CN112706763A - 车辆及控制该车辆的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆及控制该车辆的方法，所述车辆包括：输入装置，其接收紧急停车指令；紧急停车条件确定器，其当驾驶员的状态确定为预定的无法操作的状态、方向盘在预定时间段内没有***作，或者车辆的横摆率的变化率超过预定值时确定紧急停车条件得到满足；传感器，其配置用于检测车辆附近的障碍物；以及控制器，其配置为确定车辆是否能够仅通过制动而不进行车道变换来避免与前方障碍物发生碰撞，基于车辆的制动距离以及与车辆的行驶车道相邻的车道中的障碍物检测信息来确定相邻车道中的危险区域，基于在确定出的危险区域中是否检测到障碍物来控制车辆的车道变换或制动过程。

Description

车辆及控制该车辆的方法

技术领域

本发明涉及一种车辆及控制该车辆的方法，更具体地，涉及一种当车辆的驾驶员处于无法操作的状态时能够避免车辆碰撞的技术。

背景技术

通常，车辆在道路或轨道上行驶以将人员或货物运输到目的地。车辆能够通过安装于车架的一个或多个车轮向各个地点移动。这种车辆可以分为三轮或四轮车辆、公共车辆、中型卡车、诸如摩托车的两轮车辆、建筑机械车辆、自行车、沿着轨迹上的轨道行驶的火车等。

在现代社会中，车辆是最常见的交通工具，并且使用车辆的人数持续增加。随着汽车技术的发展，在长途行驶方面具有许多优势，但是在人口密度较高的地方，仍经常发生交通状况恶化和交通拥堵增加的问题。

为了减轻驾驶员的负担并且提高驾驶员的便利性，正在积极地进行关于设置有高级驾驶员辅助***(Advanced Driver Assist System，ADAS)的车辆的最新研究，ADAS***主动提供有关车辆状态、驾驶员状态和周围情况的信息。

车辆内设置的ADAS的示例包括：智能巡航控制***、车道保持辅助***、车道跟随辅助和车道偏离警告***、前方碰撞避让(Forward Collision Avoidance，FCA)和自动紧急制动(Autonomous Emergency Brake，AEB)。

该***的问题在于：当车辆的驾驶员处于无法操作的状态时，无法通过直接控制车辆来使驾驶员和乘客的伤害最小。

本发明的背景技术部分所包括的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供一种车辆及控制车辆的方法，在车辆行驶时驾驶员处于无法操作的状态时，所述车辆通过考虑到周围的交通状况来自动执行车道变换和制动，从而避免了交通事故。

本发明的其它方面将会在随后的描述中部分地阐述，并且将会通过描述而部分地显而易见或者可以通过本发明的实践习得。

根据本发明的一方面，一种车辆包括：输入装置，其配置为接收紧急停车指令；紧急停车条件确定器，其配置为当驾驶员的状态确定为预定的无法操作的状态、方向盘在预定时间段内没有***作、或者车辆的横摆率的变化率超过预定值时，确定出紧急停车条件得到满足；传感器，其配置为检测车辆附近的至少一个障碍物；以及控制器，其配置为当接收到紧急停车指令或紧急停车条件得到满足时，确定车辆是否能够仅通过制动而不进行车道变换来避免与前方障碍物发生碰撞；当由控制器确定出车辆仅通过制动不能够避免与前方障碍物发生碰撞时，基于车辆的制动距离以及与车辆的行驶车道相邻的车道中的障碍物检测信息来确定相邻车道中的危险区域；基于在确定出的危险区域中是否检测到障碍物来控制车辆的车道变换或制动过程。

所述控制器可以配置为：当由控制器确定出车辆仅通过制动而不进行车道变换就能够避免与前方障碍物发生碰撞时，控制车辆在保持行驶车道的同时对车辆进行制动。

所述控制器可以配置为：当在危险区域内检测到障碍物时，控制车辆在保持行驶车道的同时对车辆进行制动。

所述控制器可以配置为：当在危险区域内没有检测到障碍物时，通过将车辆行驶的车道变换为相邻车道来控制车辆进行制动。

所述控制器可以配置为：基于车辆的制动距离来确定侧前方危险区域，基于车辆的总长度来确定侧方危险区域，基于相邻车道中的后方障碍物的停车距离来确定侧后方危险区域。

所述控制器可以配置为：发送用于生成用于使车辆的方向盘转向的第一转向扭矩的控制信号；当由控制器确定出第一转向扭矩与方向盘的转向角的变化量不对应时，发送用于生成用于使方向盘固定的第二转向扭矩的控制信号；控制车辆在保持行驶车道的同时使车辆进行制动。

所述控制器可以配置为：基于车辆的制动距离以及与行驶车道相邻的车道中的障碍物信息来确定相邻车道中的警告区域；基于在警告区域中是否检测到障碍物来确定相邻车道中车辆所要变换的车道；通过将车辆行驶的车道变换为确定出的车道来控制车辆进行制动。警告区域可以确定为相对于车辆比危险区域更远的区域。

当在相邻车道中的第一相邻车道的警告区域中检测到障碍物并且在相邻车道中的第二相邻车道(其为与第一相邻车道相反的方向上的相邻车道)中的警告区域中没有检测到障碍物时，所述控制器可以配置为通过将车辆行驶的车道变换为第二相邻车道来控制车辆进行制动。

当接收到紧急停车指令或紧急停车条件得到满足时，所述控制器可以配置为发送用于操作车辆的紧急指示灯的控制信号和用于使车辆的喇叭鸣响的控制信号中的至少一种控制信号。

当接收到紧急停车指令或紧急停车条件得到满足时，所述控制器可以配置为将车辆的驾驶模式改变为自动驾驶模式。

所述输入装置可以配置为接收紧急停车解除指令。所述控制器可以配置为：当接收到紧急停车解除指令时，将车辆的驾驶模式改变为手动驾驶模式。

所述控制器可以配置为：当驾驶员的状态确定为预定的无法操作的状态、方向盘在预定时间段内没有***作、或者车辆的横摆率的变化率超过预定值时，确定紧急停车条件得到满足。

