CN105799699B - 后碰撞避免和减轻系统 - Google Patents

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Abstract

从车辆传感器收集数据以生成接近车辆的物体的虚拟地图。根据虚拟地图，车载计算机确定主车辆前面和主车辆后面的交通状况。车载计算机确定碰撞避免操纵。计算机指示车辆控制单元来实施碰撞避免操纵。计算机可以附加地或可选地通过界面将碰撞避免操纵传输到驾驶员。在不可避免的碰撞的情况下，计算机确定并且启动损伤减轻措施。

Description

后碰撞避免和减轻系统
背景技术
在驾驶车辆期间的正面碰撞的避免和减轻有时需要紧急制动。然而，尝试避免正面碰撞可以导致或可以增加作为同一事件的一部分发生的后碰撞的严重性。后碰撞还可能由于另一车辆从后面以太大的速度接近车辆而发生。现有机制可能没有充分地应对速度、速度变化、以及可以导致追尾碰撞和/或正面碰撞的其他行为。这在例如在没有驾驶员干预或有限的驾驶员干预情况下自主或半自主操作的车辆彼此共享车行道和/或与手动——即根据到加速器踏板和制动踏板、到方向盘等的常规驾驶员输入——操作的车辆共享车行道的环境中尤其如此。
附图说明
图1是车辆内示例性碰撞避免和减轻系统的框图；
图2是说明示例性雷达检测场的具有碰撞避免和损伤减轻配备的示例性车辆的俯视图；
图3是说明示例性图像检测场的具有碰撞避免和损伤减轻配备的示例性车辆的俯视图；
图4说明用于具有碰撞避免和损伤减轻配备的示例性车辆的示例性交通环境；
图5说明具有碰撞避免和损伤减轻配备的车辆内的示例性用户显示器；
图6是在第一制动策略期间车辆速度对时间的示例性曲线图；
图7是在第二制动策略期间车辆速度对时间的示例性曲线图；
图8是在第三制动策略期间车辆速度对时间的示例性曲线图；
图9是用于碰撞避免的示例性程序的示图。
具体实施方式
系统概述
图1是车辆101内的示例性碰撞避免和减轻系统100的框图。主车辆101——即包括系统100的车辆101——总体上包括一个或多个传感器数据收集器110，例如雷达传感器110a和/或摄像机110b，传感器数据收集器110在主车辆101驾驶操作期间可以用于为车辆计算机106提供数据115。主车辆101可以进一步地包括在主车辆101驾驶操作期间可以为车辆计算机106提供数据115的一个或多个v2x(车辆至车辆(v2v)或车辆至基础设施(v2i))收发器111。车辆至基础设施通信可以包括与和比如停车标志、路灯、车道指示器等这样的道路基础设施有关的收发器的通信。车辆至基础设施通信可以进一步地包括例如通过互联网和/或提供为公用事业的计算资源(云)的网络通信。
有利地，计算机106可以配置成使用数据115来检测在驾驶操作期间接近主车辆101的物体，例如，在主车辆101的预定距离内的物体，预定距离可能对应于相对于车辆的方向(例如，对应于侧面、对应于前面等)，而且计算机106可以配置成评估在驾驶操作期间对主车辆101的后碰撞和/或正面碰撞的风险。更进一步地，计算机106可以编程为通过主车辆101内的人机界面(HMI)120提供警报。甚至进一步地，计算机106可以编程为为主车辆101内的一个或多个控制单元125提供指令以避免或减轻即将发生的碰撞的损伤，例如，为制动控制单元125a提供指令以施加制动、为转向控制单元125b提供指令以控制主车辆101的转向角、为悬架控制单元125c提供指令以调整悬架的高度、为动力传动系统控制单元125d提供指令以控制主车辆101车轮处的推进扭矩、为安全带控制单元125e提供指令以预拉伸安全带，并且为其他控制单元125f提供指令。
示例性系统元件
如上所述，主车辆101包括车辆计算机106。主车辆101总体上是具有三个或更多车轮的基于地面的车辆，例如，乘用车、轻型卡车等。主车辆101具有前部、后部、左侧和右侧，其中术语前、后、左和右是从就座在驾驶员的座椅中的处于标准操作位置即面对方向盘的主车辆101的操作者的角度理解的。计算机106总体上包括处理器和存储器，该存储器包括一种或多种形式的计算机可读介质，并且存储由处理器可执行的用于执行包括如在此所公开的各种操作的指令。此外，计算机106可以包括一个以上的其他计算装置和/或通信地连接到一个以上的其他计算装置，例如，包括在主车辆101内的用于监测和/或控制各种车辆部件的控制单元诸如此类，例如，制动控制单元125a、转向控制单元125b、悬架控制单元125c等。计算机106总体上编程并且设置成用于在控制器局域网络(CAN)总线诸如此类上的通信。
计算机106还可以具有到车载诊断连接器(OBD-II)、CAN(控制器局域网络)总线、和/或其他有线或无线机制的连接。通过一种或多种这样的通信机制，计算机106可以向车辆内的各种装置传递消息和/或从各种装置接收消息，各种装置例如是控制器、驱动器、传感器等，其包括数据收集器110和控制单元125。可选地或附加地，在计算机106实际上包含多个装置的情况下，CAN总线诸如此类可以用于在本公开中表示为计算机106的装置之间的通信。此外，计算机106可以配置成用于通过例如蜂窝、蓝牙、通用串行总线(USB)、有线和/或无线分组网络等这样的各种有线和/或无线网络技术与其他装置通信。
