CN105210129B - 用于避免跟行车辆撞上紧前方车辆的方法和系统及其应用 - Google Patents

用于避免跟行车辆撞上紧前方车辆的方法和系统及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于避免跟行车辆(23)撞上紧前方车辆(22)的方法，在该方法中，跟行车辆(23)借助于传感器信息获取紧前方车辆(22)的状态并且借助于车对X信息获取至少一个在所述前方车辆(22)前方行驶的车辆(21)的状态，其中，所述车对X信息要求以待调整的转向角的形式干涉跟行车辆(23)的转向装置和/或以待调整的减速度的形式干涉跟行车辆(23)的制动装置以避免撞车，其中，所述车对X信息所要求的转向角和/或减速度大于所述传感器信息和/或驾驶员输入所要求的转向角和/或减速度。该方法的特征在于：仅当所述车对X信息所要求的转向角和/或减速度通过所述传感器信息和/或通过所述驾驶员输入而被确认时，才以所述转向角和/或减速度来执行干涉。本发明还涉及一种相应的系统及其应用。

Description

用于避免跟行车辆撞上紧前方车辆的方法和系统及其应用
技术领域
本发明涉及一种用于避免跟行车辆撞上紧前方车辆的方法、一种用于避免跟行车辆撞上紧前方车辆的系统及其应用。
背景技术
在机动车领域中，属于现有技术的有多种不同的环境传感器系统，所述环境传感器系统适用于检测不同的环境信息。这些传感器系统的例子例如有摄像机系统、雷达系统、光达系统或超声波系统。也已经公知，借助于无线通信的通信系统不仅接收而且发射关于车辆周围环境的信息。借助于无线通信以及借助于环境传感器获得的信息在此可考虑用于改善行驶舒适性和车辆安全性。尤其是在车辆安全性方面，这种信息不仅用于警告驾驶员，而且在特定的前提条件下并且在可靠性足够的情况下还用于自主干涉车辆的转向装置或制动装置。
在这方面，WO 2004/085220 A1公开了一种用于车辆的电子控制系统以及一种用于确定对车辆系统的与驾驶员无关的干涉的方法。在此，首先，驾驶员期望模块由踏板行程、由踏板之间的转换运动以及由制动系统中的制动压力来确定驾驶员期望。接着，风险计算器借助于对驾驶员期望的评价以及对其它数据例如环境传感器数据的评价来确定当前的风险可能性。此外，电子控制系统与不同的自主地工作的辅助系统连接。驾驶员期望数据和环境数据由风险计算器分析处理，并且相应的要求指令被输出给各个辅助系统。要求指令在此不仅涉及被动安全装置而且涉及主动安全装置。由此，根据已知的风险可能性可执行车辆控制干涉。
WO 2009/071345 A1描述了一种用于多个设置在机动车中的辅助系统的中央控制器，所述辅助系统中的至少一个辅助系统配备有环境传感器。中央控制器使各个辅助系统连接并且使从辅助系统获得的传感器信息彼此联系，以便对非冗余的传感器信息进行分析检验和可靠性验证。此外，例如在摄像机的情况下，对传感器信息可通过与同一个传感器的在时间上稍后检测的传感器信息相比较来进行检验。即，如果摄像机在特定的时间段上或者在多个测量周期上检测到同一个物体，则该物体的存在可被视为有效。此外，描述了以下可能性：借助于环境传感器来校验通过车对X通信接收的信息，或接收已经由外部的发射器进行了可靠性验证的信息。
由DE 2008 009 900 B4公知了一种用于控制车辆制动器的方法和装置。在此，除了检测车辆的前方周围区域的预防碰撞传感器系统或者光学检测系统的数据之外，车对车通信系统的数据也被处理。由来自与本车在相同方向上行驶的车辆的可供使用的数据，对要求最大车辆减速度的数据设置最高优先权。尤其是，当在紧前方行驶的车辆的数据要求相对小的减速度时，考虑对在紧前方车辆前方行驶的车辆的数据设置比紧前方车辆的数据更高的优先权。本车由此按照最大减速度调整自身并且将其制动状态自主地匹配于该减速度。
但现有技术已知的方法、装置和系统的缺点在于，对车辆控制的自主干涉要么是要求通过彼此无关的传感器测量值或者车对X消息长时间校验所基于的信息，要么就未经验证地实施，这又由于不可避免地出现单次误测量和错误的或者甚至恶意伪造的车对X消息而成为相对高的安全风险。
发明内容
因此，本发明的目的在于，克服所述缺点。
根据本发明，所述目的通过如下所述的用于避免跟行车辆撞上紧前方车辆的方法来实现。