所述输入装置可以包括驾驶员按钮和乘客按钮的至少一种，所述驾驶员按钮用于接收来自车辆的驾驶员的紧急停车指令和紧急停车解除指令中的至少一种；所述乘客按钮用于接收来自车辆的乘客的紧急停车指令。

根据本发明的另一个方面，一种控制车辆的方法包括：由控制器确定是否接收到紧急停车指令或紧急停车条件是否得到满足；当接收到紧急停车指令或紧急停车条件得到满足时，由控制器确定车辆是否能够仅通过制动而不进行车道变换来避免与前方障碍物发生碰撞；当由控制器确定出车辆仅通过制动不能够避免与前方障碍物发生碰撞时，由控制器基于车辆的制动距离以及与车辆的行驶车道相邻的车道中的障碍物检测信息来确定相邻车道中的危险区域；由控制器基于在确定出的危险区域中是否检测到障碍物来控制车辆的车道变换或制动过程。

所述方法可以进一步包括：当由控制器确定出车辆仅通过制动而不进行车道变换就能够避免与前方障碍物发生碰撞时，由控制器控制车辆在保持行驶车道的同时对车辆进行制动。

基于在确定出的危险区域中是否检测到障碍物来控制车辆的车道变换或制动过程可以包括：当在危险区域内检测到障碍物时，控制车辆在保持行驶车道的同时对车辆进行制动。

基于在确定出的危险区域中是否检测到障碍物来控制车辆的车道变换或制动过程可以包括：当在危险区域内没有检测到障碍物时，通过将车辆行驶的车道变换到相邻车道来控制车辆进行制动。

基于车辆的制动距离以及与车辆的行驶车道相邻的车道中的障碍物检测信息来确定相邻车道中的危险区域可以包括：基于车辆的制动距离来确定侧前方危险区域；基于车辆的总长度来确定侧方危险区域；基于相邻车道中后方障碍物的停车距离来确定侧后方危险区域。

所述方法可以进一步包括：由控制器发送用于生成用于使车辆的方向盘转向的第一转向扭矩的控制信号；当由控制器确定出第一转向扭矩与方向盘的转向角的变化量不对应时，由控制器发送用于生成用于使方向盘固定的第二转向扭矩的控制信号；由控制器控制车辆在保持行驶车道的同时使车辆进行制动。

基于在确定出的危险区域中是否检测到障碍物来控制车辆的车道变换或制动过程可以包括：基于车辆的制动距离以及与行驶车道相邻的车道中的障碍物信息来确定相邻车道中的警告区域；基于在警告区域中是否检测到障碍物来确定在相邻车道中车辆所要变换的车道；通过将车辆行驶的车道变换为确定出的车道来控制车辆进行制动。警告区域可以确定为相对于车辆比危险区域更远的区域。

基于在确定出的危险区域中是否检测到障碍物来控制车辆的车道变换或制动过程可以包括：当在相邻车道中的第一相邻车道的警告区域中检测到障碍物并且在第二相邻车道(其为相邻车道中的与第一相邻车道相反的方向上的相邻车道)中的警告区域中没有检测到障碍物时，通过将车辆行驶的车道变换为第二相邻车道来控制车辆进行制动。

当接收到紧急停车指令或紧急停车条件得到满足时，所述方法可以进一步包括：由控制器发送用于操作车辆的紧急指示灯的控制信号和用于使车辆的喇叭鸣响的控制信号中的至少一种控制信号。

所述方法可以进一步包括：当接收到紧急停车指令或紧急停车条件得到满足时，由控制器将车辆的驾驶模式改变为自动驾驶模式。

所述方法可以进一步包括：当接收到紧急停车解除指令时，由控制器将车辆的驾驶模式改变为手动驾驶模式。

确定紧急停车条件是否得到满足可以包括：当驾驶员的状态确定为预定的无法操作的状态、方向盘在预定时间段内没有***作、或者车辆的横摆率的变化率超过预定值时，确定紧急停车条件得到满足。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点通过并入本文中的附图和随后的具体实施方式将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为示例性地示出了根据本发明的示例性实施方案的车辆的外部的示意图；

图2为根据本发明的示例性实施方案的车辆的控制框图；

图3和图4为示出根据本发明的示例性实施方案的控制车辆的方法的流程图；

图5至图8为用于描述根据本发明的示例性实施方案的控制车辆的方法的示意图；

图9和图10为示出根据本发明的示例性实施方案的输入装置的示意图。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记表示本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例呈现在附图中并描述如下。尽管本发明将与本发明的示例性实施方案相结合进行描述，但是应当理解，本说明书并非旨在将本发明限制为这些示例性的实施方案。另一方面，本发明旨在不仅覆盖本发明的示例性实施方案，还包括可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围中的各种替代形式、修改形式、等同形式和其它实施方案。

在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。将不会描述本发明的示例性实施方案的所有元件，并且将省略对本领域中公知的或在示例性实施方案中相互重叠的内容的描述。在整个说明书中使用的术语，例如，“～部件”、“～模块”、“～构件”、“～块”等，可以实现为软件和/或硬件，并且多个“～部件”、“～模块”、“～构件”或“～块”可以实现为单个元件，或者单个“～部件”、“～模块”、“～构件”或“～块”可以包括多个元件。

应当理解的是，当一个元件表示为“连接”另一个元件时，该元件可以直接或间接地连接到另一个元件，其中，间接连接包括经由无线通信网络的“连接”。

当部件“包括”或“包括了”元件时，除非存在与其相反的特定描述，否则该部件可以进一步包括其它元件，而不排除其它元件。

应当理解的是，虽然在本文中会使用术语第一、第二、第三等来描述各个元件，但是这些元件不应由这些术语进行限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件进行区分。

