CN102765356A

CN102765356A - 车辆周边状况识别装置及方法

Info

Publication number: CN102765356A
Application number: CN2012101170532A
Authority: CN
Inventors: 黄德奎
Original assignee: Hyundai Mobis Co Ltd
Current assignee: Hyundai Mobis Co Ltd
Priority date: 2011-05-02
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2032-04-20
Also published as: KR20120123899A; CN102765356B

Abstract

本发明涉及车辆周边状况识别装置及方法，可以利用已知的车载传感器技术和新应用的频谱感知技术，通过车辆通信共享利用车辆或者基础设施获得的周边状况信息，从而扩大对象车辆对周边状况的识别范围，同时提高识别性能。根据本发明，可以扩大车辆对周边状况的识别范围，提高识别性能，而且对周边状况的识别信息扩大，便于向驾驶员发出危险状况告警信息而引导驾驶员安全行驶。

Description

车辆周边状况识别装置及方法

技术领域

本发明涉及周边状况识别装置及方法，具体是用于提高车辆周边状况识别性能的装置及方法。

背景技术

如图1所示，之前汽车驾驶员识别车辆的周边状况，主要依赖于车载传感器技术。但利用车载摄像头和激光传感器识别车辆周边状况的技术，其检测范围小，还要使用高性能车载传感器而存在传感器价格上升幅度高，性能却跟不上，而且由于传感器的装载位置，识别性能偏差严重等缺陷。

就是说，依赖车载传感器技术，对于车辆的周边识别范围，存在一定的局限性，而且至今尚未实施车载传感器技术和车辆通信技术相结合的技术方面研究，尚未提出利用无线通信技术之一即IEEE 802.11频谱感知(Spectrum Sensing)和认知无线电通信（CR, Cognitive）的车辆周边状况识别技术。

发明内容

鉴于所述问题，本发明的目的在于，提供一种利用现有车载传感器以及频谱感知技术，通过车辆通信共享利用车辆或基础设施获得的周边状况信息，扩大目标车辆对周边状况的识别范围，同时提高识别性能的车辆周边状况识别装置及方法。

为达到所述目的，本发明一方面涉及车辆周边状况识别装置，该装置包括：传感器，感知位于感知范围内的物体；频谱感知部，感知位于所述车辆频谱感知半径内的物体；通信部，从其它车辆或者通信基础设施接收通过所述传感器或所述频谱感知部无法感知的物体的信息；识别部，从所接收物体信息和所感知物体信息中，至少根据其中之一信息，识别所述车辆周边状况。

本发明另一方面涉及车辆周边状况识别方法，其实施步骤包括：感知位于车辆感知范围内物体的阶段；感知位于所述车辆频谱感知半径内物体的阶段；从其它车辆或者通信基础设施接收无法感知的物体信息的阶段；从所接收的物体的信息和所感知的物体信息中，至少根据其中之一信息，识别所述车辆周边状况的阶段。

依照本发明，其有益效果在于：

可以扩大对车辆周边状况的识别范围，同时提高识别性能；

扩大对周边状况的识别信息范围，告知驾驶员危险状况而有效引导驾驶员安全驾驶；

通过频谱感知识别行人信息，不需单独进行获得行人信息所需的设置，不需追加设置识别周边状况所需的收发器；

作为基础设施端，除现有UTIS车辆路边基站之外，还可以使用无线通信基站而既经济又环保；

频谱感知技术为IEEE 802.11的技术，车辆通信技术也基于IEEE 802.11的IEEE 802.11p为标准而效率极高。

附图说明

图1是传统技术说明图；

图2是传统的谱配置说明图；

图3是本发明一实施例的车辆周边状况识别装置结构说明图；

图4和图5是本发明一实施例的车辆周边状况识别装置的示例说明图；

图6是本发明一实施例的车辆周边状况识别方法的流程说明图。

附图标记说明

110 : 传感器 120 : 频谱感知部

130 : 通信部 140 : 识别部

150 : 显示部 160 : 车辆控制部。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，本实施例只是完全公开本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另一方面，本发明中使用的术语仅用以说明实施例，并不是对本发明进行限制。本说明书中的单数形式，在文句中没有特别提示的前提下，也包含复数形式。说明书中使用的“包括（comprises）”或者“包括的(comprising)”不排除所涉及的构件、步骤、动作以及/或元件以外的一个以上的其它构件、步骤、动作以及/或元件的存在或者补充。

目前的第二代车辆通信技术是通过车辆通信共享信息的方法，向驾驶员提供信息，或者用于车辆控制。

本发明是利用车载传感器技术、认知无线电通信以及车辆通信技术，提高对车辆周边状况的识别性能。频谱感知技术作为认知无线电通信技术之一，是IEEE 802.11的标准技术。

下面简单叙述认知无线电通信（CR, Cognitive Radio）和通过频谱感知的认知无线电通信(Spectrum Cognitive Radio)。首先，认知无线电通信是，随着无线通信的发达，为应对有限的频率资源日益枯竭的问题，为最大限度地扩大无线频率资源效率，重新应用特定带宽中带宽分配以用户为主形成而从时间、空间、地域上产生的闲置频率而开发的技术，如IEEE 802.11和IEEE 802.22标准化等。[802.22 - WRAN(Wireless Regional Area Network), 802.11 – Radar频率]。

