CN105358383B - 用于运行车辆的行人保护设备的方法和装置、行人保护设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行车辆、特别是机动车的行人保护设备(2)的方法，该行人保护设备具有环境传感器(3)和接触传感器(4)并且构造成触发至少一个行人保护措施(5)，其中，借助于环境传感器(3)监测车辆环境中是否存在碰撞对象并且在碰撞到车辆上之前确定所探测的碰撞对象的类型，并且，借助于接触传感器(4)确定所探测的且碰撞到车辆上的碰撞对象的在车辆处的碰撞特征并且将该碰撞特征与至少一个可预先确定的极限值(Thd)相比较，以决定行人保护措施(5)的触发。在此规定，根据所探测的碰撞对象的所确定的类型改变极限值(Thd)。

Description

用于运行车辆的行人保护设备的方法和装置、行人保护设备
技术领域
本发明涉及一种用于运行车辆的、特别是机动车的行人保护设备的方法，该行人保护设备具有环境传感器和接触传感器并且构造成触发至少一个行人保护措施或行人保护约束装置，其中，借助于环境传感器监测车辆环境中是否存在碰撞对象并且在碰撞到车辆上之前确定所探测的碰撞对象的类型，并且，借助于接触传感器确定所探测的且碰撞到车辆上的碰撞对象的在车辆处的碰撞特征并且将该碰撞特征与至少一个可预先确定的极限值或阈值相比较，以决定行人保护措施的触发。
此外，本发明涉及相应的装置以及行人保护设备。
背景技术
开头所述的这种方法和装置从现有技术中是已知的。为了探测行人事故，通常使用安装在车辆保险杠中的接触传感器。广泛应用的是基于两个或多个加速度传感器的系统。还已知利用压力管传感器(英文：Pressure Tube Sensor)工作的系统。在这两种情况中，物体碰撞到保险杠的相关区域中导致在起探测作用的传感器中的信号上升。在此，信号上升的幅度尤其与碰撞的或撞击的碰撞对象的质量和速度有关。
此外，由公开文献DE 103 46 622 A1已知一种开头所述类型的装置，在其中设有环境传感器，该环境传感器监测车辆的环境并且对潜在的碰撞对象检测其是否为行人。然后，根据该碰撞对象实际上是否为行人来触发行人保护措施。然而，在实际中一方面可能发生的是，尽管有检测碰撞对象是否为行人的高度发达的算法，也会得出错误判断，这会导致行人保护措施的误触发。另一方面可能发生的是，没有将行人本身识别出来，因为例如没有超过在算法内部的必要的触发阈限。这种情况例如可能是行人为小孩或者行人仅部分地碰到保险杠的相关区域。因此，简单地判断是否为行人并且在此基础上决定是否触发行人保护措施可能在个别情况下是不够的。
发明内容
根据本发明的用于运行车辆、特别是机动车的行人保护设备的方法具有的优点是，使误触发最小化并且提高正确的行人识别的概率，使得行人保护措施不会被不必要地触发并且在确实有行人碰撞的情况下不会保持不活动。该行人保护设备具有环境传感器和接触传感器并且构造成触发至少一个行人保护措施，其中，借助于环境传感器监测车辆环境中是否存在碰撞对象并且在碰撞到车辆上之前确定所探测的碰撞对象的类型，并且，借助于接触传感器确定所探测的且碰撞到车辆上的碰撞对象的在车辆处的碰撞特征并且将该碰撞特征与至少一个能预先确定的极限值相比较，以决定所述行人保护措施的触发。根据本发明的方法的特征在于，根据所探测的碰撞对象的确定的类型改变极限值，碰撞对象的碰撞特征与该极限值相比较。因此根据本发明规定，根据所探测的碰撞对象类型不是立即做出关于可触发或不触发行人保护措施的判断，而是改变最终负责触发的极限值，以实现更稳健的或更灵敏的行人保护设备。通过改变极限值可更明确地决定行人保护措施的触发。优选地，作为碰撞特征确定碰撞能量，其由接触传感器的所探测的加速度信号或压力信号得到。作为替代，例如还可探测碰撞压力或碰撞力作为碰撞特征。根据使用什么作为碰撞特征，将其与用于相应特征的相应的极限值或阈值相比较，其中，此时按照根据本发明的方法改变相应的极限值。
