CN104554232B - 提高汽车变道安全性的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车电子技术，特别涉及提高汽车变道安全性的方法和实现该方法的汽车电子控制器。按照本发明一个实施例的提高汽车变道安全性的方法包括下列步骤：响应于汽车的转向灯的开启，启动车载雷达；根据所述车载雷达的测量信号确定周边物体的运动速度和与所述汽车的间距；根据所述汽车与所述周边物体的相对速度以及所述汽车与周边物体的间距确定变道的危险因子；以及根据所述危险因子调整电动助力转向系统提供的助力，其中，所述助力随危险因子的增大而减小。

Description

提高汽车变道安全性的方法和装置

技术领域

本发明涉及汽车电子技术，特别涉及提高汽车变道安全性的方法和实现该方法的汽车电子控制器。

背景技术

汽车变道是行驶过程中频繁发生的操作，也是许多交通事故的肇事原因。为了提高变道的安全性，业界已经研发诸多技术。

例如公开号为CN202669631U的中国实用新型专利揭示了一种汽车变道、转弯时的警示装置。该装置包括若干个用于检测汽车侧边与障碍物之间距离的雷达传感器和用于检测汽车方向盘转角角度信号的汽车转角传感器，汽车转角传感器连接有微控制器（MCU），MCU的输出口和输入口分别连接雷达传感器的输入端和输出端，MCU还连接有报警器，MCU根据汽车方向盘转角信号控制雷达传感器工作，并接收雷达传感器检测到的汽车与障碍物的距离信号和设定的下限距离参数值进行比较，且判断出汽车与障碍物的距离小于设定值时控制报警器进行警示。

又如公开号为CN101746315A的中国发明专利申请揭示了一种汽车变道提醒方法、汽车变道提醒装置和移动终端。汽车变道提醒方包括采集观后镜中后方汽车的图片，依据该图片中后方汽车上指定参照物的大小确定与后方汽车的相对距离，据此发出对应的安全提示。该发明还提供了一种汽车变道提醒装置和移动终端。通过采集后方汽车图片来确定与后方汽车的相对距离并据此来发出安全变道提醒。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高汽车变道安全性的方法，其可以有效降低汽车变道时发生事故的可能性。

本发明的上述目的可通过下列技术方案实现：

一种提高汽车变道安全性的方法，包括下列步骤：

响应于汽车的转向灯的开启，启动车载雷达；

根据所述车载雷达的测量信号确定周边物体的运动速度和与所述汽车的间距；

根据所述汽车与所述周边物体的相对速度以及所述汽车与周边物体的间距确定变道的危险因子；以及

根据所述危险因子调整电动助力转向系统提供的助力，其中，所述助力随危险因子的增大而减小。

优选地，在上述方法中，所述危险因子以下式表示：

其中，RF为危险因子，D为所述周边物体与所述汽车的间距，ΔV为所述汽车与所述周边物体的相对速度，以及λ为修正因子，其与人对紧急事件的反应时间成比例。

更好地，所述危险因子的取值范围被划分为安全、警示和危险三个等级，对于警示和危险等级，使所述助力以不同的调整量减小。

更好地，对于警示和危险等级，还采用下列形式的信号中的至少一种予以提示：声音信号、视觉信号和振动信号。

优选地，在上述方法中，响应于汽车的转向灯的开启，仅启动被开启转向灯一侧的车载雷达。

本发明的还有一个目的是提供一种汽车电子控制器，其可以有效降低汽车变道时发生事故的可能性。

本发明的上述目的可通过下列技术方案实现：

一种汽车电子控制器，包括：通信单元、输出单元和与通信单元和输出单元耦合的处理器，其中，所述通信单元被配置为从车载雷达接收测量信号，所述输出单元被配置为向被控制部件发送由所述处理器生成的命令，

