CN103569112A

CN103569112A - 带有似真性模块的碰撞检测***

Info

Publication number: CN103569112A
Application number: CN201310325142.0A
Authority: CN
Inventors: 亚伦·L·米尔斯
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2033-07-30
Also published as: CN103569112B; US20140032093A1; US9187091B2

Abstract

一种用于车辆的碰撞检测***，其包括传感器和照相机。传感器测量物体相对于车辆的第一数据组。照相机测量物体相对于车辆的第二数据组，并基于捕捉的图像的可测量的差异单独地测量与物体的基于图像的碰撞时间。合并模块匹配来自传感器和照相机的数据，并基于匹配的数据估计碰撞威胁。如果测量的基于图像的碰撞时间小于计算的与物体的基于转向的碰撞时间和基于制动的碰撞时间，似真性模块产生信号。如果碰撞威胁超过启动阈值并且来自似真性模块的信号被接收，则应对模块启动应对装置，例如自主制动***，从而统计上降低错误启动应对装置的比率。

Description

带有似真性模块的碰撞检测***

交叉引用的相关申请

本申请根据美国法典第35篇第119(e)条要求于2012年7月30日提交的名称为“带有似真性模块的碰撞检测***”的申请号为No.61/677,274的美国临时专利申请的优先权和利益，该临时专利申请的整个内容通过援引的方式纳入本文。

技术领域

本申请总体涉及启动应对装置以减轻或避免与物体碰撞的车辆的碰撞检测***。本发明具体涉及至少具有照相机的碰撞检测***，该照相机测量物体相对于主车辆的数据，基于测量的数据和对碰撞的估计启动车辆的自主制动***。

背景技术

机动车辆越来越多地配备有用于识别主车辆的行驶路径上的包括行人和其它车辆在内的物体的碰撞检测***。为了减轻或避免碰撞，这些***与应对装置，例如自主制动***、自适应巡航控制***、紧急转向辅助***以及警告***共同使用。例如，碰撞缓冲制动(CMbB)能够执行达到完全的防抱死制动***水平的自主制动，该制动必须被验证以确保异常低的错误制动启动率。无需长时间且昂贵的验证过程的增强的碰撞检测可靠性是合乎需要的。

发明内容

根据本发明的一个方面，用于主车辆的碰撞检测***包括传感器，其用于检测视野范围内的物体，并测量物体相对于主车辆的第一组目标数据。该***还包括照相机，其用于捕捉视野范围内的多个图像，并处理多个图像来测量物体相对于主车辆的第二组目标数据，以及基于多个图像的可测量的差异测量主车辆和物体的基于图像的碰撞时间(TTC_图像)。合并模块，其基于从传感器和照相机分别接收的第一组目标数据和第二组目标数据来确定物体相对于主车辆的匹配组目标数据，合并模块基于匹配组目标数据估计主车辆和物体的碰撞威胁。似真性模块，其以从照相机接收的第二组目标数据和从车辆动态检测器接收的附加组数据为基础来计算主车辆和物体的基于转向的碰撞时间(TTC_转向)和基于制动的碰撞时间(TTC_制 _动)。如果测量的TTC_图像小于计算出的TTC_转向和TTC_制动，似真性模块产生启动信号。如果从合并模块接收的碰撞威胁超过启动阈值并且来自似真性模块的启动信号被产生并接收，则应对模块启动应对装置，从而统计上降低错误地启动应对装置的比率。

根据本发明的另一方面，用于车辆的碰撞检测***包括传感器和照相机。传感器测量物体相对于车辆的数据。照相机也测量物体相对于车辆的数据并基于捕捉的图像的可测量的差异来测量与物体的基于图像的碰撞时间(TTC_图像)。合并模块匹配来自传感器和照相机的数据并基于匹配数据估计碰撞威胁。如果测量的TTC_图像小于计算出的与物体的基于转向的碰撞时间((TTC_转向)和基于制动的碰撞时间(TTC_制动)，则似真性模块产生信号。如果碰撞威胁超过启动阈值并且产生来自似真性模块的信号，则应对模块启动应对装置。

根据本发明的再一方面，车辆碰撞检测***包含传感器和照相机。合并模块使用来自传感器和照相机的物体相对于车辆的数据来估计与物体的碰撞威胁。如果基于图像的碰撞时间小于基于转向的碰撞时间和基于制动的碰撞时间，则似真性模块产生信号。如果碰撞威胁超过阈值并且接收到信号，则应对装置启动。

