CN104118432A - 车用碰撞缓解设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于缓解在碰撞时对车辆的损坏的碰撞缓解设备，碰撞缓解设备安装在该车辆上，碰撞缓解设备包括操作控制单元，操作控制单元检测存在于车辆附近的碰撞体，将表示在车辆与碰撞体之间的碰撞之前剩余的时间的碰撞时间与对启动用于避免碰撞的控制的时机进行设定所依据的操作参考时间进行比较，并且使安装在车辆上的碰撞缓解装置根据比较结果启动操作。碰撞缓解设备还包括碰撞概率计算单元，碰撞概率计算单元计算车辆与碰撞体之间的碰撞概率；以及参考时间设定单元，参考时间设定单元根据碰撞概率设定操作参考时间。

Description

车用碰撞缓解设备
技术领域
本发明涉及一种车用碰撞缓解设备，用于缓解由于车辆与路上的物体的碰撞所引起的对车辆的损坏。
背景技术
已知一种车用碰撞缓解设备，其构造成根据碰撞概率改变制动操作的持续时间。例如，涉及日本专利申请特开No.2008-308036。
但是，此碰撞缓解设备存在如下问题：其不能处理用于碰撞缓解的控制必须较早或较晚启动的情形，因为尽管能够改变制动操作的持续时间，但是，启动用于碰撞缓解的控制的时机是固定的。
发明内容
根据示例性实施方式，提供了一种碰撞缓解装设备，其用于缓解在碰撞时对车辆的损坏，该碰撞缓解设备安装在车辆上，碰撞缓解设备包括：
操作控制单元，该操作控制单元检测存在于车辆附近的碰撞体，在表示在车辆与碰撞体之间的碰撞之前剩余的时间的碰撞时间与对启动用于避免碰撞的控制的时机进行设定所依据的操作参考时间之间进行比较，并且根据比较的结果使安装在车辆上的碰撞缓解装置启动操作；
碰撞概率计算单元，该碰撞概率计算单元计算车辆与碰撞体之间的碰撞概率；以及
参考时间设定单元，该参考时间设定单元根据碰撞概率设定操作参考时间。
根据示例性实施方式，提供了碰撞缓解装置，其能够根据碰撞概率适当地设定启动用于避免碰撞的控制的时机。
从包括附图和权利要求的以下描述中，本发明的其他优势和特征将变得显而易见。
附图说明
在附图中：
图1为示意性示出了包括根据本发明的实施方式的作为车用碰撞缓解设备的碰撞缓解控制器10的预碰撞安全系统的结构的框图；
图2为示出了由碰撞缓解控制器的CPU(中央处理器)实施的碰撞缓解过程的步骤的流程图；
图3A、3B以及3C为用于描绘碰撞横向位置和碰撞深度的俯视图；
图4为用于描绘获得碰撞概率的方法的示例的图示；
图5A为示出了由碰撞缓解控制器的CPU根据碰撞深度实施的修正量计算过程的步骤的流程图；
图5B为示出了在深度修正量、碰撞横向位置以及碰撞概率之间的关系的图示；
图6为描述了被车辆遮挡的行人的俯视图；以及
图7为示出了由碰撞缓解控制器的CPU实施的用于被车辆遮挡的行人的修正量计算过程的步骤的流程图。
具体实施方式
包括根据本发明的实施方式的作为车用碰撞缓解设备的碰撞缓解控制器10的预碰撞安全系统1(下文中即PCS1)为安装在诸如客车的车辆(下文中即本车辆)上的用于确定是否存在碰撞风险并且缓解在碰撞时对车辆的可能的损坏的系统。如图1中所示，PCS1包括碰撞缓解控制器10、各种传感器30以及控制对象40。
传感器30包括照相机传感器31、雷达传感器32、偏航率传感器33以及轮速传感器34。在此实施方式中作为立体照相机的照相机传感器31基于所取的图像识别诸如行人、路上的障碍物或者车辆之类的碰撞体的形状和到碰撞体的距离。
雷达传感器32检测碰撞体同时测量其相对于本车辆的位置。偏航率传感器33检测本车辆的转向角速度。
轮速传感器34检测车轮旋转速度作为本车辆的速度。这些传感器30的检测结果由碰撞缓解控制器10所接收。顺便提及，照相机传感器31和雷达传感器32实施以预定周期(例如100ms)检测位于本车辆的移动方向前面的碰撞体。雷达传感器32朝向碰撞体发射定向电磁波，并且接收定向电磁波的反射变体以识别碰撞体的形状和尺寸。
碰撞缓解控制器10包括CPU11、ROM(只读存储器)12以及RAM(随机存取存储器)13。碰撞缓解控制器10的CPU11根据从传感器30所接收的检测结果执行存储在ROM12中的程序，由此实施包括后续描述的碰撞缓解过程的多个过程。