正如本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。

附图标记用于方便描述，但并不旨在示出每个步骤的顺序。每个步骤可以以与所示出的顺序不同的顺序实现，除非上下文另有明确指示。

此外，示例性实施方案中的“障碍物”可以表示可能与车辆1碰撞的所有物体，并且不仅可以包括移动的物体(例如，其他车辆、行人、骑自行车的人等)，还可以包括静止的物体(例如，树木或路灯)。

现在将参考附图对本发明的原理和示例性实施方案进行描述。

图1为示例性地示出根据本发明的示例性实施方案的车辆的外部的示意图。

下文中，为了便于描述，可以将车辆1向前行驶的方向定义为前方，并且可以相对于车辆的前方来定义左方和右方。当前方为12点钟方向时，3点钟方向或3点钟方向附近可以定义为车辆的右方，并且9点钟方向或9点钟方向附近可以定义为车辆的左方。与前方相反的方向可以定义为车辆的后方。另外，布置于前方的表面可以定义为前表面，布置于后方的表面可以定义为后表面，并且布置于侧方的表面可以定义为侧表面。此外，左方的侧表面可以定义为左表面，而右方的侧表面可以定义为右表面。

参考图1，传感器200可以安装在车辆1内。传感器200可以检测位于车辆1的前方的障碍物，并且获得与检测到的障碍物有关的位置信息和行驶速度信息中的至少一种。

传感器200可以基于车辆1获得与位于车辆1周围的障碍物有关的位置信息和行驶速度信息中的至少一种。换句话说，传感器200可以实时获得随着障碍物的移动而变化的坐标信息，并且检测车辆1与障碍物之间的距离。

如随后将描述的，控制器400(见图2)可以基于通过传感器200获得的与障碍物有关的位置和速度信息来确定车辆1与障碍物之间的相对距离和相对速度，因此，控制器400可以基于确定出的相对距离和相对速度来确定车辆1与障碍物之间的碰撞时间(time tocollision，TTC)。

如图1所示，传感器200可以安装在适合于检测车辆的前方、侧方或侧前方的障碍物(例如，其他车辆)的位置。根据本发明的示例性实施方案，传感器200可以安装在车辆1的前方、左侧和右侧，以检测车辆1的前方的障碍物、车辆1的左侧与前方之间的方向(下文中，称为“左前方”)上的障碍物，以及车辆1的右侧与前方之间的方向(下文中，称为“右前方”)上的障碍物。

例如，第一传感器201a可以安装为散热器格栅的一部分(例如，在散热器格栅6的内部)，或者替代地，第一传感器201a可以安装在适合于检测位于车辆1的前方的另一车辆的车辆1的任何位置。然而，根据本发明的示例性实施方案，将描述成第一传感器201a安装在车辆1的前表面的中央部分。第二传感器201b可以安装在车辆1的前表面的左侧，并且第三传感器201c可以安装在车辆1的前表面的右侧。

传感器200可以包括后侧方传感器202，所述后侧方传感器202配置为检测在车辆1的后方、侧方或在侧方与后方之间的方向(下文中，称为“侧后方”)上或从该方向接近的行人或其他车辆。如图1所示，后侧方传感器202可以安装在适合于检测车辆的侧方、后方或侧后方上的障碍物(例如，其他车辆)的位置。

后侧方传感器202可以安装于车辆1的左侧和右侧，使得可以从车辆1的左侧与后方之间的方向(在下文中，称为“左后方”)和车辆1的右侧与后方之间的方向(在下文中，称为“右后方”)上检测障碍物。例如，第一后侧方传感器202a或第二后侧传感器202b可以设置于车辆1的左侧，第三后侧方传感器202c或第四后侧方传感器202d可以设置于车辆1的右侧。

传感器200还可以包括配置为检测在车辆1的左方和右方接近的障碍物的右侧传感器203和左侧传感器204。右侧传感器203可以包括第一右侧传感器203a和第二右侧传感器203b，以完全检测车辆1的右侧的障碍物。左侧传感器204还可以包括第一左侧传感器204a和第二左侧传感器204b，以完全检测车辆1的左侧的障碍物。

传感器200可以利用各种装置来实现，例如，利用毫米波或微波的雷达、利用脉冲激光的光检测和测距(LiDAR)、利用可见光的视觉传感器、利用红外光的红外传感器，或利用超声波的超声传感器。传感器200可以利用雷达、光检测和测距(LiDAR)、视觉传感器、红外传感器或超声传感器中的任何一种或通过将它们进行组合来实现。当多个传感器200安装在车辆1内时，可以通过利用相同类型的传感器或不同类型的传感器来实现每个传感器200。传感器200的实施方式不限于此，并且传感器200可以利用设计者所考虑的各种装置及其组合来实现。

此外，多个传感器200可以包括配置用于检测车辆1周围的车道的图像传感器。例如，传感器200可以设置在第一传感器201a所处的位置，以检测车辆1正在行驶的车道。

换句话说，传感器200可以实现为安装在车辆1的前方的图像传感器(例如，摄像机)，并且可以在车辆1行驶的同时拍摄车辆1的方向(前方)上的周围环境。从传感器200获得的拍摄到的图像可以包括关于车辆1距离车道多远的信息、关于车道或道路弯曲程度的信息以及关于车辆1的行驶方向偏离车道多远的信息，等等。