计算机106的存储器总体上存储收集的数据115。收集的数据115可以包括通过数据收集器110在主车辆101中收集的各种数据和/或来源于主车辆101的各种数据。收集的数据115的示例被提供在上面，并且特别是可以包括周围车辆的范围(这里有时被称为距离)测量值、范围变化率(范围变化的速率)、速度、类型、尺寸、品牌、型号等。数据115可以附加地包括在计算机106中由此计算出的数据。通常，收集的数据115可以包括可以由收集装置110收集、通过v2x通信接收、从其他源收集或接收的任何数据，和/或从这种数据计算出的任何数据。
如下面详细地描述，计算机106可以编程为生成围绕主车辆101的物体的虚拟地图。虚拟地图可以包括任何收集的数据115，包括其他物体相对于主车辆101的范围、其他物体的范围变化率、物体的类型、车辆的类型等。
总体上，每个控制单元125可以包括处理器，该处理器编程为从计算机106接收指令、执行指令、并且向计算机106发送消息。此外，每个控制单元125可以包括驱动器，该驱动器能够从处理器接收指令并且执行措施。例如，制动控制单元125a可以包括处理器以及用于调整制动液的压力的泵。在本示例中，一旦从计算机106接收指令，处理器就可以启动泵以便提供动力辅助或开始制动操作。
此外，控制单元125可以各自包括传感器，该传感器设置成为计算机106提供关于车辆速度、车辆转向角、悬架高度等的数据。例如，制动控制单元125a可以向计算机106发送对应于由制动控制单元125a施加的制动压力的数据。
如上所述，主车辆101可以包括一个或多个v2x收发器111。如已知的，v2x收发器111总体上支持与其他车辆(v2v)或基础设施(v2i)的v2x通信。
包括硬件、通信协议等的各种技术，可以用于v2x通信。例如，如这里所描述的v2x通信总体上是分组通信并且可以根据专用短程通信(DSRC)诸如此类至少部分地发送和接收。如已知的，DSRC在由美国政府在5.9GHz频带专门分配的短期到中期频谱范围内是相对低功耗的操作。
v2x通信可以包括关于车辆101的操作的各种数据。例如，由汽车工程师学会公布的DSRC的现行规范，规定包括v2v通信中的各种各样的车辆101数据，包括车辆101位置(例如，纬度和经度)、速度、前进方向、加速度状态、制动系统状态、变速器状态、方向盘位置等。
此外，v2x通信不限于包括在DSRC标准或任何其他标准中的数据元素。例如，v2x通信可以包括各种各样的收集的数据115，该收集的数据115包括接近主车辆101的另一车辆160(参照图4)的位置、速度、车辆品牌、型号等。
数据收集器110可以包括各种装置。例如，如图1所示，数据收集器110可以包括雷达传感器110a、摄像机110b，和/或收集比如速度、横摆率、转向角等这样的动态主车辆101数据的数据收集器110c。此外，上述示例不旨在限制；例如加速度计、陀螺仪、压力传感器等这样的其他类型的数据收集器110，可以用于为计算机106提供数据115。
具有碰撞避免和减轻配备的示例性主车辆101可以包括多个雷达传感器数据收集器110a。如图2所示，多个雷达传感器可以提供围绕主车辆101的多个检测场DF。在图2所示的示例中，雷达传感器110a提供九个检测场DF1-DF9。多个雷达传感器数据收集器110a的检测场DF可以组合起来覆盖例如三条交通车道，包括主车辆101的左前方、正前方、右前方、左侧、右侧、左后方、正后方和右后方的区域。每个雷达传感器110a能够测量在它们各自的检测场DF内的车辆和其他障碍物的距离、速度和其他特征。
如图2进一步所示，围绕主车辆101的空间可以分为多个空间区域170。多个空间区域170可以包括例如八个空间区域170a-170h。计算机106可以根据接收到的关于在检测场DF内检测到的物体的数据115来确定空间区域170内的物体的特征。下面的表1表示空间区域170相对于示例性主车辆101的位置、以及与如图2所示的示例性主车辆101的每个空间区域170有关的检测场DF。
空间区域 相对于主车辆101的位置 相关检测场
170a 左前方 DF1
170b 正前方 DF2
170c 右前方 DF3
170d 左侧 DF4,DF6
170e 右侧 DF5,DF9
170f 左后方 DF6,DF7
170g 正后方 DF7,DF8
170h 右后方 DF8,DF9
表1
示例性主车辆101可以进一步地包括多个摄像机数据收集器110b。如图3所示，多个摄像机数据收集器110b可以提供围绕主车辆101的多个图像场IF。多个摄像机110b的图像场可以组合起来提供围绕主车辆101的物体和车辆的图像。在图3所示的示例中，摄像机数据收集器110b提供六个图像场IF1-IF6。多个摄像机数据收集器110b的图像场IF组合起来例如覆盖主车辆101的正前方、左侧、右侧和正后方的区域。根据图像，摄像机数据收集器110b能够确定检测到的车辆的类型，例如汽车、摩托车、卡车等。摄像机数据收集器110b可以进一步地能够识别和提供关于检测到的车辆的品牌和型号的信息。
如上面参考图2所描述的，并且也在图3中说明的，围绕主车辆101的空间可以分为多个空间区域170。计算机106可以根据接收到的关于在图像场IF内检测到的物体的数据115来确定在部分或全部空间区域170内的物体的特征。下面的表2表示与如图3所示的示例性主车辆101的每个空间区域170有关的检测场DF。
