CN106882190A - 一种交叉路口行车辅助系统及行车辅助控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明通过提供一种交叉路口行车辅助系统及行车辅助控制方法，能够借助于识别交叉路口处的停车标志、信号标志的视频传感器，提供交叉路口处的停车标志点(停止线)和实时的信号标志状态，计算本车与停止线之间的时间间隔，为汽车在交叉路口处优先行驶时，提供具有预报安全功能的警告(如光学、声学或触觉警报)以及避免闯信号灯时采取主动制动动作，为驾驶员在交叉路口处优先行驶时给予支持。

Description

一种交叉路口行车辅助系统及行车辅助控制方法

技术领域

本发明涉及控制领域，尤其涉及一种交叉路口行车辅助系统及行车辅助控制方法。

背景技术

据德国联邦统计局的交通事故统计表明，所有交通事故中，交叉路口撞车事故占31％，忽视优先行驶标牌或交通信号灯的交通事故占交叉路口所有事故的17％。由于交叉路口范围内交通状态的复杂性，随着交通密度和运输能力的不断提高，能提供指示优先行驶和向左转弯功能的交叉路口驾驶辅助系统对于减少或避免交通事故的发生很有必要。

现有专利或实用新型中没有检索出关于交叉路口的驾驶辅助系统，与之相近的主要有：

其一，大众汽车有限公司的专利CN104067327A，该发明的技术特征在于，根据所检测的汽车运动得出汽车的计划运动，检查在汽车的计划运动不改变的情况下是否汽车发生与其他对象的碰撞，以及根据该碰撞检查的结果输出警告消息的方法。汽车的计划运动通过安装在汽车前后保险杠内的距离传感器、内顶板和挡风玻璃之间的摄像头和GPS接收器等检测或接收的汽车运动数据和汽车周围环境数据(如桥梁、隧道、工地或堵车数据)传输给控制单元。控制单元产生的警告信息以及警告信息的输出装置是该专利的主要保护点，具体包括：其一，警告信息的输出装置包含组合显示、多功能显示器和发光条等以可见方式输出警告消息，还包含通过控制单元控制扬声器或者信号音发生器以声音方式输出警告消息；其二，警告信息的输出装置还包含通过控制单元产生警告消息的触觉输出，比如将控制单元与转向盘、油门踏板和制动系统相连，尤其与制动踏板和制动液压系统相连。比如利用控制单元在转向盘上控制触觉信号，像轻微晃动或者振动，使得驾驶员获知警告消息；还比如利用控制单元适当控制并改变油门踏板的踩踏阻力；比如利用控制单元提高制动液压系统中的制动压力，或者控制制动系统开动全制动等。

其二，日本电装株式会社申请的专利CN104769967A，提供一种使用立体音响装置和视觉显示装置的驾驶辅助装置。该装置能提供一种能够仅对驾驶员给予左右的方向性的判断较容易的对驾驶有用的声音信息。在将方向指示灯向右操作时，驾驶辅助装置进行右方向指示灯的闪烁动作，并且使方向指示灯动作音定位在驾驶员的右方向。此外，在将方向指示灯向左操作时，进行左方向指示灯的闪烁动作，并且使方向指示灯动作音定位在驾驶员的左方向。方向指示灯动作音是使用参量扬声器的技术从而仅使驾驶员听到的声音。

其三，鸿富锦精密工业(深圳)有限公司申请的专利CN104890670A，该专利提供一种驾驶辅助系统，其中包括：其一是侦测模块，用于侦测车辆及其周围环境信息；其二是显示屏，用于显示车辆的显示模型及其周围环境信息，以及对车辆行驶的目标位置或路线进行设定；其三是中控模组，用于实时获取车辆当前位置信息及目标位置信息并自动规划行车路线，以及在行车过程中，根据车辆周围环境的变化，实时地更改行车路线以避让障碍物，并发出控制指令至执行模组；其四是执行模组，用于执行中控模组的指令，控制车辆完成驾驶动作并到达目标位置。

然而，由于交叉路口辅助系统的难点在于交叉路口范围交通状态的复杂性，上述现有技术没有针对交叉路口的特点提出有针对性的解决方案。其原因是因为目前汽车使用中没有通过导航系统或其他服务装备提供可支配的交叉路口的实时信息，因此，关键实时信息的缺失，难以提供用于普通交叉路口状况的辅助系统。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种交叉路口行车辅助系统及行车辅助控制方法。

