CN101727753B - 可设置的车辆停车时间的警报系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可设置的车辆停车时间的警报系统，提供了一种用于确定何时向车辆驾驶员发出涉及行进道路中即将到来的停车地点的警告警报的方法。接收从远程实体向车辆发射的无线消息。所述消息包括例如位置数据和影响车辆停止的其他数据的信息。获得涉及行进道路中即时车辆位置的GPS数据。确定车辆到达停车地点的行进时间。确定驾驶员是否已经开始制动。确定用于向驾驶员发出警报以对车辆减速的提前通知时段，提前通知时段包括行进时间加上预定反应时间加上可选择的驾驶员设置增量。如果提前通知时段小于行进时间并且驾驶员尚未开始制动，则向车辆驾驶员致动感观警报。

Description

可设置的车辆停车时间的警报系统

技术领域

实施例大体上涉及向车辆驾驶员警告车辆前方的停车条件。

背景技术

主动安全性和驾驶员辅助特征通常使用多个驾驶员警报形式的组合以及时地向驾驶员提供最佳且有效的警告。这种警告形式的时间在决定这些特征的有效性和使用者的接受度方面起重要作用。最佳警报时间是非常主观的并且随个人驾驶风格的不同而变化，因此，基于从人体因素研究获得的标准反应时间的警报不是在任何情况对每个驾驶员都有效的。

发明内容

本发明实施例的优点是允许驾驶员基于驾驶员的偏好和风格来设置警报时间。允许驾驶员调整警报时间以消除其主观断定的扰乱性(早的)警报或无效(晚的)警报。另一个优点是使用自动默认设定，该自动默认设定基于驾驶员情况和环境因素确定警报时间。

一实施例设想一种用于确定何时向车辆驾驶员发出警告警报的方法，所述警报涉及在行进道路中即将到来的停车地点。接收从远程实体向车辆发射的无线消息。该消息包括涉及行进道路中的停车地点的位置数据。获得涉及行进道路中的即时车辆位置的GPS数据。确定即时车辆速度。确定直到车辆到达停车地点的行进时间。确定驾驶员是否已经开始制动。确定提前通知时段以向驾驶员发出减速警报，该提前通知时段包括车辆行进时间加上预定反应时间加上可选择的驾驶员设置增量。如果提前通知时段小于车辆行进时间且驾驶员尚未开始制动，则致动对车辆驾驶员的感官警报。

一实施例设想一种用于警告车辆驾驶员在行进道路中的即将到来的停车地点的车辆警报系统。设置主车辆接收器以接收来自远程实体发射单元的无线消息。该消息包括涉及在所驾驶车辆的行进道路中的停车地点和车道位置的位置数据。GPS接收器确定在行进道路中的即时车辆位置。控制器响应于无线消息数据及车载车辆和GPS数据确定到达停车地点的行进时间。控制器响应于行进时间加上预定反应时间加上可选择的驾驶员设置增量来确定用于向驾驶员发出警报以开始对车辆减速的提前通知时段。如果提前通知时段小于车辆行驶时间且驾驶员尚未开始制动，则驾驶员车辆界面向车辆驾驶员致动感官警报。

附图说明

图1是根据本发明实施例的车辆警报系统的方框图。

图2是表示根据本发明实施例的车辆警报系统的图示。

图3是根据本发明实施例的警报和停车操作的时序图的图解说明。

图4是根据本发明实施例的可选择的驾驶员设置增量的示意图。

图5是根据本发明实施例的驾驶员设置增量的图解说明。

图6是根据本发明实施例的警报过程方法的流程图。

具体实施方式

图1是利用可选择的驾驶员设置增量的车辆警报系统10的方框图，车辆警报系统10允许驾驶员设置提前通知时段以警告车辆驾驶员开始对车辆减速(例如，制动)。系统10与基础设施-车辆(I2V)系统或车辆-车辆(V2V)系统配合使用。在I2V系统中，如图1所示，通信消息在基础设施12和车辆14之间传送。