空间区域 相对于主车辆101的位置 相关图像场
170a 左前方 IF1,IF2
170b 正前方 IF1
170c 右前方 IF1,IF3
170d 左侧 IF2,IF4
170e 右侧 IF3,IF5
170f 左后方 IF4,IF6
170g 正后方 IF6
170h 右后方 IF5,IF6
表2
如图3所示，图像场IF可以仅覆盖从主车辆101的角对角地定位的空间区域170a、170c、170f、170h的有限部分。可能的是从雷达传感器数据收集器110a接收到的信息对空间区域170a、170c、170f、170h来说是足够的。还可以使用摄像机数据收集器110b的组合图像场IF的其他覆盖区域。例如，摄像机110b的图像场可以限于直接在主车辆101的前面和直接在主车辆101的后面。
主车辆101上的包括雷达传感器数据收集器110a和摄像机数据收集器110b的数据收集器110的精确位置，不一定是关键的，只要主车辆101配备有数据收集器110，例如雷达数据收集器110a和摄像机数据收集器110b就足够覆盖围绕主车辆101的区域以检测车辆和障碍物。主车辆101上的雷达传感器数据收集器110a和摄像机数据收集器110b总体上配置成提供关于障碍物或其他车辆相对于主车辆101的位置的信息，以及比如其他车辆的速度和类型这样的附加信息。
此外，传感器诸如此类、全球定位系统(GPS)设备等，可以包括在车辆中并且配置为数据收集器110以例如通过有线或无线连接来直接为计算机106提供数据。此外，除了雷达传感器数据收集器110a、摄像机数据收集器110b以及上面提到的其他传感器之外的传感器是已知的并且可以用于确定相对于其他车辆和障碍物的主车辆101范围、范围变化率等。
根据来自数据收集器110、v2x收发器111、控制单元125、比如全球定位系统这样的其他传感器的收集的数据115，计算机106可以构建虚拟地图。虚拟地图可以是表示主车辆101运行所处环境的数据的多维矩阵，并且虚拟地图可以包括比如接近主车辆101的物体的速度、范围、范围变化率、标识等这样的收集的数据115。虚拟地图可以用作生成显示、确定一个或多个碰撞的风险水平、确定可能的碰撞避免操纵、确定可能的损伤减轻措施等的基础。
主车辆101总体上包括人机界面(HMI)120。通常，HMI 120配备成接受用于计算机106的输入，和/或提供来自计算机106的输出。例如，主车辆101可以包括配置成提供图形用户界面(GUI)诸如此类的一个或多个显示器、交互式语音应答(IVR)系统、音频输出装置、用于例如通过主车辆101方向盘或座椅等提供触觉输出的机构。此外，例如比如平板电脑、智能电话诸如此类这样的便携式计算装置这样的用户装置，可以用于为计算机106提供部分或全部HMI 120。例如，用户装置可以使用例如USB、蓝牙等这样的上面所讨论的技术连接到计算机106并且可以用于接受用于计算机106的输入和/或提供来自计算机106的输出。
图4说明主车辆101相对于一个或多个第二车辆160的行驶情况的示例。公路132具有左车道133、中间车道134和右车道135。主车辆101定位在中间车道134内。图4所示的行驶情况包括除主车辆101之外的四辆其他车辆160。前方车辆160a定位在主车辆101的前面。左前方车辆160b定位到主车辆101的左前方。右前方车辆160c定位到主车辆101的右前方。后方车辆160d定位在主车辆101的后面。
图5说明比如可以设置在如这里所公开的具有碰撞避免和减轻配备的主车辆101的HMI 120中的示例性用户显示器200。例如仪表盘上的显示器，或平视显示器，可以包括车辆表征201、包括左车道表征233、中间车道表征234和右车道表征235的公路表征232。显示器可以进一步地包括多个车辆表征260，该车辆表征260表示接近主车辆101的多个第二车辆160。显示器可以进一步地包括围绕车辆表征201的区域指示符270，该区域指示符270表示围绕主车辆101的实际空间区域170。
车辆表征260可以定位在用户显示器200上以表示各自车辆160相对于主车辆101的位置。图5示出对应于图4的第二车辆160a、160b、160c、160d的四个车辆表征260a、260b、260c、260d。在下面用作示例的行驶情况将根据接近主车辆101的一个或多个车辆160的存在来描述。可以理解的是，在驾驶操作期间更多或更少的车辆160和/或物体可以接近主车辆101。接近车辆101可以限定为例如在离车辆的左侧和右侧5米的范围内(图4的区域170d、170e)、在左侧和右侧在车辆前面和在车辆后面25米的范围内(图4的区域170a、170c、170f、170h)、以及直接在车辆前面和在车辆后面离车辆50米的范围内(区域170b、170g)。其他距离可以用于限定范围，在该范围内，车辆和障碍物被确定为接近主车辆101。此外，限定的范围可以是可变的，例如，取决于主车辆101的速度。
