CN109823299B - 用于识别车辆碰撞的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于识别车辆(600)的碰撞的方法。在此，为了确定所述碰撞的至少一个碰撞类型的阈值，使用表示由所述车辆(600)的至少一个环境传感器(604)提供的关于碰撞的信息的环境信息(606)来改变至少一个阈值，以获得至少一个经改变的阈值(612)。在另一个步骤中，使用经改变的阈值(612)和表示由车辆(600)的至少一个加速度传感器和/或压力传感器(608)提供的信息的非环境信息(609)，来确定碰撞类型，以便识别该碰撞。

Description

用于识别车辆碰撞的方法和装置

技术领域

本发明基于根据本发明所述的方法或装置。计算机程序也是本发明的主题。

背景技术

为了检测车辆事故，通常使用安装在车辆通道上的气囊控制器。用于检测前部碰撞的算法主要基于纵向(x方向)上的加速度信号。加速度传感器通常位于车辆通道上的中央气囊控制器中，但也可以安装在外部。除了这个中央x传感器之外，还使用附加传感器，例如沿纵向(y方向)测量的中央加速度传感器或外部安装的加速度传感器。如果这些传感器安装在车辆前部，则这些传感器是所谓的前部传感器，其在x方向上并且可能还在y方向上进行感测。如果这些传感器安装在侧向的车辆周边上，例如安装在B柱上，则这些所谓的PAS(周边加速度传感器＝PAS)在y方向上并且还可能在x方向上感测。压力传感器也可用于碰撞检测。

为了在各种碰撞场景中正确触发约束装置，触发算法应检测碰撞类型，例如完全重叠、偏移、角度或桩，以及应检测基于此的正确的碰撞严重性。碰撞严重性在这里意味着离散的输出变量CS，例如能够具有值：CS＝0表示不触发约束装置，CS＝1表示激活皮带张紧器，CS＝2表示触发气囊阶段1，或者CS＝3表示触发气囊阶段2。

纯粹基于碰撞严重性的算法方法，例如通过将中央x传感器的被处理特征与触发阈值进行比较，通常将在具有完全重叠的碰撞中提供令人满意的性能，因为在这种情况下，车辆的整个防撞区域，特别是两个碰撞盒都变形并且出现很高的加速度值。然而，在具有角度或显着偏移的碰撞中，即小于完全重叠的情况下，车辆的防撞区域仅部分地变形。由此在触发相关的碰撞阶段中仅出现小加速度信号，其使得难以或不允许及时识别到碰撞，从而在纯基于碰撞严重性的算法中，在具有角度或偏移的碰撞中经常太迟地触发约束装置。

因此，触发算法还使用特征来识别碰撞类型，例如角度或偏移。例如如果已将碰撞识别为偏移碰撞，则现在可以使得基于碰撞严重性的触发阈值的灵敏度被调整，即通常是敏感的，以便在偏移碰撞中的低加速度信号情况下仍然实现及时触发约束装置。这意味着，碰撞类型识别会影响后续的碰撞严重性识别。此外，某些约束装置只能在特定的碰撞类型中被激活，例如在角度碰撞或偏移碰撞中头部气囊的面对碰撞的点火。

用于识别角度碰撞的碰撞类型识别通常评估由在y方向上测量的加速度传感器检测到的碰撞的横向加速度分量。通常，用于识别偏移的碰撞类型识别基于在左和右车辆周边处所测量的加速度信号的比较，例如通过比较前部传感器信号或PAS信号。

最近，具有用于驾驶员辅助目的诸如雷达系统或视频系统的预测传感器的车辆的设备速率正在稳步增加。在可能的碰撞之前，这些传感器也提供与碰撞相关的信息，该信息可以被一同考虑用于在气囊算法中正确操控约束装置。在此，重点首先是与碰撞严重性相关的信息，即特别是关于本车辆和对方对象之间的相对速度。可以直接或间接使用该信息来影响基于碰撞严重性的触发阈值。

除了相对速度之外，预测传感器还可以提供对于预期碰撞类型的信息，例如对于角度或重叠程度的信息。在美国专利No.9,415,737B2中描述了使用该信息来使阈值匹配横向加速度的简单可行方式。