根据本发明的另一方面，提供一种启动用于主车辆制动***的自主制动控制器的方法。该方法包含通过主车辆上的物体检测传感器检测视野范围内的物体的步骤。物体的第一数据组由物体检测传感器测量，第一数据组包括物体相对于主车辆的第一距离和第一距离变化率、物体相对于主车辆的第一角度和第一角速率、以及物体的相对运动的测定。该方法还包括以已知的时间间隔通过主车辆上的照相机基于视野范围内的光波捕捉多个图像的步骤，该时间间隔是多个图像中的图像被捕捉到事件之间的时间间隔。处理捕捉的图像来测量物体的第二数据组，第二数据组包括物体相对于主车辆的第二距离和距离变化率、物体相对于主车辆的第二角度和第二角速率、物体的宽度、以及以从多个图像得到的物体的可测量差异为基础的主车辆和物体的基于图像的碰撞时间(TTC_图像)。附加数据组由车辆动态检测器测量，车辆动态检测器包括用于测量主车辆的偏转角速度(yawrate)的偏转角速度传感器和用于测量主车辆的纵向速度的速度传感器。提供有接收第一数据组和第二数据组、TTC_图像、以及附加数据组的控制器。该方法进一步包括基于第一数据组和第二数据组的结合来估计主车辆和物体的碰撞威胁的步骤。根据第二数据组、主车辆的纵向速度以及主车辆的偏转角速度来计算主车辆和物体的基于转向的碰撞时间(TTC_转向)。根据主车辆的纵向速度和主车辆的最大减速度来计算主车辆和物体的基于制动的碰撞时间(TTC_制动)。该方法还包括在测量的TTC_图像小于计算的TTC_转向和TTC_制动时产生启动信号的步骤。基于碰撞威胁和启动信号，启动用于主车辆的制动***的自主制动控制器。

根据本发明的再一方面，碰撞检测***包括照相机和传感器来测量物体相对于主车辆的数据，以便根据照相机和传感器的结合数据估计碰撞威胁。独立的似真性模块接收由照相机以测量到的物体膨胀率为基础直接和独立地测量的基于图像的碰撞时间。如果基于图像的碰撞时间小于基于转向的碰撞时间和基于制动的碰撞时间，独立的似真性模块产生启动信号，基于转向的碰撞时间和基于制动的碰撞时间根据从相应于一般地平面的照相机接收的测量值进行计算。如果碰撞威胁大于阈值并且独立的似真性模块产生启动信号，则启动用于车辆的制动***的自主制动控制器。检查来自独立的似真性模块的信号统计上增加了整体碰撞检测***的可靠性，降低了费用和用于执行***的验证程序的长度，而无需在车辆上增加额外的传感器。

通过阅读以下说明书、权利要求书和所附附图，本领域技术人员将会理解和领会本发明的这些和其它的方面、目的和特点。

附图说明

在图中：

图1是显示了在主车辆上的碰撞检测***的俯视图，在主车辆视野内存在物体并且该物体与主车辆具有实质相同的行驶方向；

图2是包括与碰撞威胁控制器通信的传感器、照相机和车辆动态检测器的碰撞检测***的示意图，该碰撞威胁控制器与应对装置通信；

图3是显示了使用碰撞威胁控制器启动应对装置，例如用于主车辆的制动***的自主制动控制器的方法的流程图；

图4是显示了用于产生应对模块的启动信号的程序的逻辑框图；

图5是显示了用于估计和计算基于转向的碰撞时间的程序的逻辑框图；以及

图6是显示了用于估计和计算基于制动的碰撞时间的程序的逻辑框图。

具体实施方式

为了在这里描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”以及它们的衍生词应当如图1中的定向关联到车辆和它的碰撞检测***。然而，应当理解的是，本发明可以采用不同的可选的方向，除非有明确相反的说明。还应当理解的是附图中说明的和下面说明书中描述的具体的装置和过程仅仅是所附权利要求限定的本发明构思的示例性实施例。因此，涉及这里公开的实施例的具体的尺寸和其它物理特征不应被考虑为限制，除非权利要求另有明确的说明。

参照图1，附图标记10总体指的是具有碰撞检测***12的主车辆，该***带有物体检测传感器(R)14和照相机(C)16。传感器14和照相机16的视野范围总体上由附图标记18表示，并进一步由边界18A和18B限定。这里显示的和描述的主车辆10是具有与道路接触的车轮20和与车轮20接合的制动***(B)22的乘用车(机动车辆)。当接合车轮20时，制动***22用于降低车轮20的旋转，从而使得主车辆10相对于道路的纵向速度V_H降低，因此主车辆10具有负纵向加速度或减速度。主车辆10包括前侧、两个旁侧以及后侧，传感器14和照相机16总***于前侧用于检测主车辆10前方的视野范围18内的物体。然而，可预期的是传感器14和照相机16可以位于主车辆10的不同位置用于检测可选的视野范围内的物体。主车辆10上的传感器14和照相机16总体上与连接到制动***(B)22的控制器(C)24连接。控制器24还接收来自车载动态检测器(D)26的数据。

