CN108501946A - 用于在车辆中产生警告的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本文涉及了用于在车辆中产生警告的装置和方法，其基于距离产生警告，从而避免当仅基于碰撞所需的时间而产生碰撞警告时可能发生的问题。在车辆中产生警告的方法包括：获得车辆与前方的目标车辆的距离和相对速度，由所述距离和所述相对速度获得与目标车辆碰撞所需的时间，并且当第一条件和第二条件中的至少一条满足时就产生警告，所述第一条件为碰撞所需的时间等于或小于预定的警告产生时间，所述第二条件为所述距离等于或小于预定的警告产生距离。

Description

用于在车辆中产生警告的装置和方法
技术领域
本申请的实施方案涉及产生用于车辆安全驾驶的警告。
背景技术
自动紧急制动(AEB)系统对于避免或减轻碰撞(包括与行人的碰撞)非常有效。AEB系统是由欧盟新车安全评鉴协会(Euro NCAP)自2014年起正式纳入安全评鉴项目的安全装置。AEB系统在前方的车辆减速或停止时生效，或者在例如行人的障碍物突然出现时生效。AEB系统通过向驾驶员产生警告或者无需驾驶员的指令而自行启动制动器，从而避免碰撞或将损害降至最低。统计结果为，道路上大约90％的交通事故由驾驶员失去专注或疏忽造成。实验表明了，AEB系统能够减少多达27％的碰撞，并且即使在无法避免的事故中也能够显著地减轻损伤程度。
Euro NCAP目前将AEB系统分为三类。三类中的一类是用于市区的AEB系统，其用于在速度大约20千米每小时(km/h)或更低的缓慢行驶模式中监控与前方的车辆间小于10m的距离。另一类是用于郊区的AEB系统，其主要在速度大约50至80km/h的行驶模式中监控大约200m的距离，并且即使在市区内的缓慢行驶模式中也显著地降低事故的风险。最后一类是对行人的AEB系统，其在检测到例如行人的脆弱障碍物时停止车辆。
如果检测到障碍物，AEB系统准备停止车辆，例如通过提前增加制动系统的压力从而减少制动片与制动盘之间的间隙，使得即便驾驶员踩踏制动踏板的时间较晚，也能够达到最大的制动效果。如果尽管提前预测到事故，但驾驶员却没有采取行动，则AEB系统还具有首先通过警告声音或警报而吸引驾驶员注意的警告功能。
发明内容
本申请的实施方案的目的是，根据基于距离的条件而产生警告，从而解决只基于预计的碰撞时间产生碰撞警告时可能出现的问题。
根据本申请的一个方面，在车辆中产生警告的方法可以包括：获得车辆的与前方的目标车辆的距离和相对速度，由所述距离和所述相对速度获得与目标车辆碰撞所需的时间，并且如果第一条件和第二条件中的至少一条满足就产生警告，所述第一条件为碰撞所需时间等于或小于预定的警告产生时间，所述第二条件为所述距离等于或小于预定的警告产生距离。
根据所述第二条件产生警告可以包括：每当目标车辆处于前一警告产生距离的预定比例以内时产生警告。
每当目标车辆处于前一警告产生距离的预定比例以内时，可以产生警告并持续预定的时间。
所述预定的时间可以为两秒以内。
预定的比例可以为60％以内。
根据本申请的另一个方面，用于在车辆中产生警告的装置可以包括：传感器，其用于检测前方的目标车辆的存在；控制器，其用于获得车辆与前方的目标车辆的距离和相对速度，由所述距离和所述相对速度获得与目标车辆碰撞所需的时间，并且如果第一条件和第二条件中的至少一条满足就产生警告，所述第一条件为碰撞所需的时间等于或小于预定的警告产生时间，所述第二条件为所述距离等于或小于预定的警告产生距离。
在根据所述第二条件产生警告时，控制器可以每当目标车辆处于前一警告产生距离的预定比例以内时产生警告。
每当目标车辆处于前一警告产生距离的预定比例以内时，控制器可以产生警告并持续预定的时间。
所述预定的时间可以为两秒以内。
预定的比例可以为60％以内。
根据本申请的又一个方面，在车辆中产生警告的方法可以包括：获得与前方的目标车辆的距离；当所述距离等于或小于预定的警告产生距离时，产生警告；其中，每当目标车辆处于前一警告产生距离的预定比例以内时产生警告。
