CN106846906A - 用于提高骑行者安全性的动态车道定位 - Google Patents

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CN106846906A CN201611019822.XA CN201611019822A CN106846906A CN 106846906 A CN106846906 A CN 106846906A CN 201611019822 A CN201611019822 A CN 201611019822A CN 106846906 A CN106846906 A CN 106846906A
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波尔·拉杜
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Abstract

本公开涉及用于提高骑行者安全性的动态车道定位。车辆包括方向盘和控制器。所述控制器被配置为：响应于从其它车辆接收到指示如果轨迹不改变则发生预期碰撞的位置和速度数据，自动地控制方向盘以沿着防撞路径引导车辆。所述防撞路径是基于识别出行驶车道的标识类型的地图数据的，使得所述路径在所述标识类型是虚线时跨过所述车道并且在所述标识类型为实线时不跨过所述车道。

Description

用于提高骑行者安全性的动态车道定位
技术领域
本公开涉及用于车辆的防撞系统。
背景技术
车辆可使用专用短程通信来与其它车辆、道路基础设施或在道路上行驶的其它对象(诸如，骑行者)交换信息。用于车辆的防撞系统可使用这一信息来避开障碍物、确定道路状况或查找通过车流的替代路线。防撞系统还可将使用专用短程通信交换的信息发送到其它车辆控制系统，以帮助有效地操作车辆。
发明内容
一种系统包括控制器。所述控制器被配置为：响应于从其它车辆接收到指示如果轨迹不改变则发生预期碰撞的位置和速度数据，使车辆转向以避开路径上的碰撞。所述路径是基于识别出行驶车道的标识类型的地图数据的，使得所述路径在所述标识类型是虚线时跨过所述车道并且在所述标识类型是实线时不跨过所述车道。
一种车辆包括方向盘和控制器。所述控制器被配置为：响应于从其它车辆接收到指示如果轨迹不改变则发生预期碰撞的位置和速度数据，自动地控制方向盘以沿着防撞路径引导所述车辆。所述防撞路径是基于识别出行驶车道的标识类型的地图数据的，使得所述路径在所述标识类型是虚线时跨过所述车道并在所述标识类型是实线时不跨过所述车道。
根据本发明的一个实施例，所述车辆还包括：专用短程通信收发器，被配置为接收所述位置和速度数据。
根据本发明的一个实施例，所述控制器还被配置为：响应于接收到停止信号灯状态数据，调节所述防撞路径以考虑所述停止信号灯状态数据。
根据本发明的一个实施例，所述控制器还被配置为：响应于所述标识类型是实线，制动所述车辆。
一种用于车辆的控制方法包括：响应于从其它车辆接收到指示如果轨迹不改变则发生预期碰撞的数据，使车辆自动地转向以避开路径上的碰撞。所述路径是基于识别出行驶车道的标识类型的数据的，使得所述路径在所述标识类型是虚线时跨过所述车道并且在标识类型是实线时不跨过所述车道。
根据本发明的一个实施例，所述路径在所述标识类型虚线连通(broken into)相邻车道时跨过所述车道。
根据本发明的一个实施例，所述路径使得车辆的位置在所述行驶车道内偏向以避开所述预期碰撞。
根据本发明的一个实施例，所述路径使得车辆的速度被调节以考虑所述行驶车道内的对象。
根据本发明的一个实施例，所述控制方法还包括：从所述其它车辆接收附加数据并且使车辆自动地转向到另一路径上。
根据本发明的一个实施例，所述控制方法还包括：响应于接收到指示乘员发起的中止请求的数据，取消所述自动地转向。
附图说明
图1是具有防撞系统的车辆的示意图；
图2是车辆使用DSRC(专用短程通信)收发器来检测对象的示意图；
图3是车辆生成用于经过对象的轨迹的示意图；
图4是描绘防撞系统的控制逻辑的流程图。
具体实施方式