根据本发明的有利的改进方案规定，借助于环境传感器确定碰撞对象相对于车辆的相对速度。通过得悉碰撞对象的相对速度可进一步得出触发行人保护措施的必要性。
特别规定，根据相对速度确定碰撞时间点或碰撞时间窗。通过得悉碰撞对象相对于车辆的相对速度和碰撞对象的借助于环境传感器探测的位置或初始位置可确定，碰撞对象应何时与车辆碰撞或碰撞到车辆上/车辆处。然后，优选将实际出现的和通过控制传感器确定的碰撞时间点与所确定的碰撞时间点或所确定的碰撞时间窗相比较。如果实际的碰撞时间点位于时间窗之外或远离所确定的碰撞时间点，则识别出，碰撞在车辆处的物体可能不是被环境传感器探测的碰撞对象。
根据本发明的有利的改进方案规定，极限值仅在所确定的碰撞时间点或仅在碰撞时间窗内改变。作为替代，极限值仅在实际的碰撞时间点改变。由此，特别是当之前识别出作为碰撞对象的类型的行人时，行人保护设备仅在所确定的碰撞时间点或所确定的碰撞时间窗切换成更灵敏或更稳健。其他类型的碰撞对象例如可为动物、固定的障碍物或物体(例如路灯、垃圾桶、停放的汽车、墙壁等)。对这种非触发对象提高极限值或将极限值切换成更稳健，以避免不必要地触发行人保护措施。由于仅在碰撞时间点或碰撞时间窗改变极限值，例如避免了由于之前未探测的且不重要的碰撞对象(其在之前探测的碰撞对象之前碰撞到车辆处)而提早触发行人保护措施，或者说避免了与实际碰撞对象不一致的物体导致对相应的极限值或阈值的影响。
根据本发明的有利的改进方案规定，借助于环境传感器附加地确定代表碰撞对象的大小的值。此时，在极限值改变时适宜地同时考虑碰撞对象的大小或值。此外，通过得悉大小还可估算碰撞对象的质量且由此估算可预期的碰撞特征、特别是可预期的碰撞能量。例如，如果识别出碰撞对象为只具有更小身高的行人，即例如小孩，极限值例如可减小到特别敏感的值，以确保可靠地触发行人保护措施。
根据本发明的优选的改进方案规定，将代表大小的值和/或碰撞对象的类型与所确定的碰撞特征、特别是所确定的碰撞能量相比较，以判断该碰撞是否由该碰撞对象产生。与上文所述的情况类似，根据这种实施方式规定，通过将所确定的碰撞特征、特别是碰撞能量与碰撞对象的大小和/或类型相比较，并且特别优选地与可预期的碰撞特征、特别是预期的碰撞能量相比较，来验证或核实碰撞对象的真实性，以避免误触发。特别是当行人保护措施(例如在车辆外部作用的安全气囊)仅可触发一次时，此时避免误触发也是特别重要的。优选地，只有当被碰撞的碰撞对象被识别为所探测的碰撞对象时，此时才改变极限值。
此外优选地规定，借助于环境传感器确定碰撞对象的碰撞概率，并且在改变极限值时考虑碰撞对象的碰撞概率。例如，如果相对于碰撞对象还存在足以进行避让过程的间距，碰撞概率可设置得较低，而对于明显不可避免的碰撞，将碰撞概率设置得较高。通过该措施借由极限值的相应改变特别避免行人保护设备的提早的或不必要的灵敏度切换。
此外优选地规定，当碰撞概率超过可预先确定的阈值时，特别是根据碰撞对象的相对速度储存环境传感器的数据，并且当碰撞对象离开环境传感器的测量范围时提供该数据以改变极限值。通过在碰撞概率超过可预先确定的阈值的时刻储存环境传感器的数据建立冻结状态，在其中冻结环境传感器，从而当碰撞对象离开环境传感器的测量范围时、例如当碰撞对象进入环境传感器的死角时，此时还仍然提供由环境传感器探测的数据。根据本发明的替代的实施方式规定，例如当距离碰撞的时间小于或等于可预先确定的阈值时，根据距离碰撞的时间TTC(TTC＝time to collision)设定冻结状态。
根据本发明的用于运行车辆、特别是机动车的行人保护设备的装置，该行人保护设备具有环境传感器和接触传感器，其中，装置借助于环境传感器监测车辆环境中是否存在碰撞对象并且确定碰撞对象的类型，其中，装置借助于接触传感器确定碰撞对象在车辆处的碰撞特征、特别是碰撞能量，并且将该碰撞特征与至少一个能预先确定的极限值相比较，以决定行人保护设备的至少一个行人保护措施的触发，该装置的特征在于，该装置根据碰撞对象的特定的类型改变极限值。在此得到已经述及的优点。此外，该装置优选具有相应地构造的控制器，该控制器执行根据本发明的方法步骤。
