CN101632109A - 道路状况检测系统 - Google Patents

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Abstract

一种道路状况检测系统,包括:发送器(20A),发送器(20A)设置在道路上的发送侧物体中并且适于发送关于道路状况的信息;和接收器(10A),接收器(10A)设置在道路上的接收侧物体中并且适于接收关于道路状况的信息,发送器(20A)包括用于获取关于发送侧物体的附近的信息的发送侧附近信息获取装置(22)、用于从所获取的附近信息中判定所要发送的信息的发送信息判定装置(24)、以及用于发送所判定的附近信息的发送装置(21),接收器(10A)包括用于接收从发送器(20)的发送装置(21)发送的附近信息的接收装置(11)。

Description

道路状况检测系统
技术领域
本发明涉及一种通过车-车间通信来获取关于道路状况的信息的道路状况检测系统。
背景技术
已经研发出用于防止碰撞或在碰撞时减震或吸震的各种系统。对这类系统而言,重要的是检测出存在于本车辆附近的障碍物,诸如其他车辆或行人。为此,车辆安装有摄像机或雷达传感器,并设置成通过利用图像信息或雷达信息来检测障碍物。然而,本车辆检测障碍物的能力受到一种或多种因素限制,诸如传感器检测范围或从本车辆无法看到的盲点。因此,采用这种系统的一些车辆使用车-车间通信,或者类似的方式,以便从其他车辆等获取关于障碍物的信息。例如,在日本专利申请公开No.2005-207943中公开的一种系统通过车-车间通信获取关于另一车辆的位置的信息,并且如果从地图数据或关于车辆(非本车辆)位置的信息判定出存在使车辆处于视野外的结构或物体,则系统在三维地图上提供使车辆处于视野外的结构的半透明或透明图像,以便能够辨识出车辆。
然而,并非所有车辆都安装有用于进行车-车间通信的通信设备,并且行人等并不携带有这种通信设备。因此,上述系统仅仅获取关于配备有这种通信设备的其他车辆的位置的信息,而不能获取关于行人或其他车辆(例如,未配备通信设备的车辆)的位置的信息。另外,由于该系统从所有配备有通信设备并位于本车辆附近的其他车辆接收位置信息,所以在交通量大的交叉点处等可能需要大的通信频带,或者可能从不可能相碰撞的其他车辆获取不必要的信息,从而导致相当低效的通信。
发明内容
本发明提供一种通过高效的通信来获取关于道路状况的必要信息的道路状况检测系统。
本发明的第一方面涉及一种道路状况检测系统,所述道路状况检测系统具有:发送器,其设置在道路上的发送侧物体中并适于发送关于道路状况的信息;和接收器,其设置在道路上的接收侧物体中并适于接收关于道路状况的信息。发送器包括:发送器附近信息获取装置,用于获取关于发送侧物体的附近的信息;发送信息判定装置,用于从发送侧附近信息获取装置所获取的附近信息中判定所要发送的信息;以及用于发送所述发送信息判定装置判定的附近信息的发送装置。接收器包括用于接收从发送器的发送装置发送的附近信息的接收装置。
在上述道路状况检测系统中,发送器设置在诸如车辆的发送侧物体中,而接收器设置在诸如车辆的接收侧物体中,并且发送器和接收器相互通信,使得接收侧物体从发送侧物体获取关于道路状况的信息。在发送器中,发送侧附近信息获取装置获取关于发送侧物体附近的道路状况的信息(附近信息)。这样获取的附近信息可包括关于接收侧物体所需的道路状况的信息(例如,由于盲点等而不能在接收侧物体获取的信息,或者关于与接收侧物体有碰撞可能的物体的信息)。因此,在发送器中,发送信息判定装置从所获取的附近信息中判定出或选择所要发送到接收侧物体的信息,并且发送装置将所要发送的附近信息发送到接收侧物体的接收器。在接收器中,接收装置接收从发送器发送的附近信息。因此,在所述道路状况检测系统中,接收器从所获取的关于道路状况的信息中选择所要发送的信息(即,接收侧物体所需的信息),并发送所选择的信息,使得仅仅能够发送接收端所需的关于道路状况的信息。因此,接收器能够仅仅获取必要的信息,进而能够减小发送器和接收器之间的通信的通信量,从而能够避免或限制否则可能出现的通信频带扩大。
在根据本发明第一方面的道路状况检测系统中,发送信息判定装置可包括用于获取关于接收侧物体的信息的接收侧信息获取装置,并可基于关于接收侧物体的信息来判定所要发送的信息。
接收侧信息获取装置获取关于接收侧物体的信息,并且发送信息判定装置基于关于接收侧物体的信息(例如,关于接收侧物体的位置的信息)从所获取的附近信息中判定出所要发送的信息。在此道路状况检测系统中,发送器基于关于接收器物体的信息来选择所要发送的信息。因此,能够高效地选择和发送接收端所需的关于道路状况的信息,并且接收器能够仅仅获取必要的信息。
在上述道路状况检测系统中,发送信息判定装置可基于发送侧附近信息获取装置所获取的附近信息来获取关于接收侧物体的信息。在这种情况下,接收侧信息获取装置所获取的关于接收侧物体的信息可称作“第一接收侧物体信息”,并且基于发送侧附近信息获取装置所获取的附近信息而获取的关于接收侧物体的信息可称作“第二接收侧物体信息”。
上述发送信息判定装置基于发送侧附近信息获取装置所获取的附近信息(诸如关于接收侧物体的位置的信息)来获取关于接收侧物体的信息。因此,在所述道路状况检测系统中,发送器通过设置在其自身(发送器)中的装置获取关于接收侧物体的信息,并因此无需通过通信从接收器获取关于接收侧物体的信息。
在上述道路状况检测系统中,接收器可包括用于发送区域请求的区域请求发送装置,所述区域请求指定信息被需要的区域,并且接收侧信息获取装置可从区域请求发送装置所发送的区域请求获取关于接收侧物体的信息。
在刚刚描述的接收器中,区域请求发送装置发送区域请求,该区域请求指定道路状况信息被需要的区域。在发送器中,接收侧信息获取装置从接收器发送的区域请求获取信息被需要的区域(接收侧物体信息),并且发送信息判定装置基于信息被需要的区域从所获取的附近信息判定出所要发送的信息。因此,在上述道路状况检测系统中,接收器指定信息被需要的区域,并且发送器基于信息被需要的区域选择所要发送的信息,使得发送器能够稳妥地选择并发送接收端所需的关于道路状况的信息,并且接收器能够稳妥地获取必要信息。
在上述道路状况检测系统中,发送器可包括:用于获取信息能够由发送器获取的第一区域的第一区域获取装置;以及用于获取信息能够由接收器获取的第二区域的第二区域获取装置,并且发送信息判定装置可判定关于包含在信息能够由发送器获取的第一区域中但不包含在信息能够由接收器获取的第二区域中的区域的附近信息作为所要发送的信息。
在以上刚刚描述的发送器中,第一区域获取装置获取关于如下区域(第一区域)的信息,对于该区域(第一区域),能够由发送器获取关于发送侧物体附近的道路状况的信息(附近信息);并且第二区域获取装置获取关于如下区域(第二区域)的信息,对于该区域(第二区域),能够由接收器获取关于发送侧物体附近的道路状况的信息。然后,发送器使发送信息判定装置判定关于包含在信息能够由发送器获取的第一区域中但不包含在信息能够由接收器获取的第二区域中的区域的附近信息作为所要发送的信息,并使发送装置发送所判定的要被发送的附近信息。因此,在该道路状况检测系统中,除了在接收端获取关于道路状况的信息的区域外的区域的附近信息被选择为所要发送的信息,使得仅仅信息为在接收端所需要的区域(即,信息不能够在接收端获取的区域)中的道路状况信息能够从发送器发送到接收器。
在上述道路状况检测系统中,接收器可包括:用于获取关于接收侧物体附近的信息的接收侧附近信息获取装置;可靠性获取装置,用于分别获取接收侧附近信息获取装置所获取的关于接收侧物体附近的信息的可靠性和接收装置所接收的关于发送侧物体附近的信息的可靠性;以及接收信息判定装置,用于判定是否采用接收装置所接收的关于发送侧物体附近的信息。在此系统中,接收信息判定装置可将可靠性获取装置所获取的关于接收侧物体附近的信息的可靠性与可靠性获取装置所获取的关于发送侧物体附近的信息的可靠性作比较,并可采用具有较高可靠性的附近信息。
在以上刚刚描述的接收器中,接收侧附近信息获取装置获取关于接收侧物体附近的信息。然后,接收器的可靠性获取装置获取在接收端(接收器)获取的附近信息的可靠性和在发送端(发送器)获取的附近信息的可靠性。然后,接收器的接收信息判定装置将在接收端获取的附近信息的可靠性与在发送端获取的附近信息的可靠性作比较,并采用具有较高可靠性的附近信息。因此,在所述道路状况检测系统中,从在接收端获取的信息和在发送端获取的信息中选择出的具有较高可靠性的信息被用作关于道路状况的信息,因此接收器能够获取高精度的信息。