基础设施12包括路边设备RSE16，路边设备RSE16与交通灯单元18通信。可替代地，也可以使用其他停车信号标志/指示，但是不限于停车标记标志、路轨交叉口标记标志、以及步行区标记标志。在V2V系统中，车辆可以传送涉及停止车辆位置的停车/碰撞警报消息。再参照图1示出的基础设施，RSE16包括路边应用处理器，用于处理涉及交叉口处停车条件的数据。这种数据可以包括，但是不限于：停车地点和/或直到交通灯信号变成停车条件的剩余时间(例如，变成红灯的时间)。RSE16与交通灯单元18和交通信号控制器20通信，用于确定交通信号单元改变信号的时间长度并用于控制与车辆12的通信。基础设施12还包括无线通信无线电设备22，无线通信无线电设备22包括，但不限于：专用短程通信(DSRC)无线电设备、WiFi或WiMaX，该无线通信无线电设备22耦合到RSE处理器16用于向车辆12发射无线数据消息，该无线数据消息包括关于停车地点的信息。应该理解，可以在一条或多条无线数据消息中发射该数据。RSE处理器16还可以包括从成像或地图数据库存储装置获得的交叉口地图数据，用于在无线数据消息中提供进一步的细节，例如交叉口车道几何形状、道路坡度、接近交通灯单元18的车辆和在交通灯单元18处的停车地点(例如，交叉口停车标志)之间的距离。对于要求较高位置精度(例如，车辆车道级定位)的交叉口，RSE处理器16还可以包括GPS增强模块(augmentationmodule)19，用于提供增强信息(例如局部GPS校正)，该信息在无线数据消息中提供了交通灯单元18处的进一步细节。如有必要，RSE处理器16也可以在无线数据消息中包括交通灯单元18处的局部天气信息。

车辆14包括控制器24，控制器24用于处理接收到的由RSE16广播的数据消息。由RSE16广播的数据消息经由车内无线通信无线电设备26接收。

控制器24也耦合到用于接收GPS数据的GPS接收器28，以确定车辆的全球定位。控制器24可以与其他装置通信，所述其他装置检测或帮助确定影响车辆停车的环境条件。控制器24还可以与一个或多个车辆子系统通信，例如制动控制模块，用于确定车辆的速度或加速度。控制器24处理数据消息、GPS数据和车辆速度/加速度并确定是否可能发生潜在的交通信号或停车信号违规。相应地通过驾驶员车辆界面29将驾驶员警报提供给驾驶员。用于警告驾驶员即将到来的停车地点的驾驶员警报可以包括，但不限于：听觉信号、视觉信号、触觉信号或其他车辆控制动作(例如，自动制动以避免迫近的交叉口碰撞)。例如，视觉警报可以包括在驾驶员车辆界面显示器上的图形显示图标。该图形显示可以是前方停车条件的图片(例如，停车标记、交通灯或显示停车车辆/碰撞的目标警报)。可替代地，视觉警报可以平视显示显示在挡风玻璃上。听觉警报可以包括任何类型的声音，包括：铃声、嗡嗡声或声音警报。基于触觉的触觉信号可以通过但不限于这些方法发射：通过方向盘的感觉或通过车座的振动。

应该理解，用于确定何时发出警报的车辆系统可以是独立的模块或可以与已有的自动巡航控制车头间距设置控制(automatedcruise control headway configuration control)结合。

图2示出了表示在相应交叉口的基础设施12与车辆14之间的通信的图解。转弯交通灯单元18设置在交叉口，用于可视地向车辆驾驶员发出在交叉口的停车-小心-前行情况的信号。

RSE16与交通灯单元18通信，用于确定在交叉口的停车-前行情况。无线通信无线电设备26耦合至交通灯单元18或其他附近的建筑物，并且与RSE16通信以向车辆14广播关于交叉口处停车条件的信息。

图3示出了警报系统的时序图的图解说明。在时间块30，执行交叉口识别，交叉口识别包括识别在行进道路中具有停车条件的交叉口。可以使用交叉口参考信息和由GPS接收器接收的GPS数据来确定交叉口识别。

在块31中，将几何交叉口地图描述(GID)加载到车辆控制器中，这有助于识别交叉口的地理布局。即，交叉口可以具有三条通向交叉口的车道，直通车道，左转车道和右转车道。鉴于每条车道上交通灯信号变红的时间会不相同，则依据车辆所行进的车道确定是否应该提供相应的警报。GID可以从基础设施实时接收或者通过从较早的车辆-基础设施相遇事件被下载而已经存在于车辆控制器中。

在块32中，执行车道匹配。车辆被映射到相应的车道和车辆行进的信号通道上。行进车道的识别有助于确定：在特定车道变成红灯时，在该特定车道中接近交叉口的车辆是否会违反交通信号。

