CN101425228B - 与碰撞减损装置相关联的监视目标检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种与碰撞减损装置相关联的监视目标检测装置，监视目标检测装置包括：指定障碍物检测装置(11)，安装于车辆(10)，用来对位于行驶方向、并且因具有与车辆(10)碰撞的可能性而成为指定障碍物的物体进行检测；检测时段计算装置(16)，其获得连续检测时段∑T_D，在此连续检测时段∑T_D内，物体被不间断地检测为指定障碍物；以及，监视目标确认装置(17)，根据由检测时段计算装置(16)获得的连续检测时段(∑T_D)，监视目标确认装置(17)确定是否将指定障碍物作为由碰撞减损装置进行监视的监视目标，并确定是否将指定障碍物作为由碰撞减损装置控制启动的设备(12和/或13)的启动原因。

Description

与碰撞减损装置相关联的监视目标检测装置

技术领域

[0001]本发明涉及一种与碰撞减损装置相关联的监视目标检测装置。

背景技术

[0002]常规地，已经开发了一种装置(所谓的碰撞减损制动装置)，该装置能够在车辆与位于该车辆前方的障碍物(例如，行驶或停止的前方车辆、或电线杆)碰撞之前，将该行驶的车辆制动。

另外，还开发了一类装置(所谓的碰撞警告装置)，该装置能够通过警报或通过拉紧安全带来引起驾驶人员注意。

[0003]这里，将这类碰撞减损制动装置和碰撞警告装置统称为“碰撞减损装置”。

下面的专利文献1和专利文献2中披露了碰撞减损装置的具体实例。

专利文献1披露了一种技术，在车辆行驶时，通过使制动装置(14)、警告单元(13)和其他功能单元延迟启动定时来避免错误操作。

[0004]专利文献2对安装有碰撞减损装置的车辆的即将行驶路线进行估计，并基于所估计的路线与障碍物之间的位置关系，判断车辆与障碍物碰撞的可能性，以免做出与障碍物接触可能性的错误判断。

[专利文献1]日本专利申请公开No.2007-137126

[专利文献2]日本专利申请公开No.2004-38245

发明内容

[0005]专利文献1和专利文献2，二者的技术所具有的共同目的是，避免驾驶人员对警告单元和制动单元的非必要的操作。

然而，专利文献1和专利文献2的技术概念在某些情况下并不能达到上述目的。例如，当所讨论的车辆正在直路上行驶，而直路前方有弯，且弯路路边设有杆件时，对于专利文献的技术而言，由于基于所估计的车辆路线的驾驶操作或碰撞可能性判断所致，难以将杆件从需要通过操作延迟来警告或自动制动的目标中排除。

[0006]特别地，在这种情况下，如果在监视目标中包括所例示杆件的非移动物体，就存在错误检测的可能性。

[0007]考虑到上述问题，本发明的目的是，提供一种与碰撞减损装置相关联的监视目标检测装置，其能够在不同道路交通状况下，减少驾驶员对车辆设备的非必要操作。

[0008]为了达到上述目的，提供一种与碰撞减损装置相关联的监视目标检测装置，碰撞减损装置用于减轻由于碰撞所致的车辆的损坏、监视位于车辆行驶方向的障碍物，并根据与监视物体碰撞的可能性启动车辆的某一件装备，监视目标检测装置包括：指定障碍物检测装置，指定障碍物检测装置安装于车辆，对位于车辆行驶方向上、并且因具有与车辆碰撞的可能性而成为指定障碍物的目标进行检测；检测时段计算装置，其能够获得连续检测时段，在连续检测时段内，指定障碍物检测装置不间断地检测到作为指定障碍物的目标；以及监视目标确认装置，根据由检测时段计算装置获得的连续检测时段，确定是否将指定障碍物作为由碰撞减损装置进行监视的监视目标，并确定是否将指定障碍物作为由碰撞减损装置控制启动的设备的启动原因。对于在不同道路交通状况下的驾驶人员而言，这样能够减少车辆设备的非必要的操作。