在上述道路状况检测系统中,接收器可包括:用于获取关于接收侧物体的附近的信息的接收侧附近信息获取装置;和用于判定是否采用接收器接收的关于发送侧物体附近的信息的接收信息判定装置。当包含在接收侧附近信息获取装置所获取的关于接收侧物体附近的信息中的特定信息与包含在接收装置接收的关于发送侧物体附近的信息中的特定信息之间的差异度等于或大于阈值时,接收信息判定装置可舍弃接收装置所接收的特定信息。
在以上刚刚描述的接收器中,接收侧周边信息获取装置获取关于接收侧物体附近的信息。如果包含在接收端(接收器)获取的附近信息中的特定信息(诸如关于障碍物的位置的信息)与包含在发送端(发送器)获取的附近信息中的对应信息之间的差异或差值等于或大于阈值,则舍弃在发送端(发送器)获取的特定信息。因此,在所述道路状况检测系统中,如果基于接收器自身获取的接收侧信息判定出发送侧信息的可靠性低,则舍弃发送侧信息,因此防止了错误地采用或使用发送侧信息。
在发送器获取关于道路状况的信息并选择和发送所要发送的信息的本发明系统中,接收器能够仅仅获取关于道路状况的必要信息,并且能够在发送器和接收器之间进行高效的通信。
附图说明
从下面参照附图对实施方式进行的描述中,本发明的上述及进一步的目的、特征和优点将变得显而易见,其中使用相同的标号来表示相同的元件,其中:
图1是示出根据本发明构建的道路状况检测系统的示例的视图;
图2是示出根据本发明第一实施方式的道路状况检测系统的接收器和发送器的构造的视图;
图3是示出用于在图2的实施方式中判定指定区域的预期行驶区域的示例的视图;
图4是示出其中可能存在障碍物的区域的示例的视图,该区域用于在图2的实施方式中判定指定区域;
图5是示出用于在图2的实施方式中判定指定区域的视野外区域的示例的视图;
图6是示出图2的区域判定单元所主要执行的处理的流程的流程图;
图7A和7B是示出图2的信息发送判定单元所主要执行的处理的流程的流程图;
图8是示出根据图2的实施方式的表现指定区域的另一方法的视图;
图9是示出根据图2的实施方式的表现指定区域的又一方法的视图;
图10是示出第一实施方式的道路状况检测系统的修改示例的接收器和发送器的构造的视图;
图11是示出根据本发明第二实施方式的道路状况检测系统的接收器和发送器的构造的视图;
图12是示出图11的综合判断单元所执行的处理的流程的流程图;
图13是示出根据本发明第三实施方式的道路状况检测系统的接收器和发送器的构造的视图;以及
图14A和14B是示出图13的可靠性评估单元所执行的处理的流程的流程图。
具体实施方式
将参照附图对本发明的道路状况检测系统的一些实施方式进行描述。
在每个实施方式中,将本发明应用于适于通过车-车间通信获取关于障碍物的信息的道路状况检测系统,所述障碍物诸如为其他车辆(四轮车辆、两轮车辆)、自行车和行人。每个实施方式的道路状况检测系统主要由至少安装有接收器以便获取障碍物信息的车辆和至少安装有发送器以便提供障碍物信息的车辆构成。在下面描述的实施方式中,第一实施方式关注的是系统的基本构造,第二实施方式关注的是判定或评价由接收器获取的障碍物信息的正确性(或精确度)的方式,而第三实施方式关注的是判定由接收器获取的障碍物信息的可靠性或发送器的传感器的可靠性的方式。
图1示出了道路状况检测系统的一个示例。在图1中,符号“V1”指代从车辆V2获取或接收障碍物信息的接收侧车辆,上述接收器安装在车辆V1上。车辆V1可以配备有用于检测障碍物的传感器也可以不配备有用于检测障碍物的传感器。车辆V1具有区域SA1,在区域SA1中,如果存在障碍物的话,则该障碍物能够由驾驶员直观识别出或由传感器检测出。车辆V2是提供障碍物信息的发送侧车辆,至少发送器安装在车辆V2上。车辆V2配备有用于检测障碍物的传感器,并具有区域SA2,在区域SA2中障碍物能够由传感器检测出。在图1所示的示例中,车辆O1和自行车O2被视为障碍物。车辆O1和自行车O2不存在于车辆V1能够感测到障碍物的区域SA1中,但存在于车辆V2能够感测到障碍物的区域SA2中。因此,车辆V2能够给车辆V1提供关于这些障碍物的信息。
信息的发送和接收,更具体地,指定区域的发送和障碍物信息请求,可以一直在执行,或者仅仅在交叉点或其他可见性低的位置执行。构成道路状况检测系统的车辆可包括仅安装有接收器的车辆(获取障碍物信息的车辆)、仅仅安装有发送器的车辆(提供障碍物信息的车辆)、以及安装有接收器和发送器的车辆(获取并提供障碍物信息的车辆)。接收器和发送器并非必须安装在所有车辆上,而是仅仅在安装有接收器和/或发送器的车辆之间进行通信。
参照图1至图5,将对根据本发明第一实施方式的道路状况检测系统进行说明。图1总体示出此实施方式的道路状况检测系统。图2示出根据第一实施方式的道路状况检测系统的接收器和发送器的构造。图3示出与本实施方式先关在下文描述的用于判定指定区域的预期行驶区域的示例。图4示出可能存在障碍物的区域的示例,该区域用于判定本实施方式的指定区域。图5示出用于判定本实施方式的指定区域的视野外区域的示例。
第一实施方式的道路状况检测系统由安装在至少一辆车辆V1上的一个或更多个接收器10A和安装在至少一辆车辆V2上的一个或更多个发送器20A构成,并且在接收器10A和发送器20A之间进行车-车间通信,以获取障碍物信息。在第一实施方式的道路状况检测系统中,特别地,发送器20A仅发送关于接收器10A所指定的区域中的障碍物的信息,使得接收器10A仅仅获取必要的障碍物信息,并且车-车间通信中的通信量能够减小。
首先,将对接收器10A进行说明。为了帮助车辆V1的驾驶员,接收器10A从至少另一车辆V2获取障碍物信息,并且产生警报输出和显示输出,并根据障碍物信息进行干预控制。特别地,接收器10A将本车辆V1的位置和关于指定区域的信息发送到车辆V2的发送器20A,以便仅仅获取本车辆V1所需的障碍物信息。为此,接收器10A包括通信设备11、本车辆位置确定单元12、区域判定单元13、以及警报、控制和显示设备14,其中,本车辆位置确定单元12生成确定本车辆位置的信息,区域判定单元13判定信息要被获取的区域。在第一实施方式中,通信设备11可被视为接收器的上述接收装置,区域判定单元13和通信设备11可被视为上述区域请求发送装置。
通信设备11用来发送和接收各种类型的信息,其包括天线、发送部和接收部。用作发送和接收天线的所述天线发送和接收各种信号。所述天线是接收来自所有方向的信号的无方向性天线,并在所有方向上发送信号。对于信息的发送,发送部将所要发送的数据调制成发送信号,并且从天线发送该发送信号。对于信息的接收,天线接收信号,并且接收部对所接收的信号进行解调,以提供所接收的数据。
本车辆位置确定单元12利用各种信息确定本车辆V1的绝对位置WP1,并将该绝对位置WP1输出到通信设备11作为一个要发送的数据。作为确定位置的示例,接收器10A从GPS卫星接收GPS信息,并且确定单元12从GPS信息计算出绝对位置。在另一示例中,接收器10A从灯塔接收VICS信息,并且确定单元12从VICS信息计算出本车辆V1相对于基准位置的位置,并从此相对位置计算出绝对位置。在符号WP1中,P表示所讨论的物体的位置,上标W表示物体位于绝对坐标系中,下标1表示位置是接收侧车辆V1的位置。
区域判定单元13判定其障碍物信息为本车辆V1所需要的区域(指定区域WR1)。区域判定单元13生成向发送侧车辆V2请求发送关于存在于指定区域WR1中的障碍物的信息的指定区域发送请求,并将指定区域发送请求发送到通信设备11作为要发送的数据。指定区域可以基于例如本车辆V1的预期行驶区域R1(见图3)、可能存在障碍物的区域R1(见图4)和/或视野外区域R3(见图5)来判定。也就是说,区域判定单元13基于从上述区域中选择的一个区域或这些区域中两个或三个(所有)区域的组合来设定指定区域WR1。指定区域WR1可由单个区域来表示,或者由两个或更多个分开的区域来表示。在符号WR1中,R表示指定区域,上标W表示该区域定义在绝对坐标系中,并且下标1表示接收侧车辆V1。指定区域WR1可通过例如提供封闭曲线的点列来表示,见下面示出的表达式(9)。
预期行驶区域R1是本车辆V1可能行驶到其中的区域。预期行驶区域R1通过从车速和横摆率估算本车辆V1的运动来确定。例如,假定车辆在行驶稍短距离的情况下于具有恒定曲率半径的道路上行驶,则经过时间t1后预期行驶区域R1可计算为位于下面的表达式(1)所表示的线(曲线或直线)和下面的表达式(2)所表示的线内侧的区域,其中V1、ω1以及W1分别表示本车辆V1的车速、横摆率和宽度。
f1(t)=((R+W1)(cosω1t1)-R,(R+W1)sinω1t1)T…(1)
f2(t)=((R-w1)(cosω1t1)-R,(R-W1)sinω1t1)T…(2)
其中 R = v 1 ω 1
车辆V1可以向其他车辆V2请求发送本车辆V1的车速和横摆率,并从其他车辆V2获取车速和横摆率。当本车辆V1配备有车速传感器和横摆率传感器或GPS传感器时,本车辆V1可自行检测车速和横摆率。在这种情况下,能够减小车辆间的通信数据的通信量。就此而言,不必严格地使用车速和横摆率的测量值,而是可以鉴于误差等增大或减小测量值。代替使用车速和横摆率,还可以从其他与运动相关的信息(诸如车速和转向角)或导航信息来计算预期行驶区域R1。
