CN106414221A - 用于提供对象预测表示的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于提供对象预测表示的方法，该方法包括基于主车辆和对象在起始时间(t0)的初始位置以及主车辆的移动和对象的所确定的移动来模拟主车辆和对象在纵横坐标***中的移动，其中检测当主车辆的至少一个参考点和多个对象参考点中的对象参考点具有相同的纵向位置时的时间点(t0‑n)，并且其中，针对每个检测到的时间点，检测对象参考点在检测到的时间点的相关联的横向位置(y1‑n)。

Description

用于提供对象预测表示的方法
技术领域
本发明涉及一种用于提供对象预测表示的方法，其可以用于规划避障策略。本发明还涉及对应的计算机程序产品。本发明还涉及一种车辆。
背景技术
US2011/0018737(Hsu等人)公开了一种在主车辆中实现的车辆防撞***。主车辆中的无线通信模块无线地广播主车辆的车辆信息包并从其他邻近车辆接收外部车辆信息包。基于接收到的车辆信息包，执行防撞过程。该过程具有以下步骤：对坐标***进行映射，对碰撞区进行分类，确定是否存在可能的碰撞位置，计算碰撞时间并输出警告消息。
US2002/0135467(Koike)公开了预测的未来位置被计算并被布置成基于每个包的时间和位置使用通信模式发送的包。另一车辆计算它的预测的位置并基于计算的结果来生成通信模式，使得所生成的通信模式被用于接收。因此，与它自己的未来位置相关联的数据可以被选择用于实现接收。计算存在概率，并且根据所计算的存在概率的通信来理解另一车辆的状态，由此减小碰撞的几率。US2002/0135467中的图20示出了用户的车辆和在稍后的几秒出现的另一车辆的位置坐标，其中用户的车辆的轨迹重叠在另一车辆的轨迹上的部分是可以在未来被预料到的碰撞的部分。
然而，US2011/0018737和US2002/0135467两者都在假定主(车辆)和对象(例如，邻近车辆)运动是已知的情况下来计算碰撞概率。
发明内容
本发明的目的是要提供一种用于提供对象预测表示的改进的方法。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于提供对象预测表示的方法，该方法包括：在纵横坐标***中在起始时间建立主车辆，该主车辆由该坐标***中的至少一个参考点表示；检测对象，并且在该坐标***中在起始时间建立该对象，该对象由沿该对象的周长的多个对象参考点表示，其中，该对象的移动被确定；基于主车辆和对象在起始时间的初始位置以及主车辆的移动和对象的所确定的移动来模拟主车辆和对象在纵横坐标***中的移动，其中，检测当主车辆的至少一个参考点和多个对象参考点中的对象参考点具有相同的纵向位置时的时间点，并且其中，针对每个检测到的时间点，检测对象参考点在检测到的时间点的相关联的横向位置；以及基于检测到的时间点和相关联的横向位置来建立在时间横向域中的对象预测表示。
得到的在时间横向域中的对象预测表示可以被有益地用于规划主车辆的避障策略。具体地，主车辆的横向运动可以被决定以避开如由对象预测表示表示的对象。即，与US2011/0018737和US2002/0135467两者对比，主车辆横向运动在这里不是事先已知的而是可以基于得到的对象预测表示来决定的。
主车辆的“移动”可以是主车辆的速度和前进方向。换言之，所述移动具有幅值和方向。
主车辆的至少一个参考点可以包括沿主车辆的纵向方向的前参考点和后参考点，前参考点表示车辆的前部，并且后参考点表示车辆的后部。备选地，主车辆的至少一个参考点可以为单个参考点，其中，基于主车辆的长度和主车辆的移动来扩展所建立的对象预测表示。
另外，基于检测到的时间点和相关联的横向位置来建立时间横向域中的对象预测表示可以包括构建围绕时间横向域中的点的凸包，所述点由检测到的时间点和相关联的横向位置限定。
多个对象参考点可以包括四个对象参考点，每个对象参考点表示对象的角落。
该方法还可以包括：生成用于主车辆的移动的自动控制的输出信号以便避开所建立的对象预测表示。
该对象是移动对象。备选地，其可以为静止对象。
可以使用主车辆上的至少一个传感器来确定在起始时间的对象的移动和对象的初始位置
根据本发明的第二方面，提供了一种计算机程序产品，其包括代码，该代码当由处理器或电子控制单元运行时执行根据第一方面的方法。该方面可以呈现出于第一方面相同或相似的特征和/或技术效果。代码可以被存储在计算机可读介质上。