如图1所示，物体30位于视野范围18内的主车辆10的前方。如图所示，物体30是与主车辆10朝向实质相同的行驶方向的前车。其中，还可以预期物体30可选择地包括行人、自行车或其它运动或固定结构。主车辆10和示出为前车的物体30具有相对于下方道路的分别的纵向速度，该纵向速度分别用V_H和V_L表示，并表示为矢量以显示各自的总体行驶方向。

物体检测传感器14监控视野范围18，当传感器14检测视野范围18内的物体30时，传感器14基于物体相对于主车辆的位置来测量物体30相对于主车辆10的第一组目标数据。物体30相对于主车辆10的第一组目标数据包括在物体30和主车辆10之间的第一距离R₁(径向距离)测量值、物体30相对于主车辆10的第一距离变化率

(径向距离的时间变化率)、物体30相对于主车辆10的方向的第一角度θ₁(方位角)测量值，物体30相对于主车辆10方向的第一角速率

(方位角的时间变化率)，以及物体30相对于道路的相对运动的测定。如图2所示，物体检测传感器14包含雷达***32。可以预期的是第一组目标数据包括物体30或主车辆10的更多或较少的数据测量。

照相机16还监控视野范围18以检测一个或多个物体，例如物体30。当多个图像的图像被捕捉时，照相机16以已知的时间间隔基于来自视野范围18的光波来捕捉多个图像，该时间间隔是多个图像中的图像的被捕捉到的事件之间的时间间隔。照相机16处理多个图像来测量物体30相对于主车辆10的第二组目标数据，并基于多个图像的可测量的差异来测量主车辆10和物体30的基于图像的碰撞时间(TTC_图像)。更具体地，基于图像的碰撞时间(TTC_图像)独立地基于测量多个图像中的物体30的不同方面来测定从主车辆10上的照相机视角的物体30的膨胀率。

物体30相对于主车辆10的第二组目标数据包括物体30和主车辆10之间的第二距离测量值R₂、物体30相对于主车辆10的第二距离变化率

物体30相对于主车辆10的方向的第二角度θ₂、物体30相对于主车辆10的方向的第二角速率

物体的宽度测量值W_LEAD、物体30的物体分类34、以及物体30的置信度36。物体分类34值基于已知物体的共同特征，例如高度和宽度来确定物体30例如是乘用车、行人、自行车或固定结构。物体30的置信度36本质上是对视野范围18内的物体30的各个部分是否始终一起移动以组成单个物体30的测量值。例如，如果物体30的侧后视镜38(图1)以与物体30的后保险杠40实质相同的距离变化率移动，物体30的置信度36将会很高。而且，关于TTC_图像测量值，照相机16直接并且独立地基于来自多个图像的经测量的物体30的膨胀率来测量TTC_图像。然而，如本领域众所周知，照相机16基于物体30相对于地平线的大***置测量第二组目标数据的第二距离和第二距离变化率。因此，TTC_图像测量与第二组目标数据的测量值是统计上独立的。

现在参照图2，用于监控视野范围18的物体检测传感器14包括雷达***32。雷达32测量物体30相对于主车辆10的第一组目标数据。然而，可以预期的是传感器14还可以或可选地包含激光雷达、超声波、主动红外线、被动红外线、远程信息处理、附加照相机或任何本领域已知的其它传感器。

如图2所示，照相机16总体上包含成像器42，成像器42以已知的时间间隔基于接收自视野范围18的光波来捕捉来自视野范围18的多个图像，该时间间隔是多个图像中的图像被捕捉到的时间之间的时间间隔。照相机16还包含图像处理器44，该图像处理器44处理捕捉到的多个图像，以基于物体30相对于主车辆10的膨胀率和位置来测量物体30相对于主车辆10的第二组目标数据，并测量主车辆10和物体30的基于图像的碰撞时间(TTC_图像)。照相机16可以由一个或多个照相机，例如电荷耦合装置(CCD)或互补型金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器装置组成。照相机16总体上实施本领域已知的用于捕捉图像的仪器，因此成像器42可以包含可见光相机、远红外相机和/或近红外相机。进一步，照相机16的图像处理器44通常能够实时缓冲和处理多个图像。还可以预期的是图像处理器44可以集成到与照相机16分离的别的处理器或控制器。

