CN105313892A - 安全驾驶引导系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种安全驾驶引导系统及其方法，所述安全驾驶引导系统包括：可行驶空间提取部，其利用距离测定传感器感测的从车辆到客体的距离信息与客体感测传感器感测的客体信息提取可行驶空间；动态行驶空间提取部，其利用移动感测传感器感测的车辆的移动信息提取动态行驶空间；以及事故发生预测部，其判断所述可行驶空间与所述动态行驶空间的重叠程度，并根据判断结果控制使得车道偏离警报系统及车道保持辅助系统中至少一个开始运行。本发明能够预防对车辆周边环境变化反应迟钝的驾驶员在难以控制车辆的情况发生事故。

Description

安全驾驶引导系统及其方法
技术领域
本发明涉及安全驾驶引导系统及其方法，尤其涉及一种引导对车辆外部环境变化反应迟钝的驾驶员安全驾驶的安全驾驶引导系统及其方法。
背景技术
驾驶员有识别车辆周边状况的能力，但是不断重复驾驶行为时其注意力下降。注意力下降的情况下，驾驶员无法无意识地识别本车的移动情况。此时由于驾驶员未意识到危险情况，因此车辆事故发生概率高。尤其，当驾驶员是对车辆周边环境变化反应迟钝的人员时事故发生概率更高。
车辆上搭载的车道偏离警报系统(LaneDepartureWarningSystem；LDWS)、车道保持辅助系统(LaneKeepingAssistanceSystem；LKAS)等辅助驾驶的辅助系统用于解决这种问题。
众所周知，LDWS是在车辆偏离车道时向驾驶员报警的系统，这种系统不考虑驾驶员未意识到危险状况时的车辆移动，仅在车辆偏离车道时提示驾驶员车辆遇到危险状况，因此无法从根本上解决上述问题。
LKAS是在车辆偏离车道时将车辆的行驶方向自动控制到车道内侧的系统，该系统也是仅在车辆正常移动时稳定运行，遇到紧急状况时无法避免事故的发生。
发明内容
技术问题
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种在驾驶员未意识到危险的危险状况下自动控制车辆行驶的安全驾驶引导系统及其方法。
技术方案
为达成上述目的，根据本发明一个方面的安全驾驶引导系统包括：可行驶空间提取部，其利用距离测定传感器感测的从车辆到客体的距离信息与客体感测传感器感测的客体信息提取可行驶空间；动态行驶空间提取部，其利用移动感测传感器感测的车辆的移动信息提取动态行驶空间；以及事故发生预测部，其判断所述可行驶空间与所述动态行驶空间的重叠程度，并根据判断结果控制使得车道偏离警报系统及车道保持辅助系统中至少一个开始运行。
根据本发明另一方面的车辆的安全驾驶引导方法包括：利用距离测定传感器感测的从车辆到客体的距离信息与客体感测传感器感测的客体信息提取可行驶空间的步骤；利用移动感测传感器感测的车辆的移动信息提取动态行驶空间的步骤；以及判断所述可行驶空间与所述动态行驶空间的重叠程度，并根据判断结果控制使得车道偏离警报系统及车道保持辅助系统中至少一个开始运行的步骤。
技术效果
本发明能够预防对车辆周边环境变化反应迟钝的驾驶员在难以控制车辆的情况发生事故。
附图说明
图1为显示根据本发明一个实施例的整个系统构成的框图；
图2为显示图1所示安全驾驶引导系统的构成的框图；
图3为显示图2所示可行驶空间提取部的构成的框图；
图4为显示图2所示动态行驶空间提取部的构成的框图；
图5为显示根据本发明一个实施例的显示于道路形状地图的可行驶空间与动态行驶空间的示意图；
图6为显示根据本发明一个实施例的利用安全驾驶引导系统的安全驾驶引导方法的流程图。
具体实施方式
图1为显示根据本发明一个实施例的包括安全驾驶引导系统的整个系统构成的框图。
参照图1，根据本发明一个实施例的整个系统包括环境感测传感器100、移动感测传感器200及安全驾驶引导系统300。
环境感测传感器100