区域R2是能够进入预期行驶区域R1中的障碍物(诸如车辆)所存在的区域。区域R2获取为满足下面的表达式(4)所表示的关系的一组位置X1”=(x1”,y1”)T,其中Vo是障碍物的最大速度,表达式(3)表示位于车辆V1的预期行驶区域R1中的特定位置X1’’(t),预期车辆V1在t秒后达到该特定位置X1’’(t)。位置X1’’(t)是能够进入预期行驶区域R1的障碍物所存在的特定位置。障碍物的最大速度Vo可以例如是行驶在位于车辆V1附近的道路上的车辆的速度限制,或者是存在于车辆V1附近的车辆的最高速度,或者是车辆能够行驶的最高速度。
X1′(t)=(x1′(t),y1′(t))T…(3)
(x1″-x1′(t))2+(y1″-y1′(t))2-(v0t)2≤0…(4)
通过上述方式,能够计算出t1秒后可能存在障碍物的区域R2为上述表达式(4)在0至t1时段内成立时的一组位置X1”=(x1”,y1”)T。这里,假定没有位于障碍物的运动路径上限制其运动的墙壁或类似物,或者未获取到关于墙壁或类似物的存在的信息。然而,如果对障碍物能够移动过的区域没有限制,则区域R2可计算为路径到预期行驶区域R1中的特定位置X1’(t)的长度等于或小于Vot时的一组位置。
视野外区域R3可以是驾驶员的盲点或者驾驶员视觉距离外的区域,或者是本车辆V1配备有传感器情况下位于障碍物检测传感器的检测区域之外的区域。视野外区域R3例如在区域R3是驾驶员盲点的情况下由车辆V1的形状来确定,并且在区域R3位于驾驶员视觉距离之外的情况下由驾驶员的视觉或视力来确定。在这些情况下,可事先获取车辆V1的驾驶员盲点或驾驶员视觉距离。还可以事先测量驾驶员的注视模式或者驾驶员眼睛的运动,并登记位于驾驶员不太可能注视的方向上的区域作为视野外区域。在另一示例中,驾驶员的类型可基于人的特性(诸如年龄和性别)来确定,并且视野外区域可基于通过对各个类型或模式的驾驶员进行测量而获取的数据(诸如盲点或视觉距离)来设定。在车辆V1配备有障碍物检测传感器的情况下,视野外区域R3由每个障碍物传感器的检测范围来确定,可以事先对该检测范围进行登记。
警报、控制和显示设备14从通信设备11获取作为所接收的数据的障碍物信息(即,从其他车辆V2接收障碍物信息),并且产生警报输出和显示输出并基于障碍物信息执行干预控制。在车辆V1配备有障碍物传感器的情况下,警报输出和显示输出以及干预控制的产生可鉴于本车辆V1所检测到的障碍物信息以及从其他车辆V2接收的障碍物信息来执行。更具体地,警报、控制和显示设备14计算障碍物相对于本车辆V1的位置,并基于此相对位置与本车辆V1的行驶方向或车速之间的关系来判定警报输出和显示输出以及干预控制的产生是否是必须的。如果这些输出和控制被认为是必须的,则警报、控制和显示设备14在显示器上产生可闻警报或可视警报,以便通知驾驶员可能与障碍物碰撞,并在干预控制下操作制动系统或转向系统以防止与障碍物的碰撞或减轻碰撞所引起的震动。当从发送侧车辆V2发送检测外标记(outside-of-detection)或零障碍物标记(将在后面进行描述)时,警报、控制和显示设备14在显示器上提供不可能性的指示等,以便通知驾驶员不可能产生警报和显示输出以及干预控制。警报、控制和显示设备14可执行警报输出、干预控制和显示输出中的所有功能,或可执行这三个功能中的一个或两个功能。由于驾驶辅助的类型视碰撞的可能性而不同,因此警报输出和显示输出以及干预控制的产生可逐步地或选择性地执行。
接下来将对发送器20A进行说明。安装在车辆V2上的发送器20A设置成检测障碍物并为车辆V1提供障碍物信息,以便辅助车辆V1的驾驶员。特别地,发送器20A从所检测到的障碍物中选择存在于车辆V1所指定的区域中的障碍物,并且仅仅将关于所选择的障碍物的信息发送到接收器10A,以便减小通信数据的通信量。为此,发送器20A包括通信设备21、障碍物检测传感器22、其他车辆位置确定单元23、以及信息发送判定单元24。在第一实施方式中,通信设备21可被视为发送器的上述发送装置,并且障碍物检测传感器可被视为上述发送侧附近信息获取装置,而信息发送判定单元24可被视为上述发送信息判定装置,并且其他车辆位置确定单元23和通信设备21可被视为上述接收侧信息获取装置。
通信设备21与接收器10A的通信设备11相似。
障碍物检测传感器22用作用于检测障碍物的传感器。障碍物检测传感器22基于各种信息来判定在发送侧车辆V2的附近(例如,前方)是否存在障碍物j,并在存在障碍物j时计算障碍物j相对于车辆V2的位置2Oj。障碍物检测传感器22可包括使用激光束、超声波等的雷达传感器和用于处理雷达信息的处理单元,或者可包括立体摄像机和图像处理单元。在符号2Oj中,O表示所涉及的障碍物的位置,上标2表示所述位置定义在车辆V2的相对坐标系中,而下标j表示所检测到的障碍物的数量。
其他车辆位置确定单元23确定接收侧车辆V1的位置。作为确定位置的示例,其他车辆位置确定单元23基于通信设备21从接收侧车辆V1接收的绝对位置wP1来确定车辆V1的位置。在另一示例中,其他车辆位置确定单元23从车辆V1接收车辆V1的颜色、形状、尺寸和车辆类型,激光在车辆上的反射强度以及其他信息,并基于这些信息项目在摄像机所捕捉的图像中辨识出车辆V1,以便基于立体图像或雷达信息计算车辆V1的位置。在这种情况下,接收侧车辆V1需要将诸如车辆V1颜色的信息而非绝对位置wP1发送到车辆V2。
在有两种或更多种位置确定方法可用的情况下,接收侧车辆V1和发送侧车辆V2可相互通信,并确定使用哪一种确定方法来确定各个车辆的位置。通过以这种方式相互确定车辆位置,系统可应用于位置关系不断改变的运动物体(例如,车辆)。
信息发送判定单元24根据从接收侧车辆V1接收的指定区域发送请求从障碍物检测传感器22所检测到的障碍物信息判定要发送的障碍物信息。更具体地,信息发送判定单元24从其他车辆位置确定单元23确定的接收侧车辆V1的绝对位置wP1计算出车辆V1在车辆V2的相对坐标系中的相对位置2P1。对于位置的转换,相对位置2P1可根据下面的表达式(5)来计算,其中2Pw为对于从绝对坐标系到相对坐标系的旋转(转换)的旋转矩阵,并且-WP2,k为当前时刻k从车辆V2的绝对位置wP2,k和前一时刻k-1的绝对位置wP2获取的平移运动量。在不能利用GPS等计算出车辆V2的绝对坐标的情况下,可将车辆V2的当前坐标系用作绝对坐标。
2P12RW WP1-WP2,k…(5)
接下来,信息发送判定单元24依次计算障碍物检测传感器22所检测到的每个障碍物j的相对位置2Oj和接收侧车辆V1的相对位置2P1之间的距离d1,j,并从所有检测出的障碍物中提取出具有最小距离d1,j的障碍物jmin。距离d是两个点的位置之间的位置差(或误差),并且值d越小则一致度或着说符合度越高。信息发送判定单元24判定障碍物jmin的距离d1,jmin是否等于或小于阈值dpos。考虑障碍物检测传感器的感测误差而事先设定阈值dpos,并能够假定如果距离大于阈值,则出现感测错误。如果距离d1,jmin大于阈值dpos,则信息发送判定单元24判定出障碍物检测传感器22不能够检测接收侧车辆V1,并向通信设备21产生检测外标记作为所要发送的数据,以便通知车辆V1该车辆V1位于检测范围外。另一方面,如果距离d1,jmin等于或小于阈值dpos,则信息发送判定单元24判定出障碍物检测传感器22检测到接收侧车辆V1,并基于关于障碍物jmin的位置的信息Ojmin计算障碍物jmin的车速和横摆率。例如,能够根据如下所示的表达式(6),利用当前时刻k时的位置Ojmin,k、先于当前时刻m的时刻时的位置Ojmin,k-m、以及先于当前时刻n(>m)的时刻时的位置Ojmin,k-n,计算出当前时刻k时的绝对坐标系上的车速Wvjmin,k,并且,绝对坐标系上的车速Wvjmin,n能够根据如下所示的表达式(7)计算出。另外,当前时刻k时的绝对坐标系上的横摆率Wωjmin,k能够根据如下所示的表达式(8)计算出。信息发送判定单元24向通信设备21产生车速Wvjmin,k和横摆率Wωjmin,k作为所要发送的数据,以便将车速和横摆率发送给接收侧车辆V1(障碍物jmin)。
v j min , k W = ( O j min , k - O j min , k - m ) m . . . ( 6 )
v j min , k W = ( O j min , k - m - O j min , k - n ) n - m . . . ( 7 )
ω j min , k W = cos - 1 ( v j min , k W × v j min , m W / | v j min , k W | × | v j min , m W | ) m . . . ( 8 )
