CN109720312B - 自主紧急制动装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种自主紧急制动装置，可以包括：前传感器单元，用于通过搜索车辆前方的控制目标来感测对象信息；补偿条件感测单元，用于感测车辆状态和周围环境，以便估计所述车辆的道路状态和驾驶环境；制动单元，用于生成制动力以制动所述车辆；警告单元，用于在所述车辆被制动时，通知操作状态；以及控制单元，用于计算制动力和制动点，调节从通过所述补偿条件感测单元感测的所述车辆状态估计的所述道路状态和根据所述周围环境计算的所述制动力和所述制动点，向所述制动单元输出制动命令，以及根据所述制动命令通过所述警告单元通知所述操作状态。

Description

自主紧急制动装置及其控制方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年10月30日提交的、申请号为10-2017-0142877的韩国申请的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及自主紧急制动装置及其控制方法，并且更具体地，涉及不仅能通过多个传感器考虑各种道路和驾驶环境来调节制动力和制动点，还可以在传感器的危急情况下主动操作的自主紧急制动装置及其控制方法。
背景技术
AEB(自主紧急制动)系统是指预测与控制车辆前方的车辆、两轮车辆、自行车、障碍物或行人的碰撞，确定碰撞情况，并且执行警告和自动制动功能，从而避免或减少碰撞以使损失最小化的装置。
AEB系统监视与前方车辆的相对距离以及是否前方存在车辆的信息，并确定何时开始或结束AEB控制。当前使用的前方车辆监测传感器的示例可以包括雷达、激光雷达(光检测和测距)、相机等。
AEB系统可以减少可能由驾驶员在行驶期间的疏忽或限制引起的交通事故，从而在改善驾驶环境的同时减少不必要的社会成本。
本发明的相关领域在2015年6月8日注册、题为“AEB系统的发动机停止预防方法”、申请号为10-1526622的韩国专利登记中公开。
由于传统的AEB系统是在良好天气下基于良好铺设的测试场中的测试来操作的，因此AEB系统可能不反映实际的道路驾驶环境。因此，需要一种能够根据各种环境(坡道，恶劣天气和复杂对象)用制动力更积极地操作的AEB系统。
此外，尽管一部分安装在AEB系统中的传感器处于诸如市中心的复杂环境中的危急情况下，但AEB系统需要克服这种情况并且更可靠地操作。
发明内容
本发明的实施例涉及不仅能通过多个传感器考虑各种道路和驾驶环境来调节制动力和制动点，还可以在传感器的危急情况下主动操作的自主紧急制动装置及其控制方法。
在一个实施例中，自主紧急制动装置可以包括：前传感器单元，用于通过搜索车辆前方的控制目标来感测对象信息；补偿条件感测单元，用于感测车辆状态和周围环境，以便估计所述车辆行驶的道路状态和所述车辆的驾驶环境；制动单元，用于生成制动力以制动所述车辆；警告单元，用于在所述车辆被制动时，通知操作状态；以及控制单元，用于基于从所述前传感器单元感测到的所述对象信息，通过确定所述车辆是否可能发生碰撞来计算制动力和制动点，调节从通过所述补偿条件感测单元感测的所述车辆状态估计的所述道路状态和根据所述周围环境计算的所述制动力和所述制动点，向所述制动单元输出制动命令，以及根据所述制动命令通过所述警告单元通知所述操作状态。
所述前传感器单元可以包括雷达、激光雷达以及相机中的一个或多个。
所述对象信息可以包括与所述控制目标的相对距离、速度、加速度以及对象属性中的一个或多个。
所述道路状态可以包括道路坡度和道路平坦度中的一个或多个。
所述周围环境可以包括天气状态和车辆重量中的一个或多个。