碰撞缓解控制器10根据所述过程的执行结果驱动控制对象40。控制对象40可以是制动装置、转向装置、用于驱动座椅安全带装置的致动器、或者报警装置。在下文中，在假设控制对象40为制动装置的情况下进行描述。
在此情形中，为了实现自动制动功能，CPU11根据从轮速传感器34输出的检测信号驱动控制对象40以实现预定减速率和预定减速量。
接下来，参照图2至图7描述对自动制动所实施的碰撞缓解过程。碰撞缓解过程为以预定周期(例如，50ms)开始的过程。
如图2中所示，碰撞缓解过程在步骤S110中开始，在步骤S110中，接收关于碰撞体的数据。此时，接收表示由照相机传感器31或雷达传感器32所检测的碰撞体的最新位置的数据。
在随后步骤S120中，实施碰撞体的识别。在此实施方式中，基于通过使用图形匹配等所确定的碰撞体的形状来识别由照相机传感器31所检测的碰撞体的类型(车辆、行人、自行车、摩托车等)，并且此所识别的碰撞体和先前被检测到并且存储在RAM13中的碰撞体彼此相关联。在步骤S120中，也识别碰撞体的行为以及碰撞体与本车辆之间的位置关系(碰撞体相对于本车辆的坐标)。
接下来，在步骤S130中计算碰撞体的碰撞横向位置。此处，碰撞横向位置为本车辆的横向中心到碰撞位置(碰撞体预期与本车辆碰撞的位置)的距离。当碰撞位置在本车辆的车体左侧时，给定正号。当碰撞位置在本车辆的车体右侧时，给定负号。将碰撞位置估算在碰撞体的相对于本车辆的轨迹(例如由最小二乘法所近似得到)的延伸与本车辆的车体重叠的位置处。
之后，在步骤S140中计算表示本车辆与碰撞体之间的碰撞的概率的碰撞概率。在此实施方式中，通过使用分数积累法(point-integratingmethod)获得碰撞概率，在分数积累法中，每一次实施碰撞缓解过程时，都将依赖于碰撞横向位置的分数添加至总分。在此实施方式中，如图4中所示，碰撞位置被分成不同区域。越靠近本车辆的横向中心的区域越被表示为更高的分数。
更具体地，在图4中示出的示例中，将碰撞位置分成五个区域。在这些区域当中，最靠近横向中心的区域被赋值为+20分，与最靠近横向中心的区域的横向邻接的区域被赋值为+10分，并且在本车辆的横向外侧的区域被赋值为-10分。在此示例中，如果在第一轮过程中，碰撞位置在被赋值为+20分的区域中，那么将20分添加至总分，并且通过由预定因子(例如，1)乘以该总分，碰撞概率计算成20％。
如果在第二轮过程中，碰撞位置在被赋值为+10分的区域中，那么总分加上10分变为30分，并且碰撞概率相应地计算为30％。如果在第三轮过程中，碰撞位置在被赋值为-10分的区域中，那么从总分减去10分，并且碰撞概率相应地计算为20％。
在步骤S140之后，实施步骤S150以实施用于碰撞深度的修正量计算过程。如图5A中所示，在此修正量计算过程中，将碰撞深度与参考深度进行比较，并且将碰撞概率与参考概率进行比较。
如图3B和3C中所示，碰撞深度为碰撞位置与在更靠近作为碰撞体的行人一侧的前角部之间的沿本车辆的横向方向的距离。在行人从相对于本车辆的左侧横穿马路的情形中，当如从图3B观察，碰撞位置更靠左侧(或者更接近行人)时，碰撞深度变得更浅，并且当如从图3C观察，碰撞位置更靠右侧(或者更远离行人)时，碰撞深度变得更深。
参考深度能够任意地进行设定。例如，参考深度可以是本车辆的横向中心与前角部之间的距离。参考概率能够任意地进行设定。例如，参考概率可以设定为50％。
在步骤S310中，修正量计算过程开始，在步骤S310中，确定是否碰撞深度比参考深度更深以及是否碰撞概率高于参考概率。如果在步骤S310中，确定结果是肯定的，那么过程前进至步骤S320，在步骤S320中，深度修正量设定为操作参考时间TTC_th加上一定值(例如0.5秒)这样的值。随后，用于碰撞深度的修正量计算过程结束。
此处，操作参考时间TTC_th为对启动用于避免本车辆与碰撞体之间的碰撞的控制的时机进行确定所依据的参考值。当操作参考时间TTC_th较小时，启动用于避免碰撞的控制的时机较晚，并且当操作参考时间TTC_th较大时，启动用于避免碰撞的控制的时机较早。