区域指示符270表示围绕主车辆101的空间区域170。例如，计算机106可以生成分别表示八个空间区域170的八个区域指示符270。区域指示符可以包括左前方区域指示符270a、正前方区域指示符270b、右前方区域指示符270c、左侧区域指示符270d、右侧区域指示符270e、左后方区域指示符270f、后方区域指示符270g和右后方区域指示符270h。八个区域指示符可以分别表示左前方区域170a、正前方区域170b、右前方区域170c、左侧区域170d、右侧区域170e、以及左后方区域170f、正后方区域170g和右后方区域170h。
区域指示符270可以仅用于显示在增加的碰撞风险的情况下的潜在的逃生路线。当计算机106根据数据115和/或虚拟地图确定有相对低风险的后碰撞时，计算机106可能不包括显示器200上的区域指示符，并且可以仅示出公路232的表征以及接近主车辆101的车辆160的车辆表征260。
当计算机106根据数据115和/或虚拟地图确定有增加的碰撞风险时，计算机106可以在显示器200上显示一个或多个区域指示符270。区域指示符270可以是突出显示的，例如使用阴影、颜色诸如此类，来表示可能发生碰撞的区域170和/或推荐为逃生路线的区域170。例如，在驾驶操作期间，区域指示符270可以渐变得较暗，或被颜色编码，以或者表示在对应区域内的增加的碰撞风险，或表示对应区域不是合适的逃生路线。例如，以黄色显示的区域指示符270可以表示在对应区域170内的增加的碰撞风险。以红色显示的区域指示符270可以表示在对应区域170内即将发生碰撞或在该区域内不可能逃脱。以绿色显示的区域指示符270可以表示对应区域是潜在的逃生路线。灰色渐变阴影等可以代替颜色而被使用。即将发生的碰撞这里限定为如果没有进行碰撞避免操纵则将发生的碰撞。
例如，在第一种情况下，根据数据115和/或虚拟地图，计算机106可以确定车辆101与前方车辆160a的正面碰撞即将发生。例如，如果车辆160a和主车辆101之间的前方范围RF小于最小停车距离Dmin，则计算机106可以确定正面碰撞即将发生。最小停车距离Dmin可以被确定为当施加最大制动水平时停止主车辆101所需的距离，加上在驾驶员对视觉或音频信息的标准反应时间期间车辆101行驶的距离。如这里所使用的最大制动或最大刹车可以是由施加到主车辆101内的各个制动缸的最大指定制动压力产生的制动。在车辆101是自主或半自主操作的情况下，可以根据当施加最大制动水平并且可以省略驾驶员反应时间时停止主车辆101所需的距离来确定最小停车距离Dmin。用于确定正面碰撞即将发生的其他方法是可能的。
计算机106可以进一步地确定：由于即将发生的正面碰撞，后碰撞也即将发生。例如，计算机106可以根据标准的驾驶员反应时间来确定：在主车辆101的制动期间，在后方车辆160d的最大制动使后方车辆160d的速度VR降低到主车辆101的速度VH之前，后方车辆160d将与主车辆101碰撞。用于确定后碰撞即将发生的其他方法是可能的。
计算机106可以进一步地确定通过左前方区域170a的侧逃生路线是可用的，但由于右侧车辆160c的存在，通过右前方区域170c的逃生路线是不可用的。在本示例中，计算机106可以例如以红色显示前方区域指示符270b、右前方区域指示符270c、右侧区域指示符270e、和后方区域指示符270g中的每个。计算机106可以进一步地以例如绿色显示左前方区域指示符270a和左侧区域指示符270d以表示到左侧的潜在逃生路线。
在某些情况下，计算机106可以根据数据115和/或虚拟地图来确定正面碰撞和后碰撞两者是不可避免的。如果计算机106不能确定将防止碰撞的碰撞避免操纵是可用的，则碰撞可以被限定为不可避免。
例如，在第二种情况下，计算机106可以确定前方车辆160a正在迅速减速。同时，后方车辆160d紧随主车辆101之后，例如在主车辆101的五米或更少范围内，并且以与主车辆101的例如在3千米每小时范围内的速度VH相似的速度VR行驶。左侧车辆160b和右侧车辆160c阻挡潜在的侧逃生路线。在该第二种情况下，计算机106可以以红色显示前侧区域指示符270a、270c和侧区域指示符270d、270e以表示没有侧逃生路线是可用的。计算机106可以例如以粉红色显示前方区域指示符270b并且例如以红色显示后方区域指示符270g以表示主车辆101在制动之前应该占据在前方范围RF内可用的部分空间，以便减轻正面碰撞和后碰撞的损伤。
在第三种情况下，计算机106可以根据数据115和/或虚拟地图来确定后碰撞由于后方车辆160d以相对高的速度VR从主车辆101的后面接近而即将发生。根据后方车辆160d和主车辆101之间的后方范围RR以及后方车辆速度VR和主车辆速度VH之间的差的组合，可以做出确定。作为一个示例，如果后方车辆160d正以高于主车辆速度的32KPH(千米每小时)的速度VR接近主车辆101并且后方范围RR小于30米，则计算机可以确定后碰撞即将发生。
计算机106可以进一步地确定在主车辆101前面没有车辆，并且在主车辆101的左前方也没有车辆。在这种情况下，计算机106可以以绿色显示前侧区域指示符270a和前方区域指示符270b，并且以红色显示后方区域指示符270g。这可以是主车辆101的驾驶员应当转向左侧而且还加速的指示。
除阴影或有色区域指示符270之外，或代替阴影或有色的区域指示符270，显示器200可以用箭头表示逃生路线。例如，在上面提到的即将发生的后碰撞和主车辆101到左前方的开放路径的第一种情况下，显示器可以用向前并且朝向左车道133指向的绿色箭头表示逃生路线。也可以使用其他指示符和符号。