所述补偿条件感测单元可以包括：车辆高度位移传感器，用于感测所述车辆的前高度和后高度；减震器位移传感器，用于测量安装在所述车辆的每个轴上的减震器的位移；天气预测传感器，用于感测所述车辆中雨刮器的运动、降雨条件以及外部温度；地图系统单元，用于提供来自地图信息系统的道路信息；以及车辆姿态测量单元，用于提供所述车辆的状态信息。
所述制动单元可以包括：制动系统单元，用于通过根据所述制动命令操作制动器来产生制动力；以及发动机系统单元，用于根据所述制动命令操作发动机制动器并移除加速力。
所述警告单元可以包括以下的一个或者多个：警报单元，用于输出警告声音；显示单元，用于显示警告；以及主动安全带单元，用于向所述控制单元提供所述安全带的佩戴状态，并且根据所述制动命令拉动所述安全带。
在另一实施例中，自主紧急制动装置的控制方法可以包括：控制单元通过前传感器单元和补偿条件感测单元搜索控制目标和补偿条件；所述控制单元设置所述控制目标，并且基于感测到的对象信息确定碰撞风险；当确定存在碰撞风险时，所述控制单元计算目标制动力和目标制动点；所述控制单元基于所述补偿条件的搜索结果补偿制动命令，并且向制动单元输出所述制动命令；以及所述控制单元根据所述制动命令操作警告单元。
所述设置所述控制目标可以包括：所述控制单元确定从所述前传感器单元的多个传感器提供的目标信息的可靠性是否等于或大于预设水平；当所述目标信息的可靠性等于或大于所述预设水平时，所述控制单元生成用于自主紧急制动的融合轨迹；在生成所述融合轨迹之后，所述控制单元确定是否保持所述目标信息的可靠性；当不保持所述目标信息的可靠性时，所述控制单元确定是否单个传感器的可靠性高，并且确定是否所述目标信息在预设时间内恢复；当保持所述目标信息的可靠性或者所述目标信息在所述预设时间内恢复时，所述控制单元使用所述融合轨迹设置所述控制目标；以及当不保持所述目标信息的可靠性，所述单个传感器的可靠性低并且所述目标信息在所述预设时间内未恢复时，移除所述融合轨迹。
在搜索所述补偿条件中，所述控制单元可以搜索道路坡度、道路平坦度、天气状态以及车辆重量中的一个或多个
所述对象信息可以包括与所述控制目标的相对距离、速度、加速度以及对象属性中的一个或多个。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的自主紧急制动装置的框图。
图2示出根据本发明的实施例的自主紧急制动装置的补偿状态。
图3是示出根据本发明的实施例的自主紧急制动装置的控制方法的流程图。
图4是示出在根据本发明的实施例的自主紧急制动装置的控制方法中设定控制目标的过程的流程图。
具体实施方式
下文，将参照附图详细描述根据本发明的实施例的自主紧急制动装置及其控制方法。应当注意，附图不是精确的比例，并且可能夸大部件的线的粗细或尺寸，这仅是为了描述方便和清楚起见。此外，本文使用的术语是通过考虑本发明的功能来定义的，并且可以根据用户或操作者的习惯或意图来改变。因此，术语的定义应根据本文所述的总体公开内容进行。
图1是示出根据本发明的实施例的自主紧急制动装置的框图，并且图2示出根据本发明的实施例的自主紧急制动装置的补偿状态。
如图1所示，根据本发明的实施例的自主紧急制动装置可包括前传感器单元10、补偿条件感测单元20、制动单元40、警告单元50以及控制单元30。
前传感器单元10可以搜索自身车辆前方的车辆、两轮车辆、自行车、行人以及障碍物中的控制目标，感测对象信息，并且将感测到的信息提供给控制单元30。
前传感器单元10可包括雷达、激光雷达以及相机中的一个或多个。
对象信息可以包括与控制目标的相对距离、速度、加速度以及对象属性中的一个或多个。