发明内容

在此背景下，利用在此介绍的方案提出了根据本发明的用于识别车辆碰撞的方法和装置以及相应的计算机程序。在优选实施例中列举的措施使得在本发明中列举的装置的有利的改型方案和改进方案可行。

这里所提出的方案所基于的知识是，由预测传感装置提供的信息，例如关于预期类型的碰撞，可以与已经存在于气囊控制器中的基于加速度或基于压力的碰撞类型识别函数融合，以便实现最佳地识别碰撞类型。该方案还具有的目的是，直接将预测传感装置的特定的碰撞类型信息分配给相应对应的经典的、即基于加速度或压力传感装置的碰撞类型识别函数。两个对应信息的组合可以有利地柔和进行并且因此尤其在不同的碰撞类型之间的灰色区域中实现高度精确和高度稳健的碰撞类型识别。这是通过对经典碰撞类型识别函数进行最终分类来实现的，其通过预测传感装置的信息在其灵敏度方面受到控制。预测传感装置的碰撞类型信息与经典加速度或压力传感装置的碰撞类型信息的这种融合导致在碰撞中的约束装置的改进的触发。

在此介绍的方案描述了其它可行方式，如由预测传感装置提供的预期碰撞类型可以与用于确定碰撞中的碰撞类型的基于加速度或压力信息的函数进行关联，以便获得关于所述碰撞类型的最佳融合的信息。

提出了一种用于识别车辆碰撞的方法，其中，方法包括以下步骤：

为了确定碰撞的至少一个碰撞类型的阈值，使用表示由车辆的至少一个环境传感器提供的关于碰撞的信息的环境信息来改变至少一个阈值，以获得至少一个经改变的阈值；并且

使用经改变的阈值和表示由车辆的至少一个加速度和/或压力传感器提供的关于碰撞的信息的非环境信息来确定碰撞类型，以识别碰撞。这种方法能够例如在软件中或硬件中或在软件和硬件的混合形式中例如在控制器中实施。

阈值可以例如被理解为单个值、多个值的组合或阈值曲线。碰撞类型可以被理解为用于对碰撞进行分类的特定类别。例如，碰撞类型可以是交错障碍物的前部碰撞，在车辆的整个宽度上的前部碰撞、侧面碰撞、桩碰撞、角度碰撞或用于区分碰撞的其他类别。例如，环境传感器可以被理解为雷达传感器、激光雷达传感器或超声波传感器或相机。例如，环境信息可以表示重叠程度、碰撞角度、碰撞对象的对象宽度、撞击位置或多个这样的参量的组合。例如，非环境信息可以被理解为是加速度或压力或不是由冲击传感器测量的其他物理参量，或者是多个这样的参量的组合。

根据一个实施方式，在改变的步骤中，可以使用表示重叠程度和/或碰撞角度和/或碰撞对象的对象宽度和/或撞击位置的环境信息来改变阈值。重叠程度可以被理解为车辆与碰撞对象之间的重叠的程度。碰撞角度可以被理解为车辆和碰撞对象彼此碰撞的角度。撞击位置可以被理解为碰撞对象撞击车辆的位置。由此实现了精确且稳健地识别碰撞。

根据另一个实施方式，在改变的步骤中，可以使用重叠程度来改变重叠阈值以获得经改变的重叠阈值。附加地或备选地，使用碰撞角度可以改变角度阈值以获得经改变的角度阈值。

附加地或备选地，使用对象宽度和撞击位置可以改变桩阈值以获得经改变的桩阈值。在这种情况下，在确定的步骤中，分别按照实施方式，使用经改变的重叠阈值将侧向偏置的前部碰撞确定为碰撞类型，使用经改变的角度阈值将角度碰撞确定为碰撞类型，或者使用经改变的桩阈值将桩碰撞确定为碰撞类型。侧向偏置的前部碰撞(也称为偏移碰撞)可以被理解为具有部分重叠的碰撞。桩碰撞可以被理解为车辆与桩状物体碰撞的碰撞。通过这种实施方式，可以确保将环境信息可靠地分配给不同的碰撞类型。

该方法可以包括使用环境信息来预先确定至少一个预期碰撞类型的步骤。在此，在改变的步骤中，可以使用预期碰撞类型来改变阈值。例如，预期碰撞类型可以被理解为在确定的步骤中确定的碰撞类型之前确定的碰撞类型。由此可以改善方法的效率。