参考图2，车辆1可以包括：速度调节器500、转向角调节器600、速度检测器、转向角检测器、传感器200、存储装置、控制器400、指示器700、输入装置100以及紧急停车条件确定装置300；所述速度调节器500用于调节由驾驶员驾驶的车辆1的行驶速度；所述转向角调节器600用于调节车辆1的转向角；所述速度检测器用于检测车辆1的行驶速度；所述转向角检测器用于检测方向盘的旋转角度；所述传感器200用于检测车辆1正在行驶的车道或道路的形状；所述存储装置用于存储关于车辆的操作的数据；所述控制器400用于操作车辆1的每个组件并且控制车辆1的行驶速度和转向角；所述指示器700用于向驾驶员发送与车辆1的操作和行驶有关的信息；所述输入装置100用于接收关于车辆1的操作的指令；所述紧急停车条件确定装置300用于确定车辆1的紧急停车条件是否得到满足。

速度调节器500可以调节由驾驶员驾驶的车辆1的速度。速度调节器500可以包括加速器驱动器510和制动器驱动器520。

加速器驱动器510可以通过响应于控制器400的控制信号来操作加速器而使车辆1的速度提高。制动器驱动器520可以通过响应于控制器400的控制信号来操作制动器而使车辆1的速度降低。

速度调节器500可以在控制器400的控制下调节车辆1的行驶速度。当车辆1与另一个障碍物之间的碰撞风险较高时，速度调节器500可以使车辆1的行驶速度降低。

转向角调节器600可以调节驾驶员驾驶的车辆1的转向角。转向角调节器600可以在控制器400的控制下通过调节车辆1的方向盘的旋转角度来调节车辆1的转向角。当车辆1与另一个障碍物之间的碰撞风险较高时，转向角调节器600可以改变车辆1的转向角。即，转向角调节器600可以根据控制器400的控制信号输出用于使车辆1的方向盘转向的转向扭矩。

速度检测器可以在控制器100的控制下检测由驾驶员驾驶的车辆1的行驶速度。换句话说，速度检测器可以通过利用车轮的旋转速度来检测行驶速度，其中，行驶速度可以表示为[kph]，以及每单位时间(h)行驶的距离(km)。

转向角检测器可以检测转向角，该转向角是车辆1行驶时方向盘的旋转角度。换句话说，在车辆1行驶时通过转向来避让前方的障碍物时，控制器400可以基于转向角检测器所检测到的转向角来控制车辆1的转向。此外，转向角检测器可以检测方向盘的转向角的变化量，并且将该转向角的变化量发送到控制器400。

传感器200可以实现为诸如摄像机的视觉传感器，并且可以安装在车辆1的前侧。传感器200可以拍摄车辆1行驶的方向上的周围情况并且将其发送到控制器400。从传感器200获得的拍摄到的图像可以包括关于车辆1距离车道多远的信息、关于车道或道路弯曲程度的信息以及关于车辆1的行驶方向偏离车道多远的信息，等等。

传感器200可以获得关于距车道的距离、行驶道路的曲率和车道偏离角度的信息，并且将该信息发送到控制器400。

存储装置可以存储关于车辆1的控制的各种数据。根据本发明的示例性实施方案，存储装置可以存储关于车辆1的行驶速度、行驶距离和行驶时间的信息。此外，存储装置可以存储关于传感器200所检测到的障碍物的位置信息和速度信息。存储装置可以存储关于正在移动的障碍物的实时变化的坐标信息。存储装置可以存储关于车辆1与障碍物之间的相对距离和相对速度的信息。

此外，存储装置可以存储与用于操作车辆1的等式和控制算法有关的数据，并且控制器400可以根据该等式和控制算法来发送用于操作车辆1的控制信号。

存储装置可以利用以下的至少一种实现：非易失性存储元件，例如，超高速缓冲存储器、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、可擦写可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)和闪存；易失性存储元件，例如，随机存取存储器(RAM)；或者存储介质，例如，硬盘驱动器(HDD)和CD-ROM。存储装置的实施方式不限于此。存储装置可以是与关于控制器400的前述处理器分开的存储器芯片所实现的存储器，或者存储装置可以由具有处理器的单个芯片实现。

指示器700可以根据控制器400的控制信号来发送警告信号。具体地，指示器700可以包括设置在车辆1中的显示器、扬声器和振动器，并且可以根据控制器400的控制信号输出指示、声音和振动，以警告驾驶员碰撞风险。此外，指示器700可以包括配置用于操作车辆1的紧急指示灯的紧急指示灯驱动装置、配置用于使车辆1的喇叭鸣响的喇叭驱动装置，等等。

紧急停车条件确定装置300可以确定车辆1是否已经满足紧急停车条件。当驾驶员的状态确定为预定的无法操作的状态、方向盘在预定时间段内没有***作、或者车辆1的横摆率的变化率超过预定值时，紧急停车条件确定器300可以确定紧急停车条件得到满足。此外，紧急停车条件确定器300与控制器400分开示出，但是可以包括在控制器400中。

控制器400可以包括至少一个存储器以及至少一个处理器，所述至少一个存储器中存储有用于执行下述操作的程序，所述至少一个处理器用于执行所存储的程序。当存在多个存储器和处理器时，它们可以集成在一个芯片中，或者可以设置在物理上分开的位置。

参考图3和图4，将描述接收到紧急停车指令或紧急停车条件得到满足时控制车辆1的方法，并且将描述图5至图8以支持该描述。

图3和图4为示出根据本发明的示例性实施方案的控制车辆的方法的流程图，图5至图8为用于描述根据本发明的示例性实施方案的控制车辆的方法的示意图。

参考图3，控制器400可以确定是否通过输入装置100接收到紧急停车指令或紧急停车条件是否得到满足(步骤1000)。此时，当接收到紧急停车指令或紧急停车条件得到满足时，车辆1可以进入紧急停车模式(步骤1000中的是)。否则，可以确定是否接收到紧急停车指令以及紧急停车条件是否得到满足(步骤1000中的否)。