根据本发明的用于车辆、特别是机动车的行人保护设备具有至少一个能触发的行人保护措施，该行人保护设备的特征在于根据本发明的装置。由此得到已述优点。行人保护设备优选具有至少一个行人保护措施、特别是可布置在车辆外部的安全气囊和/或可竖起的发动机罩，根据极限值与碰撞特征、特别是碰撞能量的比较来触发该行人保护措施。行人保护设备优选具有可彼此独立触发的多个行人保护措施。
附图说明
下面借助于附图详细阐述本发明。其中：
图1以示意图示出了用于运行行人保护设备的装置，
图2示出了行人保护设备的极限值的变化，以及
图3示出了极限值与撞击概率和碰撞时间窗相关的变化的时间曲线。
具体实施方式
图1示出了用于运行行人保护设备2的装置，行人保护设备具有环境传感器3和接触传感器4。此外，行人保护设备2具有至少一个可激活的行人保护措施5，例如安装在车辆外部的安全气囊和/或可竖起的发动机罩。接触传感器4在此具有例如沿车辆的保险杠延伸的压力管传感器(PTS传感器)。作为替代或附加地可考虑，在保险杠处设置力传感器、光导体、加速度传感器、压电传感器或它们的组合，以探测碰撞对象在保险杠处的碰撞并且确定碰撞对象的碰撞特征，特别是碰撞能量。
环境传感器3优选具有例如通过超声波或激光束工作的摄像系统或雷达系统，以监测车辆的环境并且特别是探测碰撞对象，即在车辆的环境中可能与车辆碰撞且与车辆就此而言(尚)有距离的对象。还可考虑对此使用特别是具有目标提取功能的单目摄影机(Monokamera)。
环境传感器3的信号输送到信号评估部6。信号评估部6借助于环境传感器3的所探测的信号确定碰撞对象的类型，即，特别是确定碰撞对象是否为行人、骑自行车的人、摩托车、其他车辆、载重汽车或者是否为静止的障碍物，例如墙壁。此外，信号评估部确定碰撞对象的大小，该大小例如可给出关于碰撞对象的质量和随之可预期的碰撞能量的信息。此外，信号评估部6确定所探测的碰撞对象相对于具有行人保护设备2的车辆的相对速度。信号评估部根据该相对速度确定距离碰撞的时间TTC(TTC＝Time to Collision)和碰撞时间窗，可预期在该碰撞时间窗中碰撞对象发生碰撞。此外，信号评估部6确定所谓的撞击概率或碰撞概率，即所探测的碰撞对象实际碰撞到车辆处的可能性的大小。
接触传感器4的信号输送到信号处理部7，在碰撞对象碰撞到车辆处之后或期间，信号处理部评估碰撞对象在车辆处的碰撞数据。在下一个步骤中，借助来自于信号处理部7的经处理的信号在特征计算部8中计算所谓的特征或碰撞特征。在此例如为滤波后的信号、窗口积分、积分、导数或其他特征。在判断逻辑部9中将所计算的特征与阈值或极限值相比较。在超过阈值或极限值的基础上进行行人保护措施5的触发判断。由信号评估部6生成的结果输送到特征计算部8和判断逻辑部9并且在此在计算特征或决定触发行人保护措施时如下文进一步所述的那样考虑该结果。
通过特征识别部8确定的特征输送到判断逻辑部9，在判断逻辑部中将特征与前文所述的极限值相比较，以决定是否应触发行人保护措施5。如果所探测的碰撞对象为行人或者碰撞对象的大小至少与行人一致，则在判断逻辑部9中将至少一个与所探测的碰撞能量相应的极限值调节得更灵敏或将该极限值减小到更低的值。借助于碰撞对象相对于车辆的相对速度确定碰撞时间窗AF或TTC。在此，根据速度、特别是根据车辆的速度并且特别优选根据碰撞对象的相对速度选择碰撞时间窗AF。极限值仅在该时间窗内变化，以使其与所探测的碰撞对象相匹配，如在图2中示例性所示的那样。
图2作为实施例示出了在碰撞到行人时压力管传感器在时间t上反映碰撞能量的信号曲线10。以虚线在图中绘制了碰撞能量的极限值Thd。作为替代，在此还可绘制具有相应极限值的其他碰撞特征并且进行比较。