如果在步骤S310中确定结果为否定的，那么过程前进至步骤S330，在步骤S330中，确定是否碰撞深度比参考深度浅并且碰撞概率低于参考概率。如果在步骤S330中，确定结果是肯定的，那么过程前进至步骤S340，在S340中，深度修正量设定为操作参考时间TTC_th减去一定值(例如-0.5秒)的值。之后，用于碰撞深度的修正量计算过程结束。
如果在步骤S330中确定结果为否定的，那么过程前进至步骤S350，在S350中，将深度修正量设定为零。之后，用于修正深度的修正量计算过程结束。
由上述步骤S310至S350所设定的深度修正量、碰撞横向位置以及碰撞概率处于图5B中示出的关系。即，当碰撞深度较浅或者碰撞概率较低时，操作参考时间TTC_th设定成较小以推迟启动用于避免碰撞的控制的时机(较晚启动)。另一方面，当碰撞深度较深或者碰撞概率较高时，操作参考时间TTC_th设定成较大以将启动用于避免碰撞的控制的时机提前(较早启动)。
回到图2，在步骤S150完成之后，执行步骤S160以识别被车辆遮挡的行人。此处，术语“被车辆遮挡的行人”为至少部分地遮挡在静止车辆后面的行人或者存在于本车辆前方的行人等、或者从位于本车辆的前方的静止车辆出现的行人。即，“被车辆遮挡的行人”为在静止车辆外面或从静止车辆外出现的行人。
随后，在步骤S170中，实施用于被车辆遮挡的行人的修正量计算过程。如图7中所示，在步骤S410中，此过程开始，在步骤S410中，确定是否存在被车辆遮挡的行人。如果在步骤S410中确定结果为否定的，那么过程前进至步骤S420，在S420中，将被车辆遮挡的行人的修正量设定为零，并且之后，用于被车辆遮挡的行人的修正量计算过程结束。如果在步骤S410中确定结果为肯定的，那么过程前进至步骤S430，在步骤S430中，将被车辆遮挡的行人的修正量设定为操作参考时间TTC_th加上一定时间(例如0.5秒)的值。之后，用于被车辆遮挡的行人的修正量计算过程结束。
回到图2，在用于被车辆遮挡的行人的修正量计算过程完成之后，在步骤S180中，计算操作参考时间TTC_th。在步骤S180中，计算操作参考时间TTC_th使得如果车辆驾驶员立即实施必要的操作，那么车辆驾驶员能够刚好避免碰撞。
随后，在步骤S190中修正所计算的操作参考时间TTC_th。更具体地，将深度修正量和被车辆遮挡的行人的修正量添加至在步骤S180中所计算的操作参考时间TTC_th。
之后，在步骤S210中，基于碰撞体的行为和相对速度计算表示在碰撞之前剩余的时间的碰撞时间TTC。随后，在步骤220中，确定是否碰撞时间TTC大于操作参考时间TTC_th。
如果在步骤S220中确定结果为否定的，那么过程前进至步骤S230，在步骤S230中，产生用以命令向本车辆应用制动的自动制动命令。更具体地，将操作标记设定到RAM13中。随后，在步骤S250中实施制动操作控制。在此制动操作控制中，响应于操作标记，将操作命令传送至控制对象40(或者如果控制对象是多个的话，传送至每一个控制对象)。
如果在步骤S220中确定结果为肯定的，那么过程前进至步骤S240，在步骤S240中，防止产生自动制动命令，即操作标记在RAM13中进行重设。随后，在步骤S250中，实施制动控制。
在步骤S250完成之后，碰撞缓解过程结束。本发明的上述实施方式提供了以下优势。碰撞缓解控制器10检测存在于本车辆附近的碰撞体，将表示在碰撞之前剩余的时间的碰撞时间TTC与对启动用于避免碰撞的控制的时机进行确定所依据的操作参考时间TTC_th进行比较，并且使控制对象40启动用于缓解对本车辆的可能的损坏的操作。碰撞缓解控制器10计算在本车辆与所检测的碰撞体之间的碰撞概率，并且根据所计算的碰撞概率设定操作参考时间TTC_th。
根据上述PCS1，由于根据碰撞概率设定操作参考时间TTC_th，所以可以适当地基于本车辆与碰撞体之间的可变情况设定启动用于避免碰撞的控制的时机。
PCS1的碰撞缓解控制器10估算表示碰撞体预期与本车辆碰撞的沿本车辆的横向方向的位置的碰撞位置，并且基于所估算的碰撞位置和所计算的碰撞概率设定操作参考时间TTC_th。
根据PCS1，由于不仅考虑到碰撞概率还考虑到碰撞位置，所以能够更适当地设定启动用于避免变化的控制的时机。PCS1的碰撞缓解控制器10估算表示在碰撞位置与在靠近碰撞体的一侧的前角部之间的沿本车辆的横向方向的距离的碰撞深度，并且设定操作参考时间TTC_th使得操作参考时间TTC_th随碰撞深度的增大而增大。