根据本发明的第三方面，提供了一种车辆，其包括被配置为执行根据第一方面的方法的电子控制单元。该方面可以呈现出于第一方面和第二方面相同或相似的特征和/或技术效果。
本发明的另外的特征和优点将在研究了随附权利要求和下面的描述中变得显而易见。技术人员意识到本发明的不同的特征可以在不脱离本发明的范围的情况下被组合以产生除了下文中描述的实施例之外的实施例。
附图说明
现在将参考示出本发明的示例性实施例的附图更详细地描述本发明的这些和其他方面，在附图上：
图1是用于提供对象预测表示的方法的流程图。
图2-图5示出了使用该方法的各种情景。
图6是车辆的示意图。
具体实施方式
将在下文中参考本发明的示例性实施例被示出在其中的附图更完整地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式来体现并且不应当被理解为限于本文阐述的实施例；相反，这些实施例为了彻底性和完整性而被提供，并且向技术人员完整地传达本发明的范围。类似的附图标记在各处指代类似的元件。
图1是用于提供对象预测表示的方法的流程图。在图2-图5中呈现了使用该方法的各种情景。
在步骤S1中，在纵横坐标系x-y中在起始时间t0建立主车辆。主车辆由坐标系中的至少一个参考点表示。在图2中，主车辆26由沿主车辆26的纵向方向的前参考点10a和后参考点10b表示，这里主车辆26的纵向方向对应于坐标系中的纵向方向。前参考点10a通常表示主车辆的前保险杠，并且后参考点10b通常表示主车辆的后保险杠。以这种方式，说明车辆的整个长度。对于较长的车辆(例如，具有拖车的卡车)，也可以使用中间参考点。此外，可以使用单个参考点，如图4所示。
在步骤S2中，在起始位置t0在坐标系中检测且建立对象。该对象通常是另一车辆。该对象由沿该对象的周长的多个对象参考点表示。在图2中，对象由四个对象参考点12a-d表示，对象/其他车辆的每个角落中一个对象参考点。取决于对象的大小和它的运动多么复杂，可以使用更多的对象参考点。还可以确定在起始时间t0的对象的移动。可以例如使用主车辆上的外部传感器(例如相机和/或雷达传感器)来确定该移动以及还有如由对象参考点表示的在起始时间t0的对象的初始位置。以这种方式，不必将信息从对象发送到主车辆。因此，即使对象未装备有用于执行该方法的装置，仍然可以避开碰撞。备选地，代替使用外部传感器，在起始时间的对象的移动以及还有对象的初始位置的数据可以从对象被提交到主车辆。
在步骤S3中，基于主车辆和对象在起始时间t0的初始位置以及主车辆的移动和对象的所确定的移动来模拟主车辆和对象在纵横坐标***中的移动。优选地，坐标***被布置为使得主车辆的移动是纵向的，即沿坐标***的x轴。在图2中，主车辆的移动可以在模拟期间是恒定的。主车辆的移动可以随时间变化。在图2中，主车辆的移动由箭头14表示，其中箭头14的长度表示移动的幅值，并且其中箭头14的方向自然表示移动的方向。类似地，对象的移动由箭头16表示，其中箭头16的长度表示移动的幅值，并且其中箭头16的方向自然表示移动的方向。
在模拟期间，检测当主车辆的至少一个参考点10a-b和多个对象参考点12a-d中的对象参考点具有相同的纵向位置时的任何时间点t0-n。并且针对每个检测到的时间点，检测讨论中的(一个或多个)对象参考点在检测到的时间点处的相关联的横向位置。换言之，针对主车辆的每个参考点，该方法找到当其具有与对象上的参考点相同的纵向坐标时的时刻。这给出当特定位置应当被避开时的时刻。现在进一步参考图2阐述这一点。
在图2中，主车辆正在例如沿直路的纵向方向上行进。对象(其他车辆)从右侧接近主车辆，并且在朝向主车辆的方向上前进使得它们可能碰撞。
在起始时间t0，没有前参考点和后参考点10a-b具有与对象参考点12a-d中的任何相同的纵向位置。在模拟的时间t1，主车辆在箭头14的方向上已经移动了对应于箭头14的长度的距离。类似地，对象在箭头16的方向上已经移动了对应于箭头16的长度的距离。这里，主车辆的前参考点10a具有与(后)对象参考点12d相同的纵向位置，借此，检测在时间t1的对象参考点12d的相关联的横向位置y1。在时间t2，主车辆的前参考点10a具有与对象参考点12a和12c相同的纵向位置，并且检测相关联的横向位置y2和y3。在时间t3，主车辆的前参考点10a具有与(前)对象参考点12b相同的纵向位置，并且主车辆的后参考点10b具有与对象参考点12d相同的纵向位置，借此检测相关联的横向位置y4和y5。在时间t4，主车辆的后参考点10b具有与对象参考点12a和12c相同的纵向位置，借此检测相关联的横向位置y6和y7。在时间t5，主车辆的后参考点10b具有与对象参考点12b相同的纵向位置，借此检测相关联的横向位置y8。在时间t6，没有前参考点和后参考点10a-b具有与对象参考点12a-d中的任何相同的纵向位置。在时间t6，模拟可以结束。
