CN105799629A - 以速度为基础的行人感测 - Google Patents

Abstract

一种车辆系统，包括传感器和处理装置，该传感器被配置为输出碰撞信号，以及处理装置被编程为：由碰撞信号计算加速度包络，由加速度包络计算速度包络，至少部分基于车辆速率来确定阈值，以及将加速度包络与阈值比较。处理装置被进一步编程为，如果加速度包络超过阈值，则输出控制信号以展开行人保护应对措施。

Description

以速度为基础的行人感测

背景技术

越来越多的机动车装配了行人保护系统。这样的系统试图降低由车辆撞击对行人造成伤害的风险。当评估车辆时，管理部门以及性能评估机构会考虑碰撞过程中对行人造成伤害的风险。此外，管理部门以及性能评估机构都最优先地考虑降低对行人的伤害。

附图说明

图1示出了具有检测系统的示例的主车辆，该检测系统用于检测与行人的碰撞并采取适当的应对措施。

图2为保险杠和安装在保险杠上的传感器的示意图，该保险杠被整合到图1的主车辆中。

图3为示出了整合到图1的主车辆中的系统的示例部件的框图。

图4示出了用于与行人和非行人相关的碰撞的示例的碰撞特性的图表。

图5示出了基于速度的行人相关碰撞阈值的示例的图表。

图6为可以由系统执行以检测与行人的碰撞并采取适当应对措施的示例方法的流程图。

具体实施方式

当与行人的碰撞无法避免时，主车辆可以包括一种系统，该系统检测与行人的碰撞并启动应对措施以尝试降低对行人造成伤害的风险。系统可以包括被配置为输出碰撞信号的传感器以及被编程为由碰撞信号计算加速度包络(accelerationenvelope)的处理装置。处理装置可以被进一步编程用于由加速度包络计算速度包络(velocityenvelope)，至少部分地基于车辆速率和速度包络确定阈值，以及将加速度包络与阈值相比较。如果加速度包络超过了阈值，则处理装置可以输出控制信号以展开行人保护应对措施。

所示的元件可以采用许多不同的形式以及包括多样的和/或可选择的部件和设备。所示的示例的部件并非意在限制。实际上，附加的或可选择的部件和/或实施方式可以被使用。

如图1所示，主车辆100包括行人保护系统105和用于检测涉及行人的碰撞的检测系统110。在碰撞的过程中，检测系统110可以确定是否可能涉及到行人。如果是，则检测系统110可以向行人保护系统105输出控制信号以便可以采取行人保护应对措施。行人保护应对措施的示例可以包括弹出防护罩或展开在外部安装的安全气囊以缓冲与行人之间的碰撞。相应地，行人保护系统105可以包括弹出式防护罩、外部安全气囊、或二者。行人保护系统105可以被配置为响应于接收由检测系统110生成的控制信号来展开行人保护应对措施。

虽然图示为轿车，但是主车辆100可以包括任何乘用或商用机动车，诸如小汽车、卡车、运动型多用途车、跨界车、厢式货车、小型货车、出租车、公共汽车等。在一些可行的方法中，主车辆100为自主车辆，该自主车辆被配置为以自主(例如，无人驾驶)模式、部分自主模式、和/或非自主模式运行。

图2示出了可以被整合到主车辆100中的保险杠115的示意图。保险杠115可以由诸如钢这样的金属材料制成。第一传感器120和第二传感器125可以被安装到或者以其他方式设置到保险杠115上。第一和第二传感器120、125可以被配置为检测与物体的碰撞。当物体撞击保险杠115时，第一传感器120和第二传感器125二者中的每个可以被配置为分别输出碰撞信号——第一碰撞信号和第二碰撞信号。第一碰撞信号和第二碰撞信号各自可以代表与所检测到的碰撞相关联的特性(profile)。如下详细讨论的，可以包括第一传感器120和第二传感器125的检测系统110可以处理第一和第二碰撞信号以确定物体是否为行人。如果是，则可以采取适当的行人保护应对措施。在非限定示例中，第一和第二传感器120、125可以为输出加速度信号的加速计。

现在参考图3，如上所述的，检测系统110可以包括第一传感器120和第二传感器125。检测系统110可以进一步包括处理装置130。处理装置130可以被配置为分别从第一和第二传感器120、125接收第一和第二碰撞信号。处理装置130可以被进一步编程为由碰撞信号计算加速度包络。加速度包络AAE可以被限定为：