进一步如图2所示，车辆动态检测器26包含偏转角速度传感器46、速度传感器48和全球定位***(GPS)50，以测量指示主车辆10的运动的额外的数据组。可以预期的是车辆动态检测器26可以包括其它传感器，例如方向盘角度传感器和加速度传感器来检测主车辆10的其它运动相关的数据。偏转角速度传感器46测定围绕主车辆10的重心的主车辆10偏转角速度ω，以测量主车辆10围绕与道路表面垂直的轴旋转的趋势。速度传感器48测量主车辆10在行驶方向上的速率V_H。如虚线所示，可选择地包括GPS50作为车辆动态检测器26的组件，因此GPS50可以被用来测量主车辆10的各种运动特性和相对定位数据。

如图2所示，碰撞威胁控制器24接收传感器14、照相机16以及车辆动态检测器26的输入。根据一实施例，碰撞威胁控制器24可以包括微处理器52和存储器54，碰撞威胁控制器24可以配置为用于其它目的的共享控制器的一部分或配置有多个微处理器和存储器单元，该多个微处理器和存储器单元集成进多个位置和组件以作为主车辆10的一部分或与主车辆分离。存储器54可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)以及电可檫除可编程只读存储器(EEPROM)。控制器24接收来自传感器14的第一数据组、来自照相机16的第二数据组和TTC_图像测量值、以及来自车辆动态检测器26的附加数据组。控制器24通过合并模块程序56和似真性模块程序58处理接收的输入以确定应对装置60是否应当被启动来避免或减轻主车辆10和物体30潜在的碰撞。可以预期的是合并模块程序56和似真性模块程序58可以与其它程序结合或合并来执行一般的碰撞检测和回避功能以及本发明所描述的似真性检查。

仍然参照图2，应对装置60包括用于激活主车辆10的制动***22的自主制动控制器62。如所显示的，应对装置60还可以包括驾驶员警报***64、乘员安全带预紧控制器66、紧急转向控制器68以及自适应巡航控制器70。可以预期的是可以合并入附加的应对装置以在主车辆10和物体30碰撞时避免主车辆10和物体30的碰撞或减轻主车辆10、任何乘员或物体30的损害。如果从合并模块56接收的碰撞威胁超过启动阈值并且来自似真性模块58的启动信号被似真性模块58产生并被应对模块60接收，则应对模块60启动应对装置，因而统计上降低了错误启动应对装置，例如制动***22的比率，并且提高了碰撞检测***12的可靠性。最终，如果测量的TTC_图像小于计算的基于转向的碰撞时间(TTC_转向)和计算的基于制动的碰撞时间(TTC_制动)，则似真性模块58产生启动信号。任选地，似真性模块58还可以执行附加的似真性检查来提高可靠性，例如在产生启动信号之前估计物体30是否位于主车辆10的路径上。

现在参照图3，其显示了用于启动主车辆10的制动***22(图2)的自主制动控制器62(图2)的方法。在步骤92中，视野范围18内的物体30被主车辆10上的物体检测传感器14检测到。在步骤93中通过物体检测传感器14测量物体30的第一数据组，包括物体30相对于主车辆10的第一距离R₁和第一距离变化率

物体30相对于主车辆10的第一角度θ₁和第一角速率

以及物体30的相对运动的测定。可以预期用于检测物体30和进行这些测量的传感器14是如图2所示的雷达***32，然而，它包含其它本领域已知的传感器。

该方法进一步包括步骤94，其中，由主车辆10上的照相机16以已知的时间间隔内基于视野范围18的光波捕捉多个图像，该时间间隔是多个图像中的图像被捕捉到的事件之间的时间间隔。在步骤95中使用图像处理器44处理经捕捉的图像。然后，在步骤96中，处理过的图像被用于测量物体30的第二数据组，包括物体30相对于主车辆10的第二距离R₂和第二距离变化率

物体30相对于主车辆10的第二角度θ₂和第二角速率

物体30的宽度W_LEAD、以及物体30的置信度36。还在步骤97中处理捕捉的图像以单独地基于来自多个图像的物体30的可测量的差异来独立地测量主车辆10和物体30的TTC_图像。

在步骤98中车辆动态检测器26检测主车辆10的运动。在步骤99中，通过来自车辆动态检测器26的运动值测量附加的数据组，该车辆动态检测器26包括用于测量主车辆10的偏转角速度ω的偏转角速度传感器46和用于测量主车辆10的纵向速度V_H的速度传感器48。如前所述，可以预期的是GPS50或其它传感器可以被使用来测量此附加数据组的分量。

