CN106608259A - 自动紧急制动装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自动紧急制动装置和方法。该自动紧急制动装置包括：对方车辆信息收集器，使用车辆中的多个传感器收集与对方车辆有关的对方车辆信息；本车辆信息收集器，使用多个传感器收集与本车辆有关的本车辆信息；以及处理器，被配置为基于对方车辆信息和本车辆信息，计算用于使本车辆避免碰撞的第一时间和用于使对方车辆避免碰撞的第二时间，并将第一时间与第二时间进行比较，并且基于第一时间与第二时间的比较，确定制动时间点和所需制动力。

Description

自动紧急制动装置和方法
技术领域
本发明涉及一种自动紧急制动的装置和方法，更具体地，涉及一种用于估计与具有和本车辆不同前进方向的另一车辆的碰撞时间点，从而控制本车辆的制动的自动紧急制动装置和方法。
背景技术
自动紧急制动(AEB)装置是当先行车辆降低其速度或停车时，或者当障碍物例如行人等突然出现时运行的安全系统。自动紧急制动(AEB)装置向驾驶者提供与先行车辆发生碰撞的危险的警告，或者操作制动器，以允许驾驶者避免与先行车辆发生碰撞。
上述传统的自动紧急制动装置仅在检测到与同一车道上行驶的先行车辆发生碰撞的危险时执行紧急制动。因此，根据现有技术，可以避免与先行车辆(前方车辆)的碰撞，但是可能无法避免与在本车辆不同的方向上移动的车辆发生碰撞的危险。
发明内容
本发明致力于解决在现有技术中出现的上述问题，同时保持由现有技术实现的优势完整。
本发明的一个方面提供了一种自动紧急制动装置和方法，用于估计与具有和本车辆的前进方向不同的前进方向的另一车辆发生碰撞的时间点，从而控制本车辆的制动。
根据本发明的示例性实施例，一种自动紧急制动装置，包括：对方车辆信息收集器，使用车辆中的多个传感器收集与对方车辆有关的对方车辆信息；本车辆信息收集器，使用所述多个传感器收集与本车辆有关的本车辆信息；以及处理器，被配置为：基于所述对方车辆信息和所述本车辆信息，计算用于使本车辆避免碰撞的第一时间和用于使对方车辆避免碰撞的第二时间，并将所述第一时间与所述第二时间进行比较，并且基于所述第一时间与所述第二时间的比较，确定制动时间点和所需制动力。
所述对方车辆信息可以包括对方车辆的纵向速度和横向速度、对方车辆的前进方向、对方车辆的相对位置以及对方车辆的宽度和长度。
所述本车辆信息可以包括本车辆的速度、本车辆的前进方向以及本车辆的宽度和长度。
所述处理器可以基于所述对方车辆信息和所述本车辆信息来计算碰撞位置、碰撞角度和碰撞时间。
所述第一时间可以是直到对方车辆的相对速度或本车辆的速度变为0kph为止所用的时间。
所述第二时间可以是对方车辆避免与本车辆发生碰撞所需的时间。
当所述第二时间大于或等于所述第一时间时，所述处理器可以执行完全制动。
当所述第二时间小于所述第一时间时，所述处理器可以执行部分制动。
当在部分制动时用户执行制动时，所述处理器可以协助制动，使得执行完全制动。
根据本发明的另一示例性实施例，一种自动紧急制动方法包括以下步骤：收集与对方车辆有关的对方车辆信息；收集与本车辆的信息有关的本车辆信息；基于所述对方车辆信息和所述本车辆信息，计算碰撞估计信息；基于所述碰撞估计信息，计算用于使本车辆避免碰撞的第一时间和用于使对方车辆避免碰撞的第二时间；将所述第一时间与所述第二时间进行比较；以及基于所述第一时间与所述第二时间的比较，确定制动时间点和所需制动力。
在确定制动时间点和所需制动力的步骤中，当所述第二时间大于或等于所述第一时间时，可以控制制动器执行完全制动。
在确定制动时间点和所需制动力的步骤中，当所述第二时间小于所述第一时间时，可以控制制动器执行部分制动。
在确定制动时间点和所需制动力的步骤中，当在部分制动被执行的同时用户执行制动时，可以执行制动协助，使得实现完全制动。
所述制动时间点可以为所述第一时间的一半。
附图说明
从下文结合附图进行的详细描述中，本发明的上述及其他目标、特征和优势将变得更显而易见。