AAE＝max{abs(S1)，abs(S2)}(1)

其中S1和S2分别代表第一碰撞信号和第二碰撞信号。

处理装置130可以被进一步编程为由加速度包络计算速度包络。具体地，速度包络可以至少部分地基于第一和第二碰撞信号的积分。举例来说，速度包络AVE可以被限定为：

AVE＝max{abs(∫(S1)dt)，abs(∫(S2)dt)}(2)

作为一种选择，速度包络可以被限定由以下等式3来表述

AVE＝abs(∫(S1)dt)+abs(∫(S2)dt)(3)

按照该速度包络，该处理装置130可以被编程为设定行人相关碰撞阈值。如以下等式4所示，行人相关碰撞阈值PRIT可以至少部分地基于速度包络以及主车辆速率(speed)：

PRIT_speed＝f_speed(AVE)(4)

行人相关碰撞阈值可以至少部分地基于行人相关碰撞的碰撞特性。行人相关碰撞的碰撞特性的示例在图4中示出。

为了检测行人相关碰撞，处理装置130可以被编程为将加速度包络与基于主车辆速度的行人相关碰撞阈值进行比较。图5示出了基于主车辆速度的行人相关碰撞阈值的示例。如果加速度包络超过行人相关碰撞阈值，则处理装置130可以被编程为将碰撞识别为与行人相关的可能的行人碰撞。也就是说，处理装置130可以被编程为确定在与主车辆100的碰撞中所涉及的物体可能为行人。如果加速度包络没有超过行人相关碰撞阈值，则处理装置130可以被编程为将碰撞识别为非行人相关的碰撞，诸如与像垃圾桶和小动物这样的小物体的碰撞。如上所述，如果检测到与行人相关的碰撞，则处理装置130可以被编程为以向行人保护系统105输出控制信号。如果碰撞不涉及行人，则可以采取其他应对措施。

图4示出了用于行人和非行人相关的碰撞的示例碰撞特性的图表400。y轴405代表加速度包络，在等式(1)中表述了该加速度包络的示例。x轴410代表速度包络，在等式(2)中表述了该速度包络的示例。阈值415可以基于如等式(4)所述的速度包络和车辆速率。线420A和420B可以代表随着速度包络变化的加速度包络，该加速度包络用于诸如小动物或垃圾桶这样的非人类物体。线425可以代表随着速度包络变化的用于行人的加速度包络。如图4的示例图表400所示，仅代表行人碰撞的线425超过阈值415。代表与非行人物体碰撞的线420A和420B不与阈值415交叉。因此，检测系统110仅响应于对与行人的碰撞的检测而通过行人保护系统105启动行人保护应对措施。

图5阐释了车辆速率依赖性阈值的示例。换句话说，该阈值可以随着主车辆100的速率的改变而改变。举例来说，如果车辆速率为20kph，则可以选择由线515所示的车辆速率依赖性阈值。然而，如果车辆速率为40kph，则可以选择由线525所示的车辆速率依赖性阈值。

图6为可以由检测系统110实施的示例方法600的方法流程图，该方法用于检测碰撞以及如果该碰撞涉及行人则采取适当的应对措施。当主车辆100被起动时方法600可以被启动并可以继续执行直到主车辆100熄火。

在框605处，检测系统110可以设定唤醒阈值。唤醒阈值可以通过处理装置130设定或在监测系统110的校准过程中被设定，并可以被设定为一个值以避免通过第一传感器120或第二传感器125输出的噪音无意触发行人保护系统105或其他应对措施。

在框610处，检测系统110可以设定系统退出阈值。系统退出阈值可以由处理装置130设定或在检测系统110的校准过程中设定。系统退出阈值可以基于第一传感器120和第二传感器125输出的信号，第一传感器120和第二传感器125输出的该信号紧随与行人的潜在碰撞而被获取或监测。

