CN105118328A - 使用无线通信检测附近车辆的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种使用无线通信检测附近车辆的系统和方法。所述系统包括：多个无线信号发送单元，配置成产生无线信号；多个无线信号接收单元，配置成接收在附近车辆内产生的无线信号；附近车辆距离计算单元，配置成根据从附近车辆接收的无线信号的强度来计算到附近车辆的距离；附近车辆位置估算单元，配置成通过使用多个无线信号接收单元之间的距离和所计算的到附近车辆的距离来估算附近车辆的位置；附近车辆驾驶速度估算单元，配置成通过使用附近车辆的位置，基于附近车辆每单位时间的行驶距离来估算附近车辆的驾驶速度；以及附近车辆驾驶方向估算单元，配置成通过使用附近车辆的位置来估算附近车辆的驾驶方向。

Description

使用无线通信检测附近车辆的方法

本申请是申请号为：201110221778.1、申请日为：2011年7月29日、名称为：“使用无线通信检测附近车辆的系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种检测附近车辆的系统和方法，并且更特别地涉及一种用于通过接收信号强度指示(RSSI)来检测盲点中的车辆或处于障碍物后面的位置的车辆以便估算所检测车辆的驾驶方向的技术。

背景技术

通常，车辆配备有内部后视镜和左右侧视镜以使驾驶者能够具有向前、向后或向侧面的视场。然而，这些镜子不能够提供全视场，并且因此在车辆的左右侧经常出现盲点。在这些盲点中，在左右侧视镜中物体对于驾驶者来说是不可见的。

为了改善盲点的可见性，可以取决于驾驶者的偏好而使用辅助镜(supplementalmirror)。然而，辅助镜可能会使驾驶者分心，因为驾驶者需要单独地查看辅助镜并且因此必须使他们的眼睛长时间地离开道路。

同时，随着图像处理技术的进步，本领域技术人员已经能够通过在车辆的前后侧安装物体检测装置(例如摄像机)以便将所拍摄的物体图像显示给驾驶者来向驾驶者提供更宽的视场。

然而，该方法主要被用来提供前后场景以帮助驾驶者停车(诸如向前移动情况或向后倒退情况)并且在车辆被驾驶时不能够提供任何更多的驾驶者帮助。特别地，该方法不能够在车辆的左右侧的盲点中提供增大的可见性。

另外，当车辆正在行驶时，驾驶者需要能够识别附近的其它车辆的位置或与附近的其它车辆的距离，并且当改变车道时，驾驶者需要检查在相邻的车道内是否存在任何其它车辆。如果驾驶者在没有准确地识别附近的其它车辆的位置或与附近的其它车辆的距离的情况下改变车道，则可能会发生事故。

发明内容

本发明提供了一种用于检测在第一车辆附近是否有一辆或更多车辆的系统和方法，例如这一辆或更多车辆可能在盲点内或位于障碍物后面。更具体地，所检测的一辆或更多车辆经由无线通信技术来检测。因此，本发明能够预期与附近的一辆或更多车辆的碰撞并由此防止不必要的损害、受伤或死亡。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于经由无线通信检测在围绕第一车辆的区域内是否有一辆或更多车辆的系统。特别地，该系统包括配置成产生无线信号的多个无线信号发送单元(例如，发送装置)和配置成接收在附近车辆中产生的无线信号的多个无线信号接收单元(例如，接收装置)。此外，该系统还包括第一单元(或附近车辆距离计算单元)，其被配置成根据所接收的无线信号的强度来计算到附近车辆的距离。该系统还包括第二单元(或附近车辆位置估算单元)，其被配置成基于所计算的多个无线信号接收单元之间的距离和所计算的到附近车辆的距离来估算附近车辆的位置。为了估算附近车辆的驾驶速度，在该系统中设置有第三单元(或附近车辆驾驶速度估算单元)。基于附近车辆相对于该附近车辆的位置在每特定单位时间的行驶距离来计算附近车辆速度。关于附近车辆的行驶方向，第四单元(或附近车辆驾驶方向估算单元)可以配置成基于附近车辆的位置来估算附近车辆的驾驶方向。