图1是根据本发明的示例性实施例的自动紧急制动装置的框图；
图2是示出与本发明有关的公式2的图示；
图3是与本发明有关的、示出用于碰撞避免的完全制动的最后时间点随着对方车辆的位置变化的曲线图；
图4至图7是示出根据本发明的自动紧急制动的图示；
图8是示出根据本发明的示例性实施例的自动紧急制动方法的流程图。
附图标记
110:对方车辆信息收集器
120:本车辆信息收集器
130:存储器
140:输出设备
150:处理器
S110:计算碰撞时间和碰撞预期位置
S120:计算对方车辆用于避免发生碰撞所需的时间t2和相对速度或本车辆的速度变为0的时间t1
S140:完全制动
S150:部分制动
S160:用户制动？
S170:协助制动
具体实施方式
贯穿说明书，除非在说明书中清晰地描述与之相反，术语“包括”、“配置”、“具有”等被理解为意味着对应的元件可被嵌入。即，这些术语允许包括其他元件而不是排除任意其他元件。
此外，在本说明书中描述的术语“-者”、“-器”、“模块”等意味着用于处理至少一个功能或操作的单元，并且能够由硬件、软件或其结合进行实施。此外，在描述本发明的上下文中，除非上下文明确表示与之相反，冠词，例如“一个”、“一种”、“该”等可被用来包括单数形式和复数形式。
在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。
根据本发明，由于估计在交叉路口与行驶在和本车辆前进方向不同的前进方向上的另一车辆的碰撞间点以控制车辆的制动，因此可以避免与另一车辆的碰撞。
图1是根据本发明示例性实施例的自动紧急制动装置的框图，并且图2是示出与本发明相关的公式2的图示。
如图1所示，自动紧急制动装置包括：对方车辆信息收集器110、本车辆信息收集器120、存储器130、输出设备140以及处理器150。构成自动紧急制动装置的各个部件通过车辆网络彼此连接。此处，车辆网络可以通过控制器局域网络(CAN)、面向媒体的系统传输(MOST)网络、本地互联网络(LIN)和Flexray中的一种或多种技术进行实施。
对方车辆收集器110使用安装在车辆中的传感器(未示出)收集对方车辆信息。对方车辆信息包括对方车辆的速度和前进方向、对方车辆的位置以及对方车辆的尺寸(宽度和长度)等。
换句话说，对方车辆信息收集器110基于使用全方位传感器、图像传感器、距离传感器(例如，超声波传感器和/或雷达等)测得的数据来计算对方车辆的速度和前进方向以及对方车辆的位置。对方车辆的速度包括对方车辆的纵向(longitudinal)速度和横向(lateral)速度。
本车辆信息收集器120使用安装在车辆中的传感器(未示出)例如速度传感器、陀螺仪传感器、转向角传感器等，收集本车辆的信息，例如本车辆的速度、前进方向等。
存储器130储存车辆的一般信息(例如车辆的宽度和长度、车辆的识别号等)、对方车辆信息以及本车辆信息。存储器130存储在自动紧急制动装置运行时生成的各种数据。
存储器130可以实现为任意一种存储介质，例如闪存、硬盘、随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存器(ROM)以及电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。
输出设备140以驾驶者可识别的视听形式输出是否存在碰撞危险、是否可以避免碰撞等。输出设备140可以实现为显示设备、音频设备(例如，扬声器)等。显示设备可以实现为液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)、有机发光二极管(OLED)、柔性显示器、三维(3D)显示器、透明显示器、平视显示器(HUD)、触摸屏以及仪表群中的一者或多者。
此外，输出设备140也可以包括输出触觉信息(例如振动)的触觉模块(未示出)。