有利的是，在预先确定的步骤中，预期的侧向偏置的前部碰撞、预期的角度碰撞、预期的桩碰撞或所述碰撞的至少两个碰撞的组合被预先确定为预期碰撞类型。由此可以类似于碰撞类型确定预期碰撞类型。这减少了在识别碰撞时的计算花费。

此外，该方法可以包括使用碰撞类型和非环境信息来确定碰撞的碰撞严重性的步骤。具体而言，由此可以实现，关于碰撞类型的环境信息不会影响碰撞严重性阈值，而是有意识地早期就集成在处理链中，即已经在碰撞类型阈值中。同样，该方式可以特别可靠和稳健地确定碰撞严重性。

在此介绍的方案还提供了一种装置，该装置被构造成在相应设备中执行、控制或实现这里提出的方法的变体方案的步骤。通过本发明的以装置为形式的该实施变体方案也能够快速且高效地解决本发明所针对的任务。

对此，该装置具有用于处理信号或数据的至少一个计算单元、用于存储信号或数据的至少一个存储单元、通往传感器或执行器以用于从传感器读取传感器信号或用于输出数据或控制信号到执行器的至少一个接口和/或用于读取或输出嵌入在通信协议中的数据的至少一个通信接口。计算单元可以是例如信号处理器、微控制器等，其中存储单元可以是闪存、EPROM或磁存储单元。通信接口可以被构造成无线和/或有线地读取或输出数据，其中能够读取或输出有线数据的通信接口可以例如从相应的数据传输线中电地或光地读取该数据或输出到相应的数据传输线。

在当前能够将装置理解为电仪器，该电仪器处理传感器信号且根据传感器信号发出控制信号和/或数据信号。该装置能够具有接口，能够硬件式和/或软件式地构造该接口。在硬件式的构造方案中，该接口例如能够是所谓的系统ASIC的一部分，该系统ASIC含有该装置的不同的函数。但是也可能的是，接口是固有的集成电路或至少部分地包括分立的结构元件。在软件式的构造方案中，接口能够是软件模块，该软件模块例如存在于微控制器上在其它的软件模块旁边。

也有利的是一种计算机程序产品或具有程序代码的计算机程序，程序代码能够被储存在计算机可读的载体或存储介质、如半导体存储器、硬盘存储器或光学的存储器上并且被用来执行、实施和/或操控按前述实施方式之一所述的方法的步骤，尤其是当该程序产品或程序在计算机上或在装置上运行时。

附图说明

在附图中示出本发明的实施例并且在随后的说明中更加详细地阐释本发明的实施例。其中：

图1是用于识别碰撞严重性的路径算法的示意图；

图2是具有基于碰撞类型的灵敏度控制的算法的示意图；

图3是说明碰撞类型识别函数的图；

图4是说明碰撞类型识别函数的图；

图5是说明碰撞类型识别函数的图；

图6是具有根据实施例的装置的车辆的示意图；

图7是根据实施例的与装置一起使用的算法的架构的示意图；

图8是根据实施例的与装置一起使用的算法的架构的示意图；并且

图9是根据示例性实施例的方法的流程图。

具体实施方式

在本发明的适当的实施例的接下来的说明中，对于在不同的附图中示出的并且相似地起作用的元件使用相同的或相似的附图标记，其中省去对这些元件的重复说明。

图1示出了用于识别碰撞严重性的路径算法100的示意图。如前所述，现有的气囊算法可以包括被借以控制碰撞严重性分数的灵敏度的用于识别碰撞类型的函数。原则上这可以通过两种方式完成。图1示意性地示出了所谓的路径算法。在通过信号处理104将加速度和压力信号102进行适当的预处理(例如通过滤波或积分)为所谓的信号特征106之后，基于信号特征的相应子集，对不同的碰撞类型，例如在框108中的“完全重叠”、在框110中的“角度”，或在框112中的“偏移”，进行碰撞类型识别。通常碰撞类型识别被构造成使得只能存在一种碰撞类型，但这不是必需的。