计算机106可以配置成为主车辆101的一个或多个控制单元125提供指令以避免或减轻即将发生的碰撞的风险，或减轻不可避免的碰撞的损伤。
例如，在上面描述的第一种情况下，其中正面碰撞和后碰撞两者即将发生，并且车辆101左侧有潜在逃生路线，计算机106可以确定在前方车辆160a和主车辆101之间有足够的间距用于转向操纵。计算机106然后可以向转向控制单元125b发送指令以使主车辆101向左转向。例如，如果计算机已经确定没有足够的间距用于转向操纵，则计算机106可以向制动控制单元125a发送指令以制动足以创造间距来转向的一段时间。此后，计算机106可以向转向控制单元125b发送指令以根据可用的间距转向，即在本示例中向左转。
在上面描述的第二种情况下，其中计算机106确定与车辆160a的正面碰撞以及与车辆160d的后碰撞两者是不可避免的，计算机106可以指示制动单元125a以小于最大水平和/或小于驾驶员所要求水平的水平制动主车辆101，从而在正面碰撞和后碰撞之前使主车辆101居中于前方车辆160a和后方车辆160d之间。可选地，例如，如果计算机根据数据115和/或虚拟地图确定后方车辆160d造成比前方车辆160a更大的风险，例如，后方车辆160d是大型卡车，在此情况下前方车辆160a是乘用车，则计算机106可以指示制动控制单元125a以最低水平制动车辆或根本不制动车辆以便在不可避免的碰撞之前更长的一段时间内保持主车辆101和后方车辆160d之间的相对大的后方范围RR。这可以在碰撞之前给后方车辆160d提供附加时间来制动，这可以降低正面碰撞和/或后碰撞的总体严重性。
对第二种情况的其他响应也是可能的。例如，根据数据115和/或虚拟地图，计算机106可以确定在正面碰撞之前发生后碰撞将是有利的。例如，后方车辆160d可以比前方车辆160a小，这在后碰撞的发生之后允许主车辆101的制动措施以也降低后方车辆160d的速度。计算机106可以首先指示制动单元125a以小于最大水平的水平制动主车辆101直到检测到后碰撞。根据数据115和/或虚拟地图，计算机106可以检测到后碰撞已经发生。在检测到后碰撞已经发生之后，计算机106可以指示制动单元125a以最大水平制动主车辆101，以便降低正面碰撞的严重性。
计算机106可以进一步地指示转向控制单元125b以使主车辆101与前方车辆160a对准，即为了使车辆101遵循与前方车辆160a相同的行驶方向。根据数据115和/或虚拟地图，计算机106可以确定主车辆101正相对于前方车辆160a成一角度地行驶。为了从主车辆101的车架得到最佳保护，前方车辆160a和主车辆101的行驶方向对准——即大体上彼此相同——是可取的。计算机106可以确定前方车辆160a的行驶方向并且调整主车辆101的行驶方向以对应于前方车辆160a的行驶方向。
作为另一种可选方法，计算机106可以指示制动单元125a以通过差动制动使主车辆101与前方车辆160a对准。例如，为了使主车辆101向左转以便使主车辆101与前方车辆160a对准，制动单元125a可以以第一水平对主车辆101的左侧施加制动并且以第二水平对主车辆101的右侧施加制动，第一制动水平高于第二制动水平。
此外，如果计算机106根据数据115和/或虚拟地图确定从后面接近的车辆160d是具有相对于主车辆101的后保险杠的高架前保险杠的卡车，则计算机106可以指示悬架控制器125c提高主车辆101的后悬架以调整后保险杠的高度以与车辆160d的前保险杠的高度对应。计算机106可以启动其他控制单元。例如，计算机106可以向安全带控制单元125e发送指令以在正面碰撞和后碰撞之前预拉伸安全带。
在上面所提到的第三种情况下，其中后方车辆160d正在迅速接近，并且在主车辆101的左前侧或在主车辆101的前面没有车辆，计算机106可以指示动力传动系统控制单元125d以使主车辆101车轮处的推进扭矩增加以便使主车辆101加速并且进一步地指示转向控制单元125d以使主车辆101向左转。
计算机106可以根据数据115和/或虚拟地图确定前方车辆160a正在减速。计算机106可以进一步地确定后方车辆160d和主车辆101之间的后方范围RR小于或等于第一预定范围。第一预定范围可以是例如标准跟车距离的两倍，其中标准跟车距离对于后方车辆160d的每16KPH的速度是5米。
第一制动策略
参考图6所示的曲线图，根据前方车辆160a到主车辆101的前方范围RF、前方车辆速度VT和主车辆速度VH，计算机106可以根据第一制动策略确定主车辆101的减速度ad。计算机106可以指示制动单元125a根据已确定的减速率ad来制动主车辆101。
计算机106可以根据前方车辆范围RF和最小停车距离Dmin来计算减速距离D。减速距离D可以被计算为前方范围RF和最小停车距离Dmin的差。
D＝RF-Dmin 方程式1
计算机106可以进一步地确定在距离D内制动所需的时间td为：
td＝(2*D)/(VH-VT) 方程式2
计算机106可以计算使得主车辆101在减速距离D内减速到前方车辆160a速度VT的减速率ad为：
ad.＝(VH-VT)/td＝(VH-VT)2/(2*D) 方程式3
根据第一制动策略的减速度具有利用全部可用的减速距离D使主车辆101平稳地减速和避免突然减速的优势。