当驾驶员的状态确定为预定的无法操作的状态、方向盘在预定时间段内没有***作、或者车辆1的横摆率的变化率超过预定值时，控制器400可以确定紧急停车条件得到满足。车辆1内设置有拍摄驾驶员的内部摄像机。当驾驶员的闭眼状态超过参考时间或驾驶姿势为瘫倒时，紧急停车条件确定器300可以将驾驶员的状态确定为预定的无法操作的状态。

尽管未在图中示出，但是当车辆1进入紧急停车模式时，控制器400可以发送用于操作车辆1的紧急指示灯的控制信号和用于使车辆1的喇叭鸣响的控制信号中的至少一种控制信号。此外，当车辆1进入紧急停车模式时，控制器400可以将车辆1的驾驶模式改变为自动驾驶模式。即，当车辆1进入紧急模式时，通过将车辆1的驾驶模式改变为自动驾驶模式，可以剥夺驾驶员的驾驶控制权，从而防止意外事故。

当车辆1进入紧急停车模式时，控制器400可以确定车辆1是否能够通过制动而不变换车道来避免与前方障碍物发生碰撞(步骤1100)。控制器400可以基于车辆1的最大制动量、与前方障碍物ob1的相对速度和相对距离、车辆1的速度等，确定车辆1是否能够仅通过制动来避免与前方障碍物发生碰撞。

当车辆1能够仅通过制动来避免与前方障碍物ob1发生碰撞时(步骤1100中的是)，控制器400可以控制车辆1，使得车辆1在保持行驶车道LD的同时制动(步骤1200)。换句话说，当确定出可以在不对车辆1的车道进行变换的情况下避免碰撞时，可以仅通过制动来避免碰撞，以防止由于转向引起的二次碰撞的风险并且实现车辆1的安全停车。

当车辆1仅通过制动无法避免与前方障碍物ob1发生碰撞时(步骤1100中的否)，控制器400可以基于与车辆1的行驶车道LD相邻的车道LL和LR中的障碍物检测信息来确定相邻车道中的危险区域(步骤1300)。控制器400可以根据基于车辆1的最大制动量的制动距离来确定侧前方危险区域FLA和FRA，可以基于车辆1的总长度来确定侧方危险区域SLA和SRA，并且可以基于在相邻车道LL和LR中的后方障碍物ob2的停车距离来确定侧后方危险区域RLA和RRA。

参考图5，侧方危险区域SLA和SRA是车辆1变换车道时将定位的侧方区域，并且是当在侧方危险区域SLA和SRA中存在障碍物时，在车道变换期间碰撞不可避免的区域。例如，可以将侧方危险区域SLA和SRA确定为具有与车辆1的总长度相同的y轴长度的区域。

此外，侧前方危险区域FLA和FRA是在车辆1变换车道后车辆1立即制动至最大制动量时车辆1经过的区域，并且是当障碍物保持处于侧前方危险区域FLA和FRA中时碰撞不可避免的区域。例如，侧前方危险区域FLA和FRA可以基于侧方危险区域SLA和SRA的上边缘部分确定为具有基于车辆的最大制动量的制动距离×1.05的y轴长度的区域。在这种情况下，将车辆1的制动距离乘以1.05的原因是考虑到5％的安全裕度，并且安全裕度的百分比可以根据用户的设置或初始设置而改变。

换句话说，考虑到10％的安全裕度，侧前方危险区域FLA和FRA可以基于侧方危险区域SLA和SRA的上边缘部分确定为具有基于车辆的最大制动量的制动距离×1.1的y轴长度的区域。

此外，侧后方危险区域RLA和RRA是基于相邻车道LL和LR中的后方障碍物ob2的停车距离所确定的区域，并且是在车辆1变换车道后车辆1立即制动至最大制动量时，如果侧后方危险区域RLA和RRA中存在障碍物，碰撞无法避免的区域。例如，侧后方危险区域RLA和RRA可以基于侧方危险区域SLA和SRA的下边缘部分确定为具有相邻车道中的后方障碍物的停车距离－车辆的制动距离的y轴长度的区域。此时，通过将后方障碍物ob2的自由行驶距离和制动距离与安全裕度相加来获得后方障碍物ob2的停车距离。通过将后方障碍物ob2的速度与直到后方障碍物ob2的情况识别和制动操作的确定时间相乘可以确定自由行驶距离。通常，直到后方障碍物ob2的情况识别和制动操作的确定时间可以确定为1秒到3秒，并且可以根据用户的设置或初始设置而改变。

再次参考图3，控制器400可以确定危险区域FLA、危险区域FRA、危险区域SLA、危险区域SRA、危险区域RLA以及危险区域RRA，并且可以基于在确定出的危险区域内是否检测到障碍物来控制车辆1的车道变换和制动过程(步骤1310)。具体地，当在危险区域中检测到障碍物时，控制器400可以控制车辆1在保持行驶车道的同时使车辆1制动(步骤1200)。

当与车辆1的行驶车道LD相邻的车道LL和LR为2个车道时，如果在相邻车道LL和LR中的每个危险区域中都检测到障碍物，控制器400可以确定在危险区域中检测到障碍物。即，参考图6，由于在右车道LR中的侧方危险区域SRA中检测到障碍物ob3，但是在左车道LL的危险区域FLA、SLA和RLA中没有检测到障碍物，控制器400可以确定在左车道LL中的危险区域FLA、SLA和RLA中没有检测到障碍物，并且可以通过将车辆1正在行驶的车道LD变换为左车道LL来控制车辆1进行制动。即，可以基于相邻车道LL和LR中的每一个车道来执行该过程。

换句话说，当在危险区域中没有检测到障碍物时，控制器400可以通过将车辆1正在行驶的车道变换为相邻车道来控制车辆1进行制动。

然而，参考图7，由于在右车道LR中的侧方危险区域SRA中检测到障碍物ob3，并且在左车道LL中的侧方危险区域SLA和侧前方危险区域FLA中也检测到障碍物ob4，控制器400可以确定在相邻车道LL和LR中的每一个车道中的每个危险区域中都检测到障碍物，并且可以控制车辆1在保持行驶车道的同时使车辆1制动。