补偿条件感测单元20可以感测车辆的状态和车辆的周围环境，并且将感测到的信息提供给控制单元30，以便预测车辆行驶的道路状态和车辆的驾驶环境。
道路状态可以包括道路坡度和道路平坦度中的一个或多个，并且周围环境可以包括天气状态和车辆重量中的一个或多个。
因此，补偿条件感测单元20可包括车辆高度位移传感器210、减震器位移传感器220、天气预测传感器230、地图系统单元240以及车辆姿态测量单元250中的一个或多个。
车辆高度位移传感器210可以感测车辆的前/后高度的变化，并且将感测到的变化提供给控制单元30。
因此，控制单元30可通过车辆高度位移传感器210感测的车辆的前/后车辆高度的变化来感测乘客的乘坐情况或货物负载。也就是说，除了空车的基本前后高度之外，控制单元30可以通过感测行驶/停车期间车辆的启动/熄火、行李箱开/关以及前/后高度的变化来估计乘客或货物的乘坐情况或负载和重量。
例如，当驾驶员打开行李箱以装载重物时，后车高度可能降低，并且前车高度可能略微增加。此外，当包括驾驶员在内的五名乘客上车时，前后车辆高度都可能降低。控制单元30可以通过前后车辆高度之间的差异来感测乘客乘坐情况或货物负载，估计车身的总重量，并且在自主紧急制动的情况下调节目标制动点和制动力。
控制单元30可以通过车辆高度的改变来估计车辆行驶的道路的坡度。在这种情况下，控制单元30可以通过基于驾驶员对车辆的加速/减速信息和车辆的姿态传感器的数据的校正来估计道路的坡度。
减震器位移传感器220可以测量安装在车辆的每个轴上的减震器的位移，并且将测量的位移提供给控制单元30。
因此，由于减震器位移传感器220可以测量车辆的四个轴(RR/RL/FL/FR)中的每一个上的减震器的位移，因此控制单元30可以接收位移的幅度和周期，并确定道路状态。例如，当接收的位移的幅度大并且接收的位移的周期短时，控制单元30可以估计出相应的道路是未铺砌的道路。另一方面，当接收的位移的幅度小并且接收的位移的周期长时，控制单元30可以估计出相应的道路是铺砌的道路。
当道路状态被确定为良好时，控制单元30可以在自主紧急制动的情况下保持目标制动点和制动力。另一方面，当道路状态被确定为不好时，控制单元30可以在自主紧急制动的情况下调节目标制动点和制动力。
由于减震器位移传感器220接收车辆的四个轴的位移，因此控制单元30可估计车辆的左右路面的坡度。因此，控制单元30可以通过对每个车轮的制动控制来执行稳定的自主紧急制动。
天气预测传感器230可以感测雨刮器的运动、降雨条件以及外部温度，并且将感测到的信息提供给控制单元30以预测天气。
因此，控制单元30可以基于通过天气预测传感器230感测到的雨刷器的运动和状态来感测是否下雨、下雪还是下冰雹，通过外部温度确定温度是高还是低，以及基于感测结果和确定结果，根据天气估计道路状态。当由于天气或温度的影响导致正常的道路摩擦力不能预期时，控制单元30可以反映道路状态以在自主紧急制动的情况下调节目标制动点和制动力。
地图系统单元240可以将来自地图信息系统的路面坡度或道路信息提供给控制单元30，并且车辆姿态测量单元250可以将车辆的速度、纵向/横向加速度以及状态信息提供给控制单元30，并且在自主紧急制动的情况下计算目标制动点和制动力。
制动单元40可以根据控制单元30的制动命令产生制动力以便制动车辆。
制动单元40可包括制动系统单元410，其配置成通过根据制动命令操作制动器来产生制动力。制动单元40还可包括发动机系统单元420，其配置成根据制动命令操作发动机制动器并移除加速力，以便执行协作控制。
在车辆根据制动命令进行自主紧急制动的情况下，警告单元50可以使用视觉、听觉以及触觉信息通知驾驶员操作状态。