[0009]根据第一方面所述的监视目标检测装置可以进一步包括：可靠性判定装置，其用于限定表示指定障碍物的可靠性程度的可靠性等级系数，并根据连续检测时段的增长而增大可靠性等级系数；以及，监视目标确认装置，根据由可靠性判定装置判定的可靠性等级系数，监视目标确认装置确定是否将指定障碍物作为监视目标，并确定是否将指定障碍物作为对设备进行启动的启动原因，该设备由碰撞减损装置控制启动。因此，根据监视目标的连续检测时段的长度而变化的监视目标可靠性等级，可以提高由碰撞减损装置所执行操作的正确性。

在根据本发明的第二方面所述的监视目标检测装置中，所述设备可以包括用于警告车辆驾驶人员的警告单元、以及用于控制车辆制动而与驾驶人员的意图无关的自动制动控制单元，以及，如果可靠性等级系数大于第一门限值，监视目标确认装置确定将指定障碍物作为启动原因，以启动警告单元和自动制动控制单元；如果可靠性等级系数小于或等于第二门限值，而第二门限值小于第一门限值，监视目标确认装置则确定不将指定障碍物作为用以启动警告单元和自动制动控制单元的触发原因；以及，如果可靠性等级系数大于第二门限值且小于或等于第一门限值，监视目标确认装置则确定将指定障碍物作为用以启动警告单元的启动原因、并确定不将指定障碍物作为用以启动自动制动控制单元的启动原因。采用这种配置，在需要警告单元和自动制动控制单元的帮助的情况下，能够适当地启动警告单元和自动制动控制单元。

附图说明

[0010]下面，参照附图，说明本发明的特征以及本发明的其他目的及优点，其中相同的附图标记代表相同或相似的部分，以及，其中：

图1是图示根据本发明第一实施方式，与碰撞减损装置相关联的监视目标检测装置的整体配置的示意性方块图；

图2是限定由与碰撞减损装置相关联的监视目标检测装置确定的监视目标可靠性等级的可靠性等级图；

图3是示出由与碰撞减损装置相关联的监视目标检测装置执行的程序步骤顺序的流程图；以及

图4是示出装有碰撞减损装置的车辆行驶状态的示意图；以及

图5是示出与碰撞减损装置相关联的监视目标检测装置检测正确性的图表。

具体实施方式

[0012]下面，参照附图说明本发明与碰撞减损装置相关联的监视目标检测装置的实施方式。

(a)第一实施方式：

如图1所示，车辆10包括毫米波雷达单元(指定障碍物检测装置)11、蜂鸣器12、制动ECU13、以及碰撞减损ECU14。

[0013]毫米波雷达单元11置于车辆10的前端附近，以及，毫米波雷达单元11发射毫米无线电波并接收由车辆10的前方物体所反射的无线电波，从而，检测出作为障碍物的物体(指定障碍物)。经由符合CAN(控域网络)标准的通信电缆(未示出)，毫米波雷达单元11与下文详述的碰撞减损ECU14相连接。

毫米波雷达单元11能够同时检测多个障碍物。

[0014]此外，毫米波雷达单元11包括雷达ECU，图中没有示出。

基于所接收到的无线电波，雷达ECU计算车辆10与障碍物之间的相对距离L_R、以及车辆10与障碍物之间的相对速度V_R。雷达ECU进一步判定检测到的障碍物移动与否、稳定与否、或移动但要停止或不停止，并向碰撞减损ECU14输出判定结果。

[0015]蜂鸣器12是警告单元，置于车辆10内侧(未示出)，并通过发出警报声引起驾驶人员注意。蜂鸣器12经由线束与碰撞减损ECU14相连接，并由碰撞减损ECU14供电使其运行。

制动ECU(自动制动单元/设备)13是控制制动装置(未示出)的电控单元，此制动装置设置成为车辆10的每个车轮15提供一个制动装置。经由符合CAN标准的通信电缆，制动ECU13与碰撞减损ECU14相连接，并籍此在碰撞减损ECU14的控制下运行。

碰撞减损ECU14是包括CPU、存储器、接口单元以及其他部件(这些均未在图中示出)的电控单元。碰撞减损单元14进一步包括检测时段计算部(检测时段计算装置)16、监视目标确认部(监视目标确认装置)17、可靠性判定部(可靠性判定装置)18、以及操作控制部(操作控制装置)19，这些通过软件实现。