其后，在步骤S4中，基于来自步骤S3中的检测到的时间点和相关联的横向位置来建立在时间横向域t-y中的对象预测表示。换言之，该方法已经找到当特定位置应当被避开的所有时刻，对象可以被表示为应当被避开的[t,y]点的集合，即，特定横向位置y应当在特定时间t被避开。
返回图2，利用附图标记18来指代针对检测到的时间点t1-t5和相关联的横向位置y1-y8的这样的对象预测表示。另外，凸包20可以围绕时间横向域中的点而被构建，所述点可以由检测到的时间点t1-t5和相关联的横向位置y1-y8限定。基本上，凸包是应当由路径规划算法避开的多边形。
在可选步骤S5中，可以生成用于主车辆的移动的自动控制的输出信号以便避开所建立的对象预测表示18。输出信号可以例如被用于汽车制动和/或应急操舵。
图3示出了另一情景，其中主车辆和对象(另一车辆)正在相同的方向上行进。然而，主车辆具有更大的速度使得其将超过另一车辆。
在图3中，在起始时间t0，没有前参考点和后参考点10a-b具有与对象参考点12a-d中的任何相同的纵向位置。在模拟的时间t1，主车辆的前参考点10a具有与(后)对象参考点12c和12d相同的纵向位置，借此，检测在时间t1的对象参考点12c的相关联的横向位置y1和对象参考点12d的横向位置y2。在时间t2，主车辆的前参考点10a具有与(前)对象参考点12a和12b相同的纵向位置，其中，检测相关联的横向位置y3和y4。在图3的情景中，横向位置y3与横向位置y2相同，并且横向位置y4与横向位置y1相同。在时间t3，主车辆的后参考点10b具有与对象参考点12c和12d相同的纵向位置，借此，检测相关联的横向位置y5和y6。在时间t4，主车辆的后参考点10b具有与对象参考点12a和12b相同的纵向位置，借此检测相关联的横向位置y7和y8。在时间t5，没有前参考点和后参考点10a-b具有与对象参考点12a-d中的任何相同的纵向位置。在时间t5之后，模拟可以结束，并且可以创建时间横向域t-y中的对象预测表示18。在图3中的模拟的移动处，不存在碰撞的风险，但是其不能向主车辆提供信息以使其获知其不应当在特定时间向右边转向太多。换言之，在那里存在潜在的威胁，其对于威胁评估者在构建逃生路径时是感兴趣的。
图4是与图3基本上相同的情景，但是这里主车辆仅仅由单个参考点(即前参考点10a)表示。其能够备选地由诸如后参考点10b的另一单参考点表。在起始时间t0，主车辆的前参考点10a不具有与对象参考点12a-d中的任何相同的纵向位置。在时间t1，主车辆的前参考点10a具有与对象参考点12c和12d相同的纵向位置，借此，检测相关联的横向位置y1和y2。在时间t2，主车辆的前参考点10a具有与对象参考点12a和12b相同的纵向位置，并且相关联的横向位置y3和y4被检测。在时间t3，主车辆的前参考点10a再次不具有与对象参考点12a-d中的任何相同的纵向位置。在时间t3之后，模拟可以结束，并且可以创建时间横向域t-y中的对象预测表示18。
这里要指出，对于相同的情景，图4中的对象预测表示18小于图3中的对象预测表示18。为此，为了说明主车辆的整体长度L，可以基于如由图4中的附图标记所指示的主车辆的长度和主车辆的移动(速度和/或前进方向)来扩展所建立的对象预测表示18。以这种方式，“所扩展的”对象预测表示在考虑仅仅主车辆上的单个参考点的情况下提供规划避障策略的可能性。在当前情景中，其中主车辆的长度L等于坐标***中的两个长度单位，并且其中移动是沿x轴的每时间单位的两个长度，对象预测表示在前向纵向方向上通过2x 2＝4扩展。
该方法也适用于静止对象，即具有零移动的对象，如图5中的情景所示。静止对象可以例如为路标或路障。在起始时间t0，没有主车辆的前参考点和后参考点10a-b具有与对象参考点12a-d中的任何相同的纵向位置。在模拟的时间t1，主车辆的前参考点10a具有与对象参考点12a和12b相同的纵向位置，借此，检测相关联的横向位置y1和y2。在时间t2，主车辆的后参考点10b具有与对象参考点12a和12b相同的纵向位置，并且相关联的横向位置y3和y4被检测。在时间t3，没有主车辆的前参考点和后参考点10a-b具有与对象参考点12a-d中的任何相同的纵向位置。在时间t3之后，模拟可以结束，并且可以创建时间横向域t-y中的对象预测表示18。