处理器150基于对方车辆信息和本车辆信息来计算预期与对方车辆发生碰撞的碰撞位置、碰撞角度、碰撞时间(TTC)等。此处，由于计算碰撞位置、碰撞角度和碰撞时间(TTC)等的方法已经由本申请人在早期申请(韩国专利申请号：10-2014-0152422)中公开，因此将省略其详细描述。
处理器150基于碰撞位置、碰撞角度和碰撞时间来计算避免本车辆碰撞所需的第一时间t1以及避免对方车辆碰撞所需的第二时间t2。第一时间t1是改变本车辆的速度，使对方车辆的相对速度或者本车辆的速度变为0kph(千米每小时)所需的时间。第二时间t2是允许对方车辆(目标车辆)经过本车辆而不与本车辆发生碰撞所需的时间。
如果对方车辆(目标车辆)的相对速度(对方车辆的速度-本车辆的速度)为阈值以上时，则处理器150计算使对方车辆的相对速度变为0kph所需的时间t1。如果对方车辆的相对速度小于阈值，则处理器150计算直到本车辆停止(0kph)为止所用的时间t1。此处，通过考虑传感的误差确定阈值。
处理器150使用公式1计算第一时间t1。
[公式1]
此处，vrx是在本车辆的前进方向上(x轴)的本车辆的速度与对方车辆的速度之间的相对速度，μ是道路的摩擦系数，并且g是重力加速度。
处理器150计算对方车辆避免与本车辆发生碰撞所需的第二时间t2。可以通过下列公式2表达第二时间t2。
[公式2]
此处，vry是在本车辆的横向方向上的本车辆的速度与对方车辆的速度之间的相对速度，并且Y1是当本车辆与对方车辆彼此碰撞时，本车辆和对方车辆所占据的区域的宽度。如图2所示，Y1是基于在与本车辆的长度方向垂直的方向上的、以碰撞位置为基准的、至对方车辆Vr的车身的端部的距离X1和X2、以及本车辆的宽度信息来计算的。X1是以碰撞位置为基准的、本车辆与对方车辆重叠的部分的宽度。可以使用碰撞位置、碰撞角度以及对方车辆的尺寸(长度和宽度)来计算X1和X2。
处理器150将根据上述公式1和公式2计算出的第一时间t1与第二时间t2进行比较，并根据比较结果确定制动时间点(制动施加时间点)以及所需制动力。此处，所需制动力可以分类为完全制动或部分制动。
如果通过从第二时间t2中减去第一时间t1所获得的值(t2-t1)为0以上，则处理器150控制制动器(未示出)执行完全制动。换句话说，如果第二时间t2大于或等于第一时间t1，则处理器150执行完全制动，因为通过本车辆的完全制动的碰撞避免时间比对方车辆原本经过碰撞点所用的时间短。
处理器150计算施加完全制动的制动施加时间点(在下文中，称为制动时间点)。处理器150使用公式1和公式3来计算至交叉路口的最后(last)制动时间点(LPB TTIs)，其中公式3计算基于完全制动的制动距离Rx1(直到车辆停止时车辆所移动的距离)。换句话说，处理器150通过将公式1代入公式3来计算至交叉路口的最后制动时间点(LPB TTI)
[公式3]
如果通过从第二时间t2中减去第一时间t1所获得的值(t2-t1)小于0，则处理器150操作制动器(未示出)来执行部分制动。如果第二时间t2小于第一时间t1，则处理器150执行部分制动，因为对方车辆经过碰撞位置所用的时间比基于本车辆的完全制动的碰撞避免时间短。
处理器150使用下列过程计算施加部分制动的制动时间点。
此处，处理器150使用公式4和公式5计算当前相对速度V’rx。此处，由于重力加速度g和避免与对方车辆发生碰撞所需的时间t2是已知的，因此计算V’rx。
[公式4]
v′rx＝vre-μgt2
[公式5]
此处，处理器150可以使用公式6和公式7计算部分制动减速度a。此处，使用上述计算的V’rx和Rx1计算a。
[公式6]
v′rx＝vrx-μat2
[公式7]
如此，处理器150计算施加完全制动或部分制动的制动时间点此处，施加完全制动和部分制动的时间点彼此相等的原因是，向驾驶者通知基于部分制动的碰撞危险，并且允许通过驾驶者的判断来执行制动，从而为由于对方车辆的长度或宽度的信息不准确而导致对方车辆必须用更多时间经过碰撞位置的情况做好准备。
此外，处理器150执行部分制动，并且确认用户是否执行制动。处理器150确认用户是否压下制动踏板。