环境感测传感器100设置于车辆，为感测车辆能够行驶的可行驶空间而感测道路设施及障碍物。其中，道路设施是能够用于识别道路形状(roadprofile)的设施，可以是周期性地设置在道路两侧的路灯、路边树木、设置在公交站的各种设施等。障碍物可以是在人行道上行走的行人。
为感测可行驶空间，环境感测传感器100包括距离测定传感器110、摄像头传感器120及雷达传感器130。
距离测定传感器110是设置在车辆上测定与道路设施及/或障碍物之间的距离值的传感器，具体可以是激光扫描仪、超声波传感器等。
摄像头传感器120设置在车辆上拍摄车辆周边的道路设施及/或障碍物，从拍摄的影像信息检测道路设施及/或障碍物等客体信息。
为此，摄像头传感器120可以包括拍摄道路设施、障碍物的摄像头及从所述摄像头拍摄的影像信息提取客体(道路设施及/或障碍物)信息的客体检测部。
其中，客体检测部可运行多种影像处理算法，从所述影像信息中提取道路设施或障碍物信息。
雷达传感器130设置在车辆上，利用雷达检测包括道路设施及/或障碍物的客体信息。上述摄像头传感器120与雷达传感器130可称作客体感测传感器。
移动感测传感器200
移动感测传感器200设置在车辆上感测车辆的移动，以感测车辆的动态行驶空间(或行驶预测空间)。
移动感测传感器200包括感测车辆的移动的多个传感器，例如包括感测转向角信息的转向角传感器210、感测车速的车速传感器220、感测车辆位置的车辆位置传感器230及感测制动力的制动传感器240等。
安全驾驶引导系统300
安全驾驶引导系统300比较所述环境感测传感器100感测的结果与所述移动感测传感器200感测的结果，以此判断驾驶员是否意识到遇到危险状况。
并且，安全驾驶引导系统300在判断驾驶员是否意识到遇到危险状况后根据该判断结果启动车道保持辅助系统(LaneKeepingAssistanceSystem；LKAS)。
并且，安全驾驶引导系统300根据所述判断结果启动车道偏离警报系统(LaneDepartureWarningSystem；LDWS)。以下参照图2具体说明安全驾驶引导系统300。
图2为显示根据本发明一个实施例的安全驾驶引导系统的构成的框图。
参照图2，安全驾驶引导系统300包括可行驶空间提取部310、动态行驶空间提取部320、事故发生预测部330及模式信号生成部340。
可行驶空间提取部310
可行驶空间提取部310生成道路形状地图并从生成的道路形状地图提取可行驶空间。以下参照图3具体说明可行驶空间提取部310。
参照图3，为生成道路形状地图，可行驶空间提取部310包括信息映射部312、信息选择部314、道路形状地图(roadprofilemap)生成部316及存储部318。
信息映射(informationmapping)部利用存储在存储部的坐标转换表映射距离测定传感器110测定的距离信息与摄像头传感器120及雷达传感器130测定的客体信息。
距离测定传感器110、摄像头传感器120及雷达传感器130使用不同的坐标系，因此需要映射距离测定传感器110获取的距离信息与摄像头传感器120获取的客体信息及雷达传感器130获取的客体信息。
上述映射作业包括将距离测定传感器110使用的距离坐标系上显示的距离信息、摄像头传感器120使用的摄像头坐标系上显示的客体信息及雷达传感器130使用的雷达坐标系上显示的客体信息显示在一个共同坐标系上的处理过程。
并且，映射作业包括将共同坐标系上位于近距离处的距离信息与客体信息处理成一个映射信息的处理过程。
距离信息与客体信息分别以坐标形式显示在共同坐标系上。此时，表示距离信息的坐标值与表示客体信息的坐标值位于预定距离以内时，映射相应的距离信息与客体信息。
所述映射作业利用存储在存储部318中的坐标转换表。
坐标转换表是记录对应于各距离坐标系的坐标值、摄像头坐标系的坐标值及雷达坐标系的坐标值的共同坐标系的共同坐标值的表。
信息映射部312参照坐标转换表，将显示于距离坐标系上的距离信息、显示于摄像头坐标系上的客体信息及显示于雷达坐标系上的客体信息转换到一个共同坐标系。