更具体地，附近车辆位置估算单元(或第一单元)通过使用多个无线信号接收单元之间的距离和所计算的到附近车辆的距离来确定分别从两个无线信号接收单元绘出直线并且这两条直线相交的点，作为附近车辆的无线信号发送单元的位置。

附近车辆位置估算单元被配置成随后将各个无线信号发送单元连接在一起以形成三角形并且基于所形成的三角形的形状来确定无线信号的初始源发者。

附近车辆驾驶方向估算单元被配置成基于安装在附近车辆上的多个无线信号发送单元中的一个的位置来估算附近车辆的驾驶方向。附近车辆驾驶速度估算单元被配置成基于附近车辆相对于该附近车辆的位置在每单位时间的行驶距离来估算附近车辆的驾驶速度。

根据本发明的另一方面，上述系统还包括显示单元，该显示单元可以在屏幕上显示第一车辆和附近车辆(并且任选地显示其驾驶方向)。

更具体地，多个无线信号发送单元被配置成通过在所述多个无线信号发送单元之间进行连接来形成直角三角形。即，多个无线信号接收单元和多个无线信号发送单元被配置成通过经由无线连接来连接多个无线信号接收单元和多个无线信号发送单元而形成三角形。

根据本发明的另一方面，该系统还可以包括第六单元(或碰撞风险水平计算单元)，其被配置成通过使用附近车辆的位置、附近车辆的驾驶方向和所计算的附近车辆的驾驶速度来计算附近车辆的碰撞风险水平。

本发明的该实施例中的碰撞风险水平计算单元可以配置成，通过具有主要碰撞风险的第一附近车辆的第一接近概率和第一最短制动距离来计算附近车辆的碰撞风险水平，并且通过使用具有次要碰撞风险的第二附近车辆的第二接近概率和第二最短制动距离来计算第二附近车辆相对于具有主要碰撞风险的第一附近车辆的相对碰撞风险水平。

根据本发明的另一方面，提供了一种经由无线通信检测在围绕第一车辆的区域内是否有一辆或更多车辆的方法。特别地，该方法通过由第一单元在从附近车辆接收到无线信号时根据无线信号的强度计算到无线信号的源发(或始发)点的距离而开始。接着，第二单元通过基于到源发点的距离和无线信号接收单元之间的距离计算信号的源发/始发点的位置来估算附近车辆的位置。第三单元随后基于所估算的附近车辆的位置来估算附近车辆的驾驶速度和驾驶方向。

此外，当源发点包括多个源发点时，附近车辆的位置的估算还可以包括将多个源发点连接在一起以形成三角形并且基于所形成的三角形的形状来确定多个源发点的实际源发/始发点，以估算实际源发点相对于第一车辆的位置。更具体地，基于无线信号的多个源发点中的一个的位置来估算附近车辆的驾驶方向，并且基于附近车辆相对于该附近车辆的位置在每单位时间的行驶距离来估算附近车辆的驾驶速度。

根据本发明的另一方面，上述方法可以通过使用具有主要碰撞风险的第一附近车辆的位置、第一附近车辆的驾驶方向和第一附近车辆的驾驶速度来另外地计算第一附近车辆的接近概率和最短制动距离。

根据本发明的另一方面，上述方法还可以在应用刹车或转向以避免主要碰撞风险的情况下计算具有次要碰撞风险的第二附近车辆的第二接近概率和第二最短制动距离。

根据本发明的另一方面，上述方法还可以通过使用具有主要碰撞风险的第一附近车辆的第一接近概率和第一最短制动距离来计算碰撞风险水平；并且还可以通过使用具有次要碰撞风险的第二附近车辆的第二接近概率和第二最短制动距离来计算第二附近车辆相对于具有主要碰撞风险的第一附近车辆的相对碰撞风险水平。