每当目标车辆进入前一警告产生距离的预定比例以内时，可以产生警告并持续预定的时间。
根据本申请的再一个方面，在车辆中产生警告的方法可以包括：获得车辆的与前方的目标车辆的距离和相对速度，由所述距离和所述相对速度获得与目标车辆碰撞所需的时间，并且如果第一条件和第二条件中的至少一条满足就产生警告，所述第一条件为碰撞所需时间等于或小于预定的警告产生时间，所述第二条件为所述距离等于或小于预定的警告产生距离；其中，每当目标车辆进入前一警告产生距离的预定比例以内时产生警告。
每当目标车辆处于前一警告产生距离的预定比例以内时，可以产生警告并持续预定的时间。
附图说明
通过随后的与附图一起的实施方案的描述，本申请的这些方面和/或其它方面将变得清楚并且更轻易地得以理解，所述附图中：
图1是示出了根据本申请的实施方案的使用主题车辆的自动紧急制动(AEB)系统检测前方的障碍物的图；
图2是示出了根据本申请的实施方案的使用车辆的AEB系统的运行控制的图；
图3是表示根据本申请的实施方案的<FCW时间>的条件的图；
图4是示出了根据本申请的实施方案的最小危险检测距离的图；
图5是示出了根据本申请的实施方案的使用最小危险检测距离(FCW距离)来产生警告的图；
图6是示出了根据本申请的另一实施方案的警告产生距离(FCW距离)的图；
图7是示出了根据本申请的实施方案的在车辆中产生警告的方法的图；以及
图8是示出了根据本申请的实施方案的用于在车辆中产生警告的装置的控制系统的图。
具体实施方式
在本申请的描述中，附图以及附图中展示的实施方案是所公开的发明的优选的示例，并且可能有能够代替在本申请提交时的本申请的实施方案和附图的各种修改形式。
在本申请的实施方案的描述所提及的术语中，“主题车辆”、“目标车辆”、“行人”和“障碍物”可以定义如下：“主题车辆”可以是应用了根据本申请的实施方案的装置和方法的车辆。“目标车辆”可以是位于“主题车辆”周围的其它车辆。例如，目标车辆指的是位于主题车辆前方的车辆；在主题车辆行驶的同时，目标车辆的距离通过主题车辆的雷达和/或摄像机而测量。“行人”可以是位于主题车辆附近的人。“行人”可以包括行走的人和站立静止的人。“障碍物”可以指“目标车辆”和“行人”以及主题车辆周围的“建筑物”。
图1是示出了根据本申请的实施方案的使用主题车辆的自动紧急制动(AEB)系统检测前方的障碍物的图。
如图1所示，主题车辆102的AEB系统使用例如雷达等的传感器从而确定前方是否出现例如目标车辆104的障碍物。如果在主题车辆102前方检测到目标车辆104，就产生警告以吸引驾驶员的注意；并且通过减速而自动调整主题车辆102与障碍物之间的距离，从而确保安全距离。如果需要，车辆102可以减速，或者可以更积极地通过制动而停止。
当主题车辆102在道路上沿着车道行驶时，车辆102前方行驶的目标车辆104的存在通过安装在主题车辆102上的例如雷达的距离测量装置来检测。如果存在目标车辆104，那么巡航控制系统获得从主题车辆102至目标车辆104的距离信息。另外，巡航控制系统还确定主题车辆102与目标车辆104之间的距离是否增加或减少。通过向主题车辆102前方发射无线电波或声波，而后接收从目标车辆104反射的无线电波或声波，可以使用雷达检测是否存在目标车辆104，与目标车辆104的距离，甚至目标车辆104与主题车辆102之间的距离是否增加或减少。
图2是示出了根据本申请的实施方案的使用车辆的AEB系统运行控制的图。如图2所示，当主题车辆102行驶时，如果在前方检测到存在目标车辆104，根据主题车辆102与目标车辆104之间的行驶状况进行逐步的紧急制动，例如第一警告、第二警告、第三警告和停止控制。
