CN104679979A - 用于自动评价车辆和物体之间的碰撞风险的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于自动评价车辆和物体之间的碰撞的风险的方法和装置,此评价包括至少基于车辆和物体之间的相对位置和相对速度确定碰撞风险的至少一个危险值特征。在此情况下,基于车辆和其中可通过制动该车辆来避免车辆和物体之间的碰撞的最后可制动位置之间的实时距离确定第一危险值(BTN),及基于车辆和其中可通过转向该车辆来避免车辆和物体之间的碰撞的最后可能规避位置之间的实时距离来确定第二危险值(STN),该碰撞风险基于第一危险值(BTN)和第二危险值(STN)来评价。
Description
本发明涉及用于自动评价车辆和物体之间的碰撞风险的方法和装置。
现有车辆安全***经常被设计为连续监控车辆的环境且报告在该车辆的环境中通过所述***探测到的物体。在此情况下,通常就它们的移动状态(例如位置和速度)来描述这样的物体。
为了帮助驾驶员,在此情况下需要分辨危急状况和正常或非危急状况。为了能够评价来自该车辆的环境中的物体的危险,需要将此危险定量化,其中在此情况下所确定的定量值被称为例如危险度。已知为了确定此危险度的目的的不同的途径。关于现有技术,仅通过实例的方式参考US2005/0090955A1、DE 10 2009 006 747 A1、EP 1 873 737 B1、DE 199 54 536B4、DE 10 2005 046 841 A1、US 2011/0178710 A1和US 8 437 890 B2。
当利用危险度将来自车辆的环境中的物体的危险定量化时,出现了如下问题:难以定义危险度的合适的阈值,在超过该阈值时必须通过安全***产生警告信号和/或主动干预。在极端的情况下,在接近物体或障碍物时,例如危险度仍保持于低值持续相对长的时间段,且仅在紧邻碰撞之前立刻提高至显著值,其中其可能已太晚而不能帮助驾驶员和/或激活碰撞警告***或避免或缓解碰撞。
针对以上背景,本发明的一个目的是提供用于自动评价车辆和物体之间的碰撞风险的方法和装置,该方法和装置保证了更有效的碰撞保护。
利用根据独立权利要求1的特征的方法和根据独立权利要求7的特征的装置实现上述目的。
根据本发明用于自动评价车辆和车辆的环境中的物体之间的碰撞风险的方法,此评价包括至少基于车辆和物体之间的相对位置和相对速度自动确定该碰撞风险的至少一个危险值特征,其具有以下步骤:
-确定可能通过制动该车辆来避免车辆和物体之间的碰撞的最后可能制动位置;
-基于该车辆和最后可能制动位置之间的当前距离确定该第一危险值;
-确定可能通过转向该车辆避免车辆和物体之间的碰撞的最后可能规避位置;
-基于车辆和此最后可能规避位置之间的当前距离确定第二危险值;及
-基于第一危险值和第二危险值评价该碰撞危险。
本发明特别是基于以如下方式将与来自车辆的环境中的物体的碰撞风险定量化的构思,即,在该定量的基础上,鉴于风险评价,特别是用于将该危险定量化的特征值(“危险值”)是否超过了特定阈值,能够提供何时应执行合适的措施(例如输出警告信号和/或通过转向和/或制动该车辆来主动干预车辆的控制)的特别可靠的预测。
为了实现碰撞风险的该较好的可预测性,根据本发明,特别是以使得被用于将危险定量化的危险度具有线性的时间依赖性的方式,评价该危险。实施这样的危险度的线性时间依赖性使其特别是能够避免开始部分中描述的不希望的场景:当车辆靠近物体时危险度仅不明显地改变相对长的时间段,且仅在将不可避免碰撞之前显著上升。而是,基于根据本发明所确定的或所使用的危险度的线性时间曲线,相应能够可靠地预测何时可预期特定的阈值被超过且迫切要启动合适的措施以避免或缓解碰撞。
根据本发明所使用的危险度的线性时间依赖性的另一个优点是所述危险度的相应的信号曲线的斜度比指数型或双曲线型时间依赖性的更缓,其结果是也降低了传感器信号(例如来自雷达或相机传感器)中的背景噪声的敏感度。
当根据本发明将碰撞风险定量化时,特别是将执行根据本发明的方法的车辆可利用制动和利用转向来避免即将来临的碰撞的事实纳入考虑。基于此考虑,根据本发明确定最后可能利用制动(对应于纵向碰撞规避)避免碰撞的点和位置和最后可能利用转向(对应于侧向碰撞规避)避免碰撞的点或位置。
可进行根据本发明的危险评价,特别是针对从前面、从后面或从侧面接近执行根据本发明的方法的相关车辆的其他车辆。但是,本发明并不限于针对其他车辆的形式的物体的碰撞规避,而是也可用于避免和其他物体,例如道路标志、道路边界、行人等的碰撞。