本发明是以如下技术方案实现的：

一种交叉路口行车辅助系统，所述系统包括周边环视模块、主控模块、执行模块和抬头显示模块，所述周边环视模块、执行模块和抬头显示模块均与所述主控模块通讯连接：

所述周边环视模块用于识别交叉路口标志以及获取行车路况，并将所述交叉路口标志以及行车路况传输至所述主控模块；

所述主控模块用于根据所述交叉路口标志以及行车路况生成控制信息和告警信息，将所述控制信息传输至所述执行模块，将所述告警信息传输至所述抬头显示模块；

所述抬头显示模块用于将获取到的数据投射于驾驶员的正视野，所述正视野为在驾驶员目光不偏离路面的情况下获取的视野；

所述执行模块用于根据所述控制信息执行相应动作。

进一步地，所述周边环视模块包括：

视频传感器单元，用于获取交叉路口标志；所述交叉路口标志包括导向标志、停车标志、信号标志和限速标志；

雷达传感器单元，用于获取行车路况。

进一步地，所述雷达传感器单元测量车辆与交叉路口处的车辆停止线之间的当前距离或者车辆与前车之间的当前距离。

进一步地，所述主控模块包括：

第一识别单元，用于识别周边环视模块传送的导向标志、停车标志和限速标志信息；

第二识别单元，用于识别近程雷达传感器传送的车辆与停止线的当前距离或车辆与前车之间的当前距离；

逻辑运算单元，用于识别交通标志灯的状态及其分车道显示的允许车辆行驶和停止的时间间隔，并将当前距离与交通标志灯显示的分车道允许时间间隔相关联；

信息发布单元，用于发出视觉提示信息和视觉警告信息给抬头显示器，发出声音警告信息和触觉措施给执行模块。

进一步地，所述执行模块包括：

主动制动单元，用于执行主控模块的指令，通过总线系统实施主动制动功能；

声学告警单元，用于接受主控模块的声学警告信号，输送到警示喇叭，提供实时声学警告信号。

一种交叉路口行车辅助控制方法，所述辅助控制方法上述的交叉路口行车辅助系统，包括下述步骤：

当车辆接近停止位置时，主控模块通过总线从动力系统获取车速信号；

判断按照当前车速车辆是否会越过停止位置；

若是，则开启行车辅助。

进一步地，所述停止位置包括停止线和前方停止的车辆所在位置。

进一步地，所述开启行车辅助包括：

获取按照当前车速行驶的情况下，车辆越过停止位置的第一时刻值；

根据当前时刻与所述第一时刻值的间隔选取具体地行车辅助方式进行行车辅助。

进一步地，所述根据当前时刻与所述第一时刻值的间隔选取具体地行车辅助方式进行行车辅助包括：

当前时刻与所述第一时刻的间隔到达第一阈值时，进行光学告警；

当前时刻与所述第一时刻的间隔到达第二阈值时，进行声学告警；

当前时刻与所述第一时刻的间隔到达第三阈值时，进行主动制动控制迫使车辆刹车。

本发明的有益效果是：

通过提供一种交叉路口行车辅助系统及行车辅助控制方法，本发明能够借助于识别交叉路口处的停车标志、信号标志的视频传感器，提供交叉路口处的停车标志点(停止线)和实时的信号标志状态，计算本车与停止线之间的时间间隔，为汽车在交叉路口处优先行驶时，提供具有预报安全功能的警告(如光学、声学或触觉警报)以及避免闯信号灯时采取主动制动动作，为驾驶员在交叉路口处优先行驶时给予支持。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种交叉路口行车辅助系统框图；

图2是本发明实施例提供的主控模块框图；

图3是本发明实施例提供的执行模块框图；

图4是本发明实施例提供的一种交叉路口行车辅助控制方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

实施例1：

一种交叉路口行车辅助系统，如图1所示，所述系统包括周边环视模块、主控模块、执行模块和抬头显示模块，本实施例中抬头显示模块由抬头显示器构成；所述周边环视模块、执行模块和抬头显示模块均与所述主控模块通讯连接：

所述周边环视模块用于识别交叉路口标志以及获取行车路况，并将所述交叉路口标志以及行车路况传输至所述主控模块；

所述主控模块用于根据所述交叉路口标志以及行车路况生成控制信息和告警信息，将所述控制信息传输至所述执行模块，将所述告警信息传输至所述抬头显示模块；

所述抬头显示模块用于将获取到的数据投射于驾驶员的正视野，所述正视野为在驾驶员目光不偏离路面的情况下获取的视野；

所述执行模块用于根据所述控制信息执行相应动作。

具体地，所述周边环视模块包括视频传感器单元和雷达传感器单元。视频传感器用于识别导向标志(指示车道的左转掉头、左转、直行、右转、右转掉头等标志)、停车标志(如道路交叉路口处的车辆停止线)以及信号标志(指示具有优先行驶功能的红绿黄灯等)的状态和显示的分道行驶时间间隔，雷达传感器单元(近程雷达传感器)用于测量车辆与道路交叉路口处的车辆停止线之间的当前距离或车辆与前车之间的当前距离。