第二制动策略
在某些情况下，计算机106可以确定第二制动策略，其中主车辆101首先以高水平或最大水平制动预定时间段，然后以较低水平制动，这对交通状况来说是更可取的。第二策略在图7的曲线图中显示。
计算机106可以根据数据115和/或虚拟地图确定前方车辆160a正在减速。计算机106可以进一步地确定后方车辆160d和主车辆101之间的后方范围RR大于第一预定范围，并且小于或等于第二预定范围。如上所述，第一预定范围可以是标准跟车距离的2倍。第二预定范围可以是例如标准跟车距离的4倍。可选地，第二预定范围可以是主车辆101后面的雷达检测场DF7、DF8的极限。
根据第二制动策略，计算机106可以首先指示制动控制单元125a以最大制动水平制动车辆101以在预定时间ts内实现最大减速度amax。预定时间可以是例如1秒。参考图7的曲线图，在时间ts之后，前方车辆160a和主车辆101之间的前方范围RF可以是D’。减速度ad可以如根据第一策略所描述地计算，其中D’代替D：
ad＝(VH’-VT)/td＝(VH’-VT)2/(2*D’). 方程式4
如上所述，第二制动策略以一段时期的高或最大减速度amax开始。这具有进一步保持前方车辆160a和主车辆101之间的前方范围RF的优势。在比如向左转或向右转这样的碰撞避免操纵变得必要的情况下，保持前方范围RF为比如向左转或向右转这样的碰撞避免操纵提供附加间距。一段时期的最大减速度具有后方车辆160d的驾驶员更容易注意到以及提醒后方车辆160d的驾驶员主车辆101正在减速的另外优势。
第三制动策略
在其他情况下，当在车辆101后面的第二预定范围内没有车辆时，计算机106可以实施第三制动策略。计算机106可以等待直到车辆101在范围D”内以开始制动。第三策略在图8的曲线图中进行说明。
计算机106可以确定前方车辆160a正在减速。如上所述，计算机106可以进一步地确定在第二预定范围内没有后方车辆。计算机106可以允许主车辆101继续直到它在前方车辆160a的范围D”内。
根据预先限定的优选减速度apref和最小停车距离Dmin，可以确定距离D”。最大减速度apref可以以经验为主地确定为最大减速度，以该最大减速度，大百分比(例如，95％)的驾驶员和乘客是舒适的。可以使用用于确定apref的其他标准。如上所述，Dmin可以是使主车辆101停止所需的最小停车距离。
参考图8，可以根据下面的方程式计算距离D”：
D”＝((VH-VT)*(td1–td2)/2)+Dmin； 方程式5
其中td2是减速的开始时间，td1是减速的结束时间，VH是主车辆101在减速之前的速度，并且VT是前方车辆160a的速度。
预先限定的参数apref可以如下代入方程式5中：
(td1–td2)＝(VH-VT)/apref 方程式6
D”＝((VH-VT)2/(2*apref))+Dmin 方程式7
根据上述，根据策略3的所需减速度ad可以限定为：
ad＝(VH-VT)2/2*D”用于前方范围R≤D”以及
ad＝0否则 方程式8
示例性程序流程
图9是用于碰撞避免和/或碰撞损伤减轻的示例性程序300的示图。程序300开始于框305，在框305中收集关于主车辆101的当前交通状况的数据。计算机106获取和/或生成收集的数据115。例如，如上面所解释的，收集的数据115可以从一个或多个数据收集器110获取。此外，根据直接从数据收集器110获取的其他数据115可以计算收集的数据115。在任何情况下，在框305中，由计算机106获取的收集的数据115可以包括主车辆101与其他车辆160和/或物体的距离、其他车辆160的速度、其他车辆160的加速度、其他车辆相对于主车辆101的速度，这种数据115正通过一个或多个雷达传感器数据收集器110a获取。
如上所述，除来自雷达传感器110a的数据115之外，各种其他数据115可以被获取。例如，与接近主车辆101的其他车辆160的类型、品牌、型号有关的图像数据115可以从摄像机数据收集器110b获取，与主车辆101速度、行驶方向等有关的数据115可以从控制单元125以及其他的主车辆101收集器和传感器获取。一旦收集和生成数据115，计算机106就可以生成如上所述的虚拟地图。程序在框310继续。
在框310中，计算机106根据收集的数据115和/或虚拟地图确定前方车辆160a是否存在以及前方车辆160a是否正在减速。如果前方车辆160a存在并且正在减速，则程序300在框315继续。否则，程序300在框305继续。
在框315中，计算机106确定在短范围内是否有后方车辆160d。例如，短范围可以限定为小于或等于第一预定距离。如上所述，第一预定距离可以是例如标准跟车距离的两倍。在短范围内有后方车辆160d的情况下，程序300在框325继续。在短范围内没有后方车辆160d的情况下，程序在框320继续。
在框320中，计算机106确定在长范围内是否有后方车辆160d正在行驶。例如，长范围可以限定为大于短范围并且小于或等于第二预定距离。而且在上面所讨论的，第二预定距离可以是例如标准跟车距离的四倍。在长范围内有后方车辆160d的情况下，程序在框330继续。在长范围内没有后方车辆160d的情况下，程序在框335继续。
在框325中——框325可以在框315之后——计算机106实施如上所述的第一制动策略。在制动之后，程序300结束。