[0016]在这些功能部之中，检测时段计算部16计算连续检测时段∑T_D，在此连续检测时段∑T_D内，毫米波雷达单元11连续检测到该障碍物。

根据检测时段计算部16计算出的连续检测时段∑T_D，可靠性判定部18判定监视目标的可靠性等级系数R。

具体而言，如果(监视目标的)连续检测时段∑T_D超过第一时段T₁(例如，T1＝1秒)，但小于或等于第二时段T₂(也就是，T₁<∑T_D≤T₂)(例如，T₂＝1.5秒)，可靠性判定部18则判定监视目标的可靠性为“相对低”，并设定可靠性等级系数R为1。

[0017]另外，如果(监视目标的)连续检测时段∑T_D大于第二时段T₂，但小于或等于第三时段T₃(也就是，T₂<∑T_D≤T₃)(例如，T₃＝2秒)，可靠性判定部18则判定监视目标的可靠性为“相对高”，并设定可靠性等级系数R为2。

此外，如果(监视目标的)连续检测时段∑T_D大于第三时段T3(也就是，T₃<∑T_D)，可靠性判定部18则判定监视目标的可靠性为“非常高”，并设定可靠性等级系数R为3。

[0018]考虑到由可靠性判定部18判定的可靠性等级系数R，监视目标确认部17将由毫米波雷达单元11检测出的障碍物设定为操作控制部(碰撞减损装置)19(下文详述)的监视目标，并同时判断是否应当将该障碍物设定为触发蜂鸣器(设备)12和/或制动ECU(设备)13的触发原因。

更具体地，如果由可靠性判定部18所判定的可靠性等级系数R小于或等于0(第二门限值)(R≤0)，监视目标确认部17则不将该障碍物判定为启动蜂鸣器12以及制动ECU13的启动原因。

[0019]如果可靠性等级系数R超过0且小于或等于1(第一门限值)(也就是，0<R≤1)，监视目标确认部17则判定该障碍物为启动蜂鸣器12的启动原因，但并不将同一障碍物确定为启动制动ECU13的启动原因。

此外，如果可靠性等级系数R大于1且小于或等于2(第三门限值)(也就是，1<R≤2)，监视目标确认部17判定该障碍物为触发蜂鸣器12的启动原因，并且判定为在警告驾驶人员的过程中启动制动ECU13的启动原因。

[0020]此外，如果可靠性等级系数R大于2(R>2)，监视目标确认部17则判定该障碍物为启动蜂鸣器12的启动原因，并且判定为在制动车辆10的过程中启动制动ECU13的启动原因。

因此，对行驶的车辆10具有影响越多的操作，则要求越高的可靠性等级，就能进一步有效避免障碍物的错误检测，并且能进一步有效防止蜂鸣器12错误地警告驾驶人员、以及制动ECU13错误地制动车辆10。

[0021]考虑由毫米波雷达单元11获得的障碍物与车辆10之间的相对距离L_R、以及障碍物与车辆10之间的相对速度V_R，操作控制部19对紧急等级(避碰紧急等级)进行估计，以便采取措施避免车辆10与障碍物碰撞、或者在车辆10与障碍物的碰撞事件中，操作控制部19对紧急等级(减损紧急等级)进行估计，以便采取措施减轻因碰撞所致的损坏。

避碰紧急等级和减损紧急等级统称为对策紧急等级。

[0022]根据对策紧急等级，操作控制部19能够引起驾驶人员注意、以及启动制动单元。

更具体地，操作控制部19这样进行估计：如果障碍物与车辆10之间的相对距离L_R越短，则对策紧急等级越高；如果障碍物与车辆10之间的相对速度V_R越快，则对策紧急等级越高。

[0023]如果对策紧急等级相对较低，操作控制部19则鸣响蜂鸣器12，以引起驾驶人员注意。

如果对策紧急等级相对较高，除鸣响蜂鸣器12之外，操作控制部19还指令制动ECU13以警告为目的而启动制动装置。以警告为目的启动制动装置的指令，促使车辆10以0.3G减速(也就是，以大约-0.3G加速)。

[0024]如果对策紧急等级非常高，操作控制部19以紧急制动为目的指令制动ECU13启动制动装置。这里，以紧急制动为目的而启动制动装置的指令，促使车辆10以0.6G减速(也就是，以大约-0.6G加速)。