其中,m和n是能够根据以上表达式(6)至(8)近似计算出车辆运动的十分短的时间段。
随后,信息发送判定单元24从通信设备21获取接收侧车辆V1的指定区域发送请求作为所接收的数据(也就是说,从接收侧车辆V1接收指定区域发送请求),并在绝对坐标系中识别指定区域WR1。然后,信息发送判定单元24根据上述表达式(5)将以下由表达式(9)所示的绝对坐标系中的点列所表示的指定区域WR1(封闭区域)转换为以下由表达式(10)所示的车辆V2的相对坐标系中的指定区域2R1。
WR1={Wp1,…,Wps}…(9)
2R1={2p1,…,2ps}…(10)
随后,信息发送判定单元24判定相对坐标系中的指定区域2R1是否位于障碍物检测传感器22的检测范围内。如果指定区域2R1位于障碍物检测传感器22的检测范围外,则信息发送判定单元24判定传感器22不能够检测出任何的信息为接收侧车辆V1所需要的障碍物,并向通信设备21产生检测外标记作为所要发送的数据,以便通知车辆V1指定区域位于检测范围外。
如果指定区域2R1位于障碍物检测传感器22的检测范围内,则信息发送判定单元24判定障碍物检测传感器22所检测到的障碍物中是否存在任何的位置2Oj位于指定区域2R1内的障碍物。如果判定出在所有检测出的障碍物j中没有位置2Oj位于指定区域2R1内的障碍物,则信息发送判定单元24向通信设备21产生零障碍物标记作为所要发送的数据,以便通知车辆V1在指定区域WR1中未能感测到障碍物。如果判定出检测到的障碍物j包括一个或更多个位置2Oj位于指定区域2R1内的障碍物,则信息发送判定单元24将相对坐标系上的每个障碍物位置2Oj转换成绝对坐标系上的障碍物位置WOj。然后,信息发送判定单元24向通信设备21产生绝对坐标系上的障碍物位置WOj作为要发送的数据,以便将关于障碍物位置的信息提供给接收侧车辆V1。
参照图1至图7B,将对第一实施方式的道路状况检测系统的操作进行说明。具体地,将参照图6的流程图对接收器10A所执行的处理进行描述,并将参照图7A和7B的流程图对发送器20A所执行的处理进行描述。图6的流程图示出了由图2的接收器10A的区域判定单元13所主要执行的处理的流程。图7A和7B的流程图示出了由图2的发送器20A的信息发送判定单元24所主要执行的处理的流程。在系统中,存在一个或更多个接收侧车辆V1的至少一个接收器10A和一个或更多个发送侧车辆V2的至少一个发送器20A,这些接收器和发送器重复地执行下述操作。
在接收侧车辆V1的接收器10A中,确定本车辆V1的绝对位置WP1,并且通信设备11将该绝对位置WP1例如发送到发送侧车辆V2(S10)。然后,接收器10A判定它是否从发送侧车辆V2接收到检测外标记(S11)。如果在步骤S11中判定出接收器10A接收到检测外标记,则接收器10A结束图6的当前的程序循环。
另一方面,如果在步骤S11中判定出没有接收到检测外标记,则接收器10A从发送侧车辆V2接收在绝对坐标系中的车辆V1的车速v1和横摆率ω1(S12),并利用上述信息项目计算障碍物信息为接收侧车辆V1所需要的指定区域WR1。然后,接收器10A的通信设备11将指示指定区域WR1的指定区域发送请求发送给发送侧车辆V2(S14)。
在发送侧车辆V2的发送器20A中,障碍物检测传感器22操作以检测位于车辆V2附近的障碍物j,并且,如果车辆V2周围存在一个或更多个障碍物j,则计算每个障碍物j的相对位置2Oj。此外,发送器20A在通信设备21处接收该接收侧车辆V1的绝对位置WP1(S20),并从该绝对位置WP1计算出车辆V1相对于车辆V2的相对位置2P1(S21)。
然后,发送器20A相对于所有感测到的障碍物j计算接收侧车辆V1的相对位置2P1与各个障碍物j的相对位置2Oj之间的距离d1,j,并从所有感测到的障碍物j中检索出具有最短距离d1,jmin的障碍物jmin(S22)。然后,发送器20A判定最短距离d1,jmin是否等于或小于阈值dpos(S23)。如果在步骤S23中判定出距离d1,jmin大于阈值dpos,则发送器20A将使通信设备21发送检测外标记到接收侧车辆V1(S32)。
另一方面,如果在步骤S23中判定出距离d1,jmin等于或小于阈值dpos,则发送器20A利用障碍物jmin的时间序列障碍物位置Ojmin,k,Ojmin,k-m,Ojmin,k-n来计算障碍物jmin的车速和横摆率(S24),并使通信设备21将车速和横摆率发送到接收侧车辆V1(S25)。
然后,发送器20A的通信设备21从接收侧车辆V1(障碍物jmin)接收指定区域发送请求(指定区域WR1)(S26),并且发送器20A将绝对坐标系中的指定区域WR1转换成本车辆V2的相对坐标系中的指定区域2R1(S27)。
随后,发送器20A判定相对坐标系中的指定区域2R1是否位于障碍物检测传感器22的检测范围内(S28)。如果在步骤S28中判定出指定区域2R1在检测范围外,则发送器20A的通信设备21发送检测外标记到接收侧车辆V1(S32)。另一方面,如果指定区域2R1位于检测范围内,则发送器20A判定在车辆V2感测到的障碍物j中是否存在任何的位置2O1,j位于指定区域2R1中的障碍物(S29)。如果在步骤S29中判定出在指定区域2R1中没有障碍物,则发送器20A的通信设备21发送零障碍物标记到接收侧车辆V1(S33)。
另一方面,如果在步骤S29中判定出在指定区域2R1中存在一个或更多个障碍物,则发送器20A将位于指定区域2R1中的每个障碍物j在相对坐标系上的障碍物位置2O1,j转换成在绝对坐标系上的障碍物位置WO1,j(S30),并使通信设备21发送障碍物位置WO1,j到接收侧车辆V1(S31)。
如果存在两个或更多个车辆V1,则发送侧发送器20A对所有发送绝对位置和指定区域请求的车辆V1执行上述操作。
当接收侧车辆V1的接收器10A的通信设备11接收到障碍物位置WO1,j时,接收器10A将障碍物位置WO1,j转换为本车辆V1的相对坐标系上的障碍物位置1O1,j。然后,接收器10A基于障碍物位置1O1,j和本车辆V1的行驶方向或车速之间的关系来判定警报和显示输出的产生以及干预控制是否是必要的。如果认为是必要的,则执行警报和显示输出的产生以及干预控制。另一方面,如果接收器10A的通信设备11接收到检测外标记或零障碍物标记,则接收器10A通知驾驶员不会或不必产生警报输出或显示输出以及执行干预控制。在车辆V1配备有障碍物检测传感器的情况下,考虑关于障碍物检测传感器所感测到的障碍物的信息以及从发送器20A接收到的障碍物信息来执行警报和显示输出的产生以及干预控制。在这种情况下,即使在接收器10A接收到检测外标记或零障碍物标记时,也能够执行驾驶辅助。在存在两个或更多个发送侧车辆的情况下,仅仅当从所有发送侧车辆都接收到检测外标记或零障碍物标记时,不能产生警报和显示输出以及不能执行干预控制。
在第一实施方式的道路状况检测系统中,接收侧车辆V1指定需要障碍物信息的区域,并将该指定区域发送到发送侧车辆V2,使得发送侧车辆V2能够高效地选择在接收端所需的障碍物信息,并以高可靠性发送在接收端所需的障碍物信息。因此,接收侧车辆V1能够仅仅获取必要的障碍物信息,同时能够减小车-车间通信中的通信量,从而防止通信区扩大。
尽管在所示实施方式中使用封闭区域作为指定区域WR1,但绝对坐标系可以规划成由网格区域构成的网格图案,并且可以将识别符号A、B…分配给相应的网格区域,如图8所示,使得能够利用识别符号A、B…来控制或管理指定区域发送请求和其他信息。另外,如图10所示,用于产生确定本车辆位置的信息的接收器10A’的本车辆位置确定单元可包括GPS部分12a和地图数据库12b,与此类似,发送器20A’的其他车辆位置确定单元也可包括GPS部分23a和地图数据库23b。利用这种设置,能够通过使用GPS来确定车辆的位置,并且可基于地图数据事先从指定区域中排除可能包含建筑物的位于道路外的区域。通过这种方式,可以发送和接收仅仅由道路构成的指定区域发送请求(指定区域),如图9所示,因此可以进一步减小车-车间通信中的通信量。同样如图9所示,可以基于地图数据参照交叉点位置和巷道位置将道路分为在行驶方面有意义的区段,并且可将识别符号A、B…分配到相应的区段,使得能够利用识别符号A、B…来控制或管理指定区域发送请求和其他信息。在这种情况下,能够以提高的效率来发送和接收信息。
参照图1和图11,将对根据本发明第二实施方式的道路状况检测系统进行描述。图11示出了第二实施方式的道路状况检测系统中所包括的接收器和发送器的构造。在第二实施方式的道路状况检测系统中,与第一实施方式的道路状况检测系统相同的附图标记用于指代结构上和/或功能上相对应的元件,对这些元件将不提供详细描述。