在此描述了本公开的实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅为示例并且其它实施例可采用各种替代的形式。附图不必按比例绘制；一些特征可被夸大或最小化以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为具有限制性，而仅作为用于教导本领域技术人员以多种方式利用本发明的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的，参考任一附图示出和描述的各种特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征组合，以产生未明确被示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供了用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的各种特征的组合和变型可被期望用于特定的应用或实施方式。
图1描绘了具有防撞系统12的车辆10。防撞系统12可指示控制器14与通信收发器16通信。通信收发器16可被配置为发送和接收指示车辆10的位置、车辆10的速度和车辆10的潜在轨迹的信息。在至少一个实施例中，收发器16可以是专用短程通信收发器。通信收发器16还可使用信息交换网络，诸如但不限于蓝牙、Wi-Fi或任何其它车辆信息交换通信系统。专用短程通信收发器16可允许来自车辆对车辆(V2V)的通信或来自车辆对任何事物(V2X)的通信，所述任何事物包括使用通信收发器16的道路基础设施、骑行者或任何其它对象。
如将在下面更详细地描述的，诸如骑行者的对象可能会对道路上的乘员造成独特的障碍。拥有能够将从通信收发器16接收到的信息发送到车辆控制器14的防撞系统12允许改进共用道路的车辆与道路上的对象之间的通信。改进道路上的车辆与对象之间的通信还有助于预防碰撞事件。例如，如将参照其它附图描述的，骑行者(未示出)可占据车辆车道(未示出)。防撞系统12可使用导航系统18以及视觉系统17经由通信收发器16与骑行者交换信息。视觉系统17可使用车载相机、超声波传感器或可检测车辆周围环境的任何其它传感器。视觉系统17可单独或同时地使用相机和超声波传感器来准确地描绘车辆的周围环境。导航系统18可使用地图数据和全球定位系统数据来传送诸如车辆速度、车辆轨迹和道路环境的信息。
防撞系统12使用来自通信收发器16和视觉系统17及导航系统18的信息传递来改善车辆10的性能。防撞系统12将该信息发送到控制器14，以便警告乘员即将到来的对象(诸如骑行者)、针对骑行者调整车辆轨迹以进行补偿或者改变车辆组件(诸如制动踏板位置)，以调节车辆相对于骑行者的位置。防撞系统12可指示控制器14根据情况需要单独或同时地调节其它车辆系统。控制器14可被配置为基于从通信收发器16接收到的信息(关于骑行者的位置、速度或轨迹的信息)来调节可有助于改善车辆10的性能的任何车辆系统(诸如转向系统20)。
参照图2和图3，示出了使用防撞系统12的车辆10的示意图。图2描绘了在道路26的第一车道24内的骑行者22的标识以及在道路26的第二车道30内的相邻车辆28的标识。图3描绘了车辆10基于在相邻车辆28与骑行者22之间的信息交换执行从第一车道24进入第二车道30的机动。如将在下面更详细地讨论的，防撞系统12与控制器14和通信收发器16进行通信以获取和分析信息，从而安全地执行避开骑行者22的车辆机动。
图2描绘了骑行者22的标识以及在防撞系统12、控制器14和收发器16之间进行的仲裁。当车辆10靠近骑行者22时，收发器16接收从骑行者22广播的指示骑行者22的存在的数据。在至少一个实施例中，收发器16使用专用短程通信接收来自骑行者22的数据。这允许收发器16开始接收来自在大约300米范围内的骑行者22的输入数据。一旦骑行者22已经被收发器16识别，则防撞系统12可如以上描述地使用视觉系统17确认骑行者22的存在。视觉系统17确认存在骑行者22相对于车辆10靠近并进入视觉系统17的范围内。