通过将极限值Thd的变化限制到对于碰撞关键的时间范围中避免了例如由于其他当前未注意的物体而误触发。在此，极限值根据是哪种类型的碰撞对象而向上或向下变化。优选地，将之前确定的撞击概率也一起考虑到极限值的变化中。
图3示出了在考虑理论的碰撞时间点或碰撞时间窗AF和撞击概率的情况下极限值在时间上的调节。在此，在图的最上面的三分之一中关于时间绘制了关于由环境传感器3探测的碰撞对象的撞击概率CW。附加地绘制了撞击概率阈限CW0，其例如为60％的撞击概率并且例如可根据碰撞对象的类型预先确定。
在中间的三分之一中关于时间绘制了距离碰撞的TTC或理论时间。根据预期，在TTC到达值为零的时间点T0发生碰撞对象与车辆的碰撞。
在下部的三分之一中关于时间绘制了极限值Thd。其中时间窗范围AF是这样选择的，即预期的碰撞时间点T0位于其中点。然而，碰撞时间窗AF当然还可选择为使得预期的碰撞时间点T0偏离中心地位于碰撞时间窗AF中。在此极限值Thd在碰撞时间窗AF中减小，因为例如作为碰撞对象探测到了行人。在下部的三分之一中同样示出的信号E表示碰撞到车辆上的碰撞对象的碰撞能量，该碰撞能量借助于接触传感器4探测。在时间点T1，碰撞对象在碰撞时间窗中(在存在减小的极限值Thd期间)实际地碰触到车辆，从而通过改变极限值Thd将行人保护设备2调节得更灵敏并且相对更早地、即在较低的碰撞能量下就已经触发行人保护措施。
如果撞击概率CW大于CW阈限CW0并且同时TTC低于可预先确定的TTC阈限TTC0，“冻结”环境传感器3的数据。这优选地意味着，数据被储存并且之后被提供使用。然而还可考虑，根据TTC进行数据的冻结。数据优选在可预先确定的冻结时间间隔FI的持续时间中被保存。冻结数据的时间点当前与速度相关并且应位于环境传感器3的盲区外。即使当碰撞对象运动到环境传感器3的盲区中时，此时也仍然可通过冻结数据调节极限值和其他阈值。如果识别出的碰撞对象为行人，则在冻结的时间点将极限值和阈限调节得更灵敏。而如果为不应引起触发行人保护措施的碰撞对象，即非触发对象，则提高阈限和极限值并且将行人保护算法切换得更稳健。调节或改变极限值和/或阈限的持续时间由TTC的优选与速度相关的冻结时间间隔FI(其在此相应于碰撞时间窗)得出。一般优选地规定，用于极限值或阈值调节的碰撞时间窗AF设定为小于或等于冻结时间间隔FI。如果冻结时间间隔终止，则阈限/极限值又具有其初始值。在该时间点虽然接触传感器的信号或碰撞特征、特别是所探测的碰撞能量再次下降，然而已经做出触发判断，从而阈限或极限值的重置不再妨碍该方法的进一步过程。还可考虑在接触传感器信号的持续时间上关于第二极限值Thd2进行扩展的阈值调节。
此外，在此在发生碰撞之后将所探测的碰撞能量与通过环境传感器3确定的或可预期的碰撞能量相比较，从而可利用待探测的碰撞对象验证所碰撞的碰撞对象。也就是说，根据TTC进行所探测的碰撞对象与所碰撞的碰撞对象的比较。只有当所碰撞的、由接触传感器探测的碰撞对象在碰撞时间窗AF中被识别出时，才进行行人保护措施的触发或者极限值或阈值的改变。如果所碰撞的碰撞对象与所探测的碰撞对象不一致，则优选不进行行人保护措施的触发或者不进行极限值的调节/改变。仅当所确定的碰撞特征与预期的碰撞特征或所确定的碰撞能量与预期的碰撞能量一致或者至少基本一致时，才在以后的进程中释放触发行人保护措施的决定或改变极限值。由此可检验，由周围环境传感器3识别的碰撞对象是否也为撞击到车辆上的碰撞对象。例如可发生，环境传感器3探测到墙壁(例如房屋墙壁)并且接触传感器4在所预测的碰撞时间点T0之前就已经识别出行人碰撞，因为行人还站在墙壁前。在这种情况下，将算法或行人保护设备2切换成不稳健，因为尚未达到墙壁的碰撞时间窗AF。此外，由墙壁的大小得出，其不可能为行人。因此行人被行人保护算法还继续可靠地识别为行人。

Claims (14)