本发明涉及一种用于避免跟行车辆撞上紧前方车辆的方法，在所述方法中，跟行车辆借助于传感器信息获取紧前方车辆的状态并且借助于车对X信息获取至少一个在紧前方车辆前方行驶的车辆的状态，其中，车对X信息要求以待调整的转向角的形式干涉跟行车辆的转向装置和/或以待调整的减速度的形式干涉跟行车辆的制动装置以避免撞车，其中，由车对X信息所要求的转向角和/或所要求的减速度最初大于由传感器信息和/或驾驶员输入所要求的转向角和/或所要求的减速度。所述方法的特征在于：仅当由车对X信息所要求的转向角和/或所要求的减速度通过传感器信息和/或通过驾驶员输入而被确认时，才以所述转向角和/或所述减速度来执行干涉。
由此得到以下优点：错误的或者可能情况下甚至恶意伪造的车对X消息不会导致对车辆控制的与安全性攸关的干涉，因为在实际上以由车对X信息所要求的转向角或所要求的减速度实施干涉之前，所述转向角或所述减速度必须首先得到确认。
车对X信息或者传感器信息要求干涉转向装置或者干涉制动装置的所选择的表述根据本发明应这样理解：合适的车辆系统基于对车对X信息或传感器信息的分析处理而要求干涉转向装置或者干涉制动装置。
在此，干涉可通过合适的与驾驶员无关的干涉装置来进行。
当两个以上车辆以纵队行驶时，经常发生由车对X信息所要求的转向角或所要求的减速度大于由传感器信息或驾驶员输入所要求的转向角或所要求的减速度这一状况。在此，如果在跟行车辆前方有两个车辆、即紧前方车辆和在该紧前方车辆前方行驶的车辆行驶，则在紧前方车辆前方行驶的车辆对于跟行车辆的驾驶员或者对于跟行车辆的环境传感器而言通常是不可检测的，因为所述在紧前方车辆前方行驶的车辆被紧前方车辆遮挡。但由在紧前方车辆前方行驶的车辆发射的车对X信息对于跟行车辆而言则是可检测的。如果所述在紧前方车辆前方行驶的车辆现在以得到的强烈的减速度开始强烈制动过程并且这通过也作为“电子紧急制动灯”公知的功能以车对X信息的形式发送给其周围环境，则可以是，跟行车辆获取所述信息并且跟行车辆中的辅助装置识别以由车对X信息所要求的转向角或所要求的减速度进行制动干涉的必要性，这对于避免撞到紧前方车辆是必要的。但因为紧前方车辆本身需要一定的反应时间以便以合适的制动过程对在前行驶的车辆的制动过程作出反应，所以最初无法确认由车对X信息所要求的转向角或所要求的减速度。
在车辆以纵队行驶时撞上对应的紧前方车辆是不可避免的，要么是因为所述紧前方车辆独立地并且对于跟行车辆不期望地强烈地制动，要么是因为所述紧前方车辆撞到在紧前方车辆前方行驶的车辆上并且由此对于跟行车辆不期望地强烈地制动。
优选提出，当由车对X信息所要求的转向角和/或所要求的减速度小于或等于由传感器信息和/或驾驶员输入所要求的转向角和/或减速度时，所述由车对X信息所要求的转向角和/或所要求的减速度得到确认。在此情况下在跟行车辆中存在附加信息，即传感器信息或者驾驶员输入，所述附加信息可被视为车对X信息的确认。如果确认通过驾驶员输入进行，则可认为，驾驶员已识别到用于以所要求的转向角或所要求的减速度实施干涉的必要性并且驾驶员输入代表相应的反应。用于干涉的车对X信息或者由车对X信息所要求的转向角或所要求的减速度由此可被视为对于实施干涉足够可靠。
另外优选，当由车对X信息所要求的转向角和/或所要求的减速度大于由传感器信息和/或驾驶员输入所要求的转向角和/或减速度时，以为了避免撞车而最小所需的转向角和/或最小所需的减速度来执行干涉。为了确定最小所需的转向角或者最小所需的减速度，例如可考虑包含在车对X信息中的在紧前方车辆前方行驶的车辆的减速度以及到紧前方车辆的可供使用的距离，其中，假定紧前方车辆将采用在紧前方车辆前方行驶的车辆的减速度。由此也可在不通过传感器信息或者不通过驾驶员输入进行确认的情况下避免撞车，其中，同时避免过度强烈的减速，因为仅以最小所需的强度实施减速。
特别优选，干涉最初仅以最小所需的转向角或最小所需的减速度来执行，并且一旦得到确认就提高到完全的所要求的转向角或完全的所要求的减速度。
特别优选，仅当传感器信息和/或驾驶员输入实际要求干涉时，才以为了避免撞车而最小所需的转向角和/或最小所需的减速度来执行干涉。由此得到另一个优点：在原则上需要以仍未确认的转向角或者仍未确认的减速度进行干涉的范围内，通过传感器信息或者驾驶员输入进行部分确认。这提高了根据本发明的方法的可靠性。
