CN106573589B - 碰撞预测时间计算装置以及碰撞预测时间计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供碰撞预测时间计算装置以及碰撞预测时间计算方法。碰撞预测时间计算装置(1)具备：距离获取单元(3)，获取从本车辆(101)到对象物的距离X；相对速度获取单元(3)，获取上述对象物的相对速度V；相对加速度获取单元(3)，获取上述对象物的相对加速度β；以及碰撞预测时间计算单元(5)，计算直到上述本车辆与上述对象物碰撞为止的碰撞预测时间t。碰撞预测时间计算装置以及碰撞预测时间计算方法的特征在于，上述碰撞预测时间计算单元(5)在上述本车辆正在加速时，基于上述距离X和上述相对速度V来计算上述碰撞预测时间t，在上述本车辆减速时，基于上述距离X、上述相对速度V以及上述相对加速度β来计算上述碰撞预测时间t。

Description

碰撞预测时间计算装置以及碰撞预测时间计算方法

技术领域

本公开涉及预测车辆与对象物的碰撞的技术，详细而言，涉及碰撞预测时间计算装置以及碰撞预测时间计算方法。

背景技术

以往，已知有预测本车辆与对象物的碰撞的技术。例如，在日本特开2010－030396号公报中，公开了基于本车辆与先行车辆的距离、以及两者的相对速度等，来计算直到本车辆与对象物碰撞为止的预测时间亦即碰撞预测时间的技术。计算出的碰撞预测时间能够利用于用于提高本车辆的安全性的控制。例如，若计算出的碰撞预测时间在规定值以下，则能够或者输出警报，或者进行自动制动操作。

专利文献1：日本特开2010－030396号公报

本车辆与对象物的状况存在各种情况，根据状况，计算适当的碰撞预测时间较困难。

发明内容

本公开是鉴于这样的问题而完成的，提供能够根据本车辆与对象物的状况来计算适当的碰撞预测时间的碰撞预测时间计算装置。

本公开中的第一碰撞预测时间计算装置的特征在于，具备：距离获取单元，获取从本车辆到对象物的距离X；相对速度获取单元，获取对象物的相对速度V；相对加速度获取单元，获取对象物的相对加速度β；以及碰撞预测时间计算单元，计算直到本车辆与对象物碰撞为止的碰撞预测时间t，碰撞预测时间计算单元，在本车辆正在加速时，基于距离X和相对速度V来计算碰撞预测时间t，在本车辆正在减速时，基于距离X、相对速度V以及相对加速度β来计算碰撞预测时间t。

根据本公开中的第一碰撞预测时间计算装置，能够根据本车辆与对象物的状况来计算适当的碰撞预测时间。

本公开中的第二碰撞预测时间计算装置的特征在于，具备：距离获取单元，获取从本车辆到对象物的距离X；相对速度获取单元，获取对象物的相对速度V；本车辆加速度获取单元，获取本车辆的加速度α；相对加速度获取单元，获取对象物的相对加速度β；以及碰撞预测时间计算单元，计算直到本车辆与对象物碰撞为止的碰撞预测时间t，碰撞预测时间计算单元(5)，在本车辆的速度Y在规定值以上时，基于相对加速度β、距离X以及相对速度V来计算碰撞预测时间t，在速度Y小于规定值时，基于加速度α、距离X以及相对速度V来计算碰撞预测时间t。

根据本公开中的第二碰撞预测时间计算装置，能够根据本车辆和对象物的状况来计算适当的碰撞预测时间。

附图说明

在附图中：

图1是表示碰撞预测时间计算装置1的构成的框图。

图2是表示碰撞预测时间计算装置1执行的处理的流程图。

图3是表示本车辆101与其它车辆121的距离X的说明图。

具体实施方式

以下，使用附图对应用本公开的实施方式进行说明。

＜第一实施方式＞

1.碰撞预测时间计算装置1的构成

基于图1对碰撞预测时间计算装置1的构成进行说明。碰撞预测时间计算装置1是搭载于车辆的装置。以下，将搭载了碰撞预测时间计算装置1的车辆作为本车辆101。

碰撞预测时间计算装置1是在公知的计算机安装了用于执行后述的处理的程序的装置。碰撞预测时间计算装置1在功能上具备物理值获取单元3、碰撞预测时间计算单元5、警报单元7、以及自动制动单元9。后述各单元执行的处理。