当危险区域中存在障碍物时，由于车辆1变换车道并且与障碍物ob3和障碍物ob4碰撞，所以车辆1发生翻车的风险或由于碰撞引起的二次碰撞的风险可能比车辆1与前方障碍物ob1碰撞时更大。因此，当危险区域中存在障碍物时，即使预计会与前方障碍物发生碰撞，但是也可以仅通过制动而不变换车辆1的车道而使损害最小。

再次参考图3，当有两个相邻车道并且在两个车道的危险区域中均没有检测到障碍物时，控制器400可以确定警告区域FLWA、FRWA、RLWA以及RRWA，以确定车辆1变换到哪个车道进行制动(步骤1320)。

此时，控制器400可以基于车辆1的制动距离以及与行驶车道LD相邻的车道LL和LR中的障碍物信息来确定相邻车道中的警告区域FLWA、FRWA、RLWA和RRWA。警告区域FLWA、FRWA、RLWA和RRWA可以确定为基于车辆1比危险区域FLA、FRA、SLA、SRA、RLA以及RRA更远的区域。当在警告区域中存在障碍物时，车辆1与障碍物之间的碰撞风险没有与危险区域中的障碍物的碰撞风险那么高，但是仍然可能存在碰撞风险。

参考图5，侧前方警告区域FLWA和FRWA可以确定为这样的区域：以车辆1的前表面为原点，从侧前方危险区域FLA和FRA的上边缘部分的y轴坐标到对应于基于车辆1的最大制动量的制动距离×1.5的y轴坐标的区域。

例如，当侧前方危险区域FLA和FRA确定为基于侧方危险区域SLA和SRA的上边缘部分具有基于车辆1的最大制动量的制动距离×1.05的y轴长度时，侧前方警告区域FLWA和FRWA可以确定为这样的区域：基于侧方危险区域SLA和SRA的上边缘部分，从对应于基于车辆1的最大制动量的制动距离×1.05的y轴坐标到对应于基于车辆1的最大制动量的制动距离×1.5的y轴坐标的区域。在这种情况下，将车辆1的制动距离乘以1.5的原因是考虑到50％的安全裕度，并且安全裕度的百分比可以根据用户的设置或初始设置而改变。

此外，侧后方警告区域RLWA和RRWA可以确定为这样的区域：以车辆1的后表面为原点，从侧后方危险区域RLA和RRA的下边缘部分的y轴坐标到对应于相邻车道中的后方障碍物的停车距离－车辆的制动距离的y轴坐标的区域。

例如，在确定侧后方危险区域RLA和RRA时，当障碍物的停车距离确定为障碍物的自由行驶距离+障碍物的制动距离×1.05时，侧后方警告区域RLWA和RRWA可以确定为这样的区域：基于侧方危险区域RLA和RRA的下边缘部分，从对应于相邻车道中的后方障碍物的停车距离+相邻车道中的后方障碍物的制动距离×1.05－车辆的制动距离的y轴坐标到对应于相邻车道中的后方障碍物的停车距离+相邻车道中的后方障碍物的制动距离×1.5－车辆的制动距离的y轴坐标的区域。在这种情况下，将车辆1的制动距离乘以1.5的原因是考虑到50％的安全裕度，并且安全裕度的百分比可以根据用户的设置或初始设置而改变。在这种情况下，将相邻车道中的后方障碍物的制动距离乘以1.5的原因是考虑到50％的安全裕度，并且安全裕度的百分比可以根据用户的设置或初始设置而改变。

再次参考图3，控制器400可以确定在对应于两个相邻车道LL和LR中的左相邻车道LL或右相邻车道LR的第一相邻车道中的警告区域中是否检测到障碍物(步骤1330)。第一相邻车道可以是用于指示在与第二相邻车道相反方向上的相邻车道的术语。当第一相邻车道是左相邻车道时，第二相邻车道成为右相邻车道。当第一相邻车道是右相邻车道时，第二相邻车道成为左相邻车道。为了便于说明，假设第一相邻车道是左相邻车道，第二相邻车道是右相邻车道。

当在第一相邻车道LL中的警告区域FLWA和RLWA中没有检测到障碍物时，控制器400可以通过将车辆1正在行驶的车道变换为第一相邻车道来控制车辆1进行制动(步骤1331)。在上述情况下，由于第一相邻车道中的危险区域和警告区域中没有障碍物，所以在车辆1变换到第一相邻车道LL来制动时，碰撞的风险将会非常低。

当在第一相邻车道LL中的警告区域FLWA和RLWA中检测到障碍物时，控制器400可以确定在第二相邻车道LR中的警告区域FRWA和RRWA中是否检测到障碍物(步骤1340)。

如上所述，当在第二相邻车道LR中的警告区域FRWA和RRWA中没有检测到障碍物时，则在第二相邻车道LR中的危险区域和警告区域中不存在障碍物。因此，当在第二相邻车道中的警告区域中没有检测到障碍物时(步骤1340中的否)，控制器400可以通过将车辆1正在行驶的车道变换为第二相邻车道来控制车辆1进行制动(步骤1341)。

当在第二相邻车道LR的警告区域FRWA和RRWA中检测到障碍物时(步骤1340中的是)，控制器400可以确定车辆1通过将车辆1正在行驶的车道变换为第一相邻车道LL或第二相邻车道LR来进行制动(步骤1342)。此时，控制器400可以基于警告区域中存在的障碍物与车辆1之间的相对速度和距离来确定发生碰撞的可能性，通过从车辆1正在行驶的行驶车道变换到具有较低的碰撞可能性的障碍物所在的车道来进行制动可能是可取的。

