CN108010385B - 自动车辆十字交通检测系统 - Google Patents

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Abstract

一种适合于在自动车辆上使用的十字交通检测系统(10)包括：物体检测器(14)、警报设备(24)、以及控制器(28)。所述物体检测器(14)用于确定运动物体(18)相对于主车辆(12)的位置(16)。所述警报设备(24)用于向所述主车辆(12)的操作员(26)报告所述运动物体(18)的所述位置(16)。所述控制器(28)与所述物体检测器(14)和所述警报设备(24)通信。所述控制器(28)基于所述第一运动物体(36)的所述位置(16)来确定第一运动物体(36)的第一轨迹(34)，并且基于所述第一轨迹(34)的多项式(46)来确定道路模型(48)。所述控制器(28)还确定第二运动物体(58)的第二轨迹(56)，基于所述道路模型(48)来将车道编号(64)分配给所述第二运动物体(58)，并且在所述第二运动物体(58)的路径存在于冲突区(66)覆盖的所述车道编号(64)中时激活所述警报设备(24)。

Description

自动车辆十字交通检测系统
技术领域
本公开内容总体上涉及适合于在自动车辆上使用的十字交通(cross-traffic)检测系统，并且更具体地涉及确定运动物体的轨迹的系统。
背景技术
已知在预测接近车辆要超过主车辆时通知操作员的车辆十字交通警报系统。在例如初始航向估计可能错误和/或道路可能弯曲时预测可能是困难的。已经观察到的是，驶向警报区域的车辆可能直到最后时刻才掉头，从而导致晚警报。
发明内容
根据一个实施例，提供了适合于在自动车辆上使用的十字交通检测系统。该系统包括物体检测器、警报设备和控制器。物体检测器用于确定运动物体相对于主车辆的位置。每个位置由运动物体离主车辆的横向距离和纵向距离来指示。警报设备用于向主车辆的操作员报告运动物体的位置。控制器与物体检测器和警报设备通信。控制器确定从主车辆到车道边缘的间距。控制器还基于第一运动轨迹的位置来确定第一运动物体的第一轨迹，并且基于间距和第一轨迹的多项式(polynomial)来确定道路模型。控制器还确定第二运动物体的第二轨迹并且基于道路模型和间距来将车道编号分配给第二运动物体。控制器还在第二运动物体的路径存在于主车辆的冲突区覆盖的车道编号中时激活警报设备。
通过阅读优选实施例的以下具体实施方式，另外的特征和优点将更加显而易见，其仅通过非限制性示例的方式并参考附图给出。
附图说明
现在将参考附图通过示例的方式描述本发明，在附图中：
图1是根据一个实施例的十字交通检测系统的示图；
图2是根据一个实施例的第一运动物体的图示；
图3是根据一个实施例的道路模型的图示；
图4是根据一个实施例的第二运动物体的图示；以及
图5是根据一个实施例的第二运动物体的图示。
具体实施方式
图1示出了十字交通检测系统10(下文中被称为系统10)的非限制性示例，其适合于在自动车辆(例如主车辆12)上使用。如本文中所使用的，术语“自动车辆”并不有意建议需要主车辆12的全自动或自主操作。可以预期的是，本文中所呈现的教导适用于主车辆12完全由人手动操作并且自动化仅向人提供十字交通警报并且可能操作主车辆12的刹车以防止主车辆12进入接近车辆的行进路径的实例。
如本文中所使用的，术语“十字交通”通常用于指代主车辆12试图进入道路的实例，但在道路上出现十字交通的情况下需要主车辆等待直到十字交通通过，从而可以安全地进入道路。已知的十字交通警报系统常常与车辆试图从行车道退出到道路上时的情形相关联，但可以预期的是，本文中所述的系统10还将在主车辆12沿着前进方向行进时有用。如本领域技术人员将认识到的，十字交通检测系统10在人的道路视野被例如灌木、矮树丛或其它景观特征阻挡时特别有用。
系统10包括用于确定运动物体18的位置16的物体检测器14，运动物体18邻近和/或相对于主车辆12运动。虽然本文中呈现的非限制性示例通常针对运动物体18为接近主车辆12的另一车辆(例如，另一汽车)时的实例，但可以预期的是，运动物体18可以是例如行走、滑滑板或骑自行车的行人并且相对于主车辆12运动。通过示例而非限制的方式，物体检测器14可以是相机、激光雷达单元、雷达单元、其组合或可用于检测运动物体18的出现和相对位置的任何类型的检测器。诸如雷达单元或激光雷达单元之类的具有固有测距能力的设备被认为是较好选择，因为那些设备对于确定从主车辆12到运动物体18的实例的位置16的范围和方向特别有用。
如接下来的描述中将变得显而易见的，在笛卡尔坐标中通过运动物体18的离主车辆12或相对于主车辆12(图2)的横向距离20(即，相对于主车辆12向左/向右测量到的距离)和纵向距离22(即，相对于主车辆12向前/向后测量到的距离)指示或表示位置16将是方便的。典型地，雷达单元或激光雷达单元将在极坐标(例如，到目标的方向和范围)中提供数据，因此需要一些处理来将极坐标转换或转化为笛卡尔坐标，这样做的过程对于本领域技术人员而言是公知的。控制器28可以被配置或编程为将由雷达单元或激光雷达单元典型地提供的极坐标数据转换为笛卡尔坐标。
系统10还包括警报设备24，警报设备24向主车辆12的操作员26报告运动物体18的位置16。警报设备24可以是操作员26能够看得见的指示器(其被照明以指示运动物体18的实例的接近程度)和/或被激活以指示相同内容的音频警报器。
系统10还包括与物体检测器14和警报设备24通信的控制器28。控制器28可以通过假设到车道边缘32例如一米(1米)的距离或通过使用对于本领域技术人员已知的任何边缘检测策略来确定从主车辆12到车道边缘32的间距30。控制器28还可以基于第一运动物体36的位置16来确定第一运动物体36的第一轨迹34。