该方法进一步包括合并第一数据组和第二数据组以获得匹配的数据组的步骤100。合并模块56(图2)基于分别从传感器14和照相机16接收的第一组目标数据和第二组目标数据确定物体30相对于主车辆10的匹配组的目标数据。合并模块56使用合并组的目标数据，也称作匹配数据组来估计主车辆10和物体30的碰撞威胁值。利用来自第一组数据和第二组数据的测量值使碰撞威胁值具有增强的可靠性，这是因为匹配组数据是通过以下方式得到：通过对比数据组并使用更一致的值，使用基于传感器和照相机的类型的最精确的测量值，和/或使用测量值之间的值，例如第一组和第二组之间的平均值。因此，匹配组的目标数据是基于第一组数据和第二组数据的相对优化的数值。然后，以匹配数据组和在步骤99中测量的来自车辆动态检测器的附加数据组为基础，在步骤102中估计主车辆10和物体30的碰撞威胁。

仍然参照图3，在步骤104中根据第二数据组和附加数据组计算主车辆10和物体30的TTC_转向，附加数据组包括主车辆10的纵向速度V_H和主车辆10的偏转角速度ω。似真性模块58(图2)计算TTC_转向值以估计通过转向主车辆10来避免主车辆10和物体30相撞的最大时间。尽管这些值可通过各种功能得到或估计，这里TTC_转向基于从照相机16接收的第二组目标数据和从车辆动态检测器26接收的附加组数据进行计算。

在步骤106中根据附加数据组，也就是主车辆10的纵向速度V_H来计算主车辆10和物体30的TTC_制动。似真性模块58(图2)计算TTC_制动值以估计通过主车辆10的制动***22(图1)的制动来避免主车辆10和物体30碰撞的最大时间。该值可通过各种方式得到或估计，例如利用车辆重量、道路条件和制动能力的附加测量值。然而，如这里说明的和描述的，TTC_制动基于从车辆动态检测器26接收的附加组数据和其它选作常量的值进行计算，下面将详细描述。

该方法包括判定步骤108，其中，如果测量的TTC_图像小于计算的TTC_转向和TTC_制动，则产生启动信号。可以预期步骤108取决于似真性模块58(图2)，仅当存在信号时使得应对装置启动。另一个判定步骤110包括将碰撞威胁和阈值进行比较。可以预期该步骤取决于合并模块程序56(图2)，然而，它可以通过主车辆10中的制动控制器62或其它控制器执行。如步骤112所示，仅当碰撞威胁超过阈值并且产生启动信号时激活应对装置，否则该判定将***引导至本方法的开始。如果碰撞威胁超过阈值而且产生启动信号，最终在步骤114中激活自主制动控制器。因此，一旦激活应对装置，例如制动控制器62，应对装置起作用以阻止或减轻主车辆10和物体30的碰撞。例如，如所述，制动控制器62在步骤116中可以起动主车辆10的制动***22。可以预期将制动控制器62集成进制动***22，如图2所示。

现在参照图4，其显示了似真性模块58的逻辑流程图，从图中可以看出在步骤118根据来自照相机16的第二距离R₂、来自照相机16的第二角度θ₂、来自照相机16的测量的物体分类34、来自车辆动态检测器26的速度传感器48的速度V_H、以及来自车辆动态检测器26的偏转角速度传感器46的偏转角速度ω计算出TTC_转向。除了计算TTC_转向的输出以外，TTC_转向函数(TTC_STEERINGfunction)还可选地确定物体30是否在主车辆10的路径上，示出为IN_PATH值120。

更具体地，TTC_转向可表达为以下算法：

{TTC}_{STEERING} = \sqrt{\frac{2 ((1 / 2 W_{LEAD} + 1 / 2 W_{HOST}) - | \frac{R^{2} ω}{2 V} - Rθ |)}{K_{LAT_MAX} A_{LAT_DRIVER_MAX}}}

在上述表达式中，TTC_转向代表通过转向主车辆10避免碰撞的经计算的最大时间。TTC_转向逻辑是假定主车辆10或物体30没有相对横向速度的简化的方程式。除了别的之外，可使用测量的横向速度定义更复杂的策略。W_LEAD代表物体30或前车的宽度，例如汽车、摩托车或行人的宽度。W_LEAD可以是常量或是由照相机16或其它传感器测量的量。而W_HOST代表主车辆10的宽度。R相当于R₂，并代表由照相机16测量的主车辆10和物体30的距离。变量ω代表测量的主车辆10的偏转角速度，其可由偏转角速度传感器46、GPS50、照相机16或惯性传感器测量。V相当于V_H，其代表测量的主车辆10的纵向速度，可由速度传感器48、GPS50、车轮速度传感器、照相机或惯性传感器测量。θ相当于θ₂，其代表由照相机16测量的车辆10和物体30的相对角度。A_{LAT_DRIVER_MAX}代表通过转向实现的主车辆10的最大横向加速度。A_{LAT_DRIVER_MAX}可以被估计为常量或根据其它信息得到，例如从路面摩擦力、速度、车辆质量、制动***能力、驾驶员喜好或驾驶员能力得到。K_{LAT_MAX}仅仅代表比例因子，其通常小于一(1.0)并可以被校准以得到理想的计算。