其中，所述处理器被配置为：响应于汽车的转向灯的开启，启动车载雷达并且根据所述车载雷达的测量信号确定周边物体的运动速度和与所述汽车的间距，以及从所述汽车与所述周边物体的相对速度以及所述汽车与周边物体的间距确定变道的危险因子并且由此生成调整电动助力转向系统提供的助力的控制指令，其中，所述助力随危险因子的增大而减小。

本发明的电动助力转向系统变道提醒策略，能够辅助驾驶员进行变道。避免了驾驶员在变道过程中需要同时注意前后车辆的距离，以及从后视镜对后面车辆进行判断的不准确风险。提高了驾驶员在车流量大和环境复杂的情况下进行变道的安全性。

附图说明

本发明的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示，附图包括：

图1为按照本发明一个实施例的汽车电子控制器的结构框图。

图2为按照本发明一个实施例的提高汽车变道安全性的方法的流程图。

图3为中央控制台显示屏的示意图，其示例性地示出了汽车所处的等级。

具体实施方式

下面通过参考附图描述具体实施方式来阐述本发明。但是需要理解的是，这些具体实施方式仅仅是示例性的，对于本发明的精神和保护范围并无限制作用。

在本说明书中，“耦合”一词应当理解为包括在两个单元之间直接传送能量或信号的情形，或者经一个或多个第三单元间接传送能量或信号的情形，而且这里所称的信号包括但不限于以电、光和磁的形式存在的信号。

“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。再者，诸如“第一”、“第二”、“第三”和“第四”之类的用语并不表示单元或数值在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元或数值之用。

按照本发明的一个方面，响应于转向灯的开启，实时评估汽车变道的安全性。安全性以危险因子来衡量，其中，危险因子取决于本车与周围物体的相对速度和本车与周围物体的间距。可以利用车载雷达来确定周围物体的运动速度及其与本车的间距。此外，在计算危险因子时还将人对紧急事件的反应时间考虑在内。

以下借助附图描述本发明的具体实施例。

图1为按照本发明一个实施例的汽车电子控制器的结构框图。

如图1所示，按照本实施例的汽车电子控制器10包括通信单元110、处理器120、动态随机存储器130A和非易失存储器130B。

通信单元110与位于汽车电子控制器10外部的汽车照明系统211、车载雷达212、电动助力转向系统213、汽车发动机214、汽车发电机215和传感器组216耦合。优选地，通信单元110与它们通过总线方式（例如CAN总线）连接。车载雷达212的数量可根据车辆的尺寸进行调整（例如4-8个不等）以充分覆盖车辆周边区域。传感器组216中的传感器包括但不限于发动机转速与曲轴位置传感器、空气流量/进气压力传感器、节气门位置传感器、扭矩传感器和霍尔传感器等，它们为汽车电子控制器10提供进行控制所需的各种反馈信号。通信单元110还将处理器120生成的各种控制命令发送给外部设备。

处理器120与通信单元110、动态随机存储器130A和非易失存储器130B耦合，作为汽车电子控制器10的核心单元，其根据非易失存储器130B中存储的控制程序和标准数据，对通信单元110从外部设备接收的信号进行预处理、分析、判断，生成相应的控制信号，并且将控制信号经通信单元110发送至受控设备（例如图1中的电动助力转向系统213、汽车发动机214和发电机215）。

以下描述图1所示汽车电子控制器的工作原理。

当汽车电子控制器10的处理器120加电启动时，其从非易失存储器130B中将控制程序加载到动态随机存储器130A中。可选地，还可以加载标准数据。这里的控制程序包括用于实现下面将要借助图2描述的提高汽车变道危险因子的方法的计算机程序。

通信单元110从外部设备接收检测信号并传送给处理器120。在本实施例中，通信单元110定期与汽车照明系统211通信以监测汽车转向灯是否开启，并且处理器120响应于汽车转向灯开启的事件，根据车载雷达的测量信号判断变道的危险因子，并且由此采取相应的控制措施，例如如果危险因子较大，则处理器120指示电动助力转向系统213减小助力并指示警告装置产生提示信号。