对于该操作，警告单元50可以包括警报单元510、显示单元520以及主动安全带单元530中的一个或多个。警报单元510可以输出听觉警告声音。显示单元520可以输出视觉警告。主动安全带单元530可以将安全带的佩戴状态提供给控制单元30并且根据制动命令拉动安全带，从而减少在碰撞情况下可能发生的摇摆和冲击。
控制单元30可从主动安全带单元530接收安全带的佩戴状态，确定驾驶员是否佩戴安全带，并在输出制动命令时调节制动力。
控制单元30可以基于从前传感器单元10感测到的对象信息来确定车辆是否可能发生碰撞，计算制动力和制动点，并且根据通过补偿条件感测单元20感测的车辆状态估计的道路状态和周围环境，通过搜索道路坡度、道路平整度、天气状态以及车辆高度来调节制动力和制动点。
例如，如图2所示，当道路是下坡道路并且具有明显不平坦的表面，天气条件恶劣，并且车辆重量增加时，控制单元30可以基于计算出的目标制动点提前(advance)目标制动点，并且与计算出的目标制动力比较增大目标制动力。
此外，由于道路是上坡道路并且具有略微不平坦的表面，因此控制单元30可以基于计算出的目标制动点延迟(delay)目标制动点，并且与计算出的目标制动力比较减小目标制动力。
这样，控制单元30可以根据道路状态和周围状态调节制动力和制动点，向制动单元40输出制动命令，并且根据制动命令通过警告单元50通知操作状态。
如上所述，根据本发明的实施例的自主紧急制动装置不仅能通过多个传感器考虑各种道路和驾驶环境来调节制动力和制动点，还可以在传感器的危急情况下主动操作，以在各种驾驶环境中提供可靠的制动能力，从而提高了系统的可靠性。
图3是示出根据本发明的实施例的自主紧急制动装置的控制方法的流程图，并且图4是示出在根据本发明的实施例的自主紧急制动装置的控制方法中设定控制目标的过程的流程图。
如图3所示，根据本发明的实施例的自主紧急制动装置的控制方法可以从步骤S10开始，其中，控制单元30通过前传感器单元10和补偿条件感测单元20搜索控制目标和补偿条件。
当搜索补偿条件时，控制单元30可以搜索道路坡度、道路平坦度、天气状态以及车辆重量中的一个或多个。
在步骤S10搜索控制目标之后，在步骤S20，控制单元30可以设置控制目标，并且基于感测到的对象信息确定碰撞风险。
当在搜索控制目标之后设置控制目标时，控制单元30可以基于如图4所示的步骤S100的从前传感器单元10输入的感测结果来搜索控制目标。
基于在步骤S100通过搜索控制目标获得的结果，在步骤S110，控制单元30可以确定是否从前传感器单元10的多个传感器提供目标信息。
当在步骤S110确定不从多个传感器提供目标信息时，程序可以返回到步骤S100，以便继续搜索控制目标。
另一方面，当在步骤S110确定从多个传感器提供目标信息时，在步骤S120，控制单元30可以确定目标信息的可靠性是否等于或大于预设水平。
当在步骤S120确定目标信息的可靠性小于预设水平时，控制单元30可以返回到步骤S100以继续搜索控制目标。
另一方面，当在步骤S120确定目标信息的可靠性等于或大于预设水平时，在步骤S130，控制单元30可以生成用于自主紧急制动控制的融合轨迹。
在步骤S130生成融合轨迹之后，在步骤S140，控制单元30可以确定是否保持目标信息的可靠性。
当在步骤S140确定保持目标信息的可靠性时，控制单元30可以返回以便使用融合轨迹设置控制目标并确定碰撞风险。
另一方面，当在步骤S140确定不保持目标信息的可靠性时，在步骤S150，控制单元30可以确定是否单个传感器提供的目标信息的可靠性高。
当在步骤S150确定由单个传感器提供的目标信息的可靠性高时，在步骤S160，控制单元30可以确定是否目标信息在预设时间内恢复。