如果主题车辆102相对于目标车辆104达到预定的行驶状况，产生第一警告。第一警告可以是前方碰撞警告(Forward Collision Warning,FCW)。如果产生FCW，首先产生视觉警告和听觉警告(并保持预定的××秒，例如两秒)从而警告驾驶员。当产生第一警告时，主题车辆102的制动压力增加。制动压力是用于启动制动器的液压缸的压力。预先增加制动压力是用于使主题车辆102准备好在主题车辆102稍微更接近前方的目标车辆104的情况下迅速地应用制动。
当主题车辆102相对于目标车辆104达到预定的另一行驶状况时，在主题车辆102中产生第二警告。第二警告可以是通过座椅安全带的触觉警告。触觉警告间歇地重复拉紧、放松座椅安全带，从而使得驾驶员可以感觉到座椅安全带的拉紧、放松。在第二警告的情况下，产生视觉警告和听觉警告(并保持预定的××秒，例如两秒)从而警告驾驶员。另外，在第二警告期间通过精巧地操作制动器而进行初步制动。因为制动压力已经在第一警告期间增加，所以第二警告的初步制动可以迅速地进行。
当主题车辆102相对于目标车辆104达到预定的另一行驶状况时，在主题车辆102中产生第三警告。第三警告可以是最大程度地绷紧座椅安全带并且固定驾驶员的身体。在第三警告的情况下，产生视觉警告和听觉警告(并保持预定的××秒，例如两秒)从而警告驾驶员。另外，在第三警告产生期间，根据主题车辆102的当前速度以及与目标车辆104的相对距离而进行可变的减速控制。即，主题车辆102的速度越快，或者与目标车辆104的相对距离越近，制动可以进行得越快且越强。因为制动压力已经在第一警告期间增加，所以第三警告的制动可以迅速地且充分地进行。如果主题车辆102的速度比较慢，或者与目标车辆104的相对距离比较充足，制动可以进行得比较慢且平稳。
如果主题车辆102相对于目标车辆104达到比较极端的行驶状况时，则最大化制动力以紧急停止主题车辆102。
如图2的说明所提及的，根据主题车辆102与目标车辆104之间的<行驶状况>而产生第一警告、第二警告和第三警告中的每一个。在本申请的实施方案中，作为产生第一警告、第二警告和第三警告的每一个的条件，<行驶状况>可以如下进一步描述以产生每个警告。例如，在本申请的实施方案中，<行驶状况>分为<FCW时间>和<FCW距离>的两个条件，并且如果满足两个条件中的任一个，就产生警告。
图3是表示根据本申请的实施方案的<FCW时间>的条件的图表。在图3中，TTC(Timeto Collision，将碰撞的时间)是主题车辆102与目标车辆104碰撞所需的预计时间。如下面等式(1)所示，TTC等于与障碍物的距离除以速度。
TTC＝距离/相对速度 (1)
根据等式(1)，当TTC变成零，主题车辆102与目标车辆104碰撞。主题车辆102与目标车辆104之间的距离越近，或者主题车辆102与目标车辆104之间的相对速度越大，TTC越趋向于零。因此，为了安全，需要在TTC达到0之前提前产生警告，优选地当TTC达到一个预定的大于零的值时(FCW警告时间点)产生警告。
但是，如果在主题车辆102高速行驶时目标车辆104也在高速行驶，那么相对速度降低。所以，即便主题车辆102行驶接近目标车辆104，由于TTC没有足够地降低，所以可能不会产生警告。具体地，如果在车辆102高速行驶并且接近目标车辆104时，前方的目标车辆104的速度突然降低，那么主题车辆102的驾驶员可能无法对主题车辆102与目标车辆104之间的碰撞做出反应，从而碰撞的危险进一步增加(由于车辆102的驾驶员可能不具有足够的时间以对情况做出反应，所以更危险)。相反地，如果主题车辆102与目标车辆104之间的相对速度足够高，由于TTC达到预定的FCW警告时间点，所以可以在碰撞前产生警告，如图3中304所示。
图4是示出了根据本申请的实施方案的最小危险检测距离的图。当目标车辆104在主题车辆102之前行驶时，随着主题车辆102的速度增加，主题车辆102的驾驶员感到的危险程度也升高。如果将驾驶员感到危险的最短距离称为最小危险检测距离，随着主题车辆102的速度提高，最小危险检测距离也提高，如图4所示。