通过频谱感知的认知无线电通信是，其谱配置如图2所示，将该频带先分配给主用户(Primary User)，然后将主用户未使用的频带分配给次要用户（Secondary User）使用。次要用户可以通过频谱感知，查找主用户不使用的频率（Spectrum Hole）加以使用，而且可以不断地通过频谱感知，一直使用该频率，直到主用户使用为止。

下面结合图3至图5，对本发明一实施例的车辆周边状况识别装置进行说明。图3是本发明一实施例的车辆周边状况识别装置的结构说明图，图4和图5是本发明一实施例的车辆周边状况识别装置的示例说明图。

如图3所示，本发明的车辆周边状况识别装置包括：传感器110、频谱感知部120、通信部130以及识别部140。

传感器110装载于车辆上，感知位于车辆感知范围的物体。

频谱感知部120是感知位于车辆可频谱感知范围内的物体。

通信部130接收可直接通信的车辆状况信息，或者从其它车辆或通信基础设施接收通过传感器110或者频谱感知部120感知不到的物体的信息。

识别部140是从所接收的物体信息和所检测的物体信息中，至少根据其中之一信息，识别车辆的周边状况。

例如，识别部140，需要利用通过传感器110或者频谱感知部120感知不到的物体的信息，识别车辆周边状况时，先确认能否与其它车辆和基础设施之一进行通信，确认结果，至少可以与其中之一进行通信，则通过通信部130接收其中之一感知的物体信息。

就是说，识别部140接到驾驶员对周边状况的识别范围扩大请求，或者根据所设置移动路径信息，判断行驶区段属于偶发事故区段时，首先确认能否与其它车辆和基础设施之一进行通信，以便接收为驾驶员安全运行而感知不到的物体的信息，确认结果，至少可以与其中之一进行通信时，通过通信部130请求接收至少其中之一感知的物体信息。

基础设施可以使用车辆终端路边基站、无线通信基站等，通过车辆与基础设施之间的通信（V2I）和频谱感知，感知位于自己可识别半径内的物体，并收到与自己有通信可能的车辆对所感知物体信息的传送请求时，向该车辆传送所检测物体信息。

其它车辆感知位于自己感知范围内的物体，以及感知位于频谱感知半径内的物体，并收到与自己有通信可能的车辆对所感知物体信息的传送请求时，向该车辆传送所感知物体信息。

如上所述，本发明可以通过频谱感知技术，检测使用蜂窝通信以及各种无线通信业务的行人和车辆，通过车辆通信[V2X = V2I (车辆与基础设施之间通信) + V2V (车辆之间通信)]，共享周边状况识别信息而扩大识别范围，同时提高识别性能，通过频谱感知，即持续监测次要用户是否利用主用户的频率，用于识别车辆周边状况而将所获信息通过车辆通信进行共享。

下面结合图4，对本发明运行原理详细进行说明。

如图4所示，本车是装载本发明并获得信息的主体，A车装载本发明，位于本车的近距离处，是本车可以从通过传感器110感知的信息和通过频谱感知部120频谱感知的信息以及利用通过通信部130的车辆通信（V2V, 本车和车A车之间通信）获得的信息中，至少根据其中之一信息进行识别的车辆。

B车装载本发明，位于本车的远距离处，因此本车无法从通过传感器110感知的信息、通过频谱感知部120频谱感知的信息以及利用通过通信部130的车辆通信（V2V, 本车和A车之间通信）获得的信息中，至少根据其中之一信息进行识别。但位于A车的近距离处，因此从A车可以通过传感器110感知的信息以及通过频谱感知部120频谱感知的信息以及利用通过通信部130的车辆之间通信（V2V, A车和B车之间通信）获得的信息中，至少根据其中之一信息进行识别。而且又位于基础设施的近距离处，因此基础设施可以通过车辆与基础设施之间通信(V2I， B车与基础设施之间通信)获得的信息，以及频谱感知的信息中，至少根据其中之一信息进行识别。

行人A在本车的近距离处，本车可以根据频谱感知的信息进行识别（本车和行人A之间不一定直接进行通信）。

行人B在本车远距离处，本车无法根据频谱感知的信息进行识别，但在基础设施的近距离处，因此基础设施可以根据频谱感知信息对行人B进行识别（基础设施与行人B之间不一定直接进行通信）。

本车是通过传感器110感知在近距离处的车辆即近距离车辆（A车），通过频谱感知部120实施频谱感知，通过通信部130利用车辆之间通信（V2V, 本车与A车之间通信）获得信息，并从感知的信息和传感的信息以及获得的信息中，至少根据其中之一信息，识别近距离车辆。对于在自己近距离处的行人即近距离行人（行人A），通过频谱感知部120实施频谱感知，根据频谱感知信息，识别近距离行人。