本车辆101除了碰撞预测时间计算装置1之外，还具备相机103、毫米波雷达105、车速传感器107、加速度传感器109、横摆率传感器111、转向角传感器113、仪表盘115、蜂鸣器117、以及制动系统119。

相机103拍摄本车辆101的前方，并将拍摄到的图像的图像数据输出至物理值获取单元3。毫米波雷达105检测存在于本车辆101的前方的对象物(包含其它车辆)，并计算从本车辆101到对象物的距离X、以及以本车辆101为基准的对象物的方位。毫米波雷达105将上述的距离X以及方位输出至物理值获取单元3。

车速传感器107检测本车辆101的速度Y，并将检测到的速度Y输出至物理值获取单元3。加速度传感器109检测本车辆101的加速度α，并将检测到的加速度α输出至物理值获取单元3。

横摆率传感器111检测本车辆101的横摆率，并将检测出的横摆率输出给物理值获取单元3。转向角传感器113检测本车辆101的转向角，并将检测到的转向角输出至物理值获取单元3。

仪表盘115设置在本车辆101的车厢内，并显示速度Y等。另外，仪表盘115具备警报灯115A。警报灯115A根据从警报单元7送来的信号(警报信号)发光。

蜂鸣器117与从警报单元7送来的警报信号对应地产生警报音。制动系统119进行本车辆101的制动操作。制动系统119与基于驾驶员的驾驶动作的制动操作一起，也执行基于从自动制动单元9送来的信号(自动制动信号)的自动制动操作。

此外，物理值获取单元3是距离获取单元、相对速度获取单元、本车辆速度获取单元、本车辆加速度获取单元、以及相对加速度获取单元的一个例子。

2.碰撞预测时间计算装置1执行的处理

基于图2、图3对碰撞预测时间计算装置1每隔规定时间反复执行的处理进行说明。在图2的步骤1中，物理值获取单元3从相机103获取图像，并且分别从毫米波雷达105、车速传感器107、以及加速度传感器109获取检测信号。

在步骤2中，使用在上述步骤1获取的图像、以及毫米波雷达105的检测结果，判断是否在本车辆101的前方存在对象物(例如其它车辆等)。在存在对象物的情况下进入步骤3，在不存在对象物的情况下结束本处理。

在步骤3中，物理值获取单元3使用在上述步骤1获取到的检测信号，计算以下的物理值。

从本车辆101到对象物的距离X：使用毫米波雷达105计算出的值。例如，在对象物为其它车辆(先行车辆)121的情况下，距离X为如图3所示的距离。

对象物的相对速度V：对距离X进行时间微分来进行计算。

对象物的相对加速度β：对相对速度V进行时间微分来进行计算。

本车辆101的加速度α：使用加速度传感器109检测到的值。加速度α是静止坐标系(以地球为基准的坐标系)上的本车辆101的加速度。另外，也可以通过对后述的速度Y进行时间微分来计算加速度α。

本车辆101的速度Y：使用车速传感器107检测到的值。速度Y是静止坐标系(以地球为基准的坐标系)上的本车辆101的速度。

在步骤4中，碰撞预测时间计算单元5判断在上述步骤3计算出的加速度α是否在0以上(本车辆101是否为加速中)。在加速度α在0以上的情况下(在本车辆为加速的情况下或者恒定速度的情况下)进入步骤6，在小于0的情况下(本车辆正在减速的情况下)进入步骤5。

在步骤5中，碰撞预测时间计算单元5判断是否是在不久的将来对象物停止的可能性较高的状况(以下设为对象物停止状况)。具体而言，若对于在上述步骤3计算出的本车辆101的速度Y，公式(4)不成立，则判断为不是对象物停止状况，并进入步骤7。

[式4]

公式(4)Y＜K

(K是常数)

另一方面，若对于速度Y，公式(4)成立，则判断为对象物停止状况，进入步骤8。公式(4)中的K的值能够适当地设定，例如，能够设为5km/h、10km/h等。

此外，一般来说，上述公式(4)成立(即，本车辆101的速度Y比常数K小)是在前方的对象物的速度降低，对象物停止的可能性提高时，所以上述公式(4)的成立与对象物停止状况对应。

在步骤6中，碰撞预测时间计算单元5计算公式(1)所示出的碰撞预测时间t。公式(1)是基于距离X和相对速度V计算碰撞预测时间t的方法的一个例子。

[式1]