收发器16可将从骑行者22接收到的数据(诸如骑行者22的位置和速度)发送到防撞系统12。视觉系统17还将骑行者22的位置发送到防撞系统12。使用收发器16和视觉系统17两者向防撞系统12给出了至少是骑行者22的位置的准确表示。导航系统18还可向防撞系统12提供地图数据。例如，导航系统18可被配置为发送来自外部服务器32的地图数据以指示防撞系统12。来自导航系统18的地图数据可包括但不限于第一车道24的指示和第二车道30的指示。导航系统18告知防撞系统12第一车道24是否还可被视为骑行者22的自行车车道。同样，导航系统18可告知防撞系统12第一车道24是否可被视为车辆10的行驶车道。尽管道路26被描绘为具有第一车道24和第二车道30，但是导航系统18还可被配置为确定道路26上的任意车道数(诸如第三车道31和第四车道33)。
防撞系统12将来自收发器16和视觉系统17的骑行者22的位置数据与来自导航系统18的地图数据进行比较，以确定骑行者22在第一车道24内的位置。尽管被描绘为骑行者22，但是收发器16和视觉系统17与导航系统18能够告知防撞系统12可能妨碍车辆10的任何其它对象的存在。一旦防撞系统12识别出骑行者22正在第一车道24中行驶并且妨碍车辆10，则防撞系统12分析道路26。例如，使用导航系统18和视觉系统17，防撞系统12确定道路特性34(诸如车道标识)。
如上所述，导航系统可告知防撞系统12关于道路26上的车道数以及车辆10正在行驶的道路26的类型。视觉系统17可用于识别和确认道路26上的车道标识34的类型。例如，导航系统18可告知防撞系统12车辆10正在高速公路上行驶，并且视觉系统17可识别与高速公路的车道标识一致的黄虚线。视觉系统17还可用于识别在道路26上常用的任何其它类型的车道标识，诸如但不限于双黄线、单白线或单黄线及相邻的黄虚线。
防撞系统12使用来自导航系统18和视觉系统17的道路特性34来分析道路环境36。防撞系统12可使用来自收发器16的输入来确定和分析当前道路环境36。如上所述，收发器16还可用于传送来自相邻车辆28的数据或来自使用专用短程通信的其它基础设施的数据。例如，道路环境36可包括来自交通灯、停止标志或者用于影响车辆10的机动的任何其它基础设施的数据。防撞系统12使用根据收发器16、视觉系统17和导航系统18确定的道路特性34和道路环境36来分析车辆10的周围和外部的环境。
图3继续描绘在防撞系统12、控制器14和收发器16之间进行的仲裁，并且描绘了车辆10的机动执行。在分析车辆10的外部环境之后，防撞系统12确定车辆10的潜在轨迹38。潜在轨迹38可基于道路环境36和道路特性34以确定车辆10避开骑行者22的安全机动。潜在轨迹38可由防撞系统12来分析，并且可包括诸如跨入第二车道30或使车辆10在第一车道24内偏向的情况。如上所述，这些确定结果基于道路特性34和道路环境36被再次估计。例如，防撞系统12验证潜在轨迹38将不会与相邻车辆28或骑行者22相交。同样，防撞系统12验证潜在轨迹38对于车辆10是合法且安全的机动。例如，防撞系统12验证潜在轨迹38没有跨过双黄中心线车道标识或者在停止信号灯亮时穿过交叉路口时没有通过。
防撞系统12还可基于道路26的条件状态40生成潜在轨迹38。例如，防撞系统12可从收发器16接收指示道路干扰42的数据(诸如坑洞或当前施工)。同样，防撞系统12可从导航系统18接收指示道路状况44的数据(诸如最近的雨水或冰层)。控制器14还可从外部车辆传感器46接收输入以允许防撞系统验证道路状况44。例如，雨水传感器或温度传感器和超声波传感器可允许控制器14告知防撞系统12关于潜在的道路干扰42或道路状况44的信息。防撞系统12使用指示道路环境36、道路特性34、道路干扰42和道路状况44的数据来指示潜在轨迹38将针对车辆10导致安全且可执行的机动的概率。如果潜在轨迹38的所述概率高于预设阈值，则防撞系统12可开始指示控制器14执行车辆10的机动。同样，如果潜在轨迹38的概率低于预设阈值，则防撞系统12中止该机动。这些将参照图4进行更详细地讨论。