根据本发明第一实施方式，与碰撞减损装置相关联的监视目标检测装置具有以上详述的配置，并因此获得下列效果和优点。这里，参照图1和图4，沿着图3的流程图对其示例性的使用进行说明。

[0025]如图3所示，启动安装于车辆10的毫米波雷达单元11，以对障碍物进行检测(步骤S11)。

换而言之，如图1和图4所示，在车辆10前方行驶的前车21、以及位于路边的电线杆22和23，都被毫米波雷达单元11检测为障碍物。

[0026]之后，检测时段计算部16计算前车21、电线杆22和23各自被毫米波雷达单元11连续检测为障碍物的时间长度，也就是，连续检测时段∑T_D(步骤S12)。

然后，监视目标确认部17判断由检测时段计算部16对各障碍物计算出的连续检测时段∑T_D是否小于或等于第一时段T₁(例如，T₁＝1秒)。

如果连续检测时段∑T_D小于或等于第一时段T₁(步骤S13中的“否”分支)，监视目标确认部17做出无需将障碍物判定为监视目标的结论，所以，操作控制部19不会将障碍物判定为监视目标(步骤S14)。

[0027]另一方面，如果连续检测时段∑T_D大于第一时段T₁(步骤S13中的“是”分支)，监视目标确认部17做出需要将该障碍物作为监视目标的结论，所以，操作控制部19将障碍物判定为监视目标(步骤S15)。

下面参照图1和图4中的示例进行说明，假定行驶的车辆10即将经过电线杆22和23。此刻，如果毫米波雷达单元11连续检测到电线杆22和23为障碍物的时段(连续检测时段∑T_D)非常短(例如，0.7秒)，则各电线杆22和23的连续检测时段∑T_D(也就是0.7秒)小于第一时段T₁，因而，操作控制部19不将电线杆22和23判定为监视目标。

[0028]同时，假定毫米波雷达单元11在相对较长的时段(例如，40秒)内连续检测到前车21为障碍物，由于连续检测时段∑T_D(也就是40秒)大于第一时段T₁，前车21成为操作控制部19的监视目标。

如图3中的步骤16所示，可靠性判定部18然后判断连续检测时段∑T_D是否大于第二时段T₂(例如，T₂＝1.5秒)。这里，如果连续检测时段∑T_D判定为小于或等于第二时段T₂(步骤S16中的“否”分支)，可靠性判定部18判定监视目标的可靠性等级为相对低，并将可靠性等级系数R设定为1(步骤S18)。

[0029]反之，如果连续检测时段∑T_D判定为大于第二时段T₂(步骤S16中的“是”分支)，可靠性判定部18进一步判断连续检测时段∑T_D是否大于第三时段T₃(例如，T₃＝2秒)(步骤S17)。

这里，如果连续检测时段∑T_D判定为小于或等于第三时段(步骤S17中的“否”分支)，可靠性判定部18判定由监视目标确认部17确认的监视目标的可靠性等级为相对高，并将可靠性等级系数R设定为2(步骤S19)。

[0030]另一方面，如果连续检测时段∑T_D判定为大于第三时段T3(步骤S17中的“是”分支)，可靠性判定部18判定由监视目标确认部17确认的监视目标的可靠性等级为非常高，并将可靠性等级R设定为3(步骤S20)。

这里，返回参照图1和图4继续进行说明。

如上所述，前车21的连续检测时段∑T_D大约为40秒。换而言之，前车21的连续检测时段∑T_D大于第二时段T₂(步骤S16中的“是”分支)，而且还大于第三时段T₃(步骤S17中的“是”分支)。据此，将前车21作为具有非常高可靠性等级的监视目标，所以，将前车21的可靠性等级系数R设定为3(步骤S20)。

[0031]基于图3所示流程图中步骤S14、S18、S19和S20的结果，运行操作控制部19。具体地，操作控制部19这样进行估计：如果障碍物与车辆10之间的相对距离L_R越短，则对策紧急等级越高；如果障碍物与车辆10之间的相对速度V_R越高，则对策紧急等级越高。

在这种情况下，假定车辆10以比前车21更高的速度行驶，则两车之间的相对距离L_R逐渐变短。随着前车21与车辆10之间的相对距离L_R减小，操作控制部19估计对策紧急等级越来越高，以及，随着前车21与车辆10之间的相对速度V_R增大，对策紧急等级也越来越高。