如图5所示，用于计算TTC_转向的函数(function)显示为逻辑流程图，详细描述了该函数的步骤。该图表使用了以上概述的相同的变量来表达计算步骤。如所示，将来自照相机16的测量的物体分类34和有效物体(VALID_OBJECT)范围进行比较确保分类是有效的并测定相应的W_LEAD值。还可以预期测量W_LEAD值。在转换136中，如果确定物体分类是有效的，则输出物体的宽度W_LEAD的二分之一，用HALF_W_LEAD表示。在步骤138将该输出和主车辆的宽度W_HOST的二分之一相加(HALF_W_HOST)，因此主车辆10的驾驶员最多需要将主车辆10横向移动与W_LEAD和W_HOST合并的一半相等的距离从而避免碰撞，这假定主车辆10可以自由移向物体30的任何一侧。然后，该输出在步骤140减去称为142的步骤的输出的绝对值，除了通向142的其它步骤以外，步骤142提供V_H或(速度)与MIN_SPEED的对比，MIN_SPEED是在TTC_转向输出值合理准确之前主车辆要超过的阈值速度。通常，图5中的剩余步骤提供数学步骤来计算TTC_转向，如上述算法所列举的。

再次参照图4，显示了在步骤122根据速度或纵向速度计算的TTC_制动，该速度或纵向速度通常与来自车辆动态检测器26的速度传感器48的速度V_H测量值相等。图6显示了详细描述用于计算TTC_制动的函数的步骤的逻辑流程图。实质上，将速度V_H除以两倍的估计的最大纵向加速度值，即A_{LONG_DRIVER_MAX}，以计算TTC_制动。基于主车辆10的类型、重量和制动结构为主车辆10选择最大纵向加速度A_{LONG_DRIVER_MAX}或减速度，其显示为常量值。此外，可以想到的是最大纵向加速度A_{LONG_DRIVER_MAX}可以是从测量路面摩擦力、车辆质量、制动***的条件和能力、驾驶员喜好、和/或驾驶员能力得到的值。

更具体地，TTC_制动可表达为以下算法：

{TTC}_{BRAKING} = \frac{V}{2 K_{LONG_MAX} A_{LONG_DRIVER_MAX}}

在上述表达式中，TTC_制动代表通过制动主车辆10避免碰撞的计算的最大时间。再者，除此之外，可使用测量的横向速度定义更复杂的策略。V相当于V_H，其代表测量的主车辆10的纵向速度。A_{LONG+DRIVER_MAX}代表通过制动可实现的主车辆10的最大纵向加速度，尽管可以想象可根据其它传感器或选择的信息，例如路面摩擦力、速度、车辆质量、制动***的能力、驾驶员喜好、和/或驾驶员的能力得到A_{LONG_DRIVER_MAX}，这里A_{LONG_DRIVER_MAX}被选作常量。为了简化的目的，这里A_{LONG_DRIVER_MAX}被选作是主车辆的恒定减速率。K_{LONG_MAX}仅仅代表比例因子，其通常小于一(1.0)并可以被校准以得到理想的计算。

再次参照图4，在步骤118和步骤122中分别产生的TTC_转向值和TTC_制动值在步骤124中进行比较以输出两个值中较小的那个值，步骤124被表示为MIN。步骤124的输出与常量K_不确定相加，来提供在步骤126中与测量的TTC_图像进行比较的值。如果在步骤126该值大于或等于的测量的TTC_图像，似真性模块开始产生启动信号。除了用于校正似真性模块58的常量值K_不 _确定以外，如果确定测量的TTC_图像小于计算的TTC_转向和TTC_制动，似真性模块58开始产生启动信号。如图4所示，在似真性模块产生启动信号之前，在步骤128中执行附加的似真性检查。一个似真性检查确保通过TTC_转向函数估计的IN_PATH值120表明物体30位于主车辆10行驶的路径上。