第二实施方式的道路状况检测系统由安装在至少一个车辆V1上的一个或更多个接收器10B和安装在至少一个车辆V2上的一个或更多个发送器20B构成,并且在接收器10B和发送器20B之间进行车-车间通信。具体地,第二实施方式的道路状况检测系统与第一实施方式的道路状况检测系统的不同之处在于,接收器10B执行判定从发送器20B获取的障碍物信息的正确性的处理,以便更稳健地操作系统。发送器20B在构造上与第一实施方式的发送器20A类似,因此在此将不再描述。
将对接收器10B进行更详细的描述。与第一实施方式的接收器10A相比,接收器10B包括作为用于检测障碍物的装置的障碍物检测传感器,并且其将关于自身所检测到的障碍物的信息与从其他车辆V2获取的障碍物信息作比较。如果对于同一区域,其自身获取的障碍物信息与从其他车辆V2接收的障碍物信息有很大差别,则接收器10B判定出车辆V2的障碍物检测传感器的障碍物信息是错误的,并舍弃来自车辆V2的障碍物信息。为了执行此功能,接收器10B包括通信设备11,用于产生确定本车辆位置的信息的本车辆位置确定单元12,区域判定单元13、警报、控制和显示单元14,障碍物检测传感器15以及综合判断单元16。在第二实施方式中,通信设备11可被视为接收器的上述接收装置,区域判定单元13和通信设备11可被视为上述区域请求发送装置,而障碍物检测传感器15可被视为上述接收侧附近信息获取装置,并且综合判断单元16可被视为上述接收信息判断装置。
通信设备11、本车辆位置确定单元12、区域判定单元13以及警报、控制和显示设备14在构造上与第一实施方式的相似,因此不再详细描述。障碍物检测传感器在构造上与第一实施方式的发送器20A的障碍物检测传感器22相似,因此不再详细描述。
用于判定要获取其障碍物信息的区域的区域判定单元13设定指定区域,使得诸如位于障碍物检测传感器15的检测范围外的区域的区域以及被阻挡或隐藏的区域(被建筑物、其他车辆、板、墙或本车辆V1阻挡或隐藏)被认为是视野外区域。另外,区域判定单元13生成与在其中由障碍物检测传感器15检测到障碍物的区域相关的指定区域1Rn。作为生成该区域的示例,相对于检测到的障碍物的位置P1,n=(Px1,n,Py1,n)位于允许的位置误差Perr内的区域,即,由以下表达式(11)表示的圆所限定的区域,可被判定为指定区域1Rn。存在障碍物的指定区域1Rn可具有任何适当的尺寸和形状,并且生成一个或更多个(N0)指定区域1Rn
(x-Px1)2+(y-Py1)2=Perr…(11)
综合判断单元16将从障碍物检测传感器15获取的障碍物信息与从发送侧车辆V2接收的障碍物信息作比较。如果从障碍物检测传感器15获取的障碍物信息与从发送侧车辆V2接收的障碍物信息不一致(如果在这些信息之间存在大的差异),则综合判断单元16判定在车辆V2中存在异常,并且不使用来自车辆V2的障碍物信息。如果存在两个或更多个发送障碍物信息的车辆V2,则对每个车辆V2都判定障碍物信息的正确性。
更具体地,当综合判断单元16获取作为来自通信设备11的接收数据的障碍物信息时,对于存在障碍物的每个指定区域1Rn,单元16从所获取的障碍物信息中提取作为在指定区域1Rn中车辆V2处的感测结果的障碍物信息(障碍物的数量Nobj,n,每个障碍物的位置WO2,m)。如果通信设备11接收到针对指定区域1Rn的检测外标记,则综合判断单元16不在指定区域1Rn上执行任何处理,而是增大检测外计数Cout,并前进到下一个指定区域1Rn上的处理。检测外计数Cout用于从指定区域1Rn的数量中计算受到错误评价的区域的数量,以及计算其他车辆V2处的感测错误率Cerr
对于车辆V2能够感测到障碍物的每个指定区域1Rn,综合判断单元16将障碍物检测传感器15所检测到的障碍物的定义在相对坐标系中的障碍物位置1P1,n转换成绝对坐标系中的障碍物位置WP1,n。然后,综合判断单元16计算车辆V2所感测到的障碍物位置WO2,m与本车辆V1所感测到的障碍物位置WP1,n之间的距离,并判定该距离是否位于位置误差Perr内。也就是说,判定车辆V2和本车辆V1是否感测到同一障碍物。考虑障碍物检测传感器的感测误差而事先设定位置误差Perr,并可假定:如果两点之间的距离大于位置误差Perr,则发生感测错误。综合判断单元16通过在指定区域1Rn中由车辆V2感测到的Nobj,n个障碍物上进行比较来依次进行此判定。如果单元16发现两点之间的距离位于位置误差Perr内的障碍物(即,如果存在本车辆V1和其他车辆V2两者都感测到的障碍物),则综合判断单元16前进到对一指定区域1Rn+1的处理。如果不存在两点之间的距离位于位置误差Perr内的障碍物(即,如果不存在由本车辆V1和其他车辆V2两者都感测到的障碍物),则综合判断单元16判定为在所讨论的区域中出现错误,并增大错误计数Cerr,并前进到对下一指定区域WRn+1的处理。
如果完成对No个指定区域1Rn的处理,则综合判断单元16利用检测外计数Cout和错误计数Cerr根据以下所示的表达式(12)计算感测错误率RateCerr,然后,综合判断单元16判定感测错误率RateCerr是否等于或小于阈值THerr。阈值THerr例如通过试验事先设定。
Rate Cerr = C err ( N 0 - C out ) . . . ( 12 )
如果感测错误率RateCerr等于或小于阈值THerr,则综合判断单元16判定出在车辆V2中没有出现感测错误,并使用从车辆V2获取的障碍物信息。另一方面,如果感测错误率RateCerr大于阈值THerr,则综合判断单元16判定出在车辆V2中出现感测错误,为车辆V2设定错误标记,并且不使用从车辆V2获取的障碍物信息。在这种情况下,综合判断单元16向通信设备11产生错误标记作为所要发送的数据,以便将错误标记发送给车辆V2。
警报、控制显示设备14利用来自没有出现感测错误的车辆V2(没有对其设定错误标记的车辆V2)的障碍物信息和本车辆V1所检测到的障碍物信息来产生警报输出和显示输出以及执行干预控制。接收器10B使用被给予更高优先级的本车辆V1获取的障碍物信息,但是可将本车辆V1所获取的障碍物信息和从车辆V2接收的对应的障碍物信息(如果有的话)平均化并整合。
接收器10B将本车辆V1所检测到的障碍物信息提供给其他车辆。因此,如果错误标记从进行车-车间通信的所有车辆发送,则接收器10B判定在本车辆V1的障碍物传感器15中出现感测错误,并停止在综合判断单元16处的处理并同时禁止警报、控制显示设备14使用本车辆V1所检测到的障碍物信息。
参照图1、图11和图12,将对第二实施方式的道路状况检测系统的操作进行说明。在第二实施方式的道路状况检测系统中,与第一实施方式的道路状况检测系统相比,接收器10B执行附加处理。因此,将对该附加处理进行详细描述。具体地,将参照图12的流程图对接收器10B的综合判断单元16所执行的处理进行说明。图12的流程图示出了图11的综合判断单元16的处理流程。系统包括接收侧车辆的至少一个接收器10B和发送侧车辆V2的至少一个发送器20B,下述操作重复地执行。
在接收侧车辆V1的接收器10B中,障碍物检测传感器15检测存在于车辆V1附近的障碍物。如果在车辆V1的附近存在障碍物,则接收器10B计算该障碍物相对于车辆V1的相对位置1P1,n。为了设定指定区域,接收器10B以与第一实施方式相同的方式计算要获取障碍物信息的指定区域,并进一步设定本车辆V1感测到障碍物的相应区域作为N0个指定区域1Rn。然后,接收器10B的通信设备11将指示每个这样设定的指定区域的指定区域发送请求发送到发送侧车辆V2。
当接收侧车辆V1的接收器10B的通信设备11接收到关于车辆V2所感测到的障碍物的信息时,接收器10B将1R1作为初始值设定到在其中能够感测到障碍物的指定区域1Rn(S40)。然后,对每个在其中存在障碍物的指定区域1Rn,接收器10B从接收到的障碍物信息中提取出在指定区域1Rn中所感测到的障碍物的数量Nobj,n和位置WO2,m(S41)。另外,接收器10B判定它是否接收到针对指定区域1Rn的检测外标记(S42)。如果在步骤S42中判定为接收到检测外标记,则接收器10B不执行对指定区域1Rn的任何处理,增加检测外计数Cout,并前进到对下一个指定区域1Rn+1的处理。
另一方面,如果在步骤S42中判定为没有接收到检测外标记,则接收器10B将指定区域1Rn中的本车辆V1所感测到的障碍物在相对坐标系上的障碍物位置1P1,n转换为在绝对坐标系上的障碍物位置WP1,n(S44)。然后,接收器10B将1设定至m(S45)。然后,接收器10B判定其他车辆V2所感测到的障碍物的障碍物位置WO2,m与本车辆V1所感测到的障碍物的障碍物位置WP1,n之间的距离是否在位置误差内Perr(S46)。