图5是示出了根据本申请的实施方案的使用最小危险检测距离(FCW距离)而产生警告的图。图5所示的使用最小危险检测距离产生警告是这样的方法，其不基于TTC(即，时间)，而是基于驾驶员由与前方的目标车辆104的距离而感到危险的程度来产生警告。
如图5所示，当主题车辆102与目标车辆104之间的距离处于警告产生距离之内时，产生警告，而当主题车辆102与目标车辆104之间的距离超过警告解除距离时，解除警告。警告产生预定的时间，之后停止(例如，警告保持预定的××秒,例如两秒)。
图5中，警告产生距离根据主题车辆102的速度而决定。例如，主题车辆102的速度越高，警告产生距离变得越长。与之相比，主题车辆102的速度越低，警告产生距离变得越短。决定警告产生距离的速度不是相对于目标车辆104的相对速度，而是主题车辆102的绝对速度。由于警告产生距离根据主题车辆102的速度而决定，所以当主题车辆102的速度高(即便主题车辆102与目标车辆104之间的相对速度很低)时，产生警告，如图3所描述。这可以解决由于较低的相对速度而不产生警告的问题。
图5中，优选地通过向为每个速度决定的警告产生距离增加微小的余量而确定警告解除距离。这样的微小的余量可以防止在警告产生距离附近频繁地产生警告。
图6是示出了根据本申请的另一实施方案的警告产生距离(FCW距离)的图。在车辆102行驶时，更常见的情况是主题车辆102与前方的目标车辆104之间的距离经常增加或缩短，而不是保持不变。图6示出了在下述情况中不同地处理警告产生距离的方法，所述情况是：随着主题车辆重复地接近又远离目标车辆104，主题车辆102逐渐地接近目标车辆104。
如图6所示，随着主题车辆重复地接近又远离目标车辆104，主题车辆102逐渐地接近目标车辆104，在这种情况下，应用新的警告产生距离，其通过以预定的比例降低之前的警告产生距离而得出。预定的比例可以是60％。
例如，当目前设定的警告产生距离是D(1)时，如果主题车辆102接近目标车辆104并且进入警告产生距离D(1)(第一次进入)，就产生警告(并持续预定的××秒，例如两秒)。在此之后，如果主题车辆102接近目标车辆104并且进入对应于D(1)的预定的××％(例如60％)的距离D(2)中(第二次进入)，就再次产生警告(并持续预定的××秒，例如两秒)。随后，如果主题车辆102接近目标车辆104并且进入对应于D(2)的预定的××％(例如60％)的警告产生距离D(3)中(第三次进入)，就再一次产生警告(并持续预定的××秒，例如两秒)。
当单独处理TTC条件时，可能出现在图3的说明中描述的相同问题。因此，在本申请的实施方案中，即便只有图3中的<FCW时间>条件和图4至图6中的<FCW距离>条件之一满足，也产生警告，从而增加产生警告的可能性。
图7是示出了根据本申请的实施方案的用于在车辆中产生警告的方法的图。在702中，控制AEB系统的总体运作的控制器(或ECU)(见图8的804)从摄像机/雷达接收检测信息。来自摄像机/雷达的检测信息是检测主题车辆102前方存在的障碍物(例如目标车辆、行人、建筑物等等)的结果。控制器804基于从摄像机/雷达接收的检测信息而计算与目标车辆104的距离和相对速度。
在704中，如果在主体车辆102前方存在障碍物(例如目标车辆104)，控制器804就由与目标车辆104的距离和相对速度计算TTC，并且确定TTC是否小于或等于预定的FCW时间。
如果计算出的TTC小于或等于预定的FCW时间(704中的“是”)，那么在706中，控制器804进入AEB的第一警告产生步骤(例如FCW警告产生步骤)以产生FCW警告。在预定的时间(预定的××秒，例如两秒)过去后，解除FCW警告。在产生FCW警告后，程序返回到步骤704以预备之后产生警告。
如果计算出的TTC大于预定的FCW时间(704中的“否”)，那么在714中，控制器804确定主题车辆102与目标车辆104之间的距离是否小于或等于预定的FCW距离。如果主题车辆102与目标车辆104之间的距离小于或等于预定的FCW距离(714中的“是”)，那么在716中，控制器804进入AEB的第一警告产生步骤(例如FCW警告产生步骤)以产生FCW警告。在预定的时间(预定的××秒，例如两秒)过去后，解除FCW警告。