如果操纵车辆10是可行的，则防撞系统12向乘员指示即将进行的机动。防撞系统12可指示控制器14致动车辆10的车厢内的指示器48。指示器48可以是车辆内的任何人机界面组件(诸如但不限于向车辆10的乘员提供的听觉警告、视觉警告或触觉反馈)。例如，指示器48可包括点亮灯、产生音调或振动车辆组件(诸如方向盘(未示出)、踏板(未示出)或座椅(未示出))。指示器48可在所有的执行情况期间是激活的并且可在整个机动执行期间使用单个指示或多个指示。例如，控制器14可致动指示器48以点亮指示骑行者22存在的灯。
控制器14随后可致动指示器48以产生警告乘员潜在轨迹38可被执行或不被执行以避开骑行者22的音调。控制器14还可致动指示器48在方向盘上提供触觉反馈，以警告乘员车辆10正在跨入第二车道30。指示器48还可指示机动的执行。通过示例，灯可以以自行车的形状点亮，音调可向乘员给出听觉指令，触觉反馈可出现在与潜在轨迹38可能正在操纵的位置相近的方向盘的一侧。通过在整个执行的所有阶段致动指示器48，防撞系统12还允许乘员中止潜在轨迹38。
如果潜在轨迹38的概率高于阈值并且乘员没有基于指示器48中止潜在轨迹38，则防撞系统12操纵车辆10。防撞系统12使用控制器14来操纵车辆10。控制器14可致动车辆系统(诸如但不限于转向系统及制动踏板位置系统和加速踏板位置系统)。控制器14可基于从系统内的传感器接收到的输入来指示转向系统及制动踏板位置系统和加速踏板位置系统。例如，控制器14可基于来自转向角度传感器的输入与防撞系统12提供的潜在轨迹38相比较，来调节方向盘的转向角度。同样，控制器14可基于来自车轮速度传感器或加速计的输入与防撞系统12提供的潜在轨迹38相比较，来调节制动踏板位置或加速踏板位置。在整个转向系统和制动踏板位置系统以及加速踏板位置系统的使用中，控制器14可以是横向定位控制器14。如上所述，横向定位控制器14使用来自各种车辆系统的输入来根据防撞系统12提供的潜在轨迹38安全且准确地操纵在骑行者22周围的车辆10。
防撞系统12可持续地监测控制器14、收发器16、视觉系统17和导航系统18。防撞系统12持续地从收发器16、视觉系统17和导航系统18接收数据，以允许在执行潜在轨迹38期间进行补偿。例如，相邻车辆28和/或骑行者22可能突然和意外地改变速度或改变位置。相邻车辆28和/或骑行者22的速度的改变或位置的改变可使得潜在轨迹38不令人满意。通过持续地监测，防撞系统12可使用收发器16、视觉系统17和导航系统18基于来自收发器16、视觉系统17和导航系统18的更新的输入数据改变或中止潜在轨迹38。持续监测还允许防撞系统12是基于道路环境36、道路特性34、道路干扰42和道路状况44而适应的。如果控制器14还未开始操纵，则防撞系统12使用这些输入来中止潜在轨迹38，或者根据需要生成第二轨迹52。
如果防撞系统12基于以上所描述的输入确定经过骑行者22是可行的，则第二轨迹52可将车辆10返回到第一车道24或者可继续经过骑行者22。例如，第二轨迹52可包括将车辆10返回到第一车道24的中心线54并且指示控制器14通过改变制动踏板位置来调节车辆10的速度。第二轨迹52还可包括在相邻车辆28已经经过之后车辆10的位置偏离第一车道24的中心线54并且跨入第二车道30。防撞系统12与控制器14、收发器16、视觉系统17和导航系统18协同工作，以考虑并适应在正常车辆操作期间可能发生的意外事件。
此外，当经过骑行者22时，防撞系统12可指示控制器14调节车辆功能以确保骑行者22安全经过。例如，防撞系统12可指示控制器14降低挡风玻璃的雨刷速度，以避免将过多的水从挡风玻璃刮向骑行者22。通过指示控制器14调节各种车辆功能，防撞系统确保骑行者22不会受到经过的车辆10的惊吓并且能够在车辆10经过骑行者22时保持控制。防撞系统12确保车辆10在骑行者22周围进行安全地机动。
