CN111645679A - 用于车辆的侧面碰撞风险估计系统 - Google Patents

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Abstract

用于车辆的侧面碰撞风险估计系统。该系统包括：速度传感器；车道线标记检测器单元；运动传感器单元；对象检测器单元；与它们通信的控制器，其被配置为：估计宿主车辆的当前速度；估计宿主车辆前方的相邻车道线的前进方向；估计宿主车辆的前进方向；计算宿主车辆的补偿前进方向；计算宿主车辆随时间的预测横向变化位置；估计目标车辆相对于宿主车辆的相对前进方向，估计目标车辆的当前速度，估计宿主车辆与目标车辆之间的当前横向距离；估计目标车辆前方的相邻车道线的前进方向；计算目标车辆的补偿相对前进方向；计算目标车辆的预测横向变化位置；计算宿主车辆与目标车辆之间随时间的预测横向距离；根据该预测横向距离评估随时间的侧面碰撞风险。

Description

用于车辆的侧面碰撞风险估计系统
技术领域
本发明涉及用于宿主车辆的侧面碰撞风险系统，并且涉及操作侧面碰撞风险估计系统以估计与位于和宿主车辆相邻的车道线的另一侧的、宿主车辆之后的目标车辆的侧面碰撞风险的方法。
背景技术
当与目标车辆或障碍物的侧面碰撞即将发生时，侧面碰撞警告系统会警告宿主车辆的驾驶员。为了确定是否即将发生碰撞，侧面碰撞警告系统常常使用能够测量宿主车辆的当前环境的传感器(例如雷达)来计算目标车辆与宿主车辆之间的距离，并估计宿主车辆与目标车辆之间的至碰时间(time to collision,TTC)。
更具体地，当弯道的内侧车道中的目标车辆位于宿主车辆后方时，由于曲率根据弯道的半径而不同，因此，仅仅使用宿主车辆与目标车辆之间的相对前进方向来估计目标车辆的行驶路径，在目标车辆刚好在弯道中遵循其自己的车道的场景下，侧面碰撞警告系统可能会错误触发。
因此，重要的是提出一种新的解决方案来解决这个问题。
发明内容
根据本发明的一个实施方式，一种用于宿主车辆的侧面碰撞风险估计系统包括：速度传感器，其被配置为捕获所述宿主车辆的当前速度；车道线标记检测器单元，其被配置为捕获所述宿主车辆的路径上的车道线标记；运动传感器单元，其被配置为捕获所述宿主车辆的方向；对象检测器单元，其被配置为检测目标车辆；与所述速度传感器、所述车道线标记检测器单元、所述运动传感器单元和所述对象检测器单元通信的控制器。所述控制器被配置为：借助于所述速度传感器来估计所述宿主车辆的当前速度；借助于所述车道线标记检测器单元来估计所述宿主车辆前方的相邻车道线的前进方向；借助于所述运动传感器单元来估计所述宿主车辆的前进方向；通过将所述宿主车辆的估计前进方向减去所述宿主车辆前方的相邻车道线的估计前进方向来计算所述宿主车辆的补偿前进方向；通过将所述宿主车辆的当前速度和所述宿主车辆的所述补偿前进方向相结合来计算相对于所述宿主车辆的当前位置的、所述宿主车辆随时间的预测横向变化位置；借助于所述对象检测器单元来估计所述目标车辆相对于所述宿主车辆的相对前进方向，估计所述目标车辆的当前速度，并且估计所述宿主车辆与所述目标车辆之间的当前横向距离；借助于所述车道线标记检测器单元来估计所述目标车辆前方的相邻车道线的前进方向；通过将所述目标车辆的估计相对前进方向减去所述目标车辆前方的相邻车道线的估计前进方向来计算所述目标车辆的补偿相对前进方向；通过将所述目标车辆的当前速度和所述目标车辆的所述补偿相对前进方向相结合来计算相对于所述目标车辆的当前位置的、所述目标车辆随时间的预测横向变化位置；通过将所述当前横向距离和所述宿主车辆随时间的预测横向变化位置以及所述目标车辆随时间的预测横向变化位置相结合来计算所述宿主车辆与所述目标车辆之间随时间的预测横向距离；并且最终根据所述宿主车辆与所述目标车辆之间的所述预测横向距离来评估随时间的侧面碰撞风险。