具体地，IN_PATH值函数或虚拟代码逻辑判定可以由表达为下式：

如果

(1 / 2 W_{LEAD} + 1 / 2 W_{HOST}) > | \frac{R^{2} ω}{2 V} - Rθ |

那么IN_PATH＝真

否则IN_PATH＝假

在上述表达式中，输入变量代表了如在TTC_转向表达式中测量的或计算的相同的值。因此，除此以外，可以想象使用测量的横向速度定义更复杂的策略。

仍然参照图4，似真性模块58还可以在步骤130中执行似真性检查，即由照相机16测量的物体30的置信度36超过置信阈值80。置信度36实质上是物体30的各个部分是否始终一起移动的测量值，例如，物体30的侧后视镜38以与物体30的后保险杠40实质相同的距离变化率移动。仅当所有似真性检查都通过并确定TTC_图像小于计算的TTC_转向和TTC_制动时，步骤128允许产生启动信号。因此，另外可以基于物体30是否位于车辆10行驶的路径上和物体的置信度36是否超过置信阈值80来启动应对装置60(图2)。

如果所有的似真性检查已经通过，在步骤132中似真性模块58可以任选地包括时间延迟，以在已经产生启动信号另外的恒定时间段K_{ON_TIME_DELAY}，例如0.5秒之后，继续生成启动信号恒定时间段K_{OFF_TIME_DELAY}，例如0.5秒，以确保应对装置没有因为应对装置引起的状况或其中一个似真性检查的瞬时失效而失去启动信号。步骤132中的延迟可以表达为以下虚拟代码逻辑：

如果

在经过的K_{ON_TIME_DELAY}秒(K_{ON_TIME_DELAY}seconds)内来自步骤128中的启动信号持续为真

那么

启动信号应该保持为真K_{OFF_TIME_DELAY}秒，在上述情况之后转变为假。

如步骤134所示，当启动信号没有从步骤128中直接接收，步骤132中的时间延迟可以可选择地被用于产生启动信号。可以预期的是在似真性模块中的一些其它位置可以包括其它时间延迟，例如与似真性检查120和130一致。

在似真性模块58的简化的表达式中，当CMbB_PLAUSIBLE(CMbB似真性)变量为真，使用任选的IN_PATH值检查来启用或产生启动信号。如图4部分地示出的，该函数或虚拟编码逻辑判定可以表达为下式：

如果

((min(TTC_转向，TTC_制动)+K_不确定)＞TTC_测量的)并且

(IN_PATH＝真)

那么

CMbB_PLAUSIBLE＝真→应对装置启动信号启用

否则

CMbB_PLAUSIBLE＝假→应对装置启动信号停用

在上述表达式或逻辑判定中，TTC_测量的相当于TTC_图像，其代表由照相机16测量的主车辆10和物体30之间的碰撞时间。另外，K_不确定再次仅仅代表可以被校准以得出理想结果的常量。

再次参照图2和图3，如果从合并模块56接收的碰撞威胁超过启动阈值，并且来自似真性模块58的启动信号由似真性模块58产生并由应对模块60接收，则应对模块60起动应对装置。一旦发生这些，启动主车辆10的用于制动***22的自主制动控制器62。由似真性模块58产生的启动信号统计上降低了错误地启动应对装置，特别是自主制动控制器62的比率，提高了整体碰撞检测***12的可靠性。因此，提高的可靠性降低了费用和执行自主制动***所需的验证的长度。

本领域的技术人员应当理解的是本发明描述的结构和其它部件不限于任何具体的材料。这里本发明公开的其它示例性实施例可以由广泛多样的材料形成，除非本发明另有说明。

为了本发明的目的，术语“结合”总体上指的是将两个部件直接地或间接地彼此连接(电子的或机械的)。这种连接可以本质上固定的或本质上可移动的。这种连接可以是通过两个部件(电子的或机械的)和任何附加的中间构件来完成，该中间构件彼此整合或者与两个部件整合为单独的单体(single unitary body)。这种连接可以是本质上永久的或可以是本质上可移动的或可释放的，除非另有说明。

还需要重点注意的是，示意性实施例中所示的本发明的元件的结构和布置仅仅是说明性的。尽管在公开的内容中仅仅详细描述了本发明创造的几个实施例，阅读本公开内容的本领域的技术人员应当容易理解的是许多本质上没有脱离所述主旨的新颖教导和优点的修改(例如，各种元件的尺寸、大小、结构、形状和比例、参数值、安装形式、使用材料、颜色、方向等方面的变化)是可能的。例如，显示为整体形成的元件可以由多个部件构成或显示为多个部件的元件可以形成为一个整体，界面的操作可以翻转或另有改变，***的结构和/或构件或连接件或其它元件的长度或宽度可以变化，在元件之间提供的调整位置(adjustment position)的性质或数量可以变化。应当注意的是***的元件和/或配件可以由任何广泛多样的提供足够强度或耐久性的材料构成，具有广泛多样的颜色、材质以及它们的组合。因此，旨在将所有这些修改包括在本发明创造的保护范围内。在设计上、操作条件上和所需的布置上可以做出的其它的替换、修改、改变和省略，并且其它示例性实施例没有脱离本发明创造的精神。