为了确定合适的危险度(特别是实施以上所述的时间线性曲线的危险度时),优选地根据本发明确定由其开始不再可能利用制动或转向物理地避免车辆和物体之间的碰撞的位置(或其距将碰撞危险实体化的物体的距离),且确定车辆和此位置的当前距离。根据本发明,基于利用制动的碰撞规避的制动危险值(BTN)和基于利用转向的碰撞规避的转向危险值(STN)均由以以下方式确定的值计算,即一方面在相关的最后可能制动或规避位置上的车辆和物体之间的相应距离,另一方面,车辆和此最后可能制动或规避位置之间的相应当前距离。
本发明还涉及用于自动评价车辆和物体之间的碰撞风险的装置,该装置具有用于探测物体的传感器设备、用于确定该车辆的移动状态的传感器设备和通过至少基于该车辆和物体之间的相对位置和相对速度自动确定碰撞风险的至少一个危险值特征来评价碰撞风险的控制器,该控制器被设置为进行以下步骤:
-基于车辆和可能通过制动该车辆避免车辆和物体之间的碰撞的最后可能制动位置之间的当前距离确定第一危险值;
-基于车辆和可能通过转向该车辆避免该车辆和物体之间的碰撞的最后可能规避位置之间的当前距离确定该第二危险值;及
-基于第一危险值和第二危险值评价该碰撞风险。
关于该装置的优点和优选的改进,请参考关于根据本发明的方法的以上描述。
可由说明书和从属权利要求中获得本发明的进一步的改进。
以下参考附图,使用优选的实施例更详细地解释了本发明,其中:
图1显示了用于解释根据本发明用于评价车辆的风险的装置的可能的结构的图示;
图2显示了用于解释根据本发明用于评价危险的方法的流程图:
图3显示了用于解释根据本发明基于制动危险值和转向危险值进行危险评价的示意图;及
图4a-d显示了用于解释本发明与已知的方法对比实现的优点的图示。
图1显示了用于解释适于在车辆12中执行根据本发明的方法的装置10的可能的基本结构的图示。所述装置具有传感器设备16,该传感器设备16具有用于确定该车辆动态的横摆率传感器26和速度传感器28和用于探测物体的传感器14。使用“20”以表示用于评价危险的控制器,该控制器的功能尤其包括,以参考图2及其后的以下所描述的方式确定制动危险值(BTN)和转向危险值(STN),其是为了将碰撞风险定量化和确定现存的危险度的目的。
如以下解释的,在制动危险值(BTN)的情况下,假设了通过制动该车辆的预期碰撞规避,然而,在转向危险值(STN)的情况下,假设了通过转向该车辆的预期碰撞规避。可使用被连接至用于评价危险的控制器20的主控制器22以确定是否要通过显示器24警告该车辆的驾驶员即将到来的碰撞,或是否鉴于危险评价,通过例如制动或转向干预(单元18)来启动合适的对策。而且,在图1中,使用38以表示分配给用于评价危险的控制器20和主控制器22的中央存储器,且使用“40”以表示连接于主控制器22的驾驶员输入单元。
以下使用所解释的流程图,参考图2,描述了根据本发明的方法的示例性顺序。
在步骤S10和S20中,首先确定车辆动态(在传感器设备16的帮助下,也就是图1中的横摆率传感器26和速度传感器28)和物体动态(在图1中的用于探测物体的传感器14的辅助下)。以本领域技术人员基本上已知的方式,例如从US 2005/0090955 A1中,来确定车辆和物体动态。
分别使用来自图2的流程图中的步骤S30至S50以确定制动危险值(BTN),不仅如此,还使用步骤S60至S80以确定转向危险值(STN)。为了将现存的碰撞风险的定量化的目的,根据本发明确定这些值BTN和STN,其中BTN值基于通过制动车辆避免碰撞的可能性,且STN值基于利用转向避免碰撞的可能性。
关于首先关注BTN值的确定,在步骤S30中首先确定最后提供可利用制动来避免碰撞的可能性的点或位置。基于此且基于车辆和此点或位置之间的当前距离,如步骤S40中所确定的,该BTN值在步骤S50中确定。
以相似的方式,在步骤S60中确定最后提供可通过转向该车辆避免碰撞的可能性的点或位置,也就是最后规避可能性。基于此且基于车辆距此点或位置的当前距离(如在步骤S70中确定的),在步骤S80中确定STN值。
基于以此方式获得的BTN和STN值,然后在步骤S90中评价危险,以便确定和预测何时相关的BTN值或STN值超过分别预先设定的阈值,其中在步骤S100中启动一个或多个合适的对策(例如产生警告信号、主动转向或制动干预)。