另外，该方法还可以在屏幕上向驾驶者/用户显示各附近车辆的所计算的碰撞风险水平、驾驶方向和驾驶速度。特别地，附近车辆的碰撞风险水平、驾驶方向和驾驶速度可以相应地被表示为待显示的箭头的长度、颜色或宽度。

附图说明

根据结合附图给出的以下详细说明，本发明的目的、特征和优点将更加明了，在附图中：

图1是示出根据本发明的示例性实施例的经由无线通信检测在围绕第一车辆的区域内是否有一辆或更多车辆的系统的配置的视图；

图2是示出图1的无线信号发送单元的示例性装配的视图；

图3是示出图1的无线信号接收单元的示例性装配的视图；

图4是示出根据本发明的示例性实施例的经由无线通信检测在围绕第一车辆的区域内是否有一辆或更多车辆的方法的流程图；

图5是用于解释图4中计算到附近车辆的距离的方法的视图；

图6是用于解释图4中估算附近车辆的位置和驾驶方向的方法的视图；

图7是用于解释在障碍物产生的盲点中检测附近车辆的实例的视图；

图8是示出根据本发明的示例性实施例的通过经由无线通信检测在围绕第一车辆的区域内是否有一辆或更多车辆来预期与附近车辆的碰撞的方法的流程图；

图9是用于解释根据本发明的示例性实施例的经由无线通信预期与附近车辆的碰撞的方法的视图；

图10是示出根据本发明的示例性实施例的显示经由无线通信预期的与附近车辆的碰撞的示例性屏幕的视图；并且

图11是用于解释根据本发明的示例性实施例的显示附近车辆的驾驶方向的方法的视图。

附图中各元件的附图标记

100：无线信号发送单元

200：无线信号接收单元

300：附近车辆距离计算单元

400：附近车辆位置估算单元

500：附近车辆驾驶速度估算单元

600：附近车辆驾驶方向估算单元

700：显示单元

900：碰撞风险水平计算单元

具体实施方式

将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。在所有附图中将始终使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。这里包含的公知的功能和结构的详细描述可能会被省略以避免使本发明的主题变模糊。

应该理解的是，本文中使用的术语“车辆”或其它类似术语包括一般的机动车辆(诸如包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆在内的客车)、包括各种艇和船在内的水运工具、飞行器等，并且包括混合动力车、电动车、插电式混合电动车、氢动力车以及其它代用燃料车(例如从除石油以外的资源中取得的燃料)。如本文中所述，混合动力车是具有两个或更多个动力源的车辆，例如既有汽油动力又有电动力的车辆。

在下文中，参考图1至11描述经由无线通信来检测在第一车辆附近是否有一辆或更多车辆的系统和方法。

图1是示出根据本发明的示例性实施例的用于使用无线通信检测一辆或更多附近车辆的系统的配置的视图。

根据本发明的示例性实施例的用于使用无线通信检测一辆或更多附近车辆的系统包括无线信号发送单元(例如发送装置)100、无线信号接收单元(例如接收装置)200、附近车辆距离计算单元300、附近车辆位置估算单元400、附近车辆驾驶速度估算单元500、附近车辆驾驶方向估算单元600、显示单元700和碰撞风险水平计算单元900。

更特别地，无线信号发送单元100配置成发送无线信号。这里，如图2所示，无线信号发送单元100例如被分别安装在左前轮111的上部以及左后轮112和右后轮113的上部，使得可以通过连接无线信号发送单元111-113而形成直角三角形。然而，应该注意的是，如图2所示的无线信号发送单元111-113的安装位置仅仅是示例性的并且不应该被认为是对本发明的范围进行限制。

无线信号接收单元200接收从附近车辆发送的无线信号。这里，如图3所示，无线信号接收单元200例如被安装在左前轮211的上部和左后轮212的上部。然而，同样，无线信号接收单元200的安装位置可以变化。在操作上，发送到无线信号发送单元100和无线信号接收单元200的信号以及从无线信号发送单元100和无线信号接收单元200接收的信号可以具有预定义的协议。