信息映射部312构成以所述共同坐标系上位于最近距离处的距离信息与客体信息为一对的一个映射信息。通过以上过程，能够映射摄像头传感器、雷达传感器感测的客体信息与距离测定传感器感测的距离信息。为了便于说明，将映射后的距离信息与客体信息称为映射信息。
信息选择部314从通过信息映射部312映射的映射信息中选择掌握道路形状所需的信息。
距离测定传感器、摄像头传感器及雷达传感器感测的信息中包括生成道路形状时不必要信息，因此需要过滤这些不必要的信息。例如，与本车辆行驶在同一道路的周边车辆是掌握道路形状时用不到的信息。
相反，以预定距离周期性地设置在道路周边的路边树木、路灯、公交站等道路设施是掌握道路形状所需的信息。
因此，为选择掌握道路形状所需的信息，可利用映射信息中的距离信息。即，映射到周期性感测的距离信息的客体信息很可能是路边树木、路灯、公交站等道路设施，因此周期性感测的距离信息可以作为掌握道路形状所需的信息。
道路形状地图生成部316利用通过信息选择部314选择的映射信息生成道路形状地图，从生成的道路形状地图提取可行驶空间。
道路形状地图生成部316按距离信息配置通过信息选择部314选择的映射信息中的客体(道路设施或障碍物)，以此生成道路形状地图。
如图5所示，道路形状地图是共同坐标系上只显示有客体31-1、31-3、31-5、31-7、31-9的配置形态的地图，因此不同于车辆的可行驶空间。因此，需要进行在道路形状地图上显示可行驶空间的处理过程。
为了在道路形状地图上显示可行驶空间，道路形状地图生成部316用一根线连接对应于信息选择部314选择的映射信息的客体(道路设施或障碍物)。
具体如图5所示，道路形状地图生成部316用一根线32-1连接对应于映射信息的客体中在道路形状地图上显示于车辆10的前方左侧的客体31-1、31-3、31-5，用另一根线32-2连接显示在车辆前方右侧的客体31-7、31-9。所述一根线32-1与另一根线32-2之间的空间为可行驶空间S1。
道路形状地图上如上显示可行驶空间的情况下，道路形状地图生成部316从所述道路形状地图提取所述可行驶空间S1。
动态行驶空间提取部320
动态行驶空间提取部320生成动态行驶地图，并从动态行驶地图提取动态行驶空间。以下参照图4具体说明动态行驶空间提取部。
参照图4，动态行驶空间提取部320包括移动轨迹计算部322及动态行驶地图生成部324。
移动轨迹计算部322利用从移动感测传感器200接收到的车辆的移动信息计算移动轨迹,所述移动信息包括转向角信息、车速信息、车辆位置信息及制动力信息。
动态行驶地图生成部324参照存储在图3所示存储部318的坐标转换表，将移动轨迹计算部322计算的表示预想移动轨迹的坐标值显示在共同坐标系上生成动态行驶地图。
另外，显示在共同坐标系上的移动轨迹由一根线显示,因此不同于动态行驶空间。
因此如图5所示，为了将以一根线形态显示的预想移动轨迹重新显示成空间形态，动态行驶地图生成部324用彼此之间的间隔为车辆宽度的两根线33-1、33-2显示原本由一根线显示的移动轨迹。通过以上处理过程，动态行驶地图生成部324提取两根线33-1、33-2之间的空间作为动态行驶空间S2。
事故发生预测部330
再次参照图2，事故发生预测部330判断可行驶空间提取部310提取的可行驶空间S1与动态行驶空间提取部320提取的动态行驶空间S2的重叠程度，根据该判断结果控制使得车道偏离警报系统400及车道保持辅助系统500中的至少一个开始工作。
具体如图5所示，动态行驶空间S2完全包含于可行驶空间S1内时，表示当前车辆在可行驶空间S1内安全行驶，因此事故发生预测部330生成表示事故发生概率低的第一判断结果。
动态行驶空间S2的部分面积包含于可行驶空间S1内且所述部分面积为预先设定的面积以上的情况下，表示当前车辆小幅脱离了可行驶空间S1，因此事故发生预测部330生成表示事故发生概率高的第二判断结果。
动态行驶空间S2的部分面积包含于可行驶空间S1内且所述部分面积小于预先设定的面积的情况下，表示当前车辆大幅脱离了可行驶空间S1，因此事故发生预测部330生成表示事故发生概率极高的第三判断结果。