也就是说，在从单个传感器提供目标信息的同时，控制单元30可以确定是否从多个传感器提供目标信息。
另一方面，当在步骤S150确定由单个传感器提供的目标信息的可靠性低时，控制单元30可以在步骤S170移除所生成的融合轨迹，并且返回到步骤S100以搜索控制目标。
当在步骤S160确定目标信息在预设时间内恢复时，控制单元30可以返回以便使用融合轨迹设置控制目标并确定碰撞风险。
然而，当在步骤S160确定目标信息未在预设时间内恢复时，控制单元30可在步骤S170移除所生成的融合轨迹，并返回步骤S100以搜索控制目标。
当剩余数据的可靠性高并且在预设时间内再次提供数据时，尽管在生成控制目标之后由于复杂的环境或传感器的性能限制而未从多个传感器提供数据，控制单元可以使用设定的控制目标确定碰撞风险。因此，即使在复杂的驾驶环境或结构环境下，也可以可靠地执行自主紧急制动控制。
当在步骤S20确定不存在碰撞风险时，控制单元30可以返回到步骤S10以继续搜索控制目标和补偿条件。
另一方面，当在步骤S20确定存在碰撞风险时，在步骤S30，控制单元30可以基于对象信息计算目标制动力和目标制动点。
对象信息可以包括与控制目标的相对距离、速度、加速度以及对象属性中的一个或多个。
在步骤S30计算目标制动力和目标制动点之后，在步骤S40，控制单元30可以通过基于补偿条件的搜索的结果调节目标制动力和目标制动点来补偿制动命令。
例如，如图2所示，当道路是下坡道路并且具有明显不平坦的表面，天气条件恶劣，并且车辆重量增加时，控制单元30可以基于计算出的目标制动点提前目标制动点，并且与计算出的目标制动力比较增大目标制动力。
此外，由于道路是上坡道路并且具有略微不平坦的表面，因此控制单元30可以基于计算出的目标制动点延迟目标制动点，并且与计算出的目标制动力比较减小目标制动力。
在步骤S40补偿制动命令之后，控制单元30可以在步骤S50输出制动命令到制动单元40。
此外，在步骤S60，控制单元30可以根据制动命令向警告单元50输出警告，并且使用视觉、听觉以及触觉信息向驾驶员通知自主紧急制动的操作状态。
如上所述，根据本发明的实施例的自主紧急制动装置的控制方法不仅能通过多个传感器考虑各种道路和驾驶环境来调节制动力和制动点，还可以在传感器的危急情况下主动操作，以在各种驾驶环境中提供可靠的制动能力，从而提高了系统的可靠性。
尽管出于说明性目的公开了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改，添加和替换。

Claims (8)

1.一种自主紧急制动装置，包括：
前传感器单元，用于通过搜索车辆前方的控制目标来感测对象信息；
补偿条件感测单元，用于感测车辆状态和周围环境，以便估计所述车辆行驶的道路状态和所述车辆的驾驶环境；
制动单元，用于生成制动力以制动所述车辆；
警告单元，用于在所述车辆被制动时，通知操作状态；以及
控制单元，用于设置所述控制目标，并基于从所述前传感器单元感测到的所述对象信息，通过确定所述车辆是否可能发生碰撞来计算制动力和制动点，调节从通过所述补偿条件感测单元感测的所述车辆状态估计的所述道路状态和根据所述周围环境计算的所述制动力和所述制动点，向所述制动单元输出制动命令，以及根据所述制动命令通过所述警告单元通知所述操作状态，
其中所述补偿条件感测单元被配置为估计道路坡度、道路平坦度、天气状态和车辆重量中的一个或多个，
所述控制单元被配置为基于由所述补偿条件感测单元估计的道路坡度、道路平坦度、天气状态和车辆重量中的一个或多个的结果来提前所述制动点和增大所述制动力，或者延迟所述制动点和减小所述制动力，
其中，所述控制单元设置所述控制目标包括：