在块33，执行车道违规评估。基于速度和加速度(即，负加速度和正加速度)及距交叉口的距离的违反停车信号的征兆被用于确定是否应向车辆驾驶员提供警报。即，对于以一即时车辆速度行进的且基于该速度和距停车地点的距离(例如，从停车地点到即时车辆位置)没有减速迹象的车辆，做出是否应发出警报的决定。应该注意到，这种决定视是否会出现停车信号违规而定。如果交叉口包括交通灯信号，那么由RSE基础设施向车辆传送信息，以提供关于交通灯信号当前所处状态和信号将变红情况的详细信息。这允许车辆控制器确定车辆是否可以以当前速度行进通过交叉口而不会发生信号违规或者车辆是否会违反交通信号。

在块34，响应于块33中车辆将违反交通信号的确定，确定向驾驶员发出警报的提前通知时段。用于警告驾驶员的时间包括驾驶员的标准反应时间和警报窗口时间，其中警报窗口时间基于驾驶员对于接收警报的偏好而是个性化的。最小停车距离由下面的公式确定： $d_{\mathrm{stop}\_\mathrm{warn}\_\min }=d_{\mathrm{reaction}}+d_{\mathrm{braking}}=v*t_{\mathrm{react}}+\frac{v^2}{2*a},---\left(1\right)$ 其中d_reaction是在对警报做出反应而向车辆施加制动之前车辆将行进的距离，而d_braking是基于施加给车辆的当前速度和减速度在车辆停止前车辆将行进的距离。

基于以上公式，可以确定最小警报时间。最小警报时间可以定义为向驾驶员发出警报的最晚时间，目的是为了以最大可允许制动来停车。最小警报时间可以由下面的公式表示： $t_{\mathrm{warn}\_\mathrm{latest}}=t_{\mathrm{react}}+\frac{v}{2*a},---\left(2\right)$ 其中t_react为通过人体因素研究确定的驾驶员对警报做出反应以施加车辆制动的标准时间，v为车辆的速度，a为车辆的加速度。

车辆驾驶员可以修改如上所述的警报时间以提供更加提前的关于车辆前方停车条件的警报。因为不同的驾驶员对交通信号警报的反应不同，所以车辆驾驶员可以设置警报使得警报被附加额外的时间以允许驾驶员有额外的时间作出反应。给如上所讨论的最晚警报时间增加警报时间的公式由下面的公式表示： $t_{\mathrm{warn}\_\mathrm{earliest}}=t_{\mathrm{warn}\_\mathrm{window}}+t_{\mathrm{react}}+\frac{v}{2*a},---\left(3\right)$ 其中t_{warn_window}为加入到最小时间中的额外警报时间以向驾驶员警报即将到来的停车条件。

在图4所示的实施例中，向驾驶员提供了多个设定，使得驾驶员可以根据驾驶员的偏好设置警报，用于提供附加的时间从而以早于最小时间警报提供的时间来警报驾驶员。如图4示出的显示是用于示意目的，并且可以以任何形式向驾驶员显示，例如图5所示的人机界面图形图标。如图4所示的设定的数字仅用于示例性目的，并且应该了解设定的数字可以比示出的大或小。每个驾驶员可设置的设定都对应于具有预定量的额外警报窗口时间。例如，初始设定可以具有0秒的警报窗口时间。因此，警报驾驶员的时间中将不会包含额外的警报时间，并且警报驾驶员的时间将等于等式(2)的结果。在初始设定为0后的每次设定都以预定量(例如，250ms)增加。可以通过如下公式确定额外警报时间：t_{warning_window}＝r*T，    (4)其中r为由驾驶员选择的设定数字，而T为预定时间因素(例如，250ms)。基于等式(4)，如果预定时间因素是250ms，并且如果驾驶员选择2作为设定数字，那么等式(3)中的附加警报时间是500ms时间。

车辆驾驶员可以选择自动设定或者如果车辆驾驶员未能选择警报窗口设定，那么警报设定将默认为自动警报。例如，自动警报设定可以是具有基于各种因素的自动在线适应(automatic onlineadaptation)的中级警报。其中的一些因素包括，但不限于：环境因素，例如降雨、结冰、弱环境光照度以及道路坡度。另外，可以包括警报/违规历史因素，涉及在过去的时间窗口或过去的距离(例如，最后25英里)内的大量相关警报(N_war)和制动事件。自动警报设定可以由下面的公式确定：t_{warn_window}＝r_auto+(K_rain+K_ice+K_light+K_road-K_war*N_war)*T，    (5)其中r_auto为默认的驾驶员可选择设定，以及K_rain是降雨的权重因子，K_ice是结冰的权重因子，K_light是环境光线条件的权重因子，K_road是道路坡度条件的权重因子，K_war是驾驶行为的权重因子。N_war是在过去的时间窗口内的警报-制动事件的数量，T是预定时间常数。该时间窗口的长度由人体因素研究和/或经验驾驶数据来确定。也可以代替使用合适的驾驶距离以确定警报-制动事件的数量。