如果在步骤S46中判定两点之间的距离在位置误差Perr内,则接收器10B判定为本车辆V1所感测到的障碍物与车辆V2所感测到的障碍物相同,并前进到对下一个指定区域1Rn+1的处理。另一方面,如果在步骤S46中判定两点之间的距离不在位置误差Perr内,则接收器10B判定m是否等于或小于车辆V2所感测到的障碍物的数量Nobj,n(S47)。如果在步骤S47中获得肯定的决定(是),则接收器10B对m加1,并前进到对下一个障碍物位置WO2,m+1的处理。
另一方面,如果在步骤S47中判定为m大于障碍物的数量Nobj,n,则接收器10B判定车辆V2所感测到的障碍物不包括与本车辆V1所感测到的障碍物相同的障碍物。在这种情况下,接收器10B判定对于指定区域1Rn发生感测错误,并增加错误计数Cerr(S48)。然后,接收器10B判定指定区域1Rn是否为N0个区域中的最后指定区域1RN0(S49)。如果在步骤S49中判定指定区域1Rn不是指定区域1RN0,则接收器10B前进到对下一个指定区域1Rn+1的处理。
另一方面,如果在步骤S49中判定指定区域1Rn为最后指定区域1RN0,则完成对所有指定区域的处理,因此接收器10B根据以上所示表达式(12)利用检测外计数Cout、错误计数Cerr以及指定区域1Rn的数量N0来计算感测错误率RateCerr(S50)。然后,接收器10B判定感测错误率RateCerr是否等于或小于阈值THerr(S51)。
如果在步骤S51中判定感测错误率RateCerr等于或小于阈值THerr,则接收器10B判定在车辆V2中没有发生感测错误。另一方面,如果在步骤S51中判定感测错误率RateCerr大于阈值THerr,则接收器10B判定在车辆V2中发生感测错误,并对车辆V2设定错误标记。
接收器10B对所有将障碍物信息发送到车辆V1的车辆V2执行步骤S40至步骤S52的处理。
然后,接收器10B基于来自没有对其设定错误标记的车辆V2的障碍物信息和关于本车辆V1所检测到的障碍物的障碍物信息,以与第一实施方式相类似的方式,产生警报输出和显示输出并执行干预控制。
第二实施方式的道路状况检测系统提供下面的效果,以及与第一实施方式的道路状况检测系统的效果相似的效果。在第二实施方式的道路状况检测系统中,接收侧车辆V1基于关于本车辆V1所感测到的障碍物的障碍物信息评价关于发送侧车辆V2所感测到的障碍物的障碍物信息的正确性,并且,如果在车辆V2中发生感测错误,则舍弃或放弃来自车辆V2的障碍物信息。因此,该系统能够防止接收侧车辆使用来自发送侧车辆的错误的障碍物信息,并因此能够更稳健地操作。
接下来将参照图1和图13,对本发明第三实施方式的道路状况检测系统进行描述。图13示出了第三实施方式的道路状况检测系统的接收器和发送器的构造。在第三实施方式的道路状况检测系统中,与第一实施方式的道路状况检测系统相同的附图标记用于指代在结构上和/或功能上相对应的元件或部件,将不提供对这些元件或部件的详细描述。
第三实施方式的道路状况检测系统由安装在至少一个车辆V1上的一个或更多个接收器10C和安装在至少一个车辆V2上的一个或多个发送器20C构成,接收器10C和发送器20C设置成进行车-车间通信,以便获取障碍物信息。具体地,第三实施方式的道路状况检测系统与第一实施方式的不同之处在于,接收器10C执行不同的处理,即,执行评估从发送器20B接收的障碍物信息的可靠性的处理,以便评价车辆V2的感测可靠性。发送器20C在结构上与第一实施方式的发送器20A相似,因此在此不再进一步说明。
将对接收器10C进行更详细的描述。与第一实施方式的接收器10A相比,接收器10C还包括作为用于检测障碍物的装置的障碍物检测传感器,并且其将关于其自身检测到的障碍物的障碍物信息与从其他车辆V2获取的障碍物信息作比较,以便评估每个车辆V2的感测可靠性。特别地,即使在本车辆V1和其他车辆V2不同时具有相同的感测区域的情况下,接收器10C也能够评估可靠性。另外,接收器10C能够相继地更新可靠性信息,并将可靠性信息保持在最新的状态。为此,接收器10C包括:通信设备11,本车辆位置确定单元12,区域判定单元13,警报、控制和显示设备14,障碍物检测传感器15,障碍物信息判定单元17,可靠性评估单元18以及可靠性数据库19。在第三实施方式中,通信设备11可被视为接收器的上述接收装置,区域判定单元13和通信设备11可被视为上述区域请求发送装置,而障碍物检测传感器15可被视为上述接收侧附近信息获取装置,并且可靠性评估单元18和可靠性数据库19可被视为接收信息判定单元。
通信设备11、本车辆位置确定单元12、区域判定单元13以及警报、控制和显示设备14在构造上与第一实施方式的相似,因此在此不进行描述。障碍物检测传感器15在构造上与第二实施方式的接收器10B的障碍物检测传感器15相似,因此在此不进行描述。障碍物传感器15、22适于提供用于识别每个障碍物而非障碍物位置的障碍物信息。该障碍物信息例如可包括障碍物的尺寸和形状、障碍物对激光的反射强度。
可靠性数据库19形成在RAM的特定区域中。如果存在两个或更多个车辆V2,则对于每个发送障碍物信息的其他车辆V2,所检测到的障碍物的总数Nd、误检测的障碍物的数量Ne、未被检测到的障碍物的数量Nm、总误差Esum、接收关于每个障碍物的信息的次数T2,m、障碍物信息I2,m、障碍物位置WO2,m以及其他信息存储在可靠性数据库19中。可靠性数据库19可由每个所涉及的车辆拥有,或可与其他车辆共享。如果在两个或更多个车辆之间共享,那么可以高效地构建该数据库。
当在整个道路环境上系统地管理可靠性数据库19时,为了更高效地共享数据库10,可以选择由两个或更多个车辆共享的信息类型。例如,可以选择并在车辆之间共享几乎不取决于特定时间和地点的信息项目,诸如检测到的障碍物总数Nd、误检测的障碍物数量Ne、未被检测到的障碍物数量Nm以及总误差Esum。如果以这种方式来共享,那么可以高效地构建该数据库。
检测到的障碍物的总数Nd(将简称为“总检测数Nd”)是能够由本车辆V1和其他车辆V2两者所感测到的障碍物的数量。误检测的障碍物数量Ne(将简称为“误检测数Ne”)是由其他车辆V2感测到但未由本车辆V1感测到的障碍物的数量。未被检测到的障碍物数量Nm(将简称为“未被检测数Nm”)是由本车辆V1感测到但未能由其他车辆V2感测到的障碍物的数量。总误差Esum是当其他车辆V2能够感测到本车辆V1所感测到的一个或更多个障碍物时,其他车辆V2所感测到的障碍物的位置和本车辆V1所感测到的对应障碍物的位置之间的距离的总和。接收关于某个障碍物的信息的次数T2,m(将简称为“接收次数T2,m”)是从其他车辆V2接收关于同一个障碍物的信息的次数。
根据如下所示的表达式(13)利用总检测数Nd、误检测数Ne和未被检测数Nm计算误检测率RateFP。误检测率RateFP的值越大,则车辆V2中发生检测错误越频繁。根据如下所示的表达式(14)利用总检测数Nd和未被检测数Nm计算未被检测率RateTP。未被检测率RateTP的值越大,在车辆V2中发生未检测出情况越频繁。根据如下所示的表达式(15)利用总检测数Nd和总误差Esum来计算误差Epos。误差Epos的值越大,车辆V2感测障碍物的精度越差。
Rate FP = Ne Nd + Nm . . . ( 13 )
Rate TP = Nm Nd + Nm . . . ( 14 )
E pos = Esum Nd . . . ( 15 )
可靠性评估单元18将关于障碍物检测传感器15所检测的障碍物的信息与从其他车辆V2获取的障碍物信息作比较,并基于比较结果设定总检测数Nd、误检测数Ne、未被检测数Nm和总误差Esum。然后,可靠性评估单元18通过使用最新设定的值来更新可靠性数据库19。尽管第二实施方式的综合判断单元16只有在车辆V1和车辆V2同时感测到同一障碍物时才能评价障碍物信息的正确性,但是即使车辆V1和车辆V2没有能够同时感测到同一障碍物,也能够在可靠性评估单元18所执行的处理中进行评价。例如,如果由另一物体隐藏而不能被感测到的障碍物能够在车辆驶过后被感测到,则能够进行评价。
更具体地,每次通信设备11获取关于某一障碍物的障碍物信息作为接收数据时(每次通信设备11从其他车辆V2接收障碍物信息时),可靠性评估单元18从所获取的障碍物信息中提取出障碍物位置WO2,m和障碍物信息I2,m。障碍物信息I2,m是能够识别障碍物的信息,其例如包括障碍物的尺寸和形状以及障碍物对激光的反射强度。可靠性评估单元18判定这次所接收到的障碍物信息I2,m是否存储在可靠性数据库19中。如果未存储在可靠性数据库19中(即,车辆V2首次检测到该障碍物),则可靠性评估单元18将新检测到的障碍物的障碍物位置WO2,m和障碍物信息I2,m存储在可靠性数据库19中。另一方面,如果这次所接收到的障碍物信息I2,m存储在可靠性数据库19中(即,在过去由车辆V2检测到同一障碍物),则可靠性评估单元18增加对所讨论的障碍物的接收次数T2,m,并更新障碍物位置WO2,m