应当理解的是任何描述的过程或在描述的过程内的步骤可以与其它公开的过程或步骤结合来形成本发明范围内的结构。这里公开的示例性结构和过程用于说明的目的，并不解释为限制。

还应当理解的是对于上述结构可以做出不脱离本发明构思的变化和修改，进一步应当理解的是意在将这种构思通过以下的权利要求覆盖，除非这些权利要求用他们的语言另有清楚的说明。

Claims

1.一种用于主车辆的碰撞检测***，包含：

传感器，其用于检测视野范围内的物体，并基于物体相对于主车辆的位置测量第一组目标数据；

照相机，其用于捕捉视野范围内的多个图像，并处理多个图像以基于物体相对于主车辆的位置来测量第二组目标数据，以及基于多个图像的可测量的差异来测量主车辆和物体的基于图像的碰撞时间(TTC_图像)；

合并模块，其基于从传感器和照相机接收的第一组目标数据和第二组目标数据来确定匹配组目标数据，其中合并模块基于匹配组目标数据来估计主车辆和物体的碰撞威胁；

似真性模块，其基于从照相机接收的第二组目标数据和从车辆动态检测器接收的附加组数据来计算主车辆和物体的基于转向的碰撞时间(TTC_转向)和基于制动的碰撞时间(TTC_制动)，其中如果TTC_图像小于TTC_转向和TTC_制动，似真性模块产生启动信号；

应对模块，如果从合并模块接收的碰撞威胁超过启动阈值并且来自似真性模块的启动信号被产生并接收，应对模块启动应对装置。

2.根据权利要求1所述的碰撞检测***，其特征在于，由传感器测量的第一组目标数据包括物体相对于主车辆的第一距离和第一距离变化率、物体相对于主车辆的第一角度和第一角速率、以及物体的相对运动测定，其中传感器包含雷达***。

3.根据权利要求1所述的碰撞检测***，其特征在于，照相机包括成像器，其以已知的时间间隔基于从视野范围内接收的光波捕捉视野范围内的多个图像，该时间间隔是多个图像中的图像被捕捉到的时间之间的时间间隔。

4.根据权利要求1所述的碰撞检测***，其特征在于，由照相机测量的第二组目标数据包括物体相对于主车辆的第二距离和第二距离变化率、物体相对于主车辆的第二角度和第二角速率、物体的宽度测量、以及物体的物体分类。

5.根据权利要求4所述的碰撞检测***，其特征在于，在车辆动态检测器包括主车辆上的偏转角速度传感器和速度传感器，其中从车辆动态检测器接收的附加组数据包括由偏转角速度传感器测量的主车辆的偏转角速度以及由速度传感器测量的主车辆的速度。

6.一种用于车辆的碰撞检测***，其特征在于，包括：

传感器；

照相机；

合并模块，其使用来自传感器和照相机的物体相对于车辆的数据来估计与物体的碰撞威胁；

似真性模块，如果测量的基于图像的碰撞时间小于计算的基于转向的碰撞时间和计算的基于制动的碰撞时间，似真性模块产生信号；以及

应对装置，其基于碰撞威胁和信号启动。

7.根据权利要求6所述的碰撞检测***，其特征在于，测量的与物体的基于图像的碰撞时间是以由照相机捕捉的图像的可测量的差异为基础的。

8.根据权利要求6所述的碰撞检测***，其特征在于，照相机包括成像器，其以已知的时间间隔内从接收自视野范围内的光波中捕捉多个图像，该时间间隔是多个图像中的图像被捕捉到的时间之间的时间间隔，其中照相机包括图像处理器，其处理用于测量数据和基于图像的碰撞时间的多个图像。

9.根据权利要求6所述的碰撞检测***，其特征在于，合并模块使用的数据包含：

由传感器测量的第一数据组，第一数据组具有物体相对于车辆的第一距离和第一距离变化率、物体相对于车辆的第一角度和第一角速率、和物体的相对运动测定；以及

由照相机测量的第二数据组，第二数据组具有物体相对于主车辆的第二距离和第二距离变化率、物体相对于主车辆的第二角度和第二角速率、物体的宽度测量、物体的分类，以及物体的置信度。

10.根据权利要求9所述的碰撞检测***，其特征在于，根据第二距离和第二距离变化率、第二角度和第二角速率、物体的分类、测量的车辆的偏转角速度、以及测量的车辆的速度来计算基于转向的碰撞时间。