在框615处，检测系统110可以设定非行人相关碰撞阈值(NPRIT)。非行人相关碰撞阈值可以基于在碰撞过程中碰撞信号的期望值，该碰撞不涉及行人或相对小的未知物体。举例来说，非行人相关碰撞阈值可以基于用于涉及另一车辆或较大的或较重的物体的碰撞的预期的碰撞信号值。处理装置130可以设定非行人相关碰撞阈值。作为一种选择，非行人相关碰撞阈值可以在校准过程中设定。系统的非行人相关碰撞阈值可以基于紧随与非行人相关的物体的可能碰撞而被获取或监控的由第一传感器120和第二传感器125输出的信号。

在框620处，检测系统110可以设置停留时间窗口。停留时间窗口可以被设置为预选值以监测并控制由第一传感器120和第二传感器125输出的信号可以停留在低于退出阈值的时间。

在框625处，处理装置130可以接收碰撞信号。如上所述，碰撞信号可以代表主车辆100与未知物体的碰撞。在某些情况下，诸如两个传感器被安装在保险杠115上的情况下，处理装置130可以接收由第一传感器120输出的第一碰撞信号以及由第二传感器125输出的第二碰撞信号。

在决策框630处，处理装置130可以确定在框625处接收的碰撞信号是否超过系统唤醒阈值。大小低于系统唤醒阈值的碰撞信号可以作为噪音被舍弃。如果碰撞信号的大小超过系统唤醒阈值，则方法600可以在框635处继续。否则，方法600可以进行到框625。

在框635处，检测系统110可以开始处理碰撞信号。举例来说，处理装置130可以由分别从第一和第二传感器120、125接收的第一和第二碰撞信号计算加速度包络。该加速度包络可以按照例如上述的等式(1)被计算。

在框640处，检测系统110可以继续处理第一和第二碰撞信号。也就是说，处理装置130可以按照以上关于等式(2)和(3)的表述计算速度包络。

在框645处，检测系统110可以从车辆CAN(控制器局域网)获取车辆速率信息。如图5所示，处理装置130可以使用车辆速度信息来实时设置行人相关碰撞阈值(PRIT)。

在框650处，检测系统110可以实时设置行人相关碰撞阈值。如上所述，行人相关碰撞阈值可以是等式(4)所示的速度包络以及车辆速率的函数。因此，处理装置130可以至少部分地基于速度包络确定行人相关碰撞阈值。而且，阈值可以基于主车辆100的速度。处理装置130可以接收代表主车辆100的速度的信号。

在决策框655处，决策系统110可以确定碰撞是否涉及远大于行人的物体。换句话说，检测系统110可以确定行人是否可能被涉及到碰撞中。举例来说，处理装置130可以将在框625接收到的碰撞信号与非行人相关碰撞阈值进行比较。如果碰撞信号超过非行人相关碰撞阈值，则方法600可以在框660处继续。如果碰撞信号没有超过非行人相关碰撞阈值，则意味着碰撞可能涉及行人，方法600可以进行到框665。

在框660处，检测系统110可以输出信号以启动非行人相关前部碰撞保护系统。信号可以由处理装置130输出。方法600可以在框660后结束。

在决策框665处，检测系统110可以确定加速度包络是否超过在框650处设置的实时阈值PRIT。也就是说，处理装置130可以将加速度包络与阈值PRIT进行比较。如果加速度包络超过阈值PRIT，则方法600可以在框670处继续。如果加速度包络未超过阈值，则方法600可以继续进行到框675。

在框670处，检测系统110可以展开行人保护应对措施。展开行人保护应对措施的一种方式可以包括处理装置130向行人保护系统105输出控制信号。一旦接收到控制信号，行人保护系统105可以启动一个或多个行人保护应对措施。方法500可以在控制信号被输出后和/或行人保护应对措施已经展开后结束。

在决策框675处，检测系统110可以启动流程以确定碰撞是否结束。在一个可行的方法中，处理装置130可以将第一和第二传感器120、125的输出或所操作的传感器输出与系统退出阈值进行比较。对于大小低于系统退出阈值的碰撞信号，方法600可以进行到框680。对于大小超过系统退出阈值的碰撞信号，方法600可以进行到框635。

在框680处，检测系统110可以追踪第一传感器120和第二传感器125的输出在多长时间里处于系统退出阈值之下。处理装置130可以启动计数器以监控上述的传感器信号输出低于框610中设定的退出阈值的时间。