总体上,如图3中所示意性解释的,根据本发明考虑到纵向和侧向上的车辆和物体的动态(也就是说相对位置、相对速度和相对加速度)评价危险,其中除了物体宽度,还额外地考虑到最大可能的纵向和侧向加速度,以基于制动危险值(BTN)和转向危险值(STN)以评价危险。这种情况下,针对以下两种装置可使用根据本发明的危险评价:作用于纵向的安全装置,例如自主紧急制动(AEB)或自主紧急转向(AES),及作用于侧向的安全装置(例如当改变车道用于避免碰撞的装置)。
为了解释通过根据本发明的方法实现的优点,图4a-d描绘了针对可能即将发生的碰撞来表征车辆与物体的接近的各种变量的示例性的时间曲线。在此情况下,仅通过实例的方式,将100km/h的车速和迫近车辆的30km/h的物体速度(相应于车辆和物体之间70km/h的相对速度)作为基础。
具体地,图4a显示了车辆和物体(左侧垂直轴)之间的距离的时间曲线及此处恒定的相对速度(右侧垂直轴),图4b显示了根据本发明确定的制动危险值(BTN)的时间曲线及针对根据现有技术确定的制动危险值的比较曲线,图4c显示了根据本发明确定的转向危险值(STN)的时间曲线以及针对根据现有技术确定的转向危险值的比较曲线,且图4d显示了至碰撞的各剩余时间。
如由图4b及图4c清楚可见(且由箭头“A”和“B”标注),在示例性实施例中,根据本发明确定的制动危险值(BTN)和根据本发明确定的转向危险值(STN)均在车辆和物体之间的最终碰撞之前随时间线性延伸约4至5秒的不同时间,因此具有恒定的时间增加,而根据现有技术的相应的危险值(BTN_vgl和STN_vgl)双曲线地上升,其结果是在根据现有技术确定的危险值中,突然上升(其初始改变仅仅非常慢)仅在紧邻碰撞之前突然发生。
相对于此,针对为此目的预先确定的危险值的阈值,根据本发明实现的线性曲线导致了明显地更好或更准确的危险值的可预测性,且因此也导致了对策的更可靠的可调整性,该对策需要被启动以防止或缓解碰撞。进一步,随着时间显著降低了在这些比较曲线中的危险值突然上升的区域中对的制动和转向危险值的比较曲线的传感器信号中的背景噪声的相对强的敏感性。
Claims (7)
1.一种用于自动评价车辆和车辆的环境中的物体之间的碰撞风险的方法,此评价包括至少基于车辆和物体之间的相对位置和相对速度自动确定该碰撞风险的至少一个危险值特征,
其中,
该方法具有以下步骤:
确定可能通过制动该车辆避免车辆和物体之间的碰撞的最后可能制动位置;
基于车辆和此最后可能制动位置之间的当前距离确定第一危险值(BTN);
确定可能通过转向该车辆避免车辆和物体之间的碰撞的最后可能规避位置;
基于车辆和此最后可能规避位置之间的当前距离确定第二危险值(STN);及
基于第一危险值(BTN)和第二危险值(STN)评价该碰撞风险。
2.根据权利要求1所述的方法,
其中,
该方法还具有以下步骤:
估计何时第一危险值(BTN)或第二危险值(STN)超过分别预先设定的阈值。
3.根据权利要求1或2所述的方法,
其中,
在车辆和物体之间时间恒定的相对速度的情况下,至少在车辆和物体之间即将来临的碰撞之前的有限时间段内第一危险值(BTN)具有线性时间依赖性。
4.根据权利要求1-3的任一项所述的方法,
其中,
在车辆和物体之间时间恒定的相对速度的情况下,至少在车辆和物体之间即将到来的碰撞之前的有限的时间段内该第二危险值(STN)具有线性时间依赖性。
5.根据权利要求1-4的任一项所述的方法,
其中,
该方法还具有以下步骤:
基于碰撞风险的评价自动启动至少一个用于避免或缓解碰撞的对策。
6.根据权利要求5所述的方法,
其中,
至少一个对策的自动启动包括产生警告信号和/或自主进行转向和/或对车辆运动进行制动干预。
7.一种用于自动评价车辆和物体之间的碰撞风险的装置,该装置具有用于探测物体的传感器设备(14)、用于确定车辆的移动状态的传感器设备(16)和用于评价碰撞风险的控制器(20),评价碰撞风险是通过至少基于该车辆和该物体之间的相对位置和相对速度自动确定该碰撞风险的至少一个危险值特征,
其中,
该控制器被设置为进行以下步骤:
基于车辆和可能通过制动该车辆避免车辆和物体之间的碰撞的最后可能制动位置之间的当前距离确定第一危险值(BTN);
基于车辆和可能通过转向该车辆避免该车辆和物体之间的碰撞的最后可能规避位置之间的当前距离确定第二危险值(STN);及
基于第一危险值(BTN)和第二危险值(STN)评价碰撞风险。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |