CN105501224A - 检测低速近距离的车辆超车 - Google Patents

Abstract

一种车辆系统包括输入装置接口和处理装置。该输入装置接口接收雷达信号。该处理装置在主车辆和前方车辆之间限定关注的区域、检测潜在的超车车辆是否已经进入该关注的区域、以及选择该潜在的超车车辆作为新的前方车辆。该车辆系统可以被合并到自主或部分自主车辆中。

Description

检测低速近距离的车辆超车

背景技术

自主以及部分自主车辆从想要以其他方式驾驶车辆的人那里承担了某些与驾驶相关的任务。各种传感器系统允许自主车辆检测其他汽车、基础设施、行人等等。自主和部分自主车辆处理传感器系统的输出以操作车辆就好像车辆正在被人驾驶一样。

附图说明

图1说明了示例自主车辆，该自主车辆具有用于检测低速、近距离的车辆超车的系统；

图2为示例车辆系统的框图，该车辆系统可以用于图1的自主车辆；

图3说明了在潜在的车辆超车过程中来自主车辆的视野；

图4说明了在另一潜在的车辆超车过程中来自主车辆的视野；

图5为示例过程的流程图，该示例过程可以通过图2的车辆系统执行以检测低速、近距离的车辆超车。

具体实施方式

当自主和部分自主车辆尝试模仿人的行为时，在操作车辆时有时出现的某些情况是很难模仿的。举例来说，对于车载的车辆摄像机，检测近距离超车车辆——即，正在尝试在非常短的距离处进入自主车辆和前方车辆之间的自主车辆的车道的车辆——是困难的。当在居民区行驶时超车状况会频繁出现，但这对于低速的自主车辆可能是成问题的，无论该自主车辆是否装配有摄像机、雷达、或摄像机与雷达。首先，对于装配有摄像机的自主车辆，识别在近距离处超车的超车车辆是困难的，因为在这个情况下，车辆的后方不是完全可见的并且该摄像机系统可能无法为了检测车辆的侧面而充分地对准。第二，超车车辆横向接近自主车辆，并且传统的雷达系统在自主车辆或超车车辆正在缓慢运动时有时会难以检测横向运动。第三，在这个事件过程中，雷达系统可能仅检测超车车辆的前方以及主车辆将响应这个检测而不是超车车辆的后方。这可能需要驾驶员的干预以避免碰撞。

使用雷达系统信号可以检测潜在的超车的示例车辆系统包括输入装置接口和处理装置。该输入装置接口接收雷达信号。该处理装置在主车辆和前方车辆之间限定关注的区域，检测潜在的超车车辆已经进入关注的区域，以及选择潜在的超车车辆作为新的前方车辆。该车辆系统可以被合并到自主或部分自主车辆中。

所示出的元件可以采用许多不同的形式以及包括多种的和/或可选择的部件和设备。所说明的该示例部件并非意在限制。实际上，附加的或可选择的部件和/或实施方式可以被使用。

图1说明了示例自主或部分自主的主车辆100，该主车辆100具有用于检测低速、近距离的车辆超车的系统105。虽然作为轿车进行说明，但是该主车辆100可以包括任何乘用汽车或商用汽车，诸如汽车、卡车、运动型多用途车辆、跨界车、厢式货车、小型货车、出租车、公共汽车等。为了实施自主的或部分自主的功能，该主车辆100可以包括雷达系统110和自主模式控制器115。

雷达系统110可以包括任意数量的装置，该装置被配置为当车辆正以自主模式(例如，无人驾驶)运行时生成帮助导航车辆的信号。举例来说，该雷达系统110可以包括任意数量的雷达传感器。每个雷达传感器可以输出射频(RF)信号，以及附近的物体可以由RF信号的反射被检测到。该雷达系统110可以输出指示潜在的低速、近距离车辆超车的雷达信号。就是说，该雷达信号可以代表车辆(以下被称为“超车车辆”)正尝试在主车辆100和前方车辆(例如，就在主车辆100前方的车辆)之间超车。

自主模式控制器115可以被配置为当主车辆100正以自主模式运行时控制一个或多个子系统。可以由自主模式控制器115控制的子系统的示例可以包括制动子系统、悬挂子系统、转向子系统、以及动力传动系统子系统。该自主模式控制器115可以通过输出信号控制与这些子系统相关联的单元来控制这些子系统中的一个或多个。该自主模式控制器115可以至少部分地根据由雷达系统110生成的信号控制该子系统。

图2为示例车辆系统105的框图，该车辆系统105可以用于图1的自主的主车辆100中。如图示，该系统105包括输入装置接口120、触发模块125、以及处理装置130。

该输入装置接口120可以被配置为接收雷达信号。如上所述，该雷达信号可以通过雷达系统110输出。在一个可行的方法中，该雷达信号可以指示潜在的超车车辆的存在。该输入装置接口20可以被配置为接收雷达信号并将该雷达信号传送到处理装置130。该输入装置接口120可以被配置使用任何通信协议——包括控制器局域网(CAN)总线——与雷达系统110通信。

触发模块125可以被编程为仅当某些标准被满足时才输出使系统105能够检测潜在的超车车辆的触发信号。示例标准可以包括当主车辆100正以低速行驶时，该主车辆100是否接近前方车辆，以及该主车辆100是否正大体上直线地(例如，不转弯)行驶。该触发模块125可以将主车辆100的速度与速度阈值相比较以及将与前方车辆的距离与距离阈值相比较。如果速度和距离都低于它们各自的阈值，并且如果该主车辆100没有正在转弯，则触发模块125可以输出该触发信号。示例速度阈值可以为例如15kph以及示例距离阈值可以为例如20米。车辆是否正在转弯可以通过将横摆率与横摆阈值相比较来确定。示例横摆阈值可以包括，例如0.5度。然而，该速度阈值、距离阈值、以及横摆阈值可以具有不同的值。

处理装置130可以被编程为处理用于潜在的超车车辆的雷达信号，以及在某些情况下，选择该潜在的超车车辆作为新的前方车辆。该处理装置130可以接收触发信号，该触发信号如上所讨论的指示主车辆100正在以相对低的速度行驶并在相对于当前的前方车辆相对接近的距离处。该处理装置130可以被编程为通过例如分析雷达信号、响应于接收触发信号来寻找潜在的超车车辆。就是说，如果该触发信号还未被接收，则该处理装置130可以忽略雷达信号。作为一种选择或附加，该触发信号可以起到虚拟开关的作用，在这个情况下，该处理装置130可以仅接收雷达信号，同时启用触发信号。

然而，并非所有潜在的超车车辆都应当被认为是新的前方车辆。举例来说，该处理装置130可能将停驻的车辆或将其他非运动物体误认为潜在的超车车辆。为了避免这样的错误，该处理装置130可以在主车辆100和当前前方车辆之间限定关注的区域。进入关注的区域的任何物体可以至少临时地被认为是潜在的超车车辆。

在选择该潜在的超车车辆作为新的前方车辆之前，该处理装置130可以被编程为考虑潜在的超车车辆是否正在移动或最近已经移动还是处于静止。借助于物体的这个低速运动分级，可以作出不同种类的物体的区分。未移动或最近未移动的物体不太可能试图在主车辆100和前方车辆之间超车。相应地，像停驻的车辆、混凝土柱、交通管制装置、邮筒、垃圾桶、灌木、免下车服务的ATM机、建筑桶、栅栏、路灯柱、过路收费亭、免下车服务的售票窗口等等这样的静止的物体可以借助于这个特殊设计的低速运动分级不被认为是新的前方车辆。

对于移动或最近移动的物体，处理装置130可以被编程为确定这样的物体是否具有负的距离变化率。换句话说，处理装置130可以确定潜在的超车车辆是否正在减速或以比主车辆慢的速度行驶。在这个情况下，主车辆需要较早地采取预防措施。减速表明车辆正尝试在主车辆100和前方车辆之间超车。正在加速的车辆即使超车也不太可能对主车辆造成任何问题。该主车辆不需要减速。然而，如果在主车辆和超车车辆之间的相对速度在超车事件之后成为正值，则它可能被认为是主要目标持续短的时间周期或直到相对速度与预定阈值交叉。

在这些条件被满足的情况下——触发器信号被接收、运动的物体进入关注的区域、运动的目标减速等等——处理装置130可以被编程为选择潜在的超车车辆作为新的前方车辆。

图3说明了在潜在的超车过程中主车辆100的视野。虽然潜在的超车车辆140正在从左侧接近，但可以对从右侧接近的潜在的超车车辆140实施相同的方法。假设触发器模块125的标准被满足并且触发信号已经被输出，该系统105将寻找潜在的超车车辆140。如图3所示，主车辆100已经检测到前方车辆135并且已经在前方车辆135和主车辆100之间限定关注的区域145。潜在的超车车辆140正在接近并且已经进入关注的区域145。该系统105可以确定潜在的超车车辆140是正在移动还是最近已经移动以及该潜在的超车车辆140是正在减速还是速度已经低于主车辆(即，具有负的距离速率)。如果系统105确定潜在的超车车辆140正在移动或最近移动过并且正在减速或当前被停止，则系统105可以选择潜在的超车车辆140作为新的前方车辆。为了自主运行的目的，该主车辆100可以把焦点从之前的前方车辆135转换到新的前方车辆。

图4说明了在另一潜在的超车过程中主车辆100的视野。然而，在图4中，处于关注的区域145中的潜在的超车车辆140为静止的物体150，也就是混凝土柱。因为静止的物体150目前并未移动以及通过雷达系统110从未被观察到正在移动，所以被合并到主车辆100中的系统105将不选择静止的物体150作为新的前方车辆。换句话说，静止的物体150将被排除作为潜在的超车车辆140。

图5为示例过程500的流程图，可以通过车辆系统105执行该过程500以检测低速、近距离的车辆超车。该过程500可以在车辆的自主或部分自主运行过程中在例如输入装置接口120、触发模块125、以及处理装置130上实施。只要车辆正处于自主或部分自主模式，该过程500就可以连续不断地运行，并且当车辆被关闭或不再以自主或部分自主模式运行时，该过程500可以结束。

在框505，处理装置130可以接收雷达信号。通过雷达系统110可以生成并输出的该雷达信号可以通过输入装置接口120传送到车辆系统105。该输入装置接口120可以将雷达信号传送到处理装置130用于处理。

在决策框510，触发模块125可以确定主车辆100是否正低于预定速度阈值行驶。举例来说，该触发模块125可以将主车辆100的速度与预定速度阈值进行比较。如果主车辆100的速度低于该预定阈值，则过程500可以在框515继续。如果主车辆100的速度不低于该预定阈值，则过程500可以返回到框505。

在决策框515，触发模块125可以确定主车辆100是否接近前方车辆135。举例来说，触发模块125可以将与前方车辆135的距离与预定距离阈值进行比较。如果距离低于预定距离阈值，则过程500可以在框520继续。否则，该方法500可以返回到框505。

在决策框520，触发模块125可以确定主车辆100是否正在转弯。举例来说，触发模块125可以将主车辆100的角度与预定横摆阈值进行比较。如果该角度超过预定横摆阈值，则触发模块125可以得出主车辆100正在转弯的结论，在这个情况下过程500可以返回到框505。如果主车辆100正相对直线地行驶，即，如果主车辆100的角度低于预定横摆阈值，则触发模块125可以输出触发信号以及该过程500可以在框525继续。

在框525，处理装置130可以限定关注的区域145。该关注的区域145可以被限定为前方车辆135和主车辆100之间的空间。在关注的区域145被限定之后，该过程500可以在框530继续。

在决策框530，该处理装置130可以确定任何潜在的超车车辆140是否已经进入在框525限定的关注的区域145。潜在的超车车辆140可以由雷达信号被检测到。如果潜在的超车车辆140被检测到，则过程500可以在框535继续。如果没有潜在的超车车辆140被检测到，则过程500可以返回到框505。

在决策框535中，处理装置130可以确定潜在的超车车辆140是否为可移动的物体，意味着该处理装置130可以确定潜在的超车车辆140是否已经被观察到正在移动。通过确定潜在的超车车辆140是否为可移动的物体，该处理装置130可以排除静止的物体——诸如停驻的汽车、混凝土柱、交通管制装置、邮筒、垃圾桶、灌木、免下车服务的ATM机、建筑桶、栅栏、路灯柱、过路收费亭、免下车服务的售票窗口等——作为潜在的超车车辆140。如果潜在的超车车辆140为可移动的物体，则过程500可以在框540继续。如果潜在的超车车辆140为静止的，并且从未被观察到移动，则该过程500可以返回到框505。

在决策框540中，该处理装置130可以确定潜在的超车车辆140是否正在减速。正在减速的或正在以比主车辆慢的低速度移动的潜在的超车车辆140可以是给予比正在加速或以恒定速度行驶的潜在的超车车辆140更多的关注的车辆。如果该处理装置130确定潜在的超车车辆140正在减速，则过程500可以在框545继续。如果潜在的超车车辆140正在加速或以恒定速度行驶，则过程500将在框505继续。

在框545，该处理装置130可以选择潜在的超车车辆140作为新的前方车辆。该过程500可以在新的前方车辆已经被选择之后在框505继续。

利用以上描述的系统105，为了主车辆100的自主或部分自主的运行，主车辆100将减速或停止以允许潜在的超车车辆140占据关注的区域145并将根据新的前方车辆的运动而继续操作。这样的操作可以包括横向和纵向的决策。

总体上，描述的计算系统和/或装置可以使用任意数量的计算机操作系统，包括但不限于下列系统的版本和/或变形：Ford操作系统、Microsoft操作系统、Unix操作系统(例如，由加利福尼亚红木海岸的甲骨文公司发售的操作系统)、由纽约阿蒙克市的国际商业机器公司发售的AIXUNIX操作系统、Linux操作系统、由加利福尼亚库比蒂诺的苹果公司发售的MacOSX和iOS操作系统、由加拿大滑铁卢的黑莓公司发售的黑莓OS以及由谷歌公司以及开放手机联盟开发的安卓操作系统。计算装置的示例包含但不限于，车载式车辆计算机、计算机工作站、服务器、台式机、笔记本电脑、膝上型电脑、或手持式计算机、或一些其他的计算系统和/或装置。

计算装置总体上包括计算机可执行的指令，其中该指令可以由一个或多个以上所列的计算装置执行。计算机可执行的指令可以由使用多种编程语言和/或技术建立的计算机程序中编译或解释，这些编程语言和/或技术包括，但不限于，单独的或组合的Java^TM、C、C++、VisualBasic、JavaScript、Perl等。通常，处理器(例如，微处理器)接收例如来自存储器、计算机可读介质等的指令，并且执行这些指令，因此完成一个或多个过程，这些过程包括一个或多个在此描述的过程。可以使用多种计算机可读介质存储并传送这样的指令及其他数据。