如果满足了用于碰撞类型的标准，那么随后在信号特征的另一子集上(其可以与用于碰撞类型识别的信号特征一致或不同)对于在三个框114、116、118中的相应的碰撞类型进行碰撞严重性的识别。除了唯独碰撞类型的碰撞严重性查询之外，这种路径算法中通常还存在默认路径，该默认路径独立于所确定的碰撞类型执行碰撞严重性确定，并且从而确保基本性能。这在框120中完成。在每个碰撞严重性路径中，通常可以使用信号特征的不同子集。随后，由各种路径识别到的碰撞严重性在框122中被融合为经融合的碰撞严重性124，例如通过简单地形成最大值。然后将经融合的碰撞严重性用于控制约束装置。

图2示出了具有基于碰撞类型的灵敏度控制的算法200的示意图。与图1不同，图2示出了在框201中具有中央碰撞严重性识别的算法，中央碰撞严重性识别基于信号特征的子集进行工作。此外，不同的碰撞类型识别存在于框202、204、206中，其又是在一组适当的信号特征106上工作，并且提供用于相应碰撞类型的是/否或1/0决定。该输入现在用于中央碰撞严重性识别，以便影响所用阈值的灵敏度。

碰撞类型识别本身使用适合于检测相应碰撞类型的信号特征。例如，可以通过对经处理的y信号的阈值查询来识别碰撞类型“角度”，通过对信号特征的阈值查询来识别碰撞类型“偏移”，信号特征基于车辆左侧和右侧的加速度传感器(例如左或右纵向感测的前部传感器或左或右纵向感测的PAS)的经处理的差异。通常，由这些碰撞类型识别函数已经正确地对大部分碰撞进行了分类。仅在少数实验中或在考虑更高的公差时，可能发生错误分类。这可能导致约束装置的非最佳控制，因为碰撞严重性查询然后不针对当前碰撞类型进行优化。这例如针对偏移碰撞的碰撞类型识别函数被示出，如图3所示。

图3示出了用于表示特征“偏移”的碰撞类型识别函数的图300。针对碰撞进度特征(例如算法计时器)绘制偏移信号特征。从特定的碰撞进度起，根据偏移信号特征和阈值Thd之间的比较来识别碰撞类型偏移。如果偏移信号特征低于阈值并且因此未满足阈值查询，则不存在碰撞类型偏移：偏移＝0。如果高于阈值Thd，则偏移＝1。对于绘制的碰撞数据ODB和慢平面前部，这种区别已经可靠地起作用。通过考虑其他系统公差或具有稍微不同参数的碰撞测试，例如，60％的重叠，而不是如在所述ODB中的40％，然而可以得到灰色区域，其中可能不会正确识别期望的碰撞类型。

通过诸如雷达、激光雷达、视频或这些的组合的预测环境传感装置，除了相对速度之外，还可以提取关于预期碰撞类型的信息。这种参量例如是撞击角度、重叠程度、对象宽度或撞击位置。

从这些参量中可以通过合适的阈值查询和多个阈值查询的组合来导出预期碰撞类型。例如，如果撞击角度大于20°，预期碰撞类型是角度碰撞，或者如果重叠程度小于60％或者撞击位置在车辆中心轴线之外50厘米以上，预期碰撞类型是偏移碰撞。这些预期碰撞类型可以相互排斥但不必相互排斥。

理想情况下，对于这种预期碰撞类型，存在与经典的气囊算法中的碰撞类型相同的类别。

预期碰撞类型与实际通过加速度传感装置所识别的碰撞类型的明显组合现在例如基于布尔组合，例如：如果碰撞类型＝偏移并且预期碰撞类型＝偏移，那么最终碰撞类型＝偏移。

然而，这种布尔组合具有的缺点是，错误的预期碰撞类型会使得通过加速度传感装置进行的非常可靠的碰撞类型识别无效。

因此更有利的是使用预期碰撞类型作为相应的经典碰撞类型函数中的输入，以便控制阈值灵敏度。如果例如预期碰撞类型＝偏移，则可以在基于加速度的偏移识别中使用更灵敏的阈值，以实现对偏移碰撞的可靠识别。图4示出了在预期碰撞类型＝偏移时的碰撞类型识别函数“偏移”的影响。