控制器28还可以包括诸如微处理器之类的处理器(未详细示出)或诸如模拟和/或数字控制电路之类的其它控制电路，其它控制电路包括如本领域技术人员显而易见的用于处理数据的专用集成电路(ASIC)。控制器28可以包括存储器(未具体示出)，存储器包括非易失性存储器，例如用于存储一个或多个例程、阈值和采集的数据的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。一个或多个例程可以由存储器执行以执行以下步骤：基于由控制器28从如本文中所述的物体检测器14接收到的信号来确定所检测到运动物体18的实例是否将穿过主车辆12的目标路径(即，运动物体为或被预测为变成十字交通的实例)。
为了使系统10确定第一运动物体36的第一轨迹34，控制器28可以被配置为累积(即，记录和存储)第一运动物体36在如图2中所示的多个第一横向距离40(即，位置16)处的多个第一纵向距离38。即，第一运动物体36朝向或远离主车辆12运动的实例，累积(即，记录和存储)纵向距离22(第一运动物体36相对于垂直于主车辆12的纵轴线44的零线42向前或向后多远)和横向距离20。控制器28可以累积足以确定第一轨迹34的多项式46的第一运动物体36的任何数量的位置16。实验表明六十(60)个位置16(例如，正在接近的第一运动物体36的三十个位置16和正在离开的第一运动物体36的三十个位置16)足以确定多项式46，其中每个位置16在三十毫秒(30ms)与五十毫秒(50ms)之间的速率下累积。控制器28可以使用对于确定多项式46的任何已知方法，包括但不限于平方法和插值法，如本领域技术人员将显而易见的。
控制器28还可以被配置为基于如图3中所示的第一轨迹34的多项式46和从主车辆12到车道边缘32的间距30来确定道路模型48。可以通过假设3.5米的道路宽度50来由控制器28构建道路模型48，例如如果车道宽度50不可从另一个源获得，例如数字图或众包输入。间距30限定车道边缘32并且多项式46限定道路模型48的车道54的中心线52。当构建道路模型48并且取多项式46的正交于主车辆12的纵轴44的切线(未示出)时，控制器28还可以考虑主车辆12的速度(未示出)和/或主车辆12的偏航角速度(未示出)。
一旦控制器28构建了道路模型48，控制器28就能够确定如图4中所示的第二运动物体58的第二轨迹56。当最初检测到第二运动物体58时，第二运动物体58的位置16可以由第二纵向距离60和第二横向距离62指示。替代地，可以追踪第二运动物体58直到达到一定的置信度，其指示被追踪的确实是运动物体18。可以基于第二轨迹56的第二多项式63(图4)由控制器28更新道路模型48。控制器28可以基于道路模型48、主车辆12与车道边缘32的间距30、以及第二运动物体58的第二纵向距离60来向第二运动物体分配车道编号64。在如图4中所示的非限制性示例中，第二运动物体58沿着与图3的第一运动物体36相同的方向行进，并且第二纵向距离60指示沿着与第一运动物体36的车道54不同的另一车道54行进的第二运动物体58。控制器28向第二运动物体58分配车道编号64“TWO”(2)，因为第二纵向距离60指示沿着与第一运动物体36的车道54相邻的车道54行进的第二运动物体58。类似地，基于道路模型48，如果第二纵向距离60指示第二运动物体58沿着第三车道54行进，则控制器28可以向另一运动物体18分配车道编号64“THREE”(3)。控制器28被配置为向运动物体18分配车道编号64，而不考虑运动物体18的行进方向。
控制器28还被配置为建立冲突区66，冲突区66从由道路模型48限定的车道54的部分之上的主车辆12投影。冲突区66可以从主车辆12的后端68(图4)投影，或者可以从主车辆12的前端70(图5)投影。冲突区66是由物体检测器14建立的较大感应边界(未示出)的子集，并且限定邻近主车辆12的区域，在该区域中如由使用来自物体检测器14的信号的控制器28计算出的主车辆12与运动物体18之间的碰撞时间(TTC)可能小于预定阈值。TTC可以是由用户设定的任何时间段。实验已经表明2.5秒的TTC向操作员26提供控制主车辆12以防止碰撞的足够警报。冲突区66可以投影在任何数量的车道54之上，并且典型地投影在一个车道54之上。图4和5示出了跨两个车道54投影(即，覆盖)以更清楚地示出警报设备24的功能的冲突区66。当TTC由控制器28确定为小于2.5秒时第二运动物体58的路径存在于冲突区66覆盖的任何车道编号64中时，控制器28可以激活警报设备24。
因此，提供了十字交通检测系统10(系统10)、警报设备24和系统10的控制器28。向运动物体18分配车道编号64提供了简单方法以确定运动物体18的路径是否存在于冲突区66覆盖的车道编号64中，从而如果第二运动物体58将太近穿过主车辆12或与主车辆12碰撞，则系统10可以采取适当的动作。适当的动作可以包括激活能够由操作员26检测到的警报设备24(音频和/或视频)，或自动地应用主车辆12的刹车，或甚至自动地操作主车辆12的车辆控制从而以有效防止碰撞的方式移动主车辆12。
虽然已经就本发明的优选实施例描述了本发明，但并不旨在如此受限制，而是仅受限于所附权利要求中所阐述的范围。此外，使用术语第一、第二、上、下等并不表示重要性、位置、或取向的任何顺序，而术语第一、第二等用于将要素彼此区分开。此外，使用术语一、一个并不表示量的限制，而是表示所引用的项中的至少一个的存在。