[0032]此外，由于监视目标确认部17确定前车21为监视目标，所以，考虑到由可靠性判定部18为前车21设定的可靠性等级系数R(例如，R＝3)，操作控制部19对前车21的对策紧急等级做出估计。

之后，根据估计出的对策紧急等级，操作控制部19采取对策，通过鸣响蜂鸣器12以引起驾驶人员警惕，并通过启动制动装置，以避免车辆10与前车21碰撞，或者减少在车辆10与前车21的碰撞事件中可能造成的损坏。

[0033]这里，将本发明的第一实施方式与上述专利文献1和专利文献2中所披露的技术作进一步比较。

上述专利文献1和专利文献2中所披露的技术估计车辆与障碍物碰撞的可能性，或者改变制动装置和警告单元的触发定时，但并未在由毫米波雷达或激光雷达检测到的障碍物中，对碰撞减损装置的监视目标进行选择。

[0034]在上述常规技术中，对由毫米波雷达或激光雷达检测到的所有障碍物的碰撞可能性的计算，增加了碰撞减损装置上的处理负荷。

相反，本发明的第一实施方式以较高正确性对位于行驶车辆10前方被检测为障碍物的前车21、电线杆22和23中的一个或多个进行判定，以确定是否需要将其作为操作控制部(碰撞减损装置)19的监视目标。采用这种结构，有可能避免操作控制部19上处理负荷的增加。

[0035]在所示实例中，根据连续检测时段∑T_D的长度，可靠性判定部18判定监视目标的可靠性等级系数R，以及，监视目标确认部17确定该监视目标为用以启动蜂鸣器12和制动ECU13的启动原因。尽管由功能部17和18完成的处理相对简单，但处理的正确性却相当高。上述观点参照图5进行详细说明，图5代表使用五台测试车辆进行试验的综合结果，测试车辆各自包括毫米波雷达单元、驾驶数据记录器、运动图像照相机、以及运动图像记录器。

[0036]图5中的图表示出对于各时段范围(也就是，连续检测时段∑T_D)而言毫米波雷达捕获的作为障碍物的物体数量，在各时段内毫米波雷达连续检测到一种障碍物。

图5中的阴影线方块表示应该判定为监视目标的物体数量，因为针对这些物体需要碰撞减损装置的帮助。反之，白方块代表不应该判定为监视目标的物体数量，因为针对这些物体不需要碰撞减损装置的帮助。是否需要碰撞减损装置的帮助，由发明人对使用运动图像照相机和/或运动图像记录器所获得的运动图像、由驾驶数据记录器所记录的测试车辆的行驶状态的信息、以及驾驶人员提供的信息等进行目视检查来判定。

[0037]例如，如果因车辆正在行驶的车道外侧的杆件或电线杆而启动警报和/或自动制动，则考虑驾驶人员是否会因此受到打扰或是否应当实际发出警报来确定上述要求。

如图5中曲线所示，当连续检测时段∑T_D达到1秒或更长时，所捕获的应当认为是监视目标的物体的数量逐渐增加，以及，当连续检测时段∑T_D达到4秒或更长时，所有捕获的物体都应当判定为监视目标。

根据上述结果可以理解，尽管功能相当简单，但监视目标确认部17和可靠性判定部18能以相当高的正确性来运行。

[0038]由于可靠性判定部18根据连续检测时段∑T_D对监视目标的可靠性等级系数R的判定、以及监视目标确认部17对监视目标作为启动蜂鸣器12和制动ECU13的启动原因的判定相对简单，可以避免增加碰撞减损ECU14的处理负荷。