图4示出了说明碰撞类型识别函数的图400。如图3所示，示出了阈值Thd和经改变的阈值Thd'。从某种意义上说，预测传感装置向着偏移碰撞的方向设定了路线。但是，如果碰撞未在加速度信号中显示偏移碰撞的任何特征(偏移特征非常接近零)，则此碰撞将继续不被识别为偏移碰撞。在这种情况下，拦截了预测传感装置的错误分类。

在预期碰撞类型＝无偏移时，可以在基于加速度的偏移识别中使用更稳健的阈值，以便使得偏移碰撞的识别更加困难并使非偏移碰撞的检测更加稳健，如图5所示。

图5示出了说明碰撞类型识别函数的图500。显示了在预期碰撞类型＝无偏移时的碰撞类型识别函数“偏移”的影响。从某种意义上说，预测传感装置向着“无偏移碰撞”的方向上设定了路线。但是，如果碰撞在加速度信号中显示非常清晰的偏移碰撞特征(非常高的偏移特征)，则该碰撞将继续被识别为偏移碰撞。在这种情况下，拦截了预测传感装置的错误分类。

取代恒定阈值，也可以使用二维阈值曲线。取代基于预期碰撞类型而切换到另一阈值或其他阈值曲线，现有阈值或现有阈值曲线也可以以资源节约的方式被降低或增加恒定的或相对的量。

以完全类似的方式，预期碰撞类型“角度”的存在或不存在影响经典碰撞类型识别函数“角度”等的灵敏度。

图6示出了具有根据实施例的装置602的车辆600的示意图。车辆600配备有用于提供表示车辆600碰撞的环境信息606的环境传感器604，以及用于提供表示加速度也或者压力的非环境信息609的另一传感器608。非环境信息609可以例如表示加速度信号和压力信号，如上面借助图1和2被描述为信号特征106。传感器608例如集成在车辆600的车辆通道处的控制器中。装置602包括改变单元610，改变单元被构造成使用环境信息606来改变用于确定碰撞的至少一种碰撞类型的至少一个阈值。作为该改变的结果，改变单元610输出经改变的阈值612。装置602的确定单元620被构造成使用经改变的阈值612和非环境信息609来确定碰撞类型。作为该确定的结果，确定单元620输出表示碰撞类型的碰撞类型信息622。也还能够设想的是，在确定碰撞严重性之前实施碰撞类型信息622。在这种情况下，例如可以实现选择图1中的“正确的”碰撞严重性框114到118。例如，还可以在图2的框201中实现确定中央碰撞严重性识别单元中的阈值。

图7示出了与根据实施例的装置(例如上面参考图6描述的装置)一起使用的算法700的架构的示意性表示。示出了具有基于碰撞类型的灵敏度控制的算法的可能架构，即，考虑从预测传感装置导出的预期碰撞类型。该架构基本上对应于图2中所示的架构，不同之处在于，根据在图7中示出的实施例，表示例如重叠程度、角度、对象宽度或撞击位置的以环境信息606为形式的输入数据在框702中被分类，并且从中示例地导出用于偏移、角度和桩碰撞的三个对应的预期碰撞类型704、706、708。这些预期碰撞类型现在用作分别对应的经典碰撞类型识别函数的输入数据，由三个框202、204、206表示，在这三个框内它们可以影响用于碰撞类型识别的阈值。三个框202、204、206的相应输出数据进入用于碰撞严重性识别的框201。

以完全类似的方式，可以修改路径算法100(图1)的架构，其中从环境传感装置导出的预期碰撞类型是用于经典碰撞类型识别函数108、110、112的另外的输入，在该经典碰撞类型识别函数内它们可以影响碰撞类型识别的阈值。

根据实施例，在相互排斥的预期碰撞类型的情况下，取代对于单个预期碰撞类型的不同布尔变量，如预期碰撞类型偏移或预期碰撞类型角度，也使用公共的变量“预期碰撞类型”，其然后能够具有多个状态，如偏移碰撞、角度碰撞或桩碰撞。

将环境信息606分类为预期碰撞类型例如在基于所获得的输入数据的气囊控制器上进行。备选地，这已经在预测传感装置的控制器中进行，该预测传感装置先前也称为环境传感器。然后控制器已经将预期碰撞类型发送到气囊控制器。