在步骤7中，碰撞预测时间计算单元5计算由公式(2)所表示的碰撞预测时间t。公式(2)是基于距离X、相对速度V以及相对加速度β计算碰撞预测时间t的方法的一个例子。此外，在相对加速度β为0的情况下，代替公式(2)，而使用公式(1)计算碰撞预测时间t。

[式2]

在步骤8中，碰撞预测时间计算单元5计算由公式(3)所表示的碰撞预测时间t。公式(3)是基于距离X、相对速度V以及加速度α计算碰撞预测时间t的方法的一个例子。

[式3]

在步骤9中，碰撞预测时间计算单元5判断在上述步骤6～8中任意一个计算出的碰撞预测时间t是否在下限值以下。在下限值以下的情况下进入步骤10，在超过下限值的情况下结束本处理。

在步骤10中，警报单元7输出警报信号。此外，仪表盘115根据警报信号使警报灯115A发光。另外，蜂鸣器117根据警报信号产生警报音。

在步骤11中，自动制动单元9输出自动制动信号。此外，制动系统119根据自动制动信号，执行自动制动操作。

3.碰撞预测时间计算装置1起到的效果

(1A)碰撞预测时间计算装置1在本车辆101为加速中的情况下，计算由上述公式(1)所表示的碰撞预测时间t，若该碰撞预测时间t在下限值以下，则进行警报信号输出、自动制动信号输出。

在本车辆101为加速中的情况下，一般来说，由上述公式(1)所表示的碰撞预测时间t比由上述公式(2)或者上述公式(3)所表示的碰撞预测时间t大，不容易在下限值以下。

因此，碰撞预测时间计算装置1在本车辆101为加速中的情况下，通过使用由上述公式(1)所表示的碰撞预测时间t，能够抑制提前进行警报信号输出、自动制动信号输出的情况。

然而，本车辆101的加速根据驾驶员的意思来进行，所以在本车辆101的加速中，不需要提前进行警报信号输出、自动制动信号输出。若假设在本车辆101的加速中，提前进行警报信号输出、自动制动信号输出，则驾驶员感到厌烦。

碰撞预测时间计算装置1如上述那样，在本车辆101为加速中的情况下，使用由上述公式(1)所表示的碰撞预测时间t，抑制提前进行警报信号输出、自动制动信号输出，所以能够减少驾驶员感到的厌烦。

(1B)碰撞预测时间计算装置1在前方的对象物处于对象物停止状况的情况下，计算由上述公式(3)所表示的碰撞预测时间t，若该碰撞预测时间t在下限值以下，则进行警报信号输出、自动制动信号输出。

在前方的对象物处于对象物停止状况的情况下，一般来说，相对加速度β在短时间内急剧地变化的可能性较高，包含相对加速度β的上述公式(2)所表示的碰撞预测时间t也在短时间内急剧地变化的可能性较高。因此，若假设在前方的对象物处于对象物停止状况的情况下，计算由上述公式(2)所表示的碰撞预测时间t，则存在计算出不与实际的状态对应的碰撞预测时间t的顾虑。

碰撞预测时间计算装置1如上述那样，在前方的对象物处于对象物停止状况的情况下，计算不包含相对加速度β的上述公式(3)所表示的碰撞预测时间t，所以能够降低计算出不与实际的状态对应的碰撞预测时间t的顾虑。

(1C)碰撞预测时间计算装置1在本车辆101不为加速中的情况下，计算考虑了本车辆的加速度(α或者β)的上述公式(2)或者上述公式(3)所表示的碰撞预测时间t。因此，能够进一步正确地计算碰撞预测时间t。

＜第二实施方式＞

1.碰撞预测时间计算装置1的构成

本实施方式中的碰撞预测时间计算装置1的构成与上述第一实施方式相同。

2.碰撞预测时间计算装置1执行的处理

在本实施方式中执行的处理基本而言与上述第一实施方式相同，所以对于共用的处理省略说明，以不同的点为中心进行说明。

在上述步骤3中，还计算前方的对象物的速度Z。速度Z是静止坐标系(以地球为基准的坐标系)上的对象物的速度。速度Z能够根据本车辆101的速度Y、和相对速度V计算。

另外，在上述步骤5的处理中，基于速度Z判断对象物的状况是否为对象物停止状况。具体而言，若对于在上述步骤3计算出的速度Z，公式(5)不成立，则判断为不是对象物停止状况，并进入步骤7。