该系统的优点是考虑了当前的道路特征，从而提供了有关侧面碰撞风险的可靠的警告提示信号，尤其是当宿主车辆和目标车辆正在弯道中行驶时。更具体地，当宿主车辆之前的目标车辆正在弯道的内侧车道中行驶时，侧面碰撞估计系统提供对宿主车辆与目标对象之间的至碰时间的准确预测。
控制器可以被配置为通过将所述宿主车辆前方的相邻车道线标记绕检测原点的对称扩展分配给所述目标车辆前方的相邻车道线标记来估计所述目标车辆前方的相邻车道线的前进方向，使得所述车道线标记检测器单元可以仅包括被配置为检测所述宿主车辆前方的车道线标记的单个视觉检测器(如前摄像头)。
根据本发明的另一实施方式，宿主车辆包括上述系统。所述车道线标记检测器单元可以包括被配置为捕获所述宿主车辆前方的前车道线标记的至少一个前摄像头；所述运动传感器单元可以包括被配置为捕获所述宿主车辆的路径方向的2D加速度计或陀螺仪，并且所述对象检测器单元可以包括优选地布置在所述宿主车辆的侧后拐角处并且被配置为检测所述宿主车辆的侧后位置处的对象的至少一个后雷达传感器或激光雷达传感器。宿主车辆可以配备有四个拐角侧雷达，每个拐角侧雷达布置在宿主车辆的一个拐角处。每个拐角侧雷达可以具有至少90°的视野。
根据本发明，一种操作上述侧面碰撞风险估计系统以估计与位于和所述宿主车辆相邻的车道线的另一侧的、所述宿主车辆之后的目标车辆的侧面碰撞风险的方法，所述方法包括以下步骤：
估计所述宿主车辆的当前速度；
估计所述宿主车辆前方的相邻车道线的前进方向；
估计所述宿主车辆的前进方向；
通过将宿主车辆的估计前进方向减去所述宿主车辆前方的相邻车道线的估计前进方向来计算所述宿主车辆的补偿前进方向；
通过将所述宿主车辆的当前速度和所述宿主车辆的所述补偿前进方向相结合来计算相对于所述宿主车辆的当前位置的、所述宿主车辆随时间的预测横向变化位置；
估计所述目标车辆的当前速度；
估计所述目标车辆前方的相邻车道线的前进方向；
估计所述目标车辆相对于所述宿主车辆的相对前进方向；
通过将所述目标车辆的估计相对前进方向减去所述目标车辆前方的相邻车道线的估计前进方向来计算所述目标车辆的补偿相对前进方向；
通过将所述目标车辆的当前速度和所述目标车辆的所述补偿相对前进方向相结合来计算相对于所述目标车辆的当前位置的、所述目标车辆随时间的预测横向变化位置；
估计所述宿主车辆与所述目标车辆之间的当前横向距离；
通过将所述当前横向距离和所述宿主车辆随时间的预测横向变化位置以及所述目标车辆随时间的预测横向变化位置相结合来计算所述宿主车辆与所述目标车辆之间随时间的预测横向距离；
根据所述宿主车辆与所述目标车辆之间的所述预测横向距离来评估随时间的侧面碰撞风险。
根据该方法，估计所述目标车辆前方的相邻车道线的前进方向的步骤初步包括以下步骤：
将所述宿主车辆前方的相邻车道线标记绕检测原点的对称扩展分配给所述目标车辆前方的相邻车道线标记。
根据该方法，估计所述目标车辆前方的相邻车道线的前进方向的步骤包括以下步骤：仅检测所述宿主车辆前方的车道线标记。
根据本发明，一种第一装置包括一个或更多个处理器；存储器；以及存储在所述存储器中的一个或更多个程序，所述一个或更多个程序包括用于执行上述方法的指令。
根据本发明，一种非暂时性计算机可读存储介质包括用于由第一装置的一个或更多个处理器执行的一个或更多个程序，所述一个或更多个程序包括当由所述一个或更多个处理器执行时使所述第一装置执行上述方法的指令。
附图说明
通过阅读下面的详细描述和通过示例的方式给出的附图，本发明的其他特征、目的和优点将变得明显，在附图中：
-图1是根据本发明的一个实施方式的用于宿主车辆的侧面碰撞风险估计系统的示意性框图。