在交叉路口处驾驶员的持续关注路面尤为重要，传统的组合仪表具有0.8秒的观测间隔，抬头显示器(HUD)的图像通过挡风玻璃投射到驾驶员的主要视野中，不需要驾驶员的目光偏离路面。因此，抬头显示器HUD用于显示主控模块识别出的导向标志、信号标志、车速信息、视觉警告信息等。

所述主控模块如图2所示，包括：

第一识别单元，用于识别周边环视模块传送的导向标志、停车标志和限速标志信息；

第二识别单元，用于识别近程雷达传感器传送的车辆与停止线的当前距离或车辆与前车之间的当前距离；

逻辑运算单元，用于识别交通标志灯的状态及其分车道显示的允许车辆行驶和停止的时间间隔，并将当前距离与交通标志灯显示的分车道允许时间间隔相关联；

信息发布单元，用于发出视觉提示信息和视觉警告信息给抬头显示器，发出声音警告信息和触觉措施给执行模块。

具体地，所述主控单元识别周边环视模块传送的导向标志、停车标志和限速标志信息，识别近程雷达传感器传送的车辆与停止线的当前距离或车辆与前车之间的当前距离，识别交通标志灯的状态及其分车道显示的允许车辆行驶和停止的时间间隔，并将当前距离与交通标志灯显示的分车道允许时间间隔相关联；发出视觉提示信息和视觉警告信息给抬头显示器，发出声音警告信息和触觉措施给执行模块。

如图3所示，所述执行模块包括：

主动制动单元，用于执行主控模块的指令，通过总线系统实施主动制动功能；

声学告警单元，用于接受主控模块的声学警告信号，输送到警示喇叭，提供实时声学警告信号。

具体地，实施优先行驶辅助时，周边环视模块中的视频传感器采集交叉路口处当前车道的导向车道线及导向箭头等导向标志、停车标志(如停止线)、限速标志以及指引交通的红绿黄灯等信号标志后，将采集到的导向标志、停车标志、限速标志和信号标志等信息传输到主控模块，主控模块的图像处理算法对这些信息进行识别，确认当前交叉路口处当前车道的导向标识信息、停车标志信息、限速信息和信号标志信息。主控模块将导向标志信息、限速标志信息和交通标志信息输送给抬头显示器显示，提示驾驶人按导向车道和限速行驶。

在当前车道上，主控模块实时计算近程雷达传感器传送的车辆与停止线的当前距离或车辆与前车之间的当前距离，识别交通标志灯的状态及其分车道显示的允许车辆行驶和停止的时间间隔，并将当前距离与交通标志灯显示的分车道允许时间间隔相关联，依次进行行车辅助控制。

实施例2：

一种交叉路口行车辅助控制方法，如图4所示，所述辅助控制方法上述的交叉路口行车辅助系统，包括下述步骤：

S1.当车辆接近停止位置时，主控模块通过总线从动力系统获取车速信号。

所述停止位置包括停止线和前方停止的车辆所在位置。

S2.判断按照当前车速车辆是否会越过停止位置。

S3.若是，则开启行车辅助。

所述开启行车辅助包括：

获取按照当前车速行驶的情况下，车辆越过停止位置的第一时刻值；

根据当前时刻与所述第一时刻值的间隔选取具体地行车辅助方式进行行车辅助。

进一步地，所述根据当前时刻与所述第一时刻值的间隔选取具体地行车辅助方式进行行车辅助包括：

当前时刻与所述第一时刻的间隔到达第一阈值时，进行光学告警；

当前时刻与所述第一时刻的间隔到达第二阈值时，进行声学告警；

当前时刻与所述第一时刻的间隔到达第三阈值时，进行主动制动控制迫使车辆刹车。

具体地，本实施例中主控模块通过总线从动力系统获取的车速信号，通过抬头显示器显示当前信号标志和当前车速(信号灯的显示颜色与当前车道的指示信号灯的颜色相同)；如果车速不合适(按当前车速继续行驶，有可能在信号灯的允许时间间隔内越过停止线)，判断以当前车速可能越过停车标志线(或可能与前车发生碰撞)的时刻点前5秒，主控模块发出视觉信号，在抬头显示器闪亮红色的当前显示内容，持续警告驾驶员；越过停车线(或与前车发生碰撞)前3.5秒，驾驶员在驾驶室内可以听到警告声音，同时抬头显示器的红色的显示内容继续闪烁；越过停车线(或与前车发生碰撞)前2.5秒，红色的显示内容引人注意地闪烁；越过停车线(或与前车发生碰撞)前1.6秒，汽车主动强制制动将汽车停止在停车线上。