图2为按照本发明一个实施例的提高汽车变道安全性的方法的流程图。为阐述方便起见，这里假设利用图1所示的汽车电子控制器实现本实施例的方法。但是需要指出的是，本发明的原理并不局限于特定类型和结构的控制装置。

如图2所示，在步骤S210中，图2中的处理器120根据通信单元110接收到的用户关于启用变道提醒功能的命令，使行车控制进入变道提醒模式。可选地，可以在汽车中控台上设置变道提醒功能的开启和关闭按钮，驾驶员可以选择性地开启和关闭变道提醒功能。

随后，在步骤S220中，处理器120判断通信单元110是否从汽车照明系统接收到转向灯开启的消息，如果接收到，则进入步骤S230，否则继续等待。

在步骤S230中，处理器120经通信单元110指示车载雷达212开始工作。优选地，可以仅启动位于被开启转向灯一侧的车载雷达。接着在步骤S240中，处理器120经通信单元110接收车载雷达212的测量信号。

随后执行步骤S250，处理器120根据测量信号计算得到周边物体（例如诸如汽车、助动车和自行车之类的交通工具以及行人等）的运动速度以及其与本车的距离。当如上所述仅开启一侧的车载雷达时，计算得到的将是与被开启转向灯同侧的周边物体的运动速度和与本车的间距。

接着进入步骤S260，处理器120根据本车与周边物体的相对速度以及本车与周边物体的间距确定变道的危险因子。示例性地，危险因子可以利用计算：

这里，RF为危险因子，D为汽车与周边物体的间距，ΔV为汽车与周边物体的相对速度，以及λ为修正因子，其与人对紧急事件的反应时间成比例。优选地，可以根据驾车者的年龄和/或驾龄为修正因子λ设定不同的取值，例如对于较为年轻和/或者驾龄较长的驾车者，λ设定得较小。

当汽车周围有多个运动物体时，可以为每个周边物体计算相应的危险因子并且选取其中最大的一个作为下面用于确定助力的危险因子。

随后在步骤S270中，处理器120根据步骤S260中得到的危险因子确定是否需要调整电动助力转向系统213提供的助力。如果需要调整，则进入步骤S280，否则返回步骤S220。

优选地，可以将危险因子的取值范围划分为安全、警示和危险三个等级，如果危险因子落在警示或危险等级，则确定需要调整助力，如果落在安全等级，则确定无需调整助力。

更优选地，可以在汽车中央控制台的显示屏上以图形方式直观地显示当前所处的等级。

图3为中央控制台显示屏的示意图，其示例性地示出了汽车所处的等级。在图3所示的情形中，标注为1号的车辆的左前方和左后方分别有标注为2号和3号的车辆在行驶，其右侧则有标注为4号的车辆在行驶。

每个车载雷达将其探测的扇形区域划分为多个连续区域（本实施例中为三个区域，以下分别称为危险区域、警示区域和安全区域）。最内层的危险区域对应于前述危险等级，其半径R₁由下式确定：

这里，RF₁对应于危险等级的下限值，ΔV为汽车与周边物体的相对速度，λ为修正因子，其与人对紧急事件的反应时间成比例。

中间层为对应于前述警示等级的警示区域，其半径介于R₁与R₂之间，其中R₂由下式确定：

这里，RF₂对应于警示等级的下限值，ΔV为汽车与周边物体的相对速度，λ为修正因子，其与人对紧急事件的反应时间成比例。

最外层为对应于前述安全等级的安全区域，其半径介于R₂与R₃之间，其中R₃由下式确定：

这里，RF₃对应于安全等级的下限值，ΔV为汽车与周边物体的相对速度，λ为修正因子，其与人对紧急事件的反应时间成比例。

如图3所示，2号车辆和3号车辆皆位于各自车载雷达探测区域的安全区域，因此1号车辆左转行驶操作处于安全等级，无需调整电动助力转向系统213提供的助力。但是4号车辆位于相应车载雷达探测区域的警示区域，因此如果车辆开启右侧转向灯，则将进入下面所述的步骤S280。