可靠性评估单元18从障碍物检测传感器15这次(当前时刻t)所检测到的障碍物中选择距指定区域1Rn的距离等于或小于阈值THd(障碍物位于指定区域1Rn的附近)并且在上一次(在前一时刻t-1)没有被检测到的障碍物(障碍物位置)。也就是说,仅仅能够在这次新检测到的障碍物被评价,使得所处理的数据量减少。然后,可靠性评估单元18将相对坐标系上的所选择障碍物的障碍物位置1P’1,n转换成绝对坐标系上的障碍物位置WP’1,n
然后,可靠性评估单元18判定其他车辆V2所感测到的障碍物是否包括任何的车辆V2所感测的障碍物位置WO2,m与本车辆V1所感测的障碍物位置WP’1,n之间的距离d在位置误差Perr内的障碍物。如果车辆V2所感测的障碍物不包括任何的本车辆V1所感测的障碍物,则可靠性评估单元18增加可靠性数据库19的未被检测数Nm。
另一方面,如果车辆V2所感测的障碍物包括所述两点之间的距离d位于位置误差Perr内的一个或多个障碍物,则可靠性评估单元18选择具有最小距离dmin的障碍物。然后,可靠性评估单元18从可靠性数据库19中消除具有最小距离dmin的障碍物的障碍物位置WO2,mmin、障碍物信息I2,mmin以及接收次数T2,mmin。也就是说,由于发现同一障碍物由本车辆V1和其他车辆V2感测到,所以关于此障碍物的信息无需为了后续评价而进行比较,并且将对应的数据从可靠性数据库19中消除。此外,可靠性评估单元18将最小距离dmin加到可靠性数据库19的总误差Esum中,并增加总检测数Nd。可靠性评估单元18对本车辆V1所感测的Nobj个障碍物中的每个都执行此处理。
一旦在本车辆V1所感测的所有Nobj个障碍物上都执行了上述处理,则可靠性评估单元18判定可靠性数据库19是否含有任何的接收次数T2,m大于阈值THmax的障碍物。也就是说,判定是否存在任何的未由本车辆V1感测但在过去由其他车辆V2感测到过一定次数的障碍物。如果可靠性数据库19含有任何的接收次数T2,m大于阈值THmax的障碍物,则不能对该障碍物进行评价,因此可靠性评估单元18从可靠性数据库19中消除该障碍物的障碍物位置WO2,m、障碍物信息I2,m以及接收次数T2,m。此外,可靠性评估单元18增加可靠性数据库19的误检测数Ne。
可靠性评估单元18对所有发送障碍物信息到车辆V1的车辆V2执行上述处理,并对每个车辆V2更新存储在可靠性数据库19中的信息。
当存在两个或更多个发送障碍物信息到车辆V1的车辆V2时,障碍物信息判定单元17基于车辆V2的感测可靠性来判定是否能够使用从每个车辆V2接收到的障碍物信息。更具体地,障碍物信息判定单元17针对每个车辆V2从可靠性数据库19中重新获得总检测数Nd、误检测数Ne、未被检测数Nm和总误差Esum。然后,障碍物信息判定单元17根据以上示出的表达式(13)计算误检测率RateFP,根据以上示出的表达式(14)计算未被检测率RateTP,并根据以上示出的表达式(15)计算误差Epos。然后,障碍物信息判定单元17判定误检测率RateFP是否等于或小于阈值THe,未被检测率RateTP是否等于或小于阈值THm,以及误差Epos是否等于或小于阈值THE。阈值THe、阈值THm以及误差Epos通过试验等事先设定。
如果误检测率RateFP等于或小于阈值THe,未被检测率RateTP等于或小于阈值THm,而误差Epos等于或小于阈值THE,则障碍物信息判定单元17判定车辆V2的感测可靠性为高,并使用从车辆V2获取的障碍物信息。如果误检测率RateFP大于阈值THe,或者未被检测率RateTP大于阈值THm,或者误差Epos大于阈值THE,则障碍物信息判定单元17判定车辆V2的感测可靠性为低,并对车辆V2设定错误标记,并且不使用从车辆V2获取的障碍物信息。特别地,当未被检测率RateTP大于阈值THm(车辆V2的感测区域在车辆V1的视野外)时,障碍物信息判定单元17判定车辆V2不能感测到位于障碍物信息为车辆V1所需的区域中的障碍物,并对车辆V2设定未被检测标记。
警报、控制和显示设备14利用来自具有高感测可靠性的车辆V2(即,来自没有对其设定错误标记的车辆V2)的障碍物信息和本车辆V1所检测到的障碍物信息产生警报输出和显示输出以及执行干预控制。
误检测率RateFP、未被检测率RateTP和误差Epos可输出到警报、控制和显示设备14,且警报、控制和显示设备14可根据误检测率RateFP、未被检测率RateTP和误差Epos的大小产生警报输出和显示输出并执行干预控制。此外,作为上述可靠性判断标准的替代或补充,可提供其他标准,诸如传感器的总工作时间。
将参照图1、图13以及图14A和图14B对第三实施方式的道路状况检测系统的操作进行说明。与第一实施方式的道路状况检测系统相比,在第三实施方式的道路状况检测系统中,接收器10C执行附加处理,因此,将对该附加处理或操作进行详细描述。特别地,将参照图14A和图14B的流程图对接收器10C的可靠性评估单元18所执行的处理进行描述。图14A和图14B的流程图示出了图13的可靠性评估单元18的控制流程。该系统可包括一个或多个接收侧车辆V1的至少一个接收器10C和一个或多个发送侧车辆V2的至少一个发送器20C,接收器10C和发送器20C重复执行下面的操作。
在接收侧车辆V1的接收器10C中,障碍物检测传感器15以给定的时间间隔检测位于车辆V1附近的障碍物。如果存在障碍物,则接收器10C计算该障碍物相对于车辆V1的障碍物位置1P1,n,并获取障碍物信息I1,n。与此类似,在发送侧车辆V2的发送器20C中,障碍物检测传感器22以给定的时间间隔检测位于车辆V2附近的障碍物。如果存在障碍物,则发送器20C计算相对于车辆V2的障碍物位置2P2,m,并获取障碍物信息I2,m
在接收侧车辆V1的接收器10C中,通信设备11接收关于其他车辆V2以给定的时间间隔感测的障碍物的信息(障碍物位置WO2,m,障碍物信息I2,m)(S60)。对于信息被接收的每个障碍物,接收器10C判定可靠性数据库19是否含有关于所涉及的障碍物的障碍物信息I2,m(S61)。如果在步骤S61中判定在可靠性数据库19中不含有障碍物信息I2,m,则接收器10C将新检测的障碍物的障碍物位置WO2,m和障碍物信息I2,m存储到可靠性数据库19中(S62)。另一方面,如果在步骤S61中判定在可靠性数据库19中含有障碍物信息I2,m,则接收器10C更新所涉及的障碍物的障碍物位置WO2,m,并增加对该障碍物的接收次数T2,m(S63)。
在接下来的步骤中,接收器10C从本车辆V1在当前时刻t感测到的障碍物中选择位于指定区域1Rn附近并且没有在前一时刻t-1被检测到的障碍物的障碍物位置1P’1,n(S64)。然后,接收器10C将所选择的障碍物在相对坐标系上的障碍物位置1P’1,n转换为在绝对坐标系上的障碍物位置WP’1,n(S65)。
随后,接收器10C将1设定至i(S66)。然后,接收器10C判定其他车辆V2所感测到的障碍物是否包括任何的车辆V2所感测的障碍物位置WO2,m和本车辆V1所感测的障碍物位置WP’1,n之间的距离位于位置误差Perr内的障碍物(S67)。如果在步骤S67中判定其他车辆V2所感测到的障碍物不包括两点之间的距离d位于位置误差Perr内的障碍物,则接收器10C增加可靠性数据库19的未被检测数Nm,并完成对本车辆V1所感测到的障碍物的障碍物位置WP’1,n的处理(S68)。
如果在步骤S67中判定其他车辆V2所感测到的障碍物包括两点之间的距离d位于位置误差Perr内的一个或多个障碍物,则接收器10C从上述一个或多个障碍物中选择具有最小距离d的障碍物的障碍物位置WO2,mmin(S69)。然后,接收器10C从可靠性数据库19中消除具有最小距离d的障碍物的障碍物位置WO2,mmin、障碍物信息I2,mmin以及接收次数T2,mmin(S70)。此外,接收器10C将该最小距离d加到存储在可靠性数据库19中的总误差Esum中,并增加所检测到的障碍物的总数Nd(S71)。
然后,接收器10C判定i是否等于或小于本车辆V1所感测到的障碍物的数量Nobj(S72)。如果在步骤S72中判定i等于或小于障碍物的数量Nobj,则接收器10C对i加1,并前进到对本车辆所感测到的下一障碍物的障碍物位置WP’1,n+1的处理。
另一方面,如果在步骤S72中判定i大于障碍物的数量Nobj,则接收器10C判定可靠性数据库19是否含有任何的接收次数T2,m大于阈值THmax的障碍物(S73)。如果在步骤S73中判定可靠性数据库19含有接收次数T2,m大于阈值THmax的障碍物,则接收器10C从可靠性数据库19中消除该障碍物的障碍物位置WO2,m、障碍物信息I2,m和接收次数T2,m(S74),并增加存储在可靠性数据库19中的误检测数Ne(S75)。