图4描绘了防撞系统12使用的控制逻辑的流程图。防撞系统12使用控制逻辑进行如上所述的操作。但是，防撞系统12也可分割控制逻辑。例如，防撞系统12还可被配置为仅生成如上所述的警告，或者利用如上所述的车道定位。同样，用于防撞系统12的控制逻辑被描述为按顺序的，但是也可同时操作。可以以允许防撞系统12如所论述的那样进行操作的任何方法或方式使用以下描述的步骤来实现防撞系统12的操作。
如上所述，在步骤60，防撞系统12持续地监测来自收发器、控制器、导航系统和视觉系统的输入。在步骤62，防撞系统12处理与以上描述一致的这些输入。在步骤64，在步骤62处理的数据允许防撞系统12判定车辆是否正在靠近骑行者。如果在步骤64防撞系统12确定车辆没有在靠近骑行者，则防撞系统返回以继续在步骤62处理输入数据。在步骤62继续处理输入数据允许防撞系统12继续工作以监测车辆的环境。如果在步骤64防撞系统12确定车辆正在靠近骑行者，则在步骤66，防撞系统12向乘员警告即将发生的靠近。如上所述，在步骤66的警告可以是给定频率的可听音调或者以乘员的语言说出的听觉消息。在至少一个其它实施例中，警告可以是视觉指示器(诸如点亮灯)或物理指示器(诸如座椅、方向盘或踏板上的触觉反馈)。在步骤66警告乘员允许防撞系统12向乘员通知可能的即将进行的机动。
在步骤68，防撞系统12使用以上所述的输入来确定是否需要跨越边界进入相邻车道。如果在步骤68防撞系统12确定没有必要跨入相邻车道，则在步骤70，防撞系统12确定车辆的当前行驶车道是否没有其它障碍物。如果在步骤70当前行驶车道没有清除其它障碍物，则在步骤72，防撞系统12警告乘员执行机动可能是不安全的。如上所述，在步骤72的警告可以是给定频率的可听音调或者以乘员的语言说出的听觉消息。在至少一个其它实施例中，警告可以是视觉指示器(诸如点亮灯)或物理指示器(诸如座椅、方向盘或踏板上的触觉反馈)。在防撞系统12在步骤72中止潜在机动之后，控制逻辑返回以在步骤62再次处理输入数据。然而，如果在步骤70防撞系统12确定行驶车道没有其它障碍物，则在步骤74，防撞系统12可以动态地调节车辆在当前行驶车道内的位置。在步骤74动态地调节车辆的位置可包括将车辆偏向车道中心线的任一侧和/或调节车辆的速度以考虑骑行者。在步骤76，防撞系统12指示控制器调节考虑骑行者所需的车辆系统，并且控制逻辑在步骤62继续处理输入数据。
返回参照步骤68，如果防撞系统12确定有必要跨入相邻车道，则在步骤78，防撞系统12使用如上所述的输入和环境来确定跨入相邻车道是否是合法的机动。如果在步骤78防撞系统12确定跨入相邻车道是不合法的，则在步骤80，防撞系统12警告乘员机动将出于法律原因而不被尝试，并且控制逻辑在步骤62继续处理输入数据。在步骤80警告乘员机动将出于法律原因而不被尝试允许乘员有机会验证由防撞系统12在步骤78做出的确定的准确性。如上所述，在步骤80的警告可以给定频率的可听音调或者以乘员的语言说出的听觉消息。在至少一个其它实施例中，警告可以是视觉指示器(诸如点亮灯)或物理指示器(诸如座椅、方向盘或踏板上的触觉反馈)。
如果在步骤78防撞系统12确定跨入相邻车道是合法的机动，则在步骤82，防撞系统随后确定跨入相邻车道是否构成安全机动。再次，防撞系统12基于从车辆系统接收的指示车辆周围环境、道路特性、可能的道路干扰和道路状况的输入来确定执行可能的机动是安全的。如果在步骤82防撞系统12确定跨入相邻车道是不安全的，则在步骤84，防撞系统12指示控制器警告乘员机动将由于安全考虑而不被尝试，并且控制逻辑在步骤62继续处理输入数据。在步骤84警告乘员机动可能由于安全考虑而不被执行允许乘员验证由防撞系统12在步骤82做出的确定的准确性。这允许乘员超驰步骤82的确定，并且消除防撞系统12的潜在错误。如上所述，在步骤84的警告可以是给定频率的可听音调或者以乘员的语言说出的听觉消息。在至少一个其它实施例中，警告可以是视觉指示器(诸如点亮灯)或物理指示器(诸如座椅、方向盘或踏板上的触觉反馈)。