本发明实施例提供的一种交叉路口行车辅助系统及行车辅助控制方法具备下述有益效果：

(1)单车道行驶控制。城市道路都是对单车道的行驶方向和交通流量进行控制，本发明基于单车道的导向箭头、停止线和交通信号灯的识别，完成优先行驶辅助。

(2)优先行驶辅助。借助于周边传感器技术的对单车道交通状况(停车标志和交通信号灯)进行识别，避免无视优先限制的交通标识和信号而造成的交通事故。当接近停止线以及交通信号灯(或前车)时，主控模块通过总线从动力系统获取的车速信号，如果车速不合适(按当前车速继续行驶，有可能在信号灯的允许时间间隔内越过停止线)，判断以当前车速可能越过停车标志线(或可能与前车发生碰撞)的时刻点前的时间间隔不同，分别进行光学警示、声学警示和主动制动控制。

(3)抬头显示器显示警告信息。借鉴了抬头显示器的无干扰特性，在优先行驶辅助功能中，用于显示交通信号灯的状态和当前车速大小，并根据时间间隔的不同闪烁警示；在左转弯辅助功能中，用于显示潜在的逆行车辆和/或行人及其方位，同样能根据时间间隔的不同警示闪烁。

(4)基于总线系统的数据共享模式。充分共享车辆现有的电控系统信息，如发动机电控单元、自动变速器电控单元、车辆稳定系统等，通过总线系统从中读取相关传感器信息，实现全车数据的共享。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种交叉路口行车辅助系统，其特征在于，所述系统包括周边环视模块、主控模块、执行模块和抬头显示模块，所述周边环视模块、执行模块和抬头显示模块均与所述主控模块通讯连接：

所述周边环视模块用于识别交叉路口标志以及获取行车路况，并将所述交叉路口标志以及行车路况传输至所述主控模块；

所述主控模块用于根据所述交叉路口标志以及行车路况生成控制信息和告警信息，将所述控制信息传输至所述执行模块，将所述告警信息传输至所述抬头显示模块；

所述抬头显示模块用于将获取到的数据投射于驾驶员的正视野，所述正视野为在驾驶员目光不偏离路面的情况下获取的视野；

所述执行模块用于根据所述控制信息执行相应动作。

2.根据权利要求1所述的一种交叉路口行车辅助系统，其特征在于，所述周边环视模块包括：

视频传感器单元，用于获取交叉路口标志；所述交叉路口标志包括导向标志、停车标志、信号标志和限速标志；

雷达传感器单元，用于获取行车路况。

3.根据权利要求2所述的一种交叉路口行车辅助系统，其特征在于，所述雷达传感器单元测量车辆与交叉路口处的车辆停止线之间的当前距离或者车辆与前车之间的当前距离。

4.根据权利要求1所述的一种交叉路口行车辅助系统，其特征在于，所述主控模块包括：

第一识别单元，用于识别周边环视模块传送的导向标志、停车标志和限速标志信息；

第二识别单元，用于识别近程雷达传感器传送的车辆与停止线的当前距离或车辆与前车之间的当前距离；

逻辑运算单元，用于识别交通标志灯的状态及其分车道显示的允许车辆行驶和停止的时间间隔，并将当前距离与交通标志灯显示的分车道允许时间间隔相关联；

信息发布单元，用于发出视觉提示信息和视觉警告信息给抬头显示器，发出声音警告信息和触觉措施给执行模块。

5.根据权利要求1所述的一种交叉路口行车辅助系统，其特征在于，所述执行模块包括：

主动制动单元，用于执行主控模块的指令，通过总线系统实施主动制动功能；

声学告警单元，用于接受主控模块的声学警告信号，输送到警示喇叭，提供实时声学警告信号。

6.一种交叉路口行车辅助控制方法，所述辅助控制方法使用权利要求1中所述的交叉路口行车辅助系统，其特征在于，包括下述步骤：

当车辆接近停止位置时，主控模块通过总线从动力系统获取车速信号；

判断按照当前车速车辆是否会越过停止位置；

若是，则开启行车辅助。

7.根据权利要求6所述的一种交叉路口行车辅助控制方法，其特征在于：所述停止位置包括停止线和前方停止的车辆所在位置。

8.根据权利要求6所述的一种交叉路口行车辅助控制方法，其特征在于，所述开启行车辅助包括：

获取按照当前车速行驶的情况下，车辆越过停止位置的第一时刻值；

根据当前时刻与所述第一时刻值的间隔选取具体地行车辅助方式进行行车辅助。

9.根据权利要求8所述的一种交叉路口行车辅助控制方法，其特征在于，所述根据当前时刻与所述第一时刻值的间隔选取具体地行车辅助方式进行行车辅助包括：

当前时刻与所述第一时刻的间隔到达第一阈值时，进行光学告警；

当前时刻与所述第一时刻的间隔到达第二阈值时，进行声学告警；

当前时刻与所述第一时刻的间隔到达第三阈值时，进行主动制动控制迫使车辆刹车。