参考图8，由于控制器400在第一相邻车道LL中的警告区域FLWA和RLWA中没有检测到障碍物，控制器400可以通过将车辆1行驶的车道变换为第一相邻车道LL来控制车辆1进行制动。此外，尽管未在图中示出，当在第一相邻车道LL中的警告区域FLWA和RLWA中检测到障碍物时，控制器400可以通过将车辆1正在行驶的车道变换到第一相邻车道或第二相邻车道来控制车辆1进行制动。

尽管未在附图中示出，在控制器400通过变换车辆1正在行驶的车道来控制车辆1进行制动时(步骤1331、步骤1341)，控制器400可以生成用于产生使车辆1的方向盘转向的第一转向扭矩的控制信号，并且将该控制信号发送至转向角调节器600。此时，当第一转向扭矩和方向盘转向角的变化量不对应时，控制器400可以控制车辆1生成用于使方向盘固定的第二转向扭矩，并且将第二转向扭矩传递至转向角调节器600，使得车辆1在保持行驶车道的同时进行制动。

当用于输出第一转向扭矩的控制信号发送至转向角调节器600，但是对应于第一转向扭矩的转向角的变化量没有输出时，驾驶员的身体可能在干扰方向盘的转向。例如，这可以对应于驾驶员的手臂瞬间卡在方向盘上并且驾驶员的上身正在按压方向盘的状态。

当处于无法操作的状态的驾驶员身体影响方向盘的转向时，存在由于意外的转向发生而导致车辆1可能会翻车或可能会发生二次事故的风险，从而通过仅生成使方向盘固定的转向扭矩而不变换车道而使损害最小化。

图9和图10为示出根据本发明的示例性实施方案的输入装置的示意图。

参考图9，输入装置100可以包括驾驶员按钮100-1，其用于接收来自车辆1的驾驶员的紧急停车指令和紧急停车解除指令中的至少一个。驾驶员按钮100-1可以设置在驾驶员座椅周围，以允许驾驶员检测身体异常并直接输入紧急停车指令。例如，当驾驶员多次按下驾驶员按钮100-1时，控制器400可以确定接收到紧急停车指令。此外，当驾驶员按压了驾驶员按钮100-1预定时间段或更长时间时，控制器400可以确定接收到紧急停车解除指令。

当接收到紧急停车解除指令时，控制器400可以将车辆1的驾驶模式改变为手动驾驶模式，以恢复驾驶员的控制驾驶的权利。

参考图10，输入装置100可以包括用于从车辆1的乘客接收紧急停车指令的乘客按钮100-2。如图10所示，乘客按钮100-2可以设置在车辆1的乘客可以尽可能迅速进行按压的位置。参考图10，尽管乘客按钮100-2设置在车辆1的下车车门附近，但是靠近驾驶员座位设置可能是可取的，以允许乘客确定驾驶员的状态并且输入紧急停车指令。

为了防止由于乘客的错误输入而在驾驶员无法操作的状态下输入紧急停车解除指令，乘客按钮100-2可以仅接收紧急停车指令。即，即使当乘客按压了乘客按钮100-2预定时间段或更长时间时，控制器400也不会确定接收到紧急停车解除指令。

基于根据本发明的示例性实施方案的车辆及控制车辆的方法，当车辆的驾驶员处于无法操作的状态时，通过基于车辆周围的障碍物情况执行车道变换和制动，可以防止碰撞事故。

所公开的示例性实施方案可以以存储有由计算机可执行的指令的记录介质的形式来实现。这些指令可以以程序代码的形式进行存储，并且由处理器执行时，这些指令可以生成程序模块，以执行所包括的实施方案中的步骤。该记录介质可以实现为非暂时性的计算机可读记录介质。

非暂时性的计算机可读记录介质可以包括存储有可以由计算机解释的指令的所有类型的记录介质。例如，非暂时性的计算机可读记录介质可以是例如，ROM、RAM、磁带、磁盘、闪存、或者光学数据存储装置，等等。

为了方便解释和在所附权利要求中精确限定，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背部”、“内”、“外”、“向内”、“向外”、“内部的”、“外部的”、“内侧”、“外侧”、“向前”、“向后”用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性具体实施方案的特征。应当进一步理解，术语“连接”或其派生词既表示直接连接又表示间接连接。

前面对本发明具体示例性的实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。它们并不旨在详尽或将本发明限制在所公开的精确的实施方案中，并且显然，根据上述教示可以进行各种修改和变化。选择和描述的示例性实施方案是为了解释本发明的某些原理和其实际应用，以使本领域其他技术人员能够实现和利用本发明的各个示例性实施方案，及其各种替代形式和修改形式。本发明的范围由所附权利要求及其等同形式所限定。

Claims (20)

1.一种车辆，其包括：

输入装置，其配置为接收紧急停车指令；

紧急停车条件确定器，其配置为：当驾驶员的状态确定为预定的无法操作的状态、方向盘在预定时间段内没有***作、或者车辆的横摆率的变化率超过预定值时，确定紧急停车条件得到满足；

传感器，其配置为检测车辆附近的至少一个障碍物；以及

控制器，其连接至所述输入装置、所述紧急停车条件确定器以及所述传感器，并且配置为：

当接收到紧急停车指令或紧急停车条件得到满足时，确定车辆是否能够仅通过车辆的制动而不进行车辆的行驶车道的车道变换来避免与至少一个障碍物中的前方障碍物发生碰撞；

当由控制器确定出车辆仅通过车辆的制动不能够避免与前方障碍物发生碰撞时，基于车辆的制动距离以及与车辆的行驶车道相邻的相邻车道中的障碍物检测信息来确定相邻车道中的危险区域；

基于在确定出的危险区域中是否检测到至少一个障碍物来控制车辆的车道变换或制动。

2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器进一步配置为：当由控制器确定出车辆仅通过车辆的制动而不进行车道变换就能够避免与前方障碍物发生碰撞时，控制车辆在保持行驶车道的同时对车辆进行制动。