取代将预测传感装置的输入参量分类到预期碰撞类型，还可以直接在经典碰撞类型识别函数中处理输入参量，如图8所示。

图8示出了与根据实施例的装置(例如上面参考图6描述的装置)一起使用的算法800的架构的示意性表示。与图7相反，由环境信息606表示的预测传感装置的输入参量直接进入框202、204、206的碰撞类型识别函数。在这种情况下，预测传感装置的合适数据由经典的碰撞类型识别函数读入。根据图8所示的实施例，在框202中的偏移识别函数处理输入“重叠程度”，在框204中的角度识别函数处理输入“角度”，并且在框206中的桩识别函数分别处理“对象宽度”和“撞击位置”的输入。这具有的优点是，碰撞类型识别函数中的阈值可以根据预测传感装置的输入参量连续变化。例如，偏移阈值作为重叠程度的函数连续变化：Thd_偏移＝f(重叠程度)。这实现了比预期碰撞类型的是/否输入更精确的控制。

图9示出了根据实施例的方法900的流程图。用于识别车辆碰撞的方法900可以例如由如上面参考图6所述的装置执行。在此，在第一步骤910中，使用环境信息来改变用于确定碰撞的至少一个碰撞类型的至少一个阈值，以便获得至少一个经改变的阈值。在第二步骤920中，使用经改变的阈值和非环境信息，即车辆的加速度传感器或压力传感器的信号，来确定碰撞类型，借助该碰撞类型确定该碰撞。

如果实施例包括在第一特征和第二特征之间的“和/或”关联，则这被解读如下：实施例根据一个实施方式具有第一特征和第二特征，并且根据另一实施方式要么仅具有第一特征要么仅具有第二特征。

Claims (7)

1.一种用于识别车辆(600)的碰撞或碰撞类型的方法(900)，其中所述方法(900)包括以下步骤：

为了确定所述碰撞的至少一个碰撞类型，使用表示由所述车辆(600)的至少一个环境传感器(604)提供的关于碰撞的信息的环境信息(606)来改变(910)至少一个阈值(Thd)，以获得至少一个经改变的阈值(Thd’；612)；并且

使用所述经改变的阈值(Thd’；612)和表示由所述车辆(600)的至少一个加速度传感器和/或压力传感器(608)提供的或从中导出的关于所述碰撞的信息的非环境信息(609)来确定(920)所述碰撞类型，以识别所述碰撞和/或所述碰撞类型，

其中在所述改变(910)的步骤中，使用表示重叠程度和/或碰撞角度和/或碰撞对象的对象宽度和/或撞击位置的环境信息(606)来改变所述阈值(Thd)。

2.根据权利要求1的方法(900)，其中在所述改变(910)的步骤中，使用所述重叠程度来改变重叠阈值以获得经改变的重叠阈值，和/或使用碰撞角度来改变角度阈值以获得经改变的角度阈值，和/或使用对象宽度和撞击位置来改变桩阈值以获得经改变的桩阈值，其中在所述确定(920)的步骤中，使用所述经改变的重叠阈值将侧向偏置的前部碰撞确定为所述碰撞类型，和/或使用所述经改变的角度阈值将角度碰撞确定为所述碰撞类型，和/或使用所述经改变的桩阈值将桩碰撞确定为所述碰撞类型。

3.根据权利要求1或2所述的方法(900)，包括步骤：

使用所述环境信息(606)预先确定至少一个预期碰撞类型(704、706、708)，其中在所述改变(910)的步骤中，使用所述预期碰撞类型(704、706、708)改变所述阈值(Thd)。

4.根据权利要求3的方法(900)，其中在所述预先确定的步骤中，预期的侧向偏置的前部碰撞和/或预期的角度碰撞和/或预期的桩碰撞被预先确定为所述预期碰撞类型(704、706、708)。

5.根据权利要求1或2所述的方法(900)，包括步骤：

使用所述碰撞类型和所述非环境信息(609)来确定所述碰撞的碰撞严重性(124)。

6.一种具有单元(610、620)的装置(602)，所述单元被配置为执行和/或控制根据权利要求1至5中任一项所述的方法(900)。

7.一种计算机可读的存储介质，计算机程序存储在所述存储介质上，所述计算机程序被构造成执行和/或控制根据权利要求1至5中任一项所述的方法(900)。

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