所述控制单元确定从所述前传感器单元的多个传感器提供的目标信息的可靠性是否等于或大于预设水平；
当所述目标信息的可靠性等于或大于所述预设水平时，所述控制单元生成用于自主紧急制动的融合轨迹；
在生成所述融合轨迹之后，所述控制单元确定是否保持所述目标信息的可靠性；
当不保持所述目标信息的可靠性时，所述控制单元确定是否单个传感器的可靠性高，并且确定是否所述目标信息在预设时间内恢复；
当保持所述目标信息的可靠性或者所述目标信息在所述预设时间内恢复时，所述控制单元使用所述融合轨迹设置所述控制目标；以及
当不保持所述目标信息的可靠性，所述单个传感器的可靠性低并且所述目标信息在所述预设时间内未恢复时，移除所述融合轨迹。
2.根据权利要求1的所述自主紧急制动装置，其中，所述前传感器单元包括雷达、激光雷达以及相机中的一个或多个。
3.根据权利要求1的所述自主紧急制动装置，其中，所述对象信息包括与所述控制目标的相对距离、速度、加速度以及对象属性中的一个或多个。
4.根据权利要求1的所述自主紧急制动装置，其中，所述补偿条件感测单元包括：
车辆高度位移传感器，用于感测所述车辆的前高度和后高度；
减震器位移传感器，用于测量安装在所述车辆的每个轴上的减震器的位移；
天气预测传感器，用于感测所述车辆中雨刮器的运动、降雨条件以及外部温度；
地图系统单元，用于提供来自地图信息系统的道路信息；以及
车辆姿态测量单元，用于提供所述车辆的状态信息。
5.根据权利要求1的所述自主紧急制动装置，其中，所述制动单元包括：
制动系统单元，用于通过根据所述制动命令操作制动器来产生制动力；以及
发动机系统单元，用于根据所述制动命令操作发动机制动器并移除加速力。
6.根据权利要求1的所述自主紧急制动装置，其中，所述警告单元包括以下的一个或者多个：
警报单元，用于输出警告声音；
显示单元，用于显示警告；以及
主动安全带单元，用于向所述控制单元提供所述安全带的佩戴状态，并且根据所述制动命令拉动所述安全带。
7.一种自主紧急制动装置的控制方法，包括：
控制单元通过前传感器单元和补偿条件感测单元搜索控制目标和补偿条件；
所述控制单元设置所述控制目标，并且基于感测到的对象信息确定碰撞风险；
当确定存在碰撞风险时，所述控制单元计算目标制动力和目标制动点；
所述控制单元基于所述补偿条件的搜索结果补偿制动命令，并且向制动单元输出所述制动命令；以及
所述控制单元根据所述制动命令操作警告单元，
在搜索所述补偿条件中，所述控制单元搜索道路坡度、道路平坦度、天气状态和车辆重量中的一个或多个，并且所述控制单元基于搜索结果来提前所述制动点和增大所述制动力，或者延迟所述制动点和减小所述制动力，
其中所述控制单元设置所述控制目标包括：
所述控制单元确定从所述前传感器单元的多个传感器提供的目标信息的可靠性是否等于或大于预设水平；
当所述目标信息的可靠性等于或大于所述预设水平时，所述控制单元生成用于自主紧急制动的融合轨迹；
在生成所述融合轨迹之后，所述控制单元确定是否保持所述目标信息的可靠性；
当不保持所述目标信息的可靠性时，所述控制单元确定是否单个传感器的可靠性高，并且确定是否所述目标信息在预设时间内恢复；
当保持所述目标信息的可靠性或者所述目标信息在所述预设时间内恢复时，所述控制单元使用所述融合轨迹设置所述控制目标；以及
当不保持所述目标信息的可靠性，所述单个传感器的可靠性低并且所述目标信息在所述预设时间内未恢复时，移除所述融合轨迹。
8.根据权利要求7的所述控制方法，其中，所述对象信息包括与所述控制目标的相对距离、速度、加速度以及对象属性中的一个或多个。
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