3.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器进一步配置为：当在确定出的危险区域内检测到至少一个障碍物时，控制车辆在保持行驶车道的同时对车辆进行制动。

4.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器进一步配置为：当在确定出的危险区域内没有检测到至少一个障碍物时，通过将车辆行驶的行驶车道变换为相邻车道来控制车辆进行制动。

5.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器进一步配置为：

基于车辆的制动距离来确定侧前方危险区域；

基于车辆的总长度来确定侧方危险区域；

基于在相邻车道中的至少一个障碍物中的后方障碍物的停车距离来确定侧后方危险区域。

6.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器进一步配置为：

发送用于生成第一转向扭矩的控制信号，所述第一转向扭矩用于使车辆的方向盘转向；

当由控制器确定出第一转向扭矩与方向盘的转向角的变化量不对应时，发送用于生成第二转向扭矩的控制信号，所述第二转向扭矩用于使方向盘固定；

控制车辆在保持行驶车道的同时对车辆进行制动。

7.根据权利要求4所述的车辆，其中，

所述控制器进一步配置为：

基于车辆的制动距离以及与行驶车道相邻的相邻车道中的障碍物信息来确定相邻车道中的警告区域；

基于在警告区域中是否检测到至少一个障碍物，确定相邻车道中车辆所要变换的车道；

通过将车辆行驶的行驶车道变换为确定出的车道来控制车辆进行制动；

其中，所述警告区域确定为相对于车辆比确定出的危险区域更远的区域。

8.根据权利要求7所述的车辆，其中，当在相邻车道中的第一相邻车道的警告区域中检测到至少一个障碍物并且在相邻车道中的与第一相邻车道相反的方向上相邻的第二相邻车道中的警告区域中没有检测到至少一个障碍物时，所述控制器进一步配置为通过将车辆行驶的行驶车道变换为第二相邻车道来控制车辆进行制动。

9.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器进一步配置为：当接收到紧急停车指令或紧急停车条件得到满足时，将车辆的驾驶模式改变为自动驾驶模式。

10.根据权利要求9所述的车辆，其中，

所述输入装置进一步配置为接收紧急停车解除指令；

所述控制器进一步配置为：当接收到紧急停车解除指令时，将车辆的驾驶模式改变为手动驾驶模式。

11.一种控制车辆的方法，所述方法包括：

由控制器确定是否接收到紧急停车指令或紧急停车条件是否得到满足；

当接收到紧急停车指令或紧急停车条件得到满足时，由控制器确定车辆是否能够仅通过车辆的制动而不进行车辆的行驶车道的车道变换来避免与至少一个障碍物中的前方障碍物发生碰撞；

当由控制器确定出车辆仅通过车辆的制动不能够避免与前方障碍物发生碰撞时，由控制器基于车辆的制动距离以及与车辆的行驶车道相邻的相邻车道中的障碍物检测信息来确定相邻车道中的危险区域；

由控制器基于在确定出的危险区域中是否检测到至少一个障碍物来控制车辆的车道变换或制动。

12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：

当由控制器确定出车辆仅通过车辆的制动而不进行车道变换就能够避免与前方障碍物发生碰撞时，由控制器控制车辆在保持行驶车道的同时对车辆进行制动。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，基于在确定出的危险区域中是否检测到至少一个障碍物来控制车辆的车道变换或制动包括：

当在确定出的危险区域内检测到至少一个障碍物时，控制车辆在保持行驶车道的同时对车辆进行制动。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，基于在确定出的危险区域中是否检测到至少一个障碍物来控制车辆的车道变换或制动包括：

当在确定出的危险区域内没有检测到至少一个障碍物时，通过将车辆行驶的行驶车道变换为相邻车道来控制车辆进行制动。

15.根据权利要求11所述的方法，其中，基于车辆的制动距离以及与车辆的行驶车道相邻的相邻车道中的障碍物检测信息来确定相邻车道中的危险区域包括：

基于车辆的制动距离来确定侧前方危险区域；

基于车辆的总长度来确定侧方危险区域；

基于在相邻车道中的至少一个障碍物中的后方障碍物的停车距离来确定侧后方危险区域。

16.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：

由控制器发送用于生成第一转向扭矩的控制信号，所述第一转向扭矩用于使车辆的方向盘转向；

当由控制器确定出第一转向扭矩与方向盘的转向角的变化量不对应时，由控制器发送用于生成第二转向扭矩的控制信号，所述第二转向扭矩用于使方向盘固定；

由控制器控制车辆在保持行驶车道的同时对车辆进行制动。

17.根据权利要求14所述的方法，其中，基于在确定出的危险区域中是否检测到至少一个障碍物来控制车辆的车道变换或制动包括：

基于车辆的制动距离以及与行驶车道相邻的相邻车道中的障碍物信息来确定相邻车道中的警告区域；

基于在警告区域中是否检测到至少一个障碍物来确定相邻车道中车辆所要变换的车道；

通过将车辆行驶的行驶车道变换为确定出的车道来控制车辆进行制动；

其中，所述警告区域确定为相对于车辆比确定出的危险区域更远的区域。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，基于在确定出的危险区域中是否检测到至少一个障碍物来控制车辆的车道变换或制动包括：

当在相邻车道中的第一相邻车道的警告区域中检测到至少一个障碍物并且在相邻车道中的与第一相邻车道相反的方向上相邻的第二相邻车道中的警告区域中没有检测到至少一个障碍物时，通过将车辆行驶的行驶车道变换为第二相邻车道来控制车辆进行制动。

19.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：

当接收到紧急停车指令或紧急停车条件得到满足时，由控制器将车辆的驾驶模式改变为自动驾驶模式。

20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：

当接收到紧急停车解除指令时，由控制器将车辆的驾驶模式改变为手动驾驶模式。

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