由于横穿马路的行人等可能在注意到接近的车辆时停止，但是当碰撞深度越深时，能够估算出碰撞概率越高。因此，在此上述实施方式中，将操作参考时间TTC_th设定成随碰撞深度的增大而增大。
PCS1的碰撞缓解控制器10确定是否碰撞体处于被遮蔽状态——在被遮蔽状态中，碰撞体至少部分地被遮挡在另一物体后面，或者从另一物体出现——并且如果已经确定碰撞体处于被遮蔽状态，那么将操作参考时间TTC_th设定为较大值。因此，在遮蔽物体中的碰撞体在本车辆的前方出现的情形中，由于控制对象40较早地启动操作，所以能够较早地影响用于避免碰撞的控制。对于如本发明的上述实施方式的情形的通过使用分数积累法获得碰撞概率的情形，由于时间延迟不可避免地涉及确定碰撞概率，所以确定是否碰撞体处于被遮蔽状态的构型是特别有利的。另外，使用分数积累法可以通过简单的结构可靠地获得碰撞概率。
其他实施方式
当然，能够对上述实施方式进行多种改型。如果能够实现本发明的目的，可以省略上述实施方式的一部分部件。
在上述实施方式中，照相机传感器31和雷达传感器32两者都用于提高物体识别的精度。但是，可以将上述实施方式改进成仅使用照相机传感器31和雷达传感器32中的一者。
PCS1可以构造成如检测被车辆遮挡的物体一样检测移动物体，例如不仅包括从静止车辆而且包括从建筑物或路旁的树出现的行人或自行车。在上述实施方式中，使用分数积累法来获得碰撞概率。但是，可以根据确定是否行人将要横穿马路的结果、碰撞时间、物体的移动速度、本车辆的速度、物体的相对速度或者位置来推导出碰撞概率。
PCS1的碰撞缓解控制器10构造成在识别出被车辆遮挡的行人时仅改变被车辆遮挡的行人的修正量。但是，PCS1的碰撞缓解控制器10可以构造成当识别出被车辆遮挡的行人时再将碰撞概率增大一定值(例如，50％)，使得甚至更早地启动用于碰撞缓解的控制。
在上述实施方式与权利要求之间的对应性：
PCS1与碰撞缓解设备相对应。控制对象40与碰撞缓解装置相对应。步骤S130与横向位置估算单元相对应。S140与碰撞概率计算单元相对应。步骤S160与遮挡状态确定单元相对应。步骤S180和S190与参考时间设定单元相对应。步骤S120和S220至S250与操作控制单元相对应。
上述优选实施方式示例性地描述了本申请的仅由随附权利要求所描述的本发明。应当理解，本领域中的普通技术人员可以对优选实施方式进行改型。

Claims (4)

1.一种用于缓解在碰撞时对车辆的损坏的碰撞缓解设备，所述碰撞缓解设备安装在所述车辆上，所述碰撞缓解设备包括：
操作控制单元，所述操作控制单元检测存在于所述车辆附近的碰撞体，将表示在所述车辆与所述碰撞体之间的碰撞之前剩余的时间的碰撞时间与对启动用于避免碰撞的控制的时机进行设定所依据的操作参考时间进行比较，并且根据所述比较的结果使安装在所述车辆上的碰撞缓解装置启动操作；
碰撞概率计算单元，所述碰撞概率计算单元计算所述车辆与所述碰撞体之间的碰撞概率；以及
参考时间设定单元，所述参考时间设定单元根据所述碰撞概率设定所述操作参考时间。
2.根据权利要求1所述的碰撞缓解设备，还包括横向位置估算单元，所述横向位置估算单元估算所述碰撞体与所述车辆之间的沿所述车辆的横向方向的碰撞位置，
所述参考时间设定单元构造成根据所述碰撞概率并且还根据所述碰撞位置设定所述操作参考时间。
3.根据权利要求2所述的碰撞缓解设备，其中，所述横向位置估算单元如估算所述碰撞位置一样估算碰撞深度，所述碰撞深度表示所述车辆的靠近所述碰撞体的角部与所述碰撞位置之间的距离，
所述参考时间设定单元构造成随所述碰撞深度的增大而增大所述操作参考时间。
4.根据权利要求3所述的碰撞缓解设备，还包括遮挡状态确定单元，所述遮挡状态确定单元确定所述碰撞体是否处于被遮挡状态，在所述被遮挡状态中，所述碰撞体至少部分地被遮挡在物体后面或者从物体后面出现，
所述参考时间设定单元构造成，如果确定所述碰撞体处于所述被遮挡状态，就进一步增大所述操作参考时间。
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