计算机可读介质(也被称为处理器可读介质)包括任何参与提供可以由计算机(即，由计算机的处理器)读取的数据(即，指令)的非暂时性(即，有形的)介质。这样的介质可以采取多种形式，包括，但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可以包括，例如光盘或磁盘及其他永久存储器。易失性介质可以包括，例如动态随机存取存储器(DRAM)，该存储器典型地构成主存储器。这样的指令可以由一个或多个传输介质传输，这些传输介质包括同轴线缆、铜线和光学纤维，其包括包含连接到计算机的处理器的系统总线的电线。计算机可读介质的常见形式包括，例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带、其他任何磁介质，CD-ROM(光盘只读存储器)、DVD(数字化视频光盘)、其他任何光学介质，穿孔卡片、纸带、其他任何有孔式样的物理介质、RAM(随机存取存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦可编程只读存储器)、FLASH-EEPROM(闪存电可擦可编程只读存储器)、其他任何存储器芯片或盒式磁盘、或者其他计算机可从中读取的任何介质。

在此描述的数据库、数据储存库或其他数据存储器可以包括用于存储、访问、及检索各种类型的数据的各种类型的机构，这些机构包括层级数据库、文件系统中的一组文件、专用格式的应用数据库、关系数据库管理系统(RDBMS)等。每一个这样的数据存储器总体包括在使用例如上面提到的其中一个计算机操作系统的计算装置内，并且通过网络以多种方式中的一种或多种被访问。文件系统可以是从计算机操作系统中可访问的，并且可以包括以各种格式存储的文件。除了用于产生、存储、编辑、及执行存储的程序的语言，RDBMS通常使用结构化查询语言(SQL)，诸如以上提到的PL/SQL(过程化/SQL)语言。

在一些示例中，系统元件可以作为计算机可读指令(例如，软件)在一个或多个计算设备(例如，服务器、个人计算机等)上执行，并存储在与其关联的计算机可读介质上(例如，磁盘、存储器等)。计算机程序产品可以包含存储在计算机可读介质上用于执行此处描述的功能的这样的指令。

关于在此描述的过程、系统、方法、探索法等，应该明白，虽然这样的过程等的步骤等已经被描述为按照特定有序序列发生，但这样的程序可以通过以与本发明所描述的顺序不一样的顺序执行的所描述的步骤来进行实施。应当进一步理解的是，某些步骤可以被同时地执行，其他步骤可以被增加，或在此描述的某些步骤可以被省略。换言之，在此对过程的描述被提供为了描述某些实施例，并且绝不应当被解释为对权利要求书的限制。

因此，可以理解的是以上的说明书是为了解释而不是限制。提供的示例以外的许多实施例和应用通过阅读以上的说明书将变得显而易见。不应当根据上述的说明书来确定保护范围，而是应该根据所附的权利要求书连同该权利要求书所享有的全部等效范围来确定。可以预期和想到的是，此处讨论的技术会发生未来的改进，所公开的系统和方法将合并入这些将来的实施例中。总而言之，应该理解为本申请是能够修改和改变的。

除非本发明另有明确相反的指示，使用在权利要求书中的所有的术语旨在被赋予它们本领域的技术人员所理解的通常含义。特别地，除非权利要求书详述出明确相反的限制，使用的单个冠词——例如“一”、“该”、“所述”等——应该理解为叙述一个或多个所示的元件。

提供摘要以使读者快速明确技术公开的本质。在摘要将并非用于解释或限制权利要求书的范围或含义的理解的情况下递交摘要。此外，在前述的具体实施方式中，可以看到各种特征被组合在各个实施例中，其目的在于简化本公开。本发明的该方法不应理解为反映这样的意图，即所要求的实施例需要比在每个权利要求中所清楚列举的更多的特征。而是如下列权利要求所反映的，发明的主题在于少于单个公开的实施例的所有特征。因此，在每个权利要求本身作为各自请求保护的主题的情况下，将下列权利要求以此并入具体实施方式中。

Claims (20)