模式信号生成部340
模式信号生成部340根据所述事故发生预测部330的判断结果生成用于指示车道偏离警报系统(LDWS)400及车道保持辅助系统(LKAS)500是否启动的模式信号。
具体地，模式信号生成部340在从所述事故发生预测部330接收到第一判断结果的情况下，模式信号生成部340根据第一判断结果生成使车辆转换到手动驾驶模式的第一模式信号，并将生成的第一模式信号输出到车道保持辅助系统500。此时车道保持辅助系统500关闭，车辆靠驾驶员以手动驾驶模式行驶。
模式信号生成部340在从所述事故发生预测部330接收到第二判断结果的情况下，模式信号生成部340根据第二判断结果生成用于警示驾驶员事故发生概率高的第二模式信号，并将生成的第二模式信号输出到车道偏离警报系统400。对此，车道偏离警报系统400通过影像输出装置或语音输出装置向驾驶员提供用于警示事故发生概率高的警报消息。
模式信号生成部340在从所述事故发生预测部330接收到第三判断结果的情况下，模式信号生成部340根据第三判断结果生成使车辆转换到自动驾驶模式的第三模式信号，并将生成的第三模式信号输出到车道保持辅助系统500。对此，车道保持辅助系统500开始运行，车辆通过车道保持辅助系统500以自动驾驶模式行驶。
如上所述，根据本发明一个实施例的安全驾驶引导系统提取可行驶空间与动态行驶空间，根据可行驶空间与动态行驶空间之间的重叠程度预测车辆有无碰撞可能性。如上，能够预防对车辆周边环境变化反应迟钝的驾驶员在难以控制车辆的情况发生事故。
图6为显示根据本发明一个实施例的利用安全驾驶引导系统的安全驾驶引导方法的流程图。为简化说明，假设在没有特殊说明的情况下各步骤的执行主体为安全驾驶引导系统300。另外，在说明各步骤时与参照图1至图5说明的内容重复的内容只做简要说明。
参照图6，首先在步骤S310中利用距离测定传感器感测的客体的距离信息与摄像头传感器及雷达传感器等客体感测传感器感测的客体信息生成道路形状地图。
之后在步骤S320中，在生成的道路形状地图内显示可行驶空间并提取显示的可行驶空间。
之后在步骤S330中，利用移动感测传感器感测的移动信息计算车辆的移动轨迹，并从计算得到的预想移动轨迹提取动态行驶空间。
之后在步骤S340中，判断可行驶空间与动态行驶空间之间的重叠程度。
具体地，在动态行驶空间S2的部分面积包含于可行驶空间S1内且所述部分面积小于预先设定的面积时执行步骤S350，在动态行驶空间S2完全包含于可行驶空间S1内时执行步骤S360。
在包含于可行驶空间S1的动态行驶空间S2的部分面积为预先设定的面积以上时，在步骤S350中车道偏离警报系统400通过影像输出装置或语音输出装置向驾驶员发出警示事故发生概率高的警报消息。
在动态行驶空间S2完全包含于可行驶空间S1内时，在步骤S360中安全驾驶引导系统300控制使得车道保持辅助系统500保持待运行状态。此时，车辆靠驾驶员以手动行驶模式行驶。
在已经向驾驶员发出所述报警消息而驾驶员仍没有响应时，即可行驶空间S1与动态行驶空间S2的重叠面积逐渐缩小，直至包含于可行驶空间S1的动态行驶空间S2的部分面积不足预先设定的面积时，在步骤S370中安全驾驶引导系统300启动车道保持辅助系统500。此时，车辆依靠车道保持辅助系统500以自动行驶模式自动行驶。
本发明不限于以上说明的实施例的构成及方法，各实施例的全部或部分可选择性地组合实现多种变形。

Claims (14)

1.一种安全驾驶引导系统，其特征在于，包括：
可行驶空间提取部，其利用距离测定传感器感测的从车辆到客体的距离信息与客体感测传感器感测的客体信息提取可行驶空间；
动态行驶空间提取部，其利用移动感测传感器感测的车辆的移动信息提取动态行驶空间；以及
事故发生预测部，其判断所述可行驶空间与所述动态行驶空间的重叠程度，并根据判断结果控制使得车道偏离警报系统及车道保持辅助系统中至少一个开始运行。