1.一种用于运行车辆的行人保护设备(2)的方法，该行人保护设备具有环境传感器(3)和接触传感器(4)并且构造成触发至少一个行人保护措施(5)，其中，借助于所述环境传感器(3)监测车辆环境中是否存在碰撞对象并且在碰撞到所述车辆上之前确定所探测的碰撞对象的类型，并且，借助于所述接触传感器(4)确定所探测的且碰撞到所述车辆上的碰撞对象的在车辆处的碰撞特征并且将该碰撞特征与至少一个能预先确定的极限值(Thd)相比较，以决定所述行人保护措施(5)的触发，其特征在于，根据所探测的碰撞对象的所确定的类型改变所述极限值(Thd)，所述碰撞对象的碰撞概率(CW)借助于所述环境传感器(3)确定并且在改变所述极限值(Thd)时加以考虑，当所述碰撞概率(CW)超过能预先确定的阈值(CW0)时，储存所述环境传感器(3)的数据，并且当所述碰撞对象离开所述环境传感器(3)的探测范围时，提供该数据以改变所述极限值(Thd)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于所述环境传感器(3)确定所述碰撞对象相对于所述车辆的相对速度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述相对速度确定预期的碰撞时间点(T0)和/或碰撞时间窗(AF)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述极限值(Tdh)仅在所述碰撞时间点(T0)或仅在所述碰撞时间窗(AF)中改变。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，借助于所述环境传感器(3)附加地确定代表所述碰撞对象的大小的值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述碰撞对象的表示大小的值和/或所述碰撞对象的类型与确定的碰撞特征相比较，以判断所述碰撞是否由所述碰撞对象产生。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述碰撞特征是所探测的碰撞能量。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述碰撞对象的相对速度储存所述环境传感器(3)的数据。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆是机动车。
10.一种用于通过根据上述权利要求中任一项所述的方法运行车辆的行人保护设备(2)的装置(1)，该行人保护设备具有环境传感器(3)和接触传感器(4)，其中，所述装置(1)借助于所述环境传感器(3)监测车辆环境中是否存在碰撞对象并且确定所述碰撞对象的类型，其中，所述装置(1)借助于所述接触传感器(4)确定所述碰撞对象在所述车辆处的碰撞特征，并且将该碰撞特征与至少一个能预先确定的极限值(Thd)相比较，以决定所述行人保护设备(2)的至少一个行人保护措施(5)的触发，其特征在于，所述装置(1)根据所述碰撞对象的所确定的类型改变所述极限值(Thd)，所述碰撞对象的碰撞概率(CW)借助于所述环境传感器(3)确定并且在改变所述极限值(Thd)时加以考虑，当所述碰撞概率(CW)超过能预先确定的阈值(CW0)时，储存所述环境传感器(3)的数据，并且当所述碰撞对象离开所述环境传感器(3)的探测范围时，提供该数据以改变所述极限值(Thd)。
11.根据权利要求10所述的装置(1)，其特征在于，所述碰撞特征是碰撞能量。
12.根据权利要求10所述的装置(1)，其特征在于，所述车辆是机动车。
13.一种用于车辆的行人保护设备(2)，其具有至少一个能触发的行人保护措施(5)，其特征在于，所述行人保护设备(2)通过根据权利要求10所述的装置(1)来运行。
14.根据权利要求13所述的行人保护设备(2)，其特征在于，所述车辆是机动车。
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