如果用户执行制动，则处理器150协助制动，使得执行完全制动。例如，如果用户在执行部分制动时压下制动踏板，则处理器150允许用户使用制动协助来执行完全制动。
然而，如果用户不执行任何制动，则处理器150再次将第一时间t1与第二时间t2进行比较，并且根据比较结果确定制动时间点和所需制动力。
图3是与本发明有关的、示出用于碰撞避免的完全制动的最后时间点随着对方车辆的位置变化的曲线图。该曲线示出随着对方车辆LV的速度和本车辆SV的速度变化，通过本车辆SV的完全制动来避免碰撞所需的时间。
在图3中，LPB TTI是直到对方车辆进入交叉路口前，对方车辆的相对速度变为0kph的完全制动的最后时间点，而LPB TTIs是本车辆需要施加完全制动来避免与对方车辆发生碰撞的最后时间点，并且LPB TTIs发生在相对速度不为0kph的区域。TTI_Err是LPBTTI与LPB TTIs之间的误差，并且随着TTI_Err增加，所需制动力将减少。
图4至图7示出根据本发明的自动紧急制动装置的图示。
参考图4和图5，对方车辆Vr避免发生碰撞所需的距离为Ry，并且对方车辆Vr花费t2时间来通过距离Ry。此外，本车辆Vs移动直到通过完全制动而停止的停止距离为Rx1，并且本车辆Vs移动停止距离所用的时间为t1。
当t2≥t1时，本车辆Vs在t1时间期间执行完全制动，并且在它进入交叉路口前停止。在此种情况下，如图4所示，在本车辆Vs在它进入交叉路口之前停止后，对方车辆Vr通过本车辆Vs的路径。
当t2＜t1时，与本车辆Vs在它进入交叉路口前停止所需的时间相比，对方车辆Vr通过本车辆Vs的路径所用的时间短，即，在本车辆Vs在进入交叉路口前停止之前，对方车辆将通过交叉路口，处理器150将推迟制动时间点或施加部分制动，由此可以避免碰撞。
参考图6，t2是对方车辆通过避免碰撞所需的距离Ry所用的时间，并且t2是当本车辆Vs移动基于完全制动的碰撞可避免距离Rx2时所用的时间。此处，在基于本车辆Vs的完全制动的碰撞可避免距离Rx2比本车辆Vs移动直到它通过完全制动而停止为止的距离Rx1小，且t2<t1的情况下，当假设传感器信息准确时，由于制动时间点被推迟并执行制动控制，因此可以使驾驶者对制动的不愉快感最小。
参考图7，当t2<t1时，由于对方车辆Vr通过交叉路口所用的时间t2短，因此本车辆Vs可以仅使用部分制动来避免碰撞。在此种情况下，可以通过快速制动来向驾驶者强调碰撞危险，并且可以通过驾驶者的干预减少因传感器的限制引起的碰撞危险。
图8是示出根据本发明的示例性实施例的自动紧急制动方法的流程图。
当车辆接近交叉路口时，自动紧急制动装置的处理器150使用由对方车辆信息收集器110和本车辆信息收集器120收集到的对方车辆信息和本车辆信息来计算碰撞估计信息(S110)。此处，碰撞估计信息包括碰撞预期位置、碰撞时间(TTC)、碰撞角度等。
处理器150基于计算出的碰撞估计信息，计算相对速度或本车辆的速度变为0kph的第一时间t1以及对方车辆为了避免碰撞所需的第二时间t2(S120)。
处理器150将第一时间t1与第二时间t2进行比较(S130)。
当第二时间t2大于或等于第一时间t1时，处理器150控制制动器(未示出)来执行完全制动(S140)。
然而，当第二时间t2小于第一时间t1时，处理器150控制制动器(未示出)来执行部分制动(S150)。
当处理器150执行部分制动时，处理器150确认用户是否执行制动(S160)。例如，处理器150确认用户是否操纵制动器的踏板。
如果用户执行制动，则处理器150协助制动，使得可以执行完全制动(S170)。即，如果用户操纵制动器的踏板，则处理器150感测到制动器踏板的操纵，并且协助制动，使得可以执行完全制动。
另一方面，在S160中，用户未执行制动。在此种情况下，处理器150监测对方车辆避免发生碰撞所需的第二时间t2以及相对速度或本车辆的速度变为0kph的第一时间t1(S130)。