-图2是位于和宿主车辆相邻的车道线的另一侧的、宿主车辆之后的目标车辆的示意图，其中，图1的系统正在操作用于估计宿主车辆与目标车辆之间的侧面碰撞风险的第一步骤。
-图3是类似于图2的示意图，其中，图1的系统正在操作用于估计宿主车辆与目标车辆之间的侧面碰撞风险的另一步骤。
-图4是类似于图2的示意图，其中，图1的系统正在操作用于估计宿主车辆与目标车辆之间的侧面碰撞风险的几个其他步骤。
-图5是宿主车辆正在其道路车道中行驶的示意图，其中，图1的系统正在操作用于估计宿主车辆与目标车辆之间的侧面碰撞风险的一些步骤。
-图6是类似的示意图，其中，图1的系统正在操作用于估计宿主车辆与目标车辆之间的侧面碰撞风险的最终步骤。
-图7是根据本发明的一个实施方式的操作侧面碰撞风险估计系统的方法的流程图。
具体实施方式
根据图1，示出了用于宿主车辆12的侧面碰撞风险估计系统10。侧面碰撞风险估计系统10被配置为评估宿主车辆12与位于和宿主车辆12相邻的车道线的另一侧的、宿主车辆12之后的目标车辆14之间的侧面碰撞风险。根据描述，相邻车道线是将目标车辆14的车道与宿主车辆12分开的车道线。
系统10包括被配置为捕获宿主车辆12的当前速度Vhv的速度传感器16；被配置为捕获宿主车辆12的路径上的车道线标记的车道线标记检测器单元18；被配置为捕获宿主车辆12的方向的运动传感器单元20；被配置为检测宿主车辆12附近的目标车辆14的对象检测器单元22。
更具体地，车道线标记检测器单元18可以包括前视检测器和后视检测器，使得系统10可以评估宿主车辆12前方的相邻车道线的前进方向以及宿主车辆12后方的相邻车道线的前进方向。换句话说，系统10可以估计或预测宿主车辆12前方的相邻车道线的前进方向以及宿主车辆12后方的相邻车道线的前进方向。
根据本发明，假设布置在宿主车辆一侧的相邻车道线标记和布置在宿主车辆12后方的(即，在前视检测器的检测区域后方的)相邻车道线标记是宿主车辆12前方的相邻车道线标记绕原点的对称扩展。更确切地说，对称扩展是绕与检测原点处的弯曲车道线的切线正交的轴线的轴对称。
相应地，根据本发明，当目标车辆14在宿主车辆12的后方附近时，可以认为目标车辆14前方的相邻车道线标记是宿主车辆12前方的检测到的相邻车道线标记绕原点的对称扩展，使得系统10可以仅包括一个前视检测器，如布置在宿主车辆12的前挡风玻璃上或其他地方的、仅捕获前车道线标记的单个前摄像头。
相应地，系统10包括控制器24或处理器，该控制器24或处理器被配置为根据宿主车辆12前方的相邻车道线标记来估计宿主车辆12前方的道路的前进方向，并且还根据宿主车辆12前方的相邻车道线标记来估计目标车辆14前方的道路的前进方向。
更具体地，宿主车辆12的运动传感器单元20可以是能够感测宿主车辆12的方向的二维或三维加速度计，或者是陀螺仪。与诸如导航系统、方向盘倾角传感器或与宿主车辆12的机械部件联接的其他传感器等其他手段相比，这些特定的解决方案提供了更快和更准确的运动信息。
更具体地，对象检测器单元22可以是摄像头、雷达传感器或激光雷达传感器。优选地，对象检测器单元22可以包括布置在宿主车辆12的右侧和左侧后拐角上的两个后拐角侧雷达传感器或后侧激光雷达传感器，使得在与宿主车辆12相同的方向上并且在与宿主车辆12相邻的车道线另一侧的、接近宿主车辆12并向宿主车辆12行驶的目标车辆14可以被容易地检测、定位和进行速度评估。每个后拐角侧雷达的90°视野足以覆盖宿主车辆12的所需后侧部分。
根据本发明，系统10包括与速度传感器16、车道线标记检测器单元18、运动传感器单元20和对象检测器单元22通信的控制器24。