在框685处，检测系统110可以确定在框680中确定的自从来自第一和第二传感器120和125的信号停留在退出阈值之下以来所经过的时间量是否超过了在框620处设置的停留时间窗口。如果经过的时间超过了停留时间窗口，则方法600可以进行到框690。否则，方法600可以进行到框635。

在框690处，处理装置130可以将经过时间计数器重新设置为零，以及方法600可以进行到框625。

方法600可以继续执行直到主车辆100熄火或直到框660或670被执行之后。

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(如，由计算机的处理器)读取的数据(如，指令)的非暂时性(如，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(电可编程只读存储器)、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内存盒、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、文件系统中的文件集、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“一个”、“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。应当理解，摘要将并非用于解释或限制权利要求书的范围或含义。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，将下列权利要求在此并入具体实施方式中。

Claims (20)

1.一种车辆系统，包含：

被配置为输出碰撞信号的传感器；以及

处理装置，所述处理装置被编程为：由所述碰撞信号计算加速度包络，由所述加速度包络计算速度包络，至少部分地基于车辆速率来确定阈值，将所述加速度包络与所述阈值相比较，以及如果所述加速度包络超过所述阈值则输出控制信号来展开行人保护应对措施。

2.如权利要求1所述的车辆系统，其中所述传感器被配置为检测主车辆与物体的碰撞。

3.如权利要求1所述的车辆系统，其中所述阈值至少部分地基于行人相关碰撞的碰撞特性。

4.如权利要求1所述的车辆系统，其中所述阈值至少部分地基于非行人相关碰撞的碰撞特性。

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，如果所述加速度包络低于所述阈值则输出控制信号以展开非行人碰撞应对措施。

6.如权利要求1所述的车辆系统，其中所述传感器被安装在主车辆的保险杠上。

7.如权利要求6所述的车辆系统，其中所述保险杠由钢构成。

8.如权利要求6所述的车辆系统，其中所述保险杠由金属材料构成。

9.一种车辆，包含：

金属保险杠；

被设置在所述金属保险杠上并被配置为输出第一碰撞信号的第一传感器；

被设置在所述金属保险杠上并被配置为输出第二碰撞信号的第二传感器；

行人保护系统；以及

被配置为接收所述第一碰撞信号和所述第二碰撞信号的处理装置，其中所述处理装置被编程为：由所述第一和第二碰撞信号计算加速度包络，由所述加速度包络计算速度包络，至少部分地基于车辆速率来确定阈值，将所述加速度包络与所述阈值进行比较，以及如果所述加速度包络超过所述阈值则输出控制信号以展开所述行人保护系统。

10.如权利要求9所述的车辆，其中所述第一传感器和所述第二传感器被配置为检测与物体的碰撞以及响应对所述碰撞的检测而分别输出所述第一碰撞信号和所述第二碰撞信号。

11.如权利要求9所述的车辆，其中所述阈值至少部分地基于行人相关碰撞的碰撞特性。

12.如权利要求9所述的车辆，其中所述阈值至少部分地基于非行人相关碰撞的碰撞特性。

13.如权利要求9所述的车辆，其中所述处理装置被编程为，如果所述加速度包络低于所述阈值则输出控制信号以展开非行人碰撞应对措施。

14.如权利要求9所述的车辆，其中所述金属保险杠由钢制成。

15.一种方法，包含：

在处理装置上接收表示主车辆与物体的碰撞的碰撞信号；

由所述碰撞信号计算加速度包络；

由所述加速度包络计算速度包络；

至少部分地基于车辆速率来确定阈值；

通过所述处理装置将所述加速度包络与所述阈值进行比较；以及

如果所述加速度包络超过所述阈值，则输出控制信号以展开行人保护应对措施。

16.如权利要求15所述的方法，进一步包含：

检测所述碰撞；

生成所述碰撞信号；以及

将所述碰撞信号传送到所述处理装置。

17.如权利要求15所述的方法，其中所述阈值至少部分地基于行人相关碰撞的碰撞特性。

18.如权利要求15所述的方法，其中所述阈值至少部分地基于非行人相关碰撞的碰撞特性。

19.如权利要求15所述的方法，进一步包含如果所述加速度包络低于所述阈值则输出控制信号以展开非行人碰撞应对措施。

20.如权利要求15所述的方法，其中所述主车辆包括金属保险杠，以及其中所述碰撞信号代表所述物体与所述金属保险杠的碰撞。