附近车辆距离计算单元300测量由无线信号接收单元200从附近车辆接收的无线信号的强度，以基于所接收的无线信号的强度来计算到附近车辆的距离。这里，无线信号接收单元211和212之间的距离是固定值，因为例如安装有接收单元的车辆的长度是已知的。因此，附近车辆距离计算单元300可以计算无线信号的源发者分别与无线信号接收单元211和212之间的距离。

这里，接收信号强度指示(RSSI)(取决于信号强度而将信号表达为0到255之间的1字节的值的技术)可以被用来基于与信号强度相应的信号值来确定到源发者的距离。附近车辆位置估算单元400通过使用由附近车辆距离计算单元300计算的各源发者的相对距离来估算各源发者的位置。这里，参考图5，附近车辆位置估算单元400基于三个边的长度形成三角形，并因此能够通过使用主体车辆的无线信号接收单元A和B之间的距离以及由附近车辆距离计算单元300计算的源发者与各个无线信号接收单元211和212之间的距离(例如3m、4m)来估算相对于主体车辆位于右侧和左侧的源发者C和D的位置。这里，各个源发者的位置可以表示为相对于第一/主体车辆的坐标。

更详细地，根据参考图6的位置估算方法，附近车辆位置估算单元400估算相对于连接主体车辆的无线信号接收单元A和B的线位于车辆的右侧和左侧的各个示例性源发者E、F、G、H、J和I。具体地，基于由例如位于主体车辆的右侧的E、F和G这三个点形成的直角三角形以及由例如位于主体车辆的左侧的H、J和I这三个点形成的直角三角形，根据哪个三角形在位于三角形的左侧的直角上具有顶点来决定哪个源发者/始发者是真实/实际的源发者。

在图6中，无线信号发送单元111-113被例如安装在左前轮的上部以及左右两个后轮的上部。取决于无线信号发送单元111-113的位置，直角三角形的形状可以变化，并且因此系统可以相应地修改确定真实源发者的方法。

附近车辆驾驶速度估算单元500使用由车辆位置估算单元400估算的位置，基于在预定时间段期间测量的附近车辆的行驶距离和行驶时间来估算驾驶速度。

附近车辆驾驶方向估算单元600通过使用如上面已经描述的基于由车辆位置估算单元400估算的源发者/始发者的位置而形成的直角三角形来确定附近车辆的驾驶方向。在图6中，从底部顶点(例如F)到顶部顶点(例如E)的方向被确定为车辆被驾驶的驾驶方向，底部顶点(F)和顶部顶点(E)位于直角三角形的左手侧。

如图10和11所示，显示单元700可以显示主体车辆和对应的行车道内的附近车辆。此外，附近车辆的驾驶方向和危险水平可以被显示以便能够由驾驶者查看。

碰撞风险水平计算单元900通过使用附近车辆的位置、驾驶速度和驾驶方向来计算附近车辆的碰撞风险水平(诸如接近概率或最短制动距离)，并分别确定各附近车辆的相对危险水平。

在下文中，参考图4，描述根据本发明的示例性实施例的使用无线通信来检测一辆或更多附近车辆的方法。

首先，当车辆行驶时附近车辆距离计算单元300确定是否接收到无线信号(S101)，并且当接收到无线信号时，由附近车辆距离计算单元300测量各个接收到的无线信号的信号强度以计算与无线信号的源发者的相对距离(S102)。