[0039]通过避免增加操作控制部19的处理负荷，操作控制部19可以无延迟地向蜂鸣器12和制动ECU13发送适当的指令。

通过避免增加操作控制部19上处理负荷，使得降低碰撞减损ECU14的电力消耗、以及降低由此导致的碰撞减损ECU14散发的热量成为可能。

根据监视目标的连续检测时段∑T_D的长度，改变监视目标在可靠性等级方面的变化，可以提高操作控制部19所执行操作的正确性。

[0040]以上详细说明了本发明的第一实施方式，但本发明不局限于上述实施方式。可以提出各种修改和改进而不偏离本发明的主旨。

例如，第一实施方式以毫米波雷达单元11检测障碍物，本发明对此并没有限制，也可以用激光雷达(红外雷达)或照相机加以替代。

[0041]在第一实施方式中，经由符合CAN标准的通信电缆，碰撞减损ECU14与毫米波雷达单元11、蜂鸣器12、以及制动ECU13相连接。然而，连接电缆并不局限于CAN标准电缆，而是可选择地为符合LIN(局部互联网(Local Interconnect Network))标准、IDB-1394标准或其他标准的电缆。

[0042]第一实施方式将第一时段T₁、第二时段T₂、以及第三时段T₃分别设定为1秒、1.5秒、以及2秒，然而，时段设定并非局限于此。

此外，在第一实施方式中，操作控制部19控制蜂鸣器12和制动ECU13，但本发明并不局限于此。可选择地，操作控制部19也可以控制安全带的预收紧器，以警告驾驶人员或进一步可靠地限制驾驶人员。

[0043]虽然本发明根据其特定的具体实施例加以描述，但是对于本领域技术人员来说，可以容易地对上述实施方案进行多种修改和改进，或应用于其它领域，而不偏离本发明的目的、精神和范围。所有这些改动均在本发明权利要求范围内。

Claims (3)

1.一种与碰撞减损装置相关联的监视目标检测装置，该碰撞减损装置用于减轻由于碰撞所致的车辆(10)损坏、监视位于所述车辆(10)行驶方向的障碍物、并根据与所述被监视障碍物碰撞的可能性启动所述车辆(10)的设备(12和/或13)，所述监视目标检测装置包括：

指定障碍物检测装置(11)，所述指定障碍物检测装置(11)安装于所述车辆(10)，对位于所述行驶方向、并且具有与所述车辆(10)碰撞的可能性而成为指定障碍物的物体进行检测；

检测时段计算装置(16)，所述检测时段计算装置(16)获得连续检测时段∑T_D，在所述连续检测时段∑T_D内，所述指定障碍物检测装置(11)不间断地检测到作为所述指定障碍物的物体；以及

监视目标确认装置(17)，第一时段(T₁)等于或大于检测到路边的非移动物体的非移动物体检测时段，如果由所述检测时段计算装置(16)获得的所述连续检测时段(∑T_D)小于或等于所述第一时段(T₁)，确定不将所述指定障碍物作为由所述碰撞减损装置进行监视的监视目标，以及，如果所述连续检测时段(∑T_D)大于所述第一时段(T₁)，确定将所述指定障碍物作为由所述碰撞减损装置进行监视的所述监视目标，以及，确定是否将所述指定障碍物作为由所述碰撞减损装置控制启动的所述设备(12和/或13)的启动原因。

2.根据权利要求1所述的监视目标检测装置，

其中，

第二时段(T₂)大于所述第一时段(T₁)，如果所述连续检测时段(∑T_D)大于所述第二时段(T₂)，所述监视目标确认装置(17)确定将所述指定障碍物作为启动所述设备(12和/或13)的启动原因。

3.根据权利要求2所述的监视目标检测装置，其中，

所述设备包括，

警告单元(12)，用于警告所述车辆(10)的驾驶人员，以及

自动制动控制单元(13)，用于控制所述车辆(10)的制动而与所述驾驶人员的意图无关，其中

如果所述连续检测时段(∑T_D)大于所述第二时段(T₂)，所述监视目标确认装置(17)确定将所述指定障碍物作为用以启动所述警告单元(12)和所述自动制动控制单元(13)的启动原因，

如果所述连续检测时段(∑T_D)小于或等于所述第一时段(T₁)，所述监视目标确认装置(17)则确定不将所述指定障碍物作为用以启动所述警告单元(12)和所述自动制动控制单元(13)的启动原因，以及

如果所述连续检测时段(∑T_D)大于所述第一时段(T₁)且小于或等于所述第二时段(T₂)，所述监视目标确认装置(17)则确定将所述指定障碍物作为用以启动所述警告单元(12)的启动原因，并确定不将所述指定障碍物作为用以启动所述自动制动控制单元(13)的启动原因。

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