如果在步骤82防撞系统12确定机动可被尝试，则在步骤86，防撞系统警告乘员车辆将基于计算的轨迹来执行机动。如上所述，在步骤86的警告可以是给定频率的可听音调或者以乘员的语言说出的听觉消息。在至少一个其它实施例中，警告可以是视觉指示器(诸如点亮灯)或物理指示器(诸如座椅、方向盘或踏板上的触觉反馈)。在步骤86警告乘员车辆机动将被尝试允许乘员有机会中止该机动。防撞系统12将监测指示乘员发起的中止该机动的预设车辆系统输入，并且在步骤88，确定乘员是否已用信号指示中止该机动。指示乘员发起的中止的预设车辆系统输入可包括但不限于踩下制动踏板、乘员的语音识别功能或者使用人机界面来选择显示器上的按钮。
如果在步骤88防撞系统12接收到乘员发起的中止的输入，则该机动将不被执行，并且控制逻辑在步骤62继续处理输入数据。然而，如果在步骤88防撞系统12没有接收到乘员发起的中止的输入，则在步骤90，防撞系统12将指示控制器使用横向定位控制并且部分地移动到相邻车道中，或者完全移动到相邻车道，从而避开骑行者。防撞系统12将使车辆自动转向以避免在路径上的碰撞，所述路径基于来自导航系统的识别出行驶车道的标识类型的地图数据。
虽然以上描述了示例性实施例，但是这些实施例并不意在描述权利要求所涵盖的所有的可能形式。说明书中所使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，可在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如前所述，可将各种实施例的特征进行组合以形成本发明的可能未明确被描述或示出的进一步的实施例。尽管针对一个或更多个期望的特性，各种实施例已被描述为提供优点或优于其它实施例或现有技术的实施方式，但是本领域的普通技术人员应认识到，根据特定的应用和实施方式，一个或更多个特征或特性可被折衷以实现期望的整体系统属性。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、可维护方便性、重量、可制造性、装配的容易性等。因此，被描述为在一个或更多个特性上不如其它实施例或现有技术的实施方式的实施例并不在本公开的范围之外，并且可被期望用于特定的应用。

Claims (10)

1.一种系统，包括：
控制器，被配置为：响应于从其它车辆接收到指示如果轨迹不改变则发生预期碰撞的位置和速度数据，使车辆转向以避开路径上的碰撞，其中，所述路径是基于识别出行驶车道的标识类型的地图数据的，使得所述路径在所述标识类型是虚线时跨过所述车道并且在所述标识类型是实线时不跨过所述车道。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制器还被配置为：生成自动转向的警告。
3.如权利要求2所述的系统，其中，所述警告是在方向盘的区域上沿着所述路径的方向提供的触觉反馈。
4.如权利要求2所述的系统，其中，所述警告是具有恒定频率的可听音调。
5.如权利要求2所述的系统，其中，所述警告是车辆内的视觉状态指示灯。
6.一种车辆，包括：
方向盘；
控制器，被配置为：响应于从其它车辆接收到指示如果轨迹不改变则发生预期碰撞的位置和速度数据，自动地控制方向盘以沿着防撞路径引导所述车辆，其中，所述路径是基于识别出行驶车道的标识类型的地图数据的，使得所述路径在所述标识类型是虚线时跨过所述车道并且在所述标识类型为实线时不跨过所述车道。
7.如权利要求6所述的车辆，还包括：专用短程通信收发器，被配置为接收所述位置和速度数据。
8.如权利要求6所述的车辆，其中，所述控制器还被配置为：响应于接收到停止信号灯状态数据，调节所述防撞路径以考虑所述停止信号灯状态数据。
9.如权利要求6所述的车辆，其中，所述控制器还被配置为：响应于所述标识类型是实线，制动所述车辆。
10.一种用于车辆的控制方法，包括：
响应于从其它车辆接收到指示如果轨迹不改变则发生预期碰撞的数据，使车辆自动地转向以避开路径上的碰撞，其中，所述路径是基于识别出行驶车道的标识类型的数据的，使得所述路径在所述标识类型是虚线时跨过所述车道并且在所述标识类型是实线时不跨过所述车道。
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