如果在系统中存在两个或更多个车辆V2,则接收器10C对所有发送障碍物信息到车辆V1的车辆V2中的每一个都执行从步骤S60至S75的处理。
接下来,对于每个发送障碍物信息到车辆V1的车辆V2,接收器10C从可靠性数据库19中重新获取车辆V2的总检测数Nd、误检测数Ne、未被检测数Nm以及总误差Esum。然后,接收器10C从总检测数Nd、误检测数Ne、未被检测数Nm计算误检测率RateFP,从总检测数Nd和未被检测数Nm计算未被检测率RateTP,并从总检测数Nd和总误差Esum计算误差Epos
此外,接收器10C判定误检测率RateFP是否等于或小于阈值THe,未被检测率RateTP是否等于或小于阈值THm,以及误差Epos是否等于或小于阈值THE。如果误检测率RateFP等于或小于阈值THe,未被检测率等于或小于阈值THm,而误差Epos等于或小于阈值THE,则接收器10C判定车辆V2的感测可靠性为高。另一方面,如果误检测率RateFP大于阈值THe,或者未被检测率RateTP大于阈值THm,或者误差Epos大于阈值THE,则接收器10C判定车辆V2的感测可靠性为低,并对车辆V2设定错误标记。如果未被检测率RateTP大于阈值THm,则接收器10C对车辆V2设定未被检测标记。
然后,接收器10C基于从没有对其设定错误标记的车辆V2接收到的障碍物信息和本车辆V1所检测到的障碍物信息,以与第一实施方式基本相同的方式,产生警报输出和显示输出并执行干预控制。
除了与第一实施方式的道路状况检测系统所提供的效果相同的效果之外,第三实施方式的道路状况检测系统还提供了下面的效果。第三实施方式的道路状况检测系统通过使用自身(即,接收侧车辆V1)所感测到的障碍物信息来评估或评价发送侧车辆V2的感测可靠性,并且如果其可靠性低则舍弃来自车辆V2的障碍物信息。因此,该系统能够防止接收侧车辆采用来自发送侧车辆的错误的障碍物信息,并因此能够更稳健地操作。特别地,即使接收侧车辆V1和发送侧车辆V2同时感测到同一障碍物,第三实施方式的道路状况检测系统也能够评估或评价可靠性,从而确保评估可靠性时精度提高。
尽管上面示出了本发明的一些实施方式,但应当理解,本发明不限于这些实施方式的细节之处,而是可以各种其他形式来实施。
在所示实施方式的道路状况检测系统中,将关于诸如关于其他车辆(两轮车辆,四轮车辆)、自行车和行人的障碍物的信息作为关于道路状况的信息发送和接收,并且基于该障碍物信息执行警报输出和显示输出的产生以及干预控制。然而,关于道路状况的信息可包括关于车辆所行驶的道路或相邻道路的信息、或者关于各种道路相关状况——诸如在相关道路上或附近的物体的信息。例如,道路相关信息可包括关于诸如建筑物的道路附近静止物体(可以在图像上检测到的物体)或落在道路上的物体(可以在图像上检测到的物体)的信息,关于建筑或工作操作的信息,关于道路周围区域的天气情况的信息(可通过雨滴传感器或照度计来获取),交通拥堵信息(基于VICS或车速),以及关于道路标识、道路形状和路面的信息。还可以将诸如障碍物信息的道路状况信息提供给其他系统,诸如减震系统或乘员保护系统。
尽管接收器和发送器之间的通信在所示实施方式中为车-车间通信的形式,但本发明的系统可使用一个或多个车辆与路边设备(诸如监视摄像机或VICS的灯塔)、行人和/或自行车之间的通信。
在所示实施方式中,发送器设置成基于从接收器发送的指定区域来判定所要发送的障碍物信息。然而,发送器可包括用于获取其中障碍物信息能够由发送侧车辆检测出的发送侧感测区域和其中障碍物信息能够由接收侧车辆检测出的接收侧感测区域的装置,并可判定出关于包含在发送侧感测区域中但不包含在接收侧感测区域中的区域中的障碍物的障碍物信息作为所要发送的信息。在另一示例中,发送器可基于关于障碍物检测传感器所检测到的接收器的位置的信息来判定所要发送的信息。
在所示实施方式中,评价关于其他车辆所感测到的障碍物的信息的可靠性,并且当可靠性低时不使用所述其他车辆所感测的障碍物信息。然而,可分别评价本车辆所感测到的障碍物信息的可靠性和其他车辆所感测到的障碍物信息的可靠性,并且可使用具有较高可靠性的障碍物信息。
当关于障碍物信息被需要的指定区域的信息量(数据量)小于能够发送的最大信息量(数据量)时,所有信息都可发送。当关于指定区域的信息量超过能够发送的最大信息量时,可将本车辆的感测结果与从其他车辆发送的其他车辆的感测结果作比较,并且如果本车辆的感测结果具有较高的可靠性,则具有较低可靠性的其他车辆的感测结果可由本车辆的感测结果代替。通过这种方式,即使在存在大量发送感测信息的车辆的情况下,也能够保持通信数据量不变。为了执行该处理,发送器可设有管理要在信息发送判定单元和通信设备之间发送的数据量的处理单元。

Claims (12)

1.一种道路状况检测系统,其特征在于包括:
发送器,所述发送器设置在道路上的发送侧物体中,并且适于发送关于道路状况的信息;以及
接收器,所述接收器设置在道路上的接收侧物体中,并且适于接收关于道路状况的信息,
其中,所述发送器包括:用于获取关于所述发送侧物体的附近的信息的发送侧附近信息获取装置;用于从所述发送侧附近信息获取装置所获取的附近信息中判定所要发送的信息的发送信息判定装置;以及用于发送所述发送信息判定装置所判定的附近信息的发送装置;
所述接收器包括用于接收从所述发送器的所述发送装置发送的附近信息的接收装置。
2.如权利要求1所述的道路状况检测系统,其中,所述发送信息判定装置包括用于获取关于所述接收侧物体的信息的接收侧信息获取装置,并基于所述关于所述接收侧物体的信息判定所要发送的信息。
3.如权利要求2所述的道路状况检测系统,其中,所述接收侧信息获取装置获取基于所述发送侧附近信息获取装置所获取的附近信息计算出的所述关于所述接收侧物体的信息。
4.如权利要求2所述的道路状况检测系统,其中,所述发送信息判定装置基于所述发送侧附近信息获取装置所获取的附近信息和所述接收侧信息获取装置所确定的所述接收侧物体的位置来计算所述发送侧物体与所述接收侧物体之间的相对位置。
5.如权利要求2或3所述的道路状况检测系统,其中:
所述接收器包括区域请求发送装置,所述区域请求发送装置用于发送区域请求,所述区域请求指定信息被需要的区域;并且
所述接收侧信息获取装置从所述区域请求发送装置所发送的区域请求获取关于所述接收侧物体的信息。
6.如权利要求5所述的道路状况检测系统,其中,所述区域请求发送装置基于从所述发送信息判定装置所计算出的所述相对位置导出的所述接收侧物体的位置来指定所述信息被需要的区域。
7.如权利要求5或6所述的道路状况检测系统,其中,所述发送信息判定装置基于所指定的信息被需要的区域来判定所要发送的信息。
8.如权利要求1所述的道路状况检测系统,其中:
所述发送器包括:用于获取信息能够由所述发送器获取的第一区域的第一区域获取装置;以及用于获取信息能够由所述接收器获取的第二区域的第二区域获取装置;并且
所述发送信息判定装置判定关于包含在信息能够由所述发送器获取的所述第一区域中但不包含在信息能够由所述接收器获取的所述第二区域中的区域的附近信息,作为所要发送的信息。
9.如权利要求1至8中任一项所述的道路状况检测系统,其中:
所述接收器包括:用于获取关于所述接收侧物体的附近的信息的接收侧附近信息获取装置;可靠性获取装置,用于分别获取所述接收侧附近信息获取装置所获取的关于所述接收侧物体的附近的信息的可靠性和所述接收装置所接收的关于所述发送侧物体的附近的信息的可靠性;以及用于判定是否采用所述接收装置所接收的关于所述发送侧物体的附近的信息的接收信息判定装置;并且
所述接收信息判定装置将所述可靠性获取装置所获取的关于所述接收侧物体的附近的信息的可靠性与所述可靠性获取装置所获取的关于所述发送侧物体的附近的信息的可靠性作比较,并采用具有较高可靠性的附近信息。
10.如权利要求1至8中任一项所述的道路状况检测系统,其中:
所述接收器包括:用于获取关于所述接收侧物体的附近的信息的接收侧附近信息获取装置;以及用于判定是否采用所述接收器所接收的关于所述发送侧物体的附近的信息的接收信息判定装置;并且
如果包含在所述接收侧附近信息获取装置所获取的关于所述接收侧物体的附近的信息中的特定信息和包含在所述接收装置所接收的关于所述发送侧物体的附近的信息中的特定信息之间的差异度等于或大于阈值,则所述接收信息判定装置舍弃所述接收装置所接收的特定信息。
11.如权利要求2或3所述的道路状况检测系统,其中,关于所述接收侧物体的信息包括对信息为所述接收侧物体所需要的区域进行指定的区域请求。
12.如权利要求1至11中任一项所述的道路状况检测系统,其中,所述发送侧物体和所述接收侧物体两者均为车辆。
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