或2中任意一项所述的车辆碰撞缓解系统，其特征在于，所述碰撞缓解系统2被布置为如果满足下述条件则发出所述系统触发信号：

-预测会发生碰撞；

-预测的离碰撞的时间TTC<离碰撞的最大时间TTC_max；

-所述物体的至少一部分在所述触发区域内；以及

-不足的或有限的驾驶员行为。

4.根据前述权利要求中任意一项所述的车辆碰撞缓解系统，其特征在于，所述车辆碰撞缓解系统被布置为根据下式基于所述车辆的总驾驶时间(t_tot)以及更早的触发场景的数量和定时通过修改所述可调节的触发宽度(w)来保持期望的触发率(R)：

w(t_tot>t_n)＝f(t_tot,t₁,t₂,…，t_n)，

其中w是所述可调节的触发宽度，t_i是第i次触发场景的定时，n是在总驾驶时间(t_tot)的触发场景的总数量，t_tot是所述总驾驶时间以及f是预先设定的、依赖先前的触发场景的所述定时和所述总驾驶时间(t_tot)的多元函数。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的车辆碰撞缓解系统，其特征在于，所述车辆碰撞缓解系统被布置为基于预定的最大过去的时间段(T)以及更早的触发场景的数量和定时通过修改所述可调节的触发宽度(w)来保持期望的触发率(R)，所述最大过去的时间段(T)等于每个触发场景之间的期望的时间，所述可调节的触发宽度(w)根据下式被调节：

w(t_tot>t_n)＝w_prev+g(t_tot,t_p,t_p+1,…,t_n)，

其中w是所述可调节的触发宽度，w_prev是最新更新的可调节的触发宽度w的值，t_i是第i次触发场景的定时，p是在所述最大过去的时间段(T)期间的第一触发，t_tot是所述总驾驶时间以及g是预先设定的、依赖在所述最大过去的时间段(T)内发生的所有先前的触发场景的定时和所述总驾驶时间(t_tot)的多元函数。

6.根据前述权利要求中任意一项所述的车辆碰撞缓解系统，其特征在于，所述碰撞缓解系统(2)还被布置为依赖于其它参数中的至少一个发出系统触发信号

-估计的与物体(5)碰撞的时间或距离，以及/或者

-在时间上或距离上测量的到物体(5)的侧向距离，

其中所述其它参数依赖于在某时间段期间已经发出的系统触发信号的数量是可调节的。

7.一种用于车辆碰撞缓解系统(2)的方法，所述方法包括以下步骤：

(11)探测某视场(6)，在所述视场(6)内由触发边界(9a、9b；10a、10b)限定可调节的触发宽度(w)，其中所述可调节的触发宽度(w)在最小触发宽度(w_min)与最大触发宽度(w_max)之间是可调节的，

其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

(12)依赖于在某时间段期间已经发出的系统触发信号的数量调节所述触发宽度(w)，每个系统触发信号至少依赖于正被确定为至少部分地出现在所述触发边界(9a、9b；10a、10b)内的物体而被发出。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：根据下式基于所述车辆的总驾驶时间(t_tot)以及更早的触发场景的数量和定时通过修改所述可调节的触发宽度(w)来保持期望的触发率(R)：

w(t_tot>t_n)＝f(t_tot,t₁,t₂,…，t_n)，

其中w是所述可调节的触发宽度，t_i是第i次触发场景的定时，n是在所述总驾驶时间(t_tot)的触发场景的总数量，t_tot是所述总驾驶时间以及f是预先设定的、依赖先前的触发场景的定时和所述总驾驶时间(t_tot)的多元函数。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：基于预定的最大过去的时间段(T)以及更早的触发场景的数量和定时通过修改所述可调节的触发宽度(w)来保持期望的触发率(R)，所述最大过去的时间段(T)等于每个触发场景之间的所述期望的时间，所述可调节的触发宽度(w)根据下式被调节：

w(t_tot>t_n)＝w_prev+g(t_tot,t_p,t_p+1,…,t_n)，

其中w是所述可调节的触发宽度，w_prev是最新更新的所述可调节的触发宽度w的值，t_i是第i次触发场景的定时，p是在所述最大过去的时间段(T)期间的所述第一触发，t_tot是所述总驾驶时间以及g是预先设定的、依赖在所述最大过去的时间段(T)内发生的所有先前的触发场景的定时和所述总驾驶时间(t_tot)的多元函数。

10.根据权利要求7至9中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：依赖于其它参数中的至少一个发出系统触发信号

-估计的与物体碰撞的时间或距离，以及/或者

-在时间上或距离上测量的到物体的侧向距离，

其中所述其它参数依赖于在某时间段期间已经发出的系统触发信号的数量是可调节的。