图6示出了用于向驾驶员提供在车辆前方即将到来的停车地点的警报的方法的流程图。在步骤40中，执行交叉口识别，该交叉口识别涉及识别具有停车信号或在相应的停车地点具有类似停车条件的交叉口。停车信号的实例包括交通灯信号、停车标记、以及停止车辆/碰撞。交通灯或停车标记的停车地点被指定为交叉口所在道路中的线路标志。停止车辆或碰撞为如V2V消息中所提供的停止车辆的位置。根据需要进一步确定交叉口类型例如铁轨道路交叉口、步行区交叉口、车流量大、事故多发交叉口，当这些信息可以得到的时候。

在步骤41中，确定是否识别出具有停车信号或者类似停车条件。如果识别没有相应的交叉口，那么返回步骤40以继续监测即将到来的交叉口。如果识别出具有停车信号或者类似停车条件的交叉口，那么例程进行至步骤42。

在步骤42中，针对相应的交叉口加载GID数据。在步骤43中，执行车道匹配以使车辆与如在GID数据中示出的相应车道相匹配。对车辆行进车道的识别有助于确定在特定车道中接近交叉口的车辆是否将违反该特定车道的交通信号停车条件(例如，变成红灯的时间)。

在步骤44中，评估交通信号违规。这包括基于车辆速度、加速度、制动情况和距停车地点的距离来评估车辆是否会违反停车条件。

在步骤45中，确定是否会有潜在的交通信号违规。如果确定没有违规，那么返回步骤40。如果确定有潜在的交通信号违规，那么例程进行至步骤46。

在步骤46中，确定警报设定是否被设定成自动默认设定。如果自动默认设定没有被启动，那么例程前进至步骤49。

在步骤49中，车辆内的控制器确定驾驶员选定的警报设定。基于驾驶员选定的警报设定，通过将设定数字与预定时间阈值相乘来确定额外警报窗口时间。

在步骤51中，通过将额外警报时间(如在步骤49中确定的)和最小警报时间相加来选择提前警报时段(即，总警报时间)。在步骤52中，当车辆距离停车地点所需时间等于总警报时间时，向车辆的驾驶员警报即将到来的停车地点。

在步骤46中，如果确定警报设定被设定成自动默认设定，那么例程进行至步骤47。在步骤47中，确定是否存在可能影响车辆减速的任何环境因素，所述环境因素包括，但不限于：降雨、结冰、低环境光照度和道路坡度。还确定是否应考虑驾驶行为因素，以降低对扰乱性(太早的)警告的灵敏度。如果在步骤46中确定上述环境因素都不存在，那么例程进行至步骤50。

在步骤50中，确定额外警报时间。通过将默认自动设定#与预定时间阈值相乘来确定额外警报时间。例程进行至步骤51，使用在步骤50中得到的额外警报时间来确定总警报时间。

如果在步骤47中确定存在环境因素，那么例程前进至步骤48。在步骤48中，通过在等式5中描述的公式确定额外警报时间。例程随后进行至步骤51以使用在步骤48中得到的额外警报时间确定总警报时间。

在步骤52中，当车辆距离停车地点的时间等于总警报时间时，致动驾驶员警告以警报驾驶员即将到来的停车地点。

尽管详细描述了本发明的某些实施例，但是熟知本发明所涉及的领域的人员会认识到用于实施如所附权利要求限定的本发明的各种可替代设计和实施例。

Claims (21)

1.一种用于确定何时向车辆驾驶员发出涉及在行进道路中即将到来的停车地点的警报的方法，所述方法包括如下步骤：

接收从远程实体发射到所述车辆的无线消息，该消息包括涉及所述行进道路中所述停车地点的位置数据；

获得涉及所述行进道路中即时车辆位置的GPS数据；

确定即时车辆速度；

确定直到所述车辆到达所述停车地点的行进时间；

检测驾驶员是否已经开始制动；

确定用于向驾驶员发出警报以使车辆减速的提前通知时段，该提前通知时段包括所述行进时间加上预定的反应时间加上可选择的驾驶员设置增量；以及

如果所述提前通知时段小于所述行进时间并且驾驶员尚未开始制动，则向所述车辆驾驶员致动感观警报，

其中所述提前通知时段由以下公式表示：

$t_{\mathrm{warning}\_\mathrm{earliest}}=t_{\mathrm{warn}\_\mathrm{window}}+t_{\mathrm{react}}+\frac{v}{2*a}$