因此，如图6所示，附近车辆位置估算单元400然后通过使用无线信号接收单元211和212的位置以及计算的距离来计算源发者/始发者的位置(S103)，并且通过连接多个源发者/始发者来形成直角三角形例如EFG和HJI(S104)。随后基于彼此对称的直角三角形(例如EFG和HJI)的内角来确定实际的源发者/始发者。即，根据三角形(在该实例中是EFG和HJI)的直角的位置来确定实际的源发者/始发者(S105)。这里，当假定无线信号发送单元111-113位于左前轮的上部以及左右两个后轮的上部时，三角形的直角位于左后轮处。因此，直角位于右后轮处的三角形HJI被确定为虚的源发者/始发者，并且三角形EFG被确定为车辆的真实/实际的位置。

接着，附近车辆驾驶速度估算单元500通过使用在预定时间段期间测量的车辆的行驶距离和行驶时间来估算驾驶速度，并基于从底部顶点(在本实例中是F)到顶部顶点(在本实例中是位于直角上的E)的方向来估算附近车辆的驾驶方向，其中底部顶点F和顶部顶点E位于直角三角形的左侧(S106)。

在图5和6的示例性实施例中，针对主体/第一车辆的附近的一辆车辆估算附近车辆的驾驶方向、位置和驾驶速度。然而，应该注意的是，本发明可以用来估算主体/第一车辆附近的多辆附近车辆的驾驶方向、位置和驾驶速度。此外，如图11所示，所估算的各个附近车辆的驾驶方向可以被显示在显示单元700的屏幕上以便由驾驶者查看。

因此，通过使用根据本发明的根据发送和接收的无线信号的信号强度来检测一辆或更多附近车辆的上述技术，由于无线信号的发送和接收是可用的，所以即使当障碍物800存在于主体车辆810和附近车辆820之间时，检测附近车辆的效率也可以得到改善。

在下文中，参考图8，描述根据本发明的示例性实施例的当使用无线通信检测到一辆或更多附近车辆时预期与一辆或更多附近车辆的碰撞的方法。

首先，如图4所示，使用无线通信的附近车辆检测系统通过使用无线通信来估算附近车辆的位置、驾驶方向和驾驶速度(S201)，并且碰撞风险水平计算单元900在相对于主体车辆的驾驶方向和驾驶速度考虑附近车辆的位置、驾驶方向和驾驶速度的情况下确定具有主要碰撞风险的附近车辆的接近概率(S202)。即，如图9所示，基于具有与主体车辆811碰撞的主要碰撞风险的附近车辆813的驾驶方向和驾驶速度来计算主体/第一车辆811将与具有与主体车辆811碰撞的主要碰撞风险的附近车辆813碰撞的时间点，使得可以预期附近车辆将在例如大约10m远的点K处位于例如大约离主体车辆1m的范围内。

接着，碰撞风险水平计算单元900计算具有接近概率的附近车辆的最短制动距离(S203)。换言之，当主体车辆811和附近车辆813在点K处具有例如大约1m范围内的接近度时，碰撞风险水平计算单元900把从主体车辆811到点K的距离确定为最短制动距离(例如大约10m)。

另外，在主体车辆811应用刹车或转向以避免与具有主要碰撞风险的附近车辆813的碰撞的情况下，碰撞风险水平计算单元900还可以确定另一辆车的次要碰撞风险(S204)。参考图9，当主体车辆811应用刹车以便避免与具有主要碰撞风险的附近车辆813的碰撞时，在跟随在主体车辆811后面的另一辆车814中产生次要碰撞风险并且碰撞风险水平计算单元900计算具有次要碰撞风险的附近车辆814的接近概率和最短制动距离。即，如果具有次要碰撞风险的附近车辆814行驶到通过应用刹车而使主体车辆811停止的点L，则将接近概率确定为例如大约1m范围内，并且最短制动距离为例如大约10m。

因此，碰撞风险水平计算单元900通过使用各附近车辆的接近概率和最短制动距离来获得碰撞风险水平(S205)。即，碰撞风险水平计算单元900将主要碰撞风险确定为比次要碰撞风险高，并且当确定主要碰撞风险时，如果接近概率为例如大约1m范围内并且最短制动距离更短，则主要碰撞风险被确定为更高，并且当确定次要碰撞风险时，如果接近概率为例如大约1m范围内并且最短制动距离更短，则次要碰撞风险被确定为更高。因此，可以分别对各附近车辆相对地估算碰撞风险。