符合目的地提出，至少以由传感器信息和/或驾驶员输入所要求的转向角和/或由传感器信息和/或驾驶员输入所要求的减速度来执行干涉。由此得到优点：在此情况下至少以虽然比由车对X信息要求的转向角或所要求的减速度小、但已经具有一定的转向角或一定的减速度并且由此产生一定的作用的转向角或减速度进行干涉，该作用的强度稍后在需要时可提高。传感器信息在此对于以由传感器信息所要求的转向角或所要求的减速度实施干涉而言足够可靠。因为驾驶员输入代表直接的驾驶员期望，所以也应随时全面遵循所述驾驶员输入。
尤其是提出，当由传感器信息所要求的转向角和/或所要求的减速度大于由驾驶员输入所要求的转向角和/或减速度时，以由传感器信息所要求的转向角和/或所要求的减速度来执行干涉。由此得到优点：当传感器信息要求更大的转向角或更大的减速度时，干涉的转向角或减速度不被限制于由车对X信息或由驾驶员输入所要求的转向角或所要求的减速度。例如当紧前方车辆比在紧前方车辆前方行驶的车辆更强烈地减速并且跟行车辆的驾驶员过于迟缓地反应时情况即可如此。由此也可在此状况下避免碰撞事故。
类似地，尤其是提出，当由驾驶员输入所要求的转向角和/或所要求的减速度大于由传感器信息所要求的转向角和/或减速度时，以由驾驶员输入所要求的转向角和/或所要求的减速度来执行干涉。由此保证，驾驶员期望可随时完全得以实现，而与车对X信息和传感器信息无关。
此外提出，当仅车对X信息要求干涉时，不实施干涉。由此得到优点：不实施仅仅基于相对不可靠的基础、如车对X信息的未被确认的干涉。由此可避免：错误的或者甚至恶意伪造的车对X信息导致干涉车辆控制。
尤其是提出，当仅车对X信息要求干涉时，向驾驶员输出视觉的、听觉的和/或触觉的警告。由此保证，驾驶员至少被告知可能存在短时间要求干涉车辆控制的状况。驾驶员于是例如可提高其注意力并且检验这种状况。
优选地，紧前方车辆的状态描述紧前方车辆的减速度，在紧前方车辆前方行驶的车辆的状态描述在紧前方车辆前方行驶的车辆的减速度。在跟行车辆前方行驶的车辆的未被预见到且突然的减速度对于跟行车辆是最频繁的撞车原因之一。由于状态描述减速度，所以可有利地减少该事故原因。
另外，有利的是，车对X信息借助于下列连接方式至少之一来发送或获取：
-WLAN连接，尤其是按照IEEE 802.11p，
-WiFi-Direct连接，
-ISM连接(Industrial,Scientific,Medical Band)，尤其是通过能够无线电连接的接通装置，
-蓝牙连接，
-ZigBee连接，
-UWB连接(Ultra Wide Band)，
-WiMax连接(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，
-远程无钥匙进入连接，
-能够无线电连接的接通装置，
-移动无线电连接，尤其是GSM连接、GPRS连接、EDGE连接、UMTS连接和/或LTE连接，以及
-红外连接。
视波长和所使用的数据协议而定，这些连接方式在此提供不同优点。因此，所列举的连接方式中的一些例如允许相对高的数据传输率和相对快的连接建立，而另一些在最大程度上非常好地适用于在通视障碍周围传输数据。通过所述连接方式中的多个的组合以及同时或者说并行使用，得到另外的优点，因为由此也可补偿各个连接方式的缺点。
另外，本发明涉及一种用于避免跟行车辆撞上紧前方车辆的系统，所述系统包括跟行车辆，所述跟行车辆具有环境传感装置、车对X通信装置、转向干涉装置、制动干涉装置和驾驶员输入装置，所述系统还包括紧前方车辆以及至少一个在紧前方车辆前方行驶的车辆，其中，跟行车辆借助于传感器信息获取紧前方车辆的状态并且借助于车对X信息获取至少一个在紧前方车辆前方行驶的车辆的状态，其中，车对X信息要求以待调整的转向角的形式干涉跟行车辆的转向装置和/或以待调整的减速度的形式干涉跟行车辆的制动装置以避免撞车，其中，由车对X信息所要求的转向角和/或所要求的减速度最初大于由传感器信息和/或驾驶员输入所要求的转向角和/或所要求的减速度。所述系统的特征在于：仅当由车对X信息所要求的转向角和/或所要求的减速度通过传感器信息和/或通过驾驶员输入而被确认时，转向干涉装置和/或制动干涉装置才以所述转向角和/或所述减速度来执行干涉。由此得到已经描述的优点。