在框330中——框330可以在框320之后——计算机106实施如上所述的第二制动策略。在制动之后，程序300结束。
在框335中，计算机106实施如上所述的第三制动策略。在制动之后，程序300结束。
结论
如在此所使用的，副词“大体上”意味着形状、结构、尺寸、数量、时间等可以由于材料、加工、制造等中的缺陷而偏离精确描述的几何形状、距离、尺寸、数量、时间等。
比如这里讨论的那些这样的计算装置总体上各自包括指令，该指令由如上面确定的那些这样的一个或多个计算装置可执行的并且用于执行在上面描述的程序的框或步骤。例如，在上面讨论的程序框可以具体表现为计算机可执行指令。
计算机可执行指令可以由利用各种程序语言和/或技术创建的计算机程序编译或解释，该程序语言和/或技术包括但不限于单独或组合的JavaTM、C、C++、Visual Basic、JavaScript、Perl、HTML等。通常，处理器(例如，微处理器)例如从存储器、计算机可读介质等接收指令并执行这些指令，从而执行一个或多个程序，包括这里描述的一个或多个程序。使用各种计算机可读介质可以存储并传送这样的指令和其他数据。计算装置中的文件总体上是储存在比如存储介质、随机存取存储器等这样的计算机可读介质上的数据集。
计算机可读介质包括任何介质，其参与提供计算机可读的数据(例如，指令)。这种介质可采取多种形式，包括，但不限于，非易失性介质、易失性介质等。非易失性介质包括，例如，光盘或磁盘以及其他永久存储器。易失性介质包括动态随机存取存储器(DRAM)，其典型地构成主存储器。计算机可读介质的一般形式包括，例如，软盘(floppy disk)、柔性盘(flexible disk)、硬盘、磁带、任何其他磁介质，CD-ROM(光盘只读存储器)、DVD(数字化视频光盘)、任何其他光学介质，穿孔卡片、纸带、任何其他具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(闪速电可擦除可编程只读存储器)、任何其他存储器芯片或内存盒，或任何其他计算机可读的介质。
在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。此外，这些元件中的部分或全部可以改变。关于这里描述的介质、程序、系统、方法等，应该理解的是，虽然这些程序的步骤等已经被描述为按照某个有序序列发生，但是可以在以与此处所述顺序不同的顺序执行所描述的步骤的情况下实施这些程序。应该进一步理解的是，某些步骤能够同时执行，能够加入其它步骤，或者能够省略这里所描述的某些步骤。也就是说，在这里的程序的说明旨在提供用于说明某些实施例的目的，不应以任何方式被解释为限制要求保护的发明。
因此，应该理解的是，上述说明旨在说明并非限制。通过阅读上述说明，除了提供的实例以外的许多实施例和应用对本领域的技术人员来说将是显而易见的。本发明的保护范围应该不应参照上述说明确定，而是应当参照所附的权利要求连同这些权利要求所享有的全部等同范围而确定。可以预期和想到的是未来的发展将出现在这里所述的技术中，并且该公开的系统和方法将结合入这些未来的实施例中。总之，应该理解的是，本发明可被修改和变化并且仅由下面的权利要求所限制。
在权利要求中所使用的全部术语，旨在被给予如本领域技术人员所理解的它们的简单且普遍的含义，除非在这做出与此相反的明确指示。特别地，单数冠词的使用，例如，“一”、“这”、“所述”等应该被理解为描述一个或多个指示的元件，除非权利要求描述了与此相反的明确限制。

Claims (22)

1.一种包含计算机的系统，所述计算机包含处理器和存储器，其中所述计算机编程为：
使用从主车辆传感器收集的数据来生成至少在前侧和后侧接近所述主车辆的物体的虚拟地图；
根据所述虚拟地图来确定正面碰撞和后碰撞将发生；
从驾驶员接收所述驾驶员所要求的水平的制动；
以及
根据所述正面碰撞和所述后碰撞将发生的所述确定来决定一个或多个损伤减轻措施并向一个或多个控制单元发送指令以执行各自损伤减轻措施，其中所述损伤减轻措施包括以小于驾驶员所要求的水平制动。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述计算机进一步地编程为使用从车辆至车辆通信和车辆至基础设施通信中的至少一个收集的数据来生成所述虚拟地图。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述计算机进一步地编程为：
根据所述虚拟地图提供表示所述一个或多个损伤减轻措施中的至少一个的显示。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述损伤减轻措施包括以小于最大水平和驾驶员所要求水平中的较低者的制动水平制动。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述损伤减轻措施包括：
以小于最大水平的水平制动；
检测所述后碰撞已经发生；以及
一旦检测到所述后碰撞已经发生，就以最大水平制动。