当前方法可以被体现在计算机程序产品24中，计算机程序产品24包括代码，该代码当由处理器或电子控制单元(ECU)运行时执行该方法。代码可以被存储在计算机可读介质(未示出)上。ECU可以继而被布置在主车辆26中，如图6所示。主车辆26可以例如为汽车或卡车或巴士。主车辆26可以是自主车辆。前面提到的外部传感器，例如相机和/或雷达传感器由图6中的附图标记28指代。
另外，即使已经在图2-图5中的情景中示出了仅仅一个对象，但是当前方法可以同时检测几个对象并提供针对几个对象的对象预测表示。
借助于当前方法建立的对象预测表示18可以被有益地用作用于确定针对主车辆的规避路径的方法的输入，该方法例如在申请人的共同待审的题为“METHOD FORDETERMINING AN EVASIVE PATH FOR A HOST VEHICLE”的专利申请中公开的方法，通过引用将其内容并入本文中。
本领域技术人员将意识到，本发明并非限于以上描述的实施例。相反，能够在随附权利要求的范围内进行许多修改和变型。

Claims (11)

1.一种用于提供对象预测表示的方法，所述方法包括：
-在纵横坐标***中在起始时间(t0)建立主车辆(26)，所述主车辆由所述坐标***中的至少一个参考点(10a、10b)表示；
-检测对象，并且在所述坐标***中在所述起始时间(t0)建立所述对象，所述对象由沿所述对象的周长的多个对象参考点(12a-d)表示，其中，所述对象的移动被确定；
-基于所述主车辆和所述对象在所述起始时间(t0)的初始位置以及所述主车辆的移动和所述对象的所确定的移动来模拟所述主车辆和所述对象在所述纵横坐标***中的移动，其中，检测当所述主车辆的所述至少一个参考点和所述多个对象参考点中的对象参考点具有相同的纵向位置时的时间点(t0-n)，并且其中，针对每个检测到的时间点，检测所述对象参考点在所述检测到的时间点的相关联的横向位置(y1-n)；以及
-基于所述检测到的时间点和相关联的横向位置来建立在时间横向域中的所述对象预测表示(18)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述主车辆的所述至少一个参考点包括沿所述主车辆的纵向方向的前参考点(10a)和后参考点(10b)，所述前参考点表示所述车辆的前部，并且所述后参考点表示所述车辆的后部。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述主车辆的所述至少一个参考点包括单个参考点(10a)，并且其中，基于所述主车辆的长度(L)和所述主车辆的移动来扩展所建立的对象预测表示。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，基于所述检测到的时间点和相关联的横向位置来建立在时间横向域中的所述对象预测表示包括构建围绕所述时间横向域中的点的凸包(20)，所述点由所述检测到的时间点和相关联的横向位置限定。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述多个对象参考点包括四个对象参考点，每个对象参考点表示所述对象的角落。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法还包括：
-生成用于所述主车辆的移动的自动控制的输出信号以便避开所建立的对象预测表示。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述对象是移动对象。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，使用所述主车辆上的至少一个传感器(28)来确定在所述起始时间的所述对象的移动和所述对象的初始位置。
9.一种计算机程序产品(24)，包括代码，所述代码当由处理器或电子控制单元运行时执行根据前述权利要求中的任一项所述的方法。
10.根据权利要求9所述的计算机程序产品，其中，所述代码被存储在计算机可读介质上。
11.一种车辆(26)，包括被配置为执行根据权利要求1-8中的任一项所述的方法的电子控制单元。
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