例如，具有主要碰撞风险的附近车辆813的危险水平在上述实例中可以被确定为大约是70％并且具有次要碰撞风险的附近车辆814的危险水平可以被确定为大约是50％。接着，如图10所示，碰撞风险水平计算单元900把相对于主体车辆811的附近车辆连同附近车辆的驾驶方向和风险水平一起显示在屏幕上(S206)。这里，驾驶速度可以由指示驾驶方向的箭头的长度表示。例如，如果箭头的长度较长，则驾驶速度较高，并且如果箭头的长度较短，则驾驶速度较低。

另外，附近车辆的风险水平可以由箭头的颜色指示。例如，箭头的红颜色可以指示等于或大于90％的风险水平，橙色可以指示等于或大于50％且小于90％的风险水平，绿色可以指示小于50％的风险水平。然而，应该注意的是，更多的额外颜色和/或组合可以被用来指示额外的风险水平。这里，可选地，箭头的宽度可以被用来指示风险水平或驾驶速度。此外，风险水平可以由数字来表示。

根据本发明，处于盲点或位于障碍物后面的附近车辆可以通过使用无线通信技术来检测以预期与附近车辆的碰撞，从而防止汽车事故。

尽管已经在上文中详细描述了本发明的示例性实施例，但是应该清楚理解的是，本领域技术人员可能会想到的本文中教导的基本发明概念的许多变型和改型将会仍然落入所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内。

Claims (9)

1.一种检测在第一车辆附近是否有一辆或更多车辆的方法，所述方法包括：

当从附近车辆接收到无线信号时，根据所述无线信号的强度计算到所述无线信号的源发点的距离；

通过基于到所述源发点的距离和无线信号接收单元之间的距离计算所述源发点的位置来估算所述附近车辆的位置；以及

基于所述附近车辆的位置来估算所述附近车辆的驾驶速度和驾驶方向。

2.如权利要求1所述的方法，其中当所述源发点包括多个源发点时，所述估算附近车辆的位置的步骤包括：

将所述多个源发点连接起来以形成三角形并且基于所形成的三角形的形状来确定实际源发点，以估算所述实际源发点相对于主体车辆的位置。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述估算驾驶速度和驾驶方向的步骤包括：

基于所述无线信号的所述多个源发点中的一个的位置来估算所述附近车辆的驾驶方向。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述估算驾驶速度和驾驶方向的步骤包括：

通过使用所述附近车辆的位置，基于所述附近车辆每单位时间的行驶距离来估算所述附近车辆的驾驶速度。

5.如权利要求1所述的方法，还包括：

通过使用具有主要碰撞风险的第一附近车辆的位置、所述第一附近车辆的驾驶方向和所述第一附近车辆的驾驶速度来计算所述第一附近车辆的接近概率和最短制动距离。

6.如权利要求5所述的方法，还包括：

在应用刹车或转向以避免所述主要碰撞风险的情况下计算具有次要碰撞风险的第二附近车辆的第二接近概率和第二最短制动距离。

7.如权利要求5所述的方法，还包括：

通过使用具有所述主要碰撞风险的所述第一附近车辆的第一接近概率和第一最短制动距离来计算碰撞风险水平；以及

通过使用具有次要碰撞风险的第二附近车辆的第二接近概率和第二最短制动距离来计算所述第二附近车辆相对于具有所述主要碰撞风险的所述第一附近车辆的相对碰撞风险水平。

8.如权利要求5所述的方法，还包括：

在屏幕上显示各附近车辆的碰撞风险水平、驾驶方向和驾驶速度。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述附近车辆的所述碰撞风险水平、所述驾驶方向和所述驾驶速度通过显示给驾驶者的箭头的长度、颜色或宽度来表示。