6.如权利要求1所述的系统，其中所述损伤减轻措施包括以小于最大水平制动。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述损伤减轻措施包括将所述主车辆与在所述主车辆前面的前方车辆对准。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述损伤减轻措施包括预拉伸安全带。
9.如权利要求1所述的系统，其中所述收集的数据包括在所述主车辆后面的后方车辆的类型，以及，
所述损伤减轻措施包括调整所述主车辆的后部高度使得所述主车辆上的后保险杠的高度大体上等于所述后方车辆的前保险杠的高度。
10.一种包含计算机的系统，所述计算机包含处理器和存储器，其中所述计算机编程为：
使用从主车辆传感器收集的数据来生成至少在所述主车辆的前侧和后侧接近所述主车辆的物体的虚拟地图；
根据所述虚拟地图来确定第二车辆正在减速，所述第二车辆为所述主车辆的前方车辆，以及在所述主车辆后面的交通状况包括以下中的一种：
第三车辆在所述主车辆后面以跟车距离行驶，所述跟车距离小于或等于第一预定距离，
所述第三车辆在所述主车辆后面行驶，在此情况下所述跟车距离大于所述第一预定距离并且小于或等于第二预定距离，以及
在所述主车辆后面在所述第二预定距离内没有后方车辆行驶；所述计算机进一步地编程为
至少部分地根据所述前方车辆的速度和在所述主车辆后面的所述交通状况来确定碰撞避免操纵；以及
向车辆控制单元发送至少一个指令以执行所述碰撞避免操纵；
以及所述计算机被进一步地编程为根据所述虚拟地图来确定正面碰撞和后碰撞将发生；
从驾驶员接收所述驾驶员所要求的水平的制动；
根据所述正面碰撞和所述后碰撞将发生的所述确定来决定一个或多个损伤减轻措施并向一个或多个控制单元发送指令以执行各自损伤减轻措施，其中所述损伤减轻措施包括以小于驾驶员所要求的水平制动。
11.如权利要求10所述的系统，其中一旦确定所述后方车辆正在所述主车辆后面在小于或等于所述第一预定距离的后方范围内行驶，所述计算机就进一步地编程为：
至少部分地根据所述前方车辆到所述主车辆的前方范围、前方车辆速度以及主车辆速度来确定所述主车辆的减速率；以及
根据已确定的所述减速率来制动所述主车辆。
12.如权利要求11所述的系统，其中所述计算机进一步地编程为：
根据所述前方范围和最小停车距离来计算制动距离；以及
确定所述减速率以在所述制动距离内使所述主车辆减速。
13.如权利要求10所述的系统，其中，一旦确定所述后方车辆正在所述主车辆后面在大于所述第一预定距离并且小于或等于所述第二预定距离的后方范围内行驶，所述计算机就进一步地编程为：
在预定时间期间内施加最大制动；
在所述预定时间期间之后，根据在所述预定时间期间之后的前方车辆速度、在所述预定时间期间之后的前方车辆范围、以及在所述预定时间期间之后的主车辆速度来确定减速率；以及
根据所述已确定的减速率来制动所述车辆。
14.如权利要求13所述的系统，其中所述计算机进一步地编程为：
根据在所述预定时间期间之后的所述前方车辆范围和最小停车距离来计算制动距离；以及
确定所述减速率以在所述制动距离内使所述主车辆减速。
15.如权利要求10所述的系统，其中，一旦确定在所述主车辆后面在小于等于所述第二预定距离的后方范围内没有后方车辆行驶，所述计算机就进一步地编程为：
根据预定的优选减速度来确定距离以开始制动；
监测所述前方车辆和所述主车辆之间的前方范围；
确定所述前方范围小于或等于所述距离以开始制动；以及
一旦确定所述前方范围小于或等于所述距离以开始制动，就根据所述预定的优选减速度来开始制动。
16.如权利要求15所述的系统，其中所述预定的优选减速度是基于反映驾驶员和/或乘客对减速率的主观响应的统计数据。
17.如权利要求10所述的系统，其中所述计算机进一步地编程为：
根据所述虚拟地图来确定正面碰撞和后碰撞两者将发生；以及
根据正面碰撞和后碰撞两者将发生的所述确定来确定损伤减轻措施。
18.一种包含计算机的系统，所述计算机包含处理器和存储器，其中
所述计算机编程为：
使用从主车辆传感器收集的数据来生成接近车辆的物体的虚拟地图；
根据所述虚拟地图来确定与直接在所述主车辆后面的后方车辆的后碰撞即将发生；以及
根据所述虚拟地图来执行碰撞避免操纵；
以及所述计算机被进一步地编程为根据所述虚拟地图来确定正面碰撞和后碰撞将发生；
从驾驶员接收所述驾驶员所要求的水平的制动；
根据所述正面碰撞和所述后碰撞将发生的所述确定来决定一个或多个损伤减轻措施并向一个或多个控制单元发送指令以执行各自损伤减轻措施，其中所述损伤减轻措施包括以小于驾驶员所要求的水平制动。
19.如权利要求18所述的系统，其中所述计算机进一步地编程为使用从车辆至车辆通信和车辆至基础设施通信中的至少一个收集的数据来生成所述虚拟地图。
20.如权利要求18所述的系统，其中：
前方车辆是接近所述主车辆的，以及
执行所述碰撞避免操纵是至少部分地基于将所述主车辆和所述前方车辆之间的前方距离和所述主车辆和所述后方车辆之间的后方距离考虑在内。
21.如权利要求20所述的系统，其中所述碰撞避免操纵包括向动力传动系统控制单元发送指令以使在所述主车辆的车轮处的推进扭矩增加。
22.如权利要求20所述的系统，其中所述碰撞避免操纵包括向转向控制单元发送指令以使所述主车辆转向左侧或右侧。
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