优选提出，环境传感装置包括下述组中的一个或多个传感器：
-光达(激光雷达)传感器，
-雷达传感器，
-摄像机传感器，以及
-超声波传感器。
所列举的传感器比较适用于在机动车范围内的环境检测，而且在技术上已经非常成熟。此外，因为越来越多的新车辆已经标配有这些传感器中的一些或多个，所以在此情况下不会产生附加的装备成本。
此外提出，所述系统实施根据本发明的方法。
最后，本发明涉及根据本发明的系统在机动车中的应用。
附图说明
其它优选实施形式可由参照附图对实施例进行的下述说明得到。附图中：
图1示出一流程图，该流程图表示根据本发明的方法的一个可能实施形式的各个进程步骤，以及
图2示出一交通状况，在该交通状况中使用根据本发明的方法。
具体实施方式
图1示出了具有根据本发明的方法的可能进程的流程图。在步骤11中，在紧前方车辆之后行驶的跟行车辆获取关于紧前方车辆的介入的减速过程的传感器信息。同时，在步骤12中，跟行车辆获取关于在紧前方车辆前方行驶的车辆的类似介入的减速过程的车对X信息，其中，在紧前方车辆前方行驶的车辆对于跟行车辆的传感装置而言不可检测，因为所述在紧前方车辆前方行驶的车辆被紧前方车辆遮挡。所获取的车对X信息和所获取的传感器信息分别要求干涉跟行车辆的制动装置，以便避免撞上紧前方车辆。由车对X信息要求的减速度在此大于由传感器信息要求的减速度，因为在紧前方车辆前方行驶的车辆比紧前方车辆更强烈地制动。车对X信息由此不可通过传感器信息而被确认。因此，在步骤13中，跟行车辆首先仅以由传感器信息所要求的减速度来执行减速过程。最终，在步骤14中，紧前方车辆加强其减速度并且使该减速度匹配于在紧前方车辆前方行驶的车辆。这在步骤15中由跟行车辆借助于新的传感器信息检测到，据此在步骤16中，由车对X信息所要求的减速度得到确认，并且跟行车辆的减速度提高到使得该减速度现在与由车对X信息所要求的减速度相当的程度。
图2中示意性示出了一交通状况，在该交通状况中使用根据本发明的方法。车辆21、22和23在此呈纵队编队在道路24上行驶。车辆22是跟行车辆23的紧前方车辆，车辆21是在该紧前方车辆22前方行驶的车辆。车辆21现在介入一个突然的减速过程，车辆22的驾驶员察觉到这一情况并且就此也引入一个减速过程，但该减速过程最初不如车辆21的减速过程强烈。与减速过程的引入同时，车辆21发射描述减速度的车对X信息，该车对X信息由车辆23检测到。描述车辆21的减速度的传感器数据的检测对于车辆23而言不可得到，因为车辆21从车辆23来看被车辆22遮挡。由此，由车对X信息所要求的减速度最初无法被确认。车辆23于是以由传感器信息所要求的减速度、即以与车辆22的减速度相对应的减速度开始减速过程。同时，车辆23的驾驶员借助于组合仪表中的光学显示和声学警告声发出警告：在紧前方车辆22前方行驶的车辆21正在以比紧前方车辆22大的减速度实施减速过程。车辆23的驾驶员就此识别：车辆21实际上比车辆22更强烈地减速，并且车辆22和车辆23正在快速地接近车辆21。于是，驾驶员借助于通过驾驶员输入装置进行的驾驶员输入、即在此情况下这样操作制动踏板来提高车辆23的减速度，使得车辆23的减速度基本上相应于车辆21的减速度。

Claims (14)

1.一种用于避免跟行车辆(23)撞上紧前方车辆(22)的方法，在所述方法中，所述跟行车辆(23)借助于传感器信息获取所述紧前方车辆(22)的状态并且借助于车对X信息获取至少一个在所述紧前方车辆(22)前方行驶的车辆(21)的状态，其中，所述车对X信息要求以待调整的转向角的形式干涉所述跟行车辆(23)的转向装置和/或以待调整的减速度的形式干涉所述跟行车辆(23)的制动装置以避免撞车，其中，由所述车对X信息所要求的转向角和/或所要求的减速度最初大于由所述传感器信息和/或驾驶员输入所要求的转向角和/或所要求的减速度，