在FCW警告产生后，在718中再次测量主题车辆102与目标车辆104之间的距离，以确定新测量的主题车辆102与目标车辆104之间的距离是否处于之前测量的距离的预定比例(例如60％)中。
如果新测量的主题车辆102与目标车辆104之间的距离处于之前测量的距离的预定比例(例如60％)中(718中的“是”)，那么控制器804进入716中的AEB的第一警告产生步骤(例如FCW警告产生步骤)以产生FCW警告。在预定的时间(预定的××秒，例如两秒)过去后，解除FCW警告。
如果在FCW警告产生后，新测量的主题车辆102与目标车辆104之间的距离不处于之前测量的距离的预定比例(例如60％)中，程序返回到步骤704以预备之后产生警告。
如上所述，在本申请的实施方案中，主题车辆102越接近目标车辆104，在短时间内产生越多的警告，例如，第一警告至第三警告产生并持续预定的××秒(例如两秒)。相比产生一次单一的短警告的方法，这种产生多个警告的方法对唤起驾驶员注意更有效。另外，通过多个有间隔的警告，可以加倍唤起驾驶员注意的效果，同时防止驾驶员由于不间断的长警告所感到的不愉快的感觉。
当单独处理TTC条件时，可能如同在图3的说明中提及那样，出现这样的问题：即使应当产生警告，却没产生警告。为了解决这样的问题，在本申请的实施方案中，即便只有图3中的<FCW时间>条件和图4中的<FCW距离>条件之一成立，也产生警告。
图8是示出了根据本申请的实施方案的用于车辆的驾驶辅助装置的控制系统的图。在实施方案中，可以通过图8中示出的驾驶辅助装置的控制系统产生警告。如图8所示，驾驶辅助装置的控制系统可以包括控制器804，前雷达834和前摄像机832。前雷达834和前摄像机832通信连接至控制器804从而将在主题车辆102前方检测的涉及障碍物的信息(例如雷达检测信息和视频信号等)传送至控制器804。
控制器804从方向盘传感器852接收关于操纵程度(例如关于转向角的信息等等)的方向盘854的信息，并且也从速度传感器862接收主题车辆102的速度信息。从方向盘传感器852接收的关于方向盘854的操纵程度的信息可以用于获得主题车辆102的行驶方向信息。主题车辆102的速度信息可以是通过设置在车轮822上的编码器而采集的基于车轮822转速的速度信息。主题车辆102的速度信息可以不仅从车轮822的编码器采集，还可以基于主题车辆102周围的空气流速。主题车辆102的速度信息可以用于主题车辆102的恒定速度行驶控制，与目标车辆的相对速度的控制，以及距离保持控制。
在驾驶辅助控制模式中，控制器804也产生用于控制主题车辆102的多个控制信号。由控制器804产生的多个控制信号可以包括显示器控制信号，节气门控制信号和制动器控制信号。
显示器控制信号使显示器驱动器872在显示器874上显示信息。节气门控制信号迫使节气门驱动器882调节节气门884的打开程度。节气门884配置为调节供应至主题车辆102的发动机的空气量，并且基本上，节气门884的打开程度可以响应于使用者在加速踏板上的操纵而调节。然而，在驾驶辅助控制模式中，即便没有使用者在加速踏板上的操纵，控制器804也可以获得主动权并调节节气门884的打开程度，且直接地参与直接控制节气门884的打开程度。控制器804控制节气门884的打开程度，从而在加速踏板上的操纵程度之外，依照主题车辆102周围的环境而增加/保持/减少主题车辆102的速度。
制动器控制信号迫使制动器驱动器892操作制动器894。在驾驶辅助控制模式中，直至使用者的主动干涉出现，控制器804获得控制制动器894的主动权并且参与控制制动器894。控制器804可以控制制动器894，从而在制动踏板上的操纵程度之外，依照主题车辆102周围的环境而保持/减少主题车辆102的速度。