在步骤S280中，处理器120根据危险因子确定电动助力转向系统213提供的助力的调整量并且生成相应的控制命令，相应地，电动助力转向系统213根据该控制命令减小所提供的助力。一般而言，所提供的助力随危险因子的增大而减小。当采用上述对危险因子作区域划分的方式下，对于警示和危险等级，处理器120可使助力以不同的调整量减小。

在本步骤中，可选地，当危险因子处于警示或危险等级时，还采用下列形式的信号中的至少一种予以提示：声音信号、视觉信号和振动信号。例如当处于警示等级时，除了通过减小助力来增大操作操作手力以外，还向驾驶员提供语音提示，而在处于危险等级时，除了明显减小助力以大幅度增加操作手力以外，还使方向盘振动并伴随急促的提示音以警告驾驶员当前变道危险。

在完成步骤S280后，图2所示的流程将返回步骤S220。

虽然已经展现和讨论了本发明的一些方面，但是本领域内的技术人员应该意识到：可以在不背离本发明原理和精神的条件下对上述方面进行改变，因此本发明的范围将由权利要求以及等同的内容所限定。

Claims (10)

1.一种提高汽车变道安全性的方法，其特征在于，包括下列步骤：

响应于汽车的转向灯的开启，启动车载雷达；

根据所述车载雷达的测量信号确定周边物体的运动速度和与所述汽车的间距；

根据所述汽车与所述周边物体的相对速度以及所述汽车与周边物体的间距确定变道的危险因子；以及

根据所述危险因子调整电动助力转向系统提供的助力，其中，所述助力随危险因子的增大而减小。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述危险因子以下式表示：

$=\mathrm{\λ}\×\frac{\mathrm{\ΔV}}{D}$

其中，RF为危险因子，D为所述周边物体与所述汽车的间距，ΔV为所述汽车与所述周边物体的相对速度，以及λ为修正因子，其与人对紧急事件的反应时间成比例。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述危险因子的取值范围被划分为安全、警示和危险三个等级，对于警示和危险等级，使所述助力以不同的调整量减小。

4.如权利要求3所述的方法，其中，对于警示和危险等级，还采用下列形式的信号中的至少一种予以提示：声音信号、视觉信号和振动信号。

5.如权利要求1所述的方法，其中，响应于汽车的转向灯的开启，仅启动被开启转向灯一侧的车载雷达。

6.一种汽车电子控制器，包括：通信单元、输出单元和与通信单元和输出单元耦合的处理器，其中，所述通信单元被配置为从车载雷达接收测量信号，所述输出单元被配置为向被控制部件发送由所述处理器生成的命令，

其中，所述处理器被配置为：响应于汽车的转向灯的开启，启动车载雷达并且根据所述车载雷达的测量信号确定周边物体的运动速度和与所述汽车的间距，以及从所述汽车与所述周边物体的相对速度以及所述汽车与周边物体的间距确定变道的危险因子并且由此生成调整电动助力转向系统提供的助力的控制指令，其中，所述助力随危险因子的增大而减小。

7.如权利要求6所述的汽车电子控制器，其中，所述危险因子以下式表示：

$=\mathrm{\λ}\×\frac{\mathrm{\ΔV}}{D}$

其中，RF为危险因子，D为所述周边物体与所述汽车的间距，ΔV为所述汽车与所述周边物体的相对速度，以及λ为修正因子，其与人对紧急事件的反应时间成比例。

8.如权利要求7所述的汽车电子控制器，其中，所述危险因子的取值范围被划分为安全、警示和危险三个等级，对于警示和危险等级，所述处理器生成使所述助力以不同的调整量减小的控制指令。

9.如权利要求8所述的汽车电子控制器，其中，对于警示和危险等级，所述处理器还启动产生声音信号、视觉信号和振动信号的装置予以提示。

10.如权利要求6所述的汽车电子控制器，其中，多个所述车载雷达安装于所述汽车的侧方，响应于汽车的转向灯的开启，所述处理器仅启动被开启转向灯一侧的车载雷达。