[式5]

公式(5)Z＜K

(K是常数)

另一方面，若对于速度Z，公式(5)成立，则判断为是对象物停止状况，并进入步骤8。此外，公式(5)中的K的值能够适当地设定，例如，能够设为5km/h、10km/h等。

3.碰撞预测时间计算装置1起到的效果

根据本实施方式，除了上述第一实施方式的效果(1A)～(1C)之外，还能够得到以下的效果。

(2A)基于对象物的速度Z，判断对象物是否处于对象物停止状况。因此，能够进一步正确地进行该判断。

＜其它的实施方式＞

以上，对本公开的实施方式进行了说明，但本公开并不限定于上述各实施方式，而能够采取各种方式。

(1)在上述各实施方式中，碰撞预测时间计算装置1也可以通过本车辆101与对象物之间的通信，获取对象物的物理值(例如，对象物的速度Z、对象物的加速度等)。另外，碰撞预测时间计算装置1也可以通过上述的通信，从对象物获取其它的物理值(例如，距离X、相对速度V、相对加速度β等)。

(2)在上述各实施方式中，也可以如以下那样判断对象物是否处于对象物停止状况。

例如，若对象物的速度Z在规定值以下，并且对象物的加速度(负值)的绝对值在规定值以上，则能够判断为是对象物停止状况，在其以外的情况下判断为不是对象物停止状况。

或者，根据对象物的速度Z和对象物的加速度(负值)，预测直到对象物的速度Z成为0为止的时间。若该时间在规定值以下，则能够判断为是对象物停止状况，在其以外的情况下判断为不是对象物停止状况。

(3)在上述各实施方式中，也可以根据相机103的图像，计算距离X。相机103既可以是单眼相机，也可以是立体相机。

(4)在上述各实施方式中，相对加速度β也可以利用其它的方法进行计算。例如，也可以分别获取本车辆的加速度α、和对象物的加速度，并使用它们计算相对加速度β。

(5)在上述各实施方式中，也可以不进行警报信号输出(上述步骤10)。另外，在上述实施方式中，也可以不进行自动制动信号输出(上述步骤11)。另外，在上述各实施方式中，也可以不进行警报信号输出(上述步骤10)和自动制动信号输出(上述步骤11)，而将碰撞预测时间t用于其它的用途。

(6)在上述各实施方式中，作为对象物，例如，能够列举其它车辆(先行车、对向车、停止车辆)、行人、双轮车、自行车、护栏、围栏、侧壁、交通标志、道路上的障碍物等。

(7)在上述各实施方式中，上述步骤4的处理也可以是其它的处理。例如，也可以将加速度α与不为0的正的常数相比，若α在该常数以上则进入步骤6，若小于常数则进入步骤5。

(8)在上述各实施方式中，也可以检测处于本车辆101的前方以外的方向(例如，后方、右方、左方等)的对象物，并计算对于该对象物的碰撞预测时间t。

(9)在上述各实施方式中，也可以在上述步骤4进行了否定判断的情况下，总是进入步骤7。即，也可以在本车辆未加速的情况下，总是根据公式(2)来计算碰撞预测时间t。

(10)在上述各实施方式中，也可以在上述步骤3之后，总是进入上述步骤5。

(11)在上述各实施方式的上述步骤6中计算碰撞预测时间t的方法也可以是使用公式(1)的方法以外的方法，能够从基于距离X和相对速度V计算碰撞预测时间t的方法中适当地选择。

(12)在上述各实施方式的上述步骤7中计算碰撞预测时间t的方法也可以是使用公式(2)的方法以外的方法，能够从基于距离X、相对速度V以及相对加速度β计算碰撞预测时间t的方法中适当地选择。

(13)在上述各实施方式的上述步骤8中计算碰撞预测时间t的方法也可以是使用公式(3)的方法以外的方法，能够从基于距离X、相对速度V以及加速度α计算碰撞预测时间t的方法中适当地选择。

(14)也可以使上述各实施方式中的一个构成要素具有的功能分散为多个构成要素，或者使多个构成要素具有的功能集中在一个构成要素。另外，也可以将上述各实施方式的构成的至少一部分置换为具有相同的功能的公知的构成。另外，也可以省略上述各实施方式的构成的一部分。另外，也可以对其它的实施方式的构成附加或者置换上述各实施方式的构成的至少一部分。此外，仅由权利要求书所记载的语句确定的技术思想所包含的所有的方式均是本公开的实施方式。