2.根据权利要求1所述的安全驾驶引导系统，其特征在于：
所述事故发生预测部在所述重叠程度的判断结果为所述动态行驶空间完全包含于所述可行驶空间内时，控制使得车道保持辅助系统进入待运行状态。
3.根据权利要求1所述的安全驾驶引导系统，其特征在于：
所述事故发生预测部在所述重叠程度的判断结果为所述动态行驶空间的部分面积包含于可行驶空间内且所述部分面积为预先设定的面积以上时,指示所述车道偏离警报系统运行。
4.根据权利要求1所述的安全驾驶引导系统，其特征在于：
所述事故发生预测部在所述重叠程度的判断结果为所述动态行驶空间的部分面积包含于可行驶空间内且所述部分面积小于预先设定的面积时,指示所述车道保持辅助系统运行。
5.根据权利要求1所述的安全驾驶引导系统，其特征在于，所述可行驶空间提取部包括：
信息映射部，其通过参照坐标转换表在共同坐标系上显示所述距离信息与所述客体信息，在所述共同坐标系上构成包括所述距离信息与最邻近所述距离信息的客体信息的映射信息；
信息选择部，其从所述信息映射部构成的映射信息中选择包括所述距离测定传感器周期性感测的距离信息与最邻近所述周期性感测的距离信息的客体信息的映射信息；
道路形状地图生成部，其利用包含于选择到的所述映射信息中的距离信息与客体信息生成道路形状地图，并在生成的所述道路形状地图上显示用一根线连接的对应于所述客体信息的客体；以及
存储部，其存储所述坐标转换表。
6.根据权利要求5所述的安全驾驶引导系统，其特征在于：
所述距离信息是包括超声波传感器及激光扫描仪中的至少一种的所述距离测定传感器感测到的信息。
7.根据权利要求5所述的安全驾驶引导系统，其特征在于：
所述客体信息是包括摄像头传感器及雷达传感器中的至少一种的所述客体感测传感器感测的信息。
8.根据权利要求5所述的安全驾驶引导系统，其特征在于：
所述移动信息包括转向角传感器感测的转向角信息、车速传感器感测的车速信息、车辆位置传感器感测的车辆位置信息及制动传感器感测的制动力信息。
9.根据权利要求5所述的安全驾驶引导系统，其特征在于：
所述道路形状地图生成部通过连接所述道路形状地图上出现在车辆的前方左侧的客体的一根线与连接出现在车辆的前方右侧的客体的另一根线显示所述可行驶空间。
10.根据权利要求1所述的安全驾驶引导系统，其特征在于，所述动态行驶空间提取部包括：
移动轨迹计算部，其利用所述移动信息计算车辆的预想移动轨迹；
动态行驶地图生成部，其参照坐标转换表，在显示所述可行驶空间的共同坐标系上用一根线显示表示计算得到的所述预想移动轨迹的坐标值，并将所述一根线扩张成间隔为所述车辆的宽度的两根线，提取所述两根线之间的空间作为所述动态行驶空间。
11.一种车辆的安全驾驶引导方法，是通过安全驾驶引导系统引导车辆安全驾驶的方法，其特征在于，包括：
利用距离测定传感器感测的从车辆到客体的距离信息与客体感测传感器感测的客体信息提取可行驶空间的步骤；
利用移动感测传感器感测的车辆的移动信息提取动态行驶空间的步骤；以及
判断所述可行驶空间与所述动态行驶空间的重叠程度，并根据判断结果控制使得车道偏离警报系统及车道保持辅助系统中至少一个开始运行的步骤。
12.根据权利要求11所述的车辆的安全驾驶引导方法，其特征在于：
控制的所述步骤具体是，在所述判断结果为所述动态行驶空间完全包含于所述可行驶空间内时，控制使得车道保持辅助系统进入待运行状态的步骤。
13.根据权利要求11所述的车辆的安全驾驶引导方法，其特征在于：
控制的所述步骤具体是，在所述判断结果为所述动态行驶空间的部分面积包含于可行驶空间内且所述部分面积为预先设定的面积以上时,指示所述车道偏离警报系统运行的步骤。
14.根据权利要求11所述的车辆的安全驾驶引导方法，其特征在于：
控制的所述步骤具体是，在所述判断结果为所述动态行驶空间的部分面积包含于可行驶空间内且所述部分面积小于预先设定的面积时,指示所述车道保持辅助系统运行的步骤。
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