本车可以通过车辆与基础设施之间通信(V2I, 本车与基础设施之间通信)，从基础设施接收基础设施通过远距离车辆与基础设施之间通信（V2I, B车与基础设施之间通信）以及频谱感知识别的信息而识别在远距离处的车辆即远距离车辆（B车），也可以通过车辆之间通信（V2V, 本车与A车之间通信），从A车接收A车通过车载传感器、频谱感知以及车辆通信（V2V和V2I）识别的信息而识别远距离车辆（B车），并通过车辆与基础设施之间通信（V2I, 本车与基础设施之间通信），从基础设施接收基础设施通过频谱感知识别的信息而识别在远距离处的行人即远距离行人（行人B）。

如上所述，本发明是通过频谱感知和现有装载传感器之间的连接，提高车辆的周边状况识别性能（提高A车的检测性能），通过频谱感知技术和车辆之间通信[车辆之间通信(V2V)和车辆与基础设施之间通信(V2I)]的结合，扩大车辆对周边状况的识别范围（识别B车），可以通过频谱感知，不需相互之间的通信，也可以扩大车辆识别对象（识别行人A、行人B等），也可以通过连接从人工卫星以及GPS获得的信息，设计出更多不同的系统（如图5所示，可以通过各种车辆通信共享信息）。

以上结合图3至图5，对本发明一实施例的车辆周边状况识别状况进行了说明，下面结合图6，对本发明一实施例的车辆周边状况识别方法进行说明。图6是本发明一实施例的车辆周边状况识别方法的流程示意图。

如图6所示，先判断是否需要识别远距离信息（S600）。例如，收到驾驶员的请求，或者根据所设置的移动路径信息判断行驶区段为偶发事故区段，则判断是否需要识别远距离信息。

判断结果，不需要识别远距离信息时，获得近距离信息（S610）。例如，通过车载传感器110、利用频谱感知部120的频谱感知以及通过通信部130的车辆之间通信感知物体，即获得近距离信息。

但判断结果，需要识别远距离信息时，判断能否与基础设施进行通信S620，如果可以与基础设施进行通信，则从基础设施接收基础设施通过车辆与基础设施之间通信以及频谱感知传感的物体的信息即远距离信息（S630）。

此外，判断能否与其它车辆进行通信（S6410），如果可以与其它车辆进行通信，则从其它车辆接收通过其它车辆的车载传感器、频谱感知以及车辆通信感知的物体的信息即远距离信息（S650）。

然后根据所获得的近距离信息，以及接收的远距离信息，识别车辆的周边状况（S660）。

根据车辆周边状况识别的结果，判断状况危险时，通过显示部150告知驾驶员危险状况，以便驾驶员应对危险，或者向车辆控制部160传递危险信息，以便车辆从危险状况中脱离。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例和附图对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所述的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例所述技术方案的范围。

Claims

1.一种车辆周边状况识别装置，其特征在于，包括：

传感器，感知位于车辆感知范围内的物体；

频谱感知部，感知位于所述车辆可频谱感知半径内的物体；

通信部，从其它车辆或者通信基础设施接收通过所述传感器或者所述频谱感知部无法感知的物体的信息；以及

识别部，从所接收的物体信息以及所感知的物体信息中，至少根据其中之一信息，识别所述车辆周边状况。

2.根据权利要求1所述的车辆周边状况识别装置，其特征在于，

所述识别部需要利用所述传感器或者所述频谱感知部无法感知的物体的信息，识别所述车辆周边状况时，首先确认能否与所述其它车辆和所述基础设施之一进行通信，确认结果，至少可以与其中之一进行通信时，则可通过所述通信部，接收至少利用其中之一感知的所述物体的信息。

3.根据权利要求1所述的车辆周边状况识别装置，其特征在于，

所述基础设施是利用车辆与基础设施之间通信和频谱感知，感知位于自己可识别半径内的物体，并将所感知物体信息发送给可以与自己进行通信的车辆；

所述其它车辆感知位于自己感知范围内的物体，并将感知位于车辆通信以及可频谱感知半径内的物体，从而将所感知物体信息发送给可与自己通信的车辆。

4.一种车辆周边状况识别方法，其特征在于，其实施步骤包括：

感知位于车辆可感知范围内物体的阶段；

感知位于所述车辆可频谱感知半径内物体的阶段；

从其它车辆或者通信基础设施接收无法感知的物体的信息；以及

从所接收物体信息和所感知物体信息中，至少根据其中之一信息，识别所述车辆周边状况。

5.根据权利要求4所述的车辆周边状况识别方法，其特征在于，所述信息接收步骤包括：

需要利用无法感知的物体信息，识别所述车辆周边状况时，先确认能否与所述其它车辆和所述基础设施之一进行通信的阶段；以及

确认结果，至少可以与其中之一进行通信，则接收至少通过其中之一感知的所述物体信息的阶段。

6.根据权利要求4所述的车辆周边状况识别方法，其特征在于，所述识别阶段，如根据对所述车辆周边状况的识别结果，判断状况危险，则至少包括以下步骤中的一种步骤，即：告知驾驶员所述危险状况，以便驾驶员应对危险的阶段；

向车辆控制部传递危险信息，以便所述车辆脱离所述危险状况的阶段。