其中t_{warn_window}为加到提前时间的附加时间用于警告驾驶员，t_react为驾驶员对警报信号做出反应并且开始对车辆减速的动作的通常反应时间；v为所述车辆的车辆速度，以及a为所述车辆的减速度的平均值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述提前通知时段还包括对应于环境条件和驾驶行为的增量。

3.根据权利要求1所述的方法，其中由所述远程实体发射的所述消息作为基础设施-车辆通信被发射。

4.根据权利要求1所述的方法，其中由所述远程实体发射的所述消息作为车辆-车辆通信被发射。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述消息包括涉及停车标记车道标志的数据。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述消息包括涉及交通灯车道标志的数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述消息还包括涉及所述交通灯变成红灯的时间的数据。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述消息包括涉及轨道交叉口标记标志的数据。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述可选择的驾驶员设置增量包括多个设定，每个所述设定都增加对于驾驶员的提前警报时段。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述多个设定包括自动默认设定，该自动默认设定利用环境因素和驾驶行为因素来确定加到所述提前通知时段的增量。

11.根据权利要求8所述的方法，其中所述可选择的驾驶员设置增量在驾驶员没有进行选择的情况下设定成自动默认设定。

12.根据权利要求1所述的方法，其中加到提前时间的所述可选择的驾驶员设置增量t_{warn_window}由如下公式确定：

t_{warn_window}＝r*T

其中r为驾驶员可选择设定的驾驶员数字，T为预定时间常数。

13.根据权利要求1所述的方法，其中当启动自动默认设定时，基于环境因素和驾驶行为因素的加入到所述提前时间的所述增量t_{warn_window}由如下公式确定：

t_{warn_window}＝r_auto+(K_rain+K_ice+K_light+K_road-K_war*N_war)*T

其中r_auto为默认驾驶员可选择的设定，以及K_rain是降雨的权重因子，K_ice是结冰的权重因子，K_light是环境光照条件的权重因子，K_road是道路坡度条件的权重因子，K_war是驾驶行为的权重因子，N_war是在过去时间窗口内警报-制动事件的数量，T是预定时间常数。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述提前通知时段基于使所述车辆在停车灯信号车道标志处停止。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述提前通知时段基于使所述车辆在停车信号标志处停止。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述提前通知时段基于使所述车辆在所述车辆前方的停止车辆处停止。

17.一种用于警告车辆驾驶员在行进道路中即将到来的停车地点的车辆警报系统，所述系统包括：

主车辆接收器，该主车辆接收器用于从远程实体发射单元接收远程无线消息，所述远程实体发射单元用于发射所述无线消息，所述无线消息包括涉及在所驾驶车辆的行进道路中的停车地点的位置数据；

GPS接收器，该GPS接收器用于确定在所述行进道路中的即时车辆位置；

控制器，该控制器用于响应于所述远程无线消息数据和车内GPS确定要到达所述停车地点的行进时间，所述控制器响应于行进时间加上预定反应时间加上可选择的驾驶员设置增量确定向驾驶员发出警报以开始车辆减速的提前通知时段；以及

驾驶员车辆界面，该驾驶员车辆界面用于向所述车辆驾驶员致动感观警报，如果提前通知时段小于所述行进时间且驾驶员尚未开始制动的话，

其中所述提前通知时段由以下公式表示：

$t_{\mathrm{warning}\_\mathrm{earliest}}=t_{\mathrm{warn}\_\mathrm{window}}+t_{\mathrm{react}}+\frac{v}{2*a}$

其中t_{warn_window}为加到提前时间的附加时间用于警告驾驶员，t_react为驾驶员对警报信号做出反应并且开始对车辆减速的动作的通常反应时间；v为所述车辆的车辆速度，以及a为所述车辆的减速度的平均值。

18.根据权利要求17所述的车辆警报系统，其中所述无线消息还包括涉及车道和交叉口几何数据、天气信息、道路坡度和道路条件数据、工作区域信息、交通数据或事故风险信息的数据。

19.根据权利要求17所述的车辆警报系统，其中用于确定行进时间的所述控制器集成为自动巡航控制设置单元的一部分。

20.根据权利要求17所述的车辆警报系统，其中所述远程实体发射器包括基于车辆的发射器。

21.根据权利要求17所述的车辆警报系统，其中所述远程实体发射器包括基于路边设备基础设施的发射器。

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