其特征在于：仅当由所述车对X信息所要求的转向角和/或所要求的减速度通过所述传感器信息和/或通过所述驾驶员输入而被确认时，才以由所述车对X信息所要求的转向角和/或所要求的减速度来执行干涉。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当由所述车对X信息所要求的转向角和/或所要求的减速度小于或等于由所述传感器信息和/或所述驾驶员输入所要求的转向角和/或所要求的减速度时，由所述车对X信息所要求的转向角和/或所要求的减速度得到确认。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：当由所述车对X信息所要求的转向角和/或所要求的减速度大于由所述传感器信息和/或所述驾驶员输入所要求的转向角和/或减速度时，以为了避免撞车而最小所需的转向角和/或最小所需的减速度来执行干涉。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：仅当所述传感器信息和/或所述驾驶员输入实际要求干涉时，才以为了避免撞车而最小所需的转向角和/或最小所需的减速度来执行干涉。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：至少以由所述传感器信息和/或所述驾驶员输入所要求的转向角和/或由所述传感器信息和/或所述驾驶员输入所要求的减速度来执行干涉。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：当由所述传感器信息所要求的转向角和/或所要求的减速度大于由所述驾驶员输入所要求的转向角和/或减速度时，以由所述传感器信息所要求的转向角和/或所要求的减速度来执行干涉。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：当由所述驾驶员输入所要求的转向角和/或所要求的减速度大于由所述传感器信息所要求的转向角和/或减速度时，以由所述驾驶员输入所要求的转向角和/或所要求的减速度来执行干涉。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：如果仅车对X信息要求干涉，则不执行干涉。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：如果仅车对X信息要求干涉，则向驾驶员输出视觉的、听觉的和/或触觉的警告。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：紧前方车辆(22)的状态描述所述紧前方车辆(22)的减速度，在紧前方车辆(22)前方行驶的车辆(21)的状态描述所述在紧前方车辆(22)前方行驶的车辆(21)的减速度。
11.一种用于避免跟行车辆(23)撞上紧前方车辆(22)的系统，所述系统包括跟行车辆(23)，所述跟行车辆具有环境传感装置、车对X通信装置、转向干涉装置、制动干涉装置和驾驶员输入装置，所述系统还包括紧前方车辆(22)以及至少一个在所述紧前方车辆(22)前方行驶的车辆(21)，其中，所述跟行车辆(23)借助于传感器信息获取所述紧前方车辆(22)的状态并且借助于车对X信息获取至少一个在所述紧前方车辆(22)前方行驶的车辆(21)的状态，其中，所述车对X信息要求以待调整的转向角的形式干涉所述跟行车辆(23)的转向装置和/或以待调整的减速度的形式干涉所述跟行车辆(23)的制动装置以避免撞车，其中，由所述车对X信息所要求的转向角和/或所要求的减速度最初大于由所述传感器信息和/或驾驶员输入所要求的转向角和/或所要求的减速度，
其特征在于：仅当由所述车对X信息所要求的转向角和/或所要求的减速度通过所述传感器信息和/或通过所述驾驶员输入而被确认时，所述转向干涉装置和/或所述制动干涉装置才以由所述车对X信息所要求的转向角和/或所要求的减速度来执行干涉。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于：所述环境传感装置包括下述组中的一个或多个传感器：
-光达传感器，
-雷达传感器，
-摄像机传感器，以及
-超声波传感器。
13.根据权利要求11或12所述的系统，其特征在于：所述系统实施根据权利要求1至10中任一项所述的方法。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的系统在机动车(21，22，23)中的应用。
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