尽管已经提出，将配置上述本发明的示例性实施例的所有组件彼此结合成一个部件，或彼此结合并操作为一个部件，但是本发明不必限于上述示例性实施例。
即，在不违背本发明的范围的情况下，也可选择性地将所有组件彼此结合并操作为一个或多个部件。此外，尽管所有组件中的每一者都可通过一个独立的硬件实施，但是某些或全部的选择性互相结合的各个组件也可通过一个或多个硬件中的计算机程序实施，上述计算机程序具有用于执行某些或全部彼此结合的功能的程序模块。配置计算机程序的代码和代码段可由本领域的技术人员容易地推导得出。上述计算程序可储存在计算机可读介质中，并且可通过计算机读取并执行来实施本发明的示例性实施例。
如上所述，根据本发明的示例性实施例，由于估计了与具有和本车辆不同前进方向的其它车辆发生碰撞的时间点来控制车辆的制动，因此可以避免与其它车辆的碰撞，或者当本车辆与其它车辆发生碰撞时，可以使冲击量最小。
在上文中，尽管已经参考示例性实施例和附图描述了本发明，但是本发明不限于此，而是在不违背在所附权利要求中所要求的本发明的精神和范围的情况下，可由本发明所属领域内的技术人员做出各种修改和变化。

Claims (14)

1.一种自动紧急制动装置，包括：
对方车辆信息收集器，使用车辆中的多个传感器收集与对方车辆有关的对方车辆信息；
本车辆信息收集器，使用所述多个传感器收集与本车辆有关的本车辆信息；以及
处理器，被配置为：基于所述对方车辆信息和所述本车辆信息，计算用于使本车辆避免碰撞的第一时间和用于使对方车辆避免碰撞的第二时间，并将所述第一时间与所述第二时间进行比较，并且基于所述第一时间与所述第二时间的比较，确定制动时间点和所需制动力。
2.根据权利要求1所述的自动紧急制动装置，其中，所述对方车辆信息包括对方车辆的纵向速度和横向速度、对方车辆的前进方向、对方车辆的相对位置以及对方车辆的宽度和长度。
3.根据权利要求1所述的自动紧急制动装置，其中，所述本车辆信息包括本车辆的速度、本车辆的前进方向以及本车辆的宽度和长度。
4.根据权利要求1所述的自动紧急制动装置，其中，所述处理器基于所述对方车辆信息和所述本车辆信息来计算碰撞位置、碰撞角度和碰撞时间。
5.根据权利要求1所述的自动紧急制动装置，其中，所述第一时间是直到对方车辆的相对速度或本车辆的速度变为0kph为止所用的时间。
6.根据权利要求1所述的自动紧急制动装置，其中所述第二时间是对方车辆避免与本车辆发生碰撞所需的时间。
7.根据权利要求1所述的自动紧急制动装置，其中，当所述第二时间大于或等于所述第一时间时，所述处理器执行完全制动。
8.根据权利要求1所述的自动紧急制动装置，其中，当所述第二时间小于所述第一时间时，所述处理器执行部分制动。
9.根据权利要求8所述的自动紧急制动装置，其中，如果在部分制动时用户执行制动，则所述处理器协助制动，使得执行完全制动。
10.一种自动紧急制动方法，包括以下步骤：
收集与对方车辆有关的对方车辆信息；
收集与本车辆有关的本车辆信息；
基于所述对方车辆信息和所述本车辆信息，计算碰撞估计信息；
基于所述碰撞估计信息，计算用于使本车辆避免碰撞的第一时间和用于使对方车辆避免碰撞的第二时间；
将所述第一时间与所述第二时间进行比较；以及
基于所述第一时间与所述第二时间的比较，确定制动时间点和所需制动力。
11.根据权利要求10所述的自动紧急制动方法，其中，在确定制动时间点和所需制动力的步骤中，当所述第二时间大于或等于所述第一时间时，控制制动器执行完全制动。
12.根据权利要求10所述的自动紧急制动方法，其中，在确定制动时间点和所需制动力的步骤中，当所述第二时间小于所述第一时间时，控制制动器执行部分制动。
13.根据权利要求12所述的自动紧急制动方法，其中，在确定制动时间点和所需制动力的步骤中，如果在部分制动时用户执行制动，则执行制动协助，使得实现完全制动。
14.根据权利要求10所述的自动紧急制动方法，其中，所述制动时间点为所述第一时间的一半。
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