根据本申请的实施方案，只基于预计的碰撞时间产生碰撞警告时可能会出现的问题可以通过使用另一基于距离的条件产生警告来解决，从而增加产生警告的可能性以帮助安全驾驶。
应当理解，上述说明仅用于说明技术理念，并且可以有不脱离本申请的基本特征的各种修改形式、变化形式和替代形式。因此，上述实施方案和附图用于说明而非限制技术理念，并且技术理念的范围不由这些实施方案和附图限制。技术理念的范围依照随附的权利要求而解释，并且所有在同一范围内的技术理念应当解释为包括于权利要求的范围中。

Claims (14)

1.一种在车辆中产生警告的方法，所述方法包括：
获得车辆与前方的目标车辆的距离和相对速度；
由所述距离和所述相对速度获得与目标车辆碰撞所需的时间；
如果第一条件和第二条件中的至少一条满足就产生警告，所述第一条件为碰撞所需的时间等于或小于预定的警告产生时间，所述第二条件为所述距离等于或小于预定的警告产生距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述第二条件产生警告包括：每当目标车辆处于前一警告产生距离的预定比例以内时产生警告。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，每当目标车辆处于前一警告产生距离的预定比例以内时产生警告并持续预定的时间。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述预定的时间为两秒以内。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预定比例为60％以内。
6.一种在车辆中产生警告的装置，所述装置包括：
传感器，其用于检测前方的目标车辆的存在；
控制器，其用于获得车辆与前方的目标车辆的距离和相对速度，由所述距离和所述相对速度获得与目标车辆碰撞所需的时间，并且如果第一条件和第二条件中的至少一条满足就产生警告；所述第一条件为碰撞所需的时间等于或小于预定的警告产生时间，所述第二条件为所述距离等于或小于预定的警告产生距离。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述控制器配置为，当根据所述第二条件产生警告时，每当目标车辆处于前一警告产生距离的预定比例以内时产生警告。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述控制器配置为，每当目标车辆处于前一警告产生距离的预定比例以内时产生警告并持续预定的时间。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述预定的时间为两秒以内。
10.根据权利要求7所述的装置，其中，所述预定比例为60％以内。
11.一种在车辆中产生警告的方法，其包括：
获得与前方的目标车辆的距离；
当所述距离等于或小于预定的警告产生距离时，产生警告；
其中，每当目标车辆处于前一警告产生距离的预定比例以内时产生警告。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，每当目标车辆处于前一警告产生距离的预定比例以内时产生警告并持续预定的时间。
13.一种在车辆中产生警告的方法，其包括：
获得车辆与前方的目标车辆的距离和相对速度；
由所述距离和所述相对速度获得与目标车辆碰撞所需的时间；
如果第一条件和第二条件中的至少一条满足就产生警告，所述第一条件为碰撞所需的时间等于或小于预定的警告产生时间，所述第二条件为所述距离等于或小于预定的警告产生距离；
其中，每当目标车辆处于前一警告产生距离的预定比例以内时产生警告。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，当目标车辆处于前一警告产生距离的预定比例以内时产生警告并持续预定的时间。
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