(15)除了上述的碰撞预测时间计算装置1之外，也能够以将该碰撞预测时间计算装置1作为构成要素的系统、用于使计算机作为该碰撞预测时间计算装置1发挥作用的程序、记录了该程序的介质、以及碰撞预测时间计算方法等各种方式实现本公开。

符号说明

1…碰撞预测时间计算装置，3…物理值获取单元，5…碰撞预测时间计算单元，7…警报单元，9…自动制动单元，101…本车辆，103…相机，105…毫米波雷达，107…车速传感器，109…加速度传感器，111…横摆率传感器，113…转向角传感器，115…仪表盘，115A…警报灯，117…蜂鸣器，119…制动系统，121…其它车辆。

Claims (8)

1.一种碰撞预测时间计算装置(1)，其特征在于，具备：

距离获取单元(3)，获取从本车辆(101)到对象物的距离X；

相对速度获取单元(3)，获取所述对象物的相对速度V；

相对加速度获取单元(3)，获取所述对象物的相对加速度β；以及

碰撞预测时间计算单元(5)，计算直到所述本车辆与所述对象物碰撞为止的碰撞预测时间t，

所述碰撞预测时间计算单元(5)在所述本车辆正在加速时，基于所述距离X和所述相对速度V来计算所述碰撞预测时间t，

在所述本车辆正在减速时，基于所述距离X、所述相对速度V以及所述相对加速度β来计算所述碰撞预测时间t。

2.一种碰撞预测时间计算装置(1)，其特征在于，具备：

距离获取单元(3)，获取从本车辆(101)到对象物的距离X；

相对速度获取单元(3)，获取所述对象物的相对速度V；

本车辆加速度获取单元(3)，获取所述本车辆(101)的加速度α；

相对加速度获取单元(3)，获取所述对象物的相对加速度β；

本车辆速度获取单元(3)，获取所述本车辆的速度Y，以及

碰撞预测时间计算单元(5)，计算直到所述本车辆与所述对象物碰撞为止的碰撞预测时间t，

所述碰撞预测时间计算单元(5)在所述速度Y为规定值以上时，基于所述相对加速度β、所述距离X以及所述相对速度V来计算所述碰撞预测时间t，

在所述速度Y小于所述规定值时，基于所述加速度α、所述距离X以及所述相对速度V来计算所述碰撞预测时间t。

3.根据权利要求2所述的碰撞预测时间计算装置，其特征在于，

通过对所述速度Y进行时间微分，来计算所述加速度α。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的碰撞预测时间计算装置，其特征在于，

所述相对加速度获取单元通过对所述相对速度V进行时间微分，来计算所述相对加速度β。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述的碰撞预测时间计算装置，其特征在于，具备：

警报单元(7)，以所述碰撞预测时间t为规定的下限值以下为条件，输出警报信号。

6.根据权利要求1～3中任意一项所述的碰撞预测时间计算装置，其特征在于，具备自动制动单元(9)，该自动制动单元以所述碰撞预测时间t为规定的下限值以下为条件，输出用于进行本车辆的制动操作的自动制动信号。

7.一种碰撞预测时间计算方法，其特征在于，

获取从本车辆(101)到对象物的距离X，

获取所述对象物的相对速度V，

获取所述对象物的相对加速度β，

在所述本车辆正在加速时，基于所述距离X和所述相对速度V来计算直到所述本车辆与所述对象物碰撞为止的碰撞预测时间t，

在所述本车辆正在减速时，基于所述距离X、所述相对速度V以及所述相对加速度β来计算所述碰撞预测时间t。

8.一种碰撞预测时间计算方法，其特征在于，

获取从本车辆(101)到对象物的距离X，

获取所述对象物的相对速度V，

获取所述本车辆(101)的加速度α，

获取所述对象物的相对加速度β，

获取所述本车辆的速度Y，

在所述速度Y为规定值以上时，基于所述相对加速度β、所述距离X以及所述相对速度V来计算直到所述本车辆与所述对象物碰撞为止的碰撞预测时间t，

在所述速度Y小于所述规定值时，基于所述加速度α、所述距离X以及所述相对速度V来计算所述碰撞预测时间t。