Claims (4)

1.一种适合于在自动车辆上使用的十字交通检测系统(10)，所述系统(10)包括：
物体检测器(14)，其确定运动物体(18)相对于主车辆(12)的位置(16)，所述位置(16)中的每个位置由所述运动物体(18)离所述主车辆(12)的横向距离(20)和纵向距离(22)指示；
警报设备(24)，其向所述主车辆(12)的操作员(26)报告所述运动物体(18)的所述位置(16)；以及
控制器(28)，其与所述物体检测器(14)和所述警报设备(24)通信，其中，所述控制器(28)基于第一运动物体(36)的所述位置(16)来确定所述第一运动物体(36)的第一轨迹(34)，基于第二运动物体(58)的所述位置(16)来确定所述第二运动物体(58)的第二轨迹(56)，其特征在于：
所述控制器(28)确定从所述主车辆(12)到车道边缘(32)的间距(30)，所述控制器(28)基于所述间距(30)和所述第一轨迹(34)的多项式(46)来确定道路模型(48)，所述控制器(28)基于所述道路模型(48)、所述间距(30)以及所述第二运动物体(58)的第二纵向距离(60)来将车道编号(64)分配给所述第二运动物体(58)，并且所述控制器(28)在所述第二运动物体(58)的路径存在于所述主车辆(12)的冲突区(66)覆盖的所述车道编号(64)中时激活所述警报设备(24)。
2.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，所述冲突区(66)从所述主车辆(12)的后端(68)延伸。
3.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，所述冲突区(66)从所述主车辆(12)的前端(70)延伸。
4.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，基于所述间距(30)和所述第二轨迹(56)的第二多项式(63)来进一步更新所述道路模型(48)。
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