1.一种车辆系统，其包含：

输入装置接口，其被配置为接收雷达信号；以及

处理装置，其被编程为在主车辆和前方车辆之间限定关注的区域、检测在所述关注的区域中的潜在的超车车辆、以及选择所述潜在的超车车辆作为新的前方车辆。

2.如权利要求1所述的车辆系统，其中所述处理装置被编程为由所述雷达信号检测所述前方车辆。

3.如权利要求1所述的车辆系统，其中所述处理装置被编程为至少部分地根据所述前方车辆相对于所述主车辆的位置来限定所述关注的区域。

4.如权利要求1所述的车辆系统，其中所述处理装置被编程为由所述雷达信号检测所述潜在的超车车辆。

5.如权利要求1所述的车辆系统，其中所述处理装置被编程为根据所述潜在的超车车辆的速度来选择所述潜在的超车车辆作为所述新的前方车辆。

6.如权利要求1所述的车辆系统，其中所述处理装置被编程为根据所述潜在的超车车辆是否正在减速来选择所述潜在的超车车辆作为所述新的前方车辆。

7.如权利要求1所述的车辆系统，其中所述处理装置被编程为根据所述潜在的超车车辆是正在移动还是处于静止来选择所述潜在的超车车辆作为所述新的前方车辆。

8.如权利要求1所述的车辆系统，进一步包含触发模块，所述触发模块被编程为输出触发信号，其中所述处理装置被编程为根据所述处理装置接收所述触发信号来选择所述潜在的超车车辆作为所述新的前方车辆。

9.如权利要求8所述的车辆系统，其中所述触发模块被编程为如果所述主车辆的速度低于预定阈值则输出所述触发信号。

10.如权利要求8所述的车辆系统，其中所述触发模块被编程为如果所述前方车辆和所述主车辆之间的距离低于预定阈值则输出所述触发信号。

11.一种车辆系统，其包含：

雷达系统，其被配置为输出代表前方车辆和潜在的超车车辆的雷达信号；

输入装置接口，其被配置为接收所述雷达信号；以及

处理装置，其被编程为由所述雷达信号检测所述前方车辆和所述潜在的超车车辆、在主车辆和所述前方车辆之间限定关注的区域、检测所述潜在的超车车辆已经进入所述关注的区域、以及选择所述潜在的超车车辆作为新的前方车辆。

12.如权利要求11所述的车辆系统，其中所述处理装置被编程为根据所述潜在的超车车辆的速度来选择所述潜在的超车车辆作为所述新的前方车辆。

13.如权利要求11所述的车辆系统，其中所述处理装置被编程为根据所述潜在的超车车辆是否正在减速来选择所述潜在的超车车辆作为所述新的前方车辆。

14.如权利要求11所述的车辆系统，其中所述处理装置被编程为根据所述潜在的超车车辆是正在移动还是处于静止来选择所述潜在的超车车辆作为所述新的前方车辆。

15.如权利要求11所述的车辆系统，进一步包含触发模块，所述触发模块被编程为输出触发信号，其中所述处理装置被编程为根据所述处理装置接收所述触发信号来选择所述潜在的超车车辆作为所述新的前方车辆。

16.如权利要求15所述的车辆系统，其中所述触发模块被编程为如果所述主车辆的速度低于预定阈值则输出所述触发信号。

17.如权利要求15所述的车辆系统，其中所述触发模块被编程为如果所述前方车辆和所述主车辆之间的距离低于预定阈值则输出所述触发信号。

18.一种方法，其包含：

接收代表前方车辆和潜在的超车车辆的雷达信号；

在主车辆和所述前方车辆之间限定关注的区域；

检测所述潜在的超车车辆是否已经进入所述关注的区域；以及

选择所述潜在的超车车辆作为新的前方车辆。

19.如权利要求18所述的方法，其中选择所述潜在的超车车辆作为新的前方车辆包括确定所述潜在的超车车辆是否正在减速、所述潜在的超车车辆是否正在移动、以及所述潜在的超车车辆是否处于静止。

20.如权利要求18所述的方法，进一步包含在选择所述潜在的超车车辆作为所述新的前方车辆之前接收触发信号，其中如果所述主车辆的速度低于预定阈值以及如果所述前方车辆和所述主车辆之间的距离低于预定阈值则接收所述触发信号。