控制器24包括车道线前进方向估计块26，使得借助于车道线标记检测器单元18，控制器24被配置为估计宿主车辆12前方的相邻车道线的前进方向并推断出宿主车辆12前方的相邻车道线的前进方向，以估计目标车辆14前方的相邻车道线的前进方向。
控制器24包括车辆前进方向估计块28，使得借助于宿主车辆12的运动传感器单元20，控制器24能够估计宿主车辆12的前进方向。另外，借助于对象检测器单元22，控制器24的车辆前进方向估计块28被配置为估计目标车辆14相对于宿主车辆12的相对前进方向。
为了更准确地预测宿主车辆12的路径，控制器24包括车辆补偿前进方向估计块30，其被配置为通过将宿主车辆12的估计前进方向减去宿主车辆12前方的相邻车道线的估计前进方向来计算宿主车辆12的补偿前进方向。
为了预测宿主车辆12在道路边界(即，车道线标记)内的轨迹的偏离，控制器24包括车辆横向变化位置块32，其被配置为通过将宿主车辆12的当前速度Vhv和宿主车辆12的补偿前进方向相结合来计算相对于宿主车辆12的当前位置的、宿主车辆12随时间的预测横向变化位置。
宿主车辆12的补偿前进方向的使用在如下这样的特定时间的估计方面提供了很高的准确性：从该特定时间开始，宿主车辆12可能通过在弯曲道路上越过相邻车道线而离开其车道，使得与目标车辆14的侧面碰撞风险增加。
关于目标车辆14，借助于宿主车辆12的对象检测器单元22，控制器24的车辆前进方向估计块被配置为估计目标车辆14相对于宿主车辆12的相对前进方向。借助于宿主车辆12的对象检测器单元22，控制器24还被配置为估计目标车辆14的当前速度。控制器24包括横向距离估计块34，使得借助于宿主车辆12的对象检测器单元22，控制器24被配置为估计宿主车辆12与目标车辆14之间的当前横向距离。确定或估计目标车辆14相对于宿主车辆12的上述参数对于监视相对于宿主车辆12的行为的、目标车辆14的行为而言是必需的。
根据本发明，为了更准确地预测目标车辆14的路径，控制器24的车辆补偿前进方向估计块30被配置为通过将目标车辆14的估计相对前进方向减去目标车辆14前方的相邻车道线的估计前进方向来计算目标车辆14的补偿相对前进方向。
为了预测目标车辆14在其道路边界(即，其车道线标记)内的轨迹的偏离，控制器24的车辆横向变化位置块32被配置为通过将目标车辆14的当前速度Vtv和目标车辆14的补偿相对前进方向相结合来计算相对于目标车辆14的当前位置的、目标车辆14随时间的预测横向变化位置。
目标车辆14的补偿前进方向的使用在如下这样的特定时间的估计方面提供了很高的准确性：从该特定时间开始，目标车辆14可能通过在弯曲道路上越过相邻车道线而离开其车道，使得与宿主车辆12的侧面碰撞风险增加。
为了预测目标车辆14与宿主车辆12之间的侧面碰撞(即，两辆车辆之间的横向距离为零)，控制器24的横向距离估计块34被配置为通过将当前横向距离和宿主车辆12随时间的预测横向变化位置以及目标车辆14随时间的预测横向变化位置相结合，来计算宿主车辆12与目标车辆14之间随时间的预测横向距离。
因此，根据宿主车辆12与目标车辆14之间随时间的预测横向距离(即，宿主车辆12与目标车辆14之间的至碰时间)，控制器24被配置为评估随时间的侧面碰撞风险。控制器24包括侧面碰撞风险估计块36，其被配置为评估碰撞的风险，并且如果满足某个(些)预定阈值，则触发侧面碰撞警告以及一些高级驾驶员辅助系统(ADAS)。诸如至碰时间阈值之类的预定阈值可能取决于ADAS系统的反应时间，或者取决于作为可以降低碰撞风险的手动车辆制动反应时间的预期人类反应时间。
根据图2、图3、图4、图5和图6，示出了宿主车辆的侧面碰撞风险估计系统的操作。
根据图2，定义了宿主车辆的纵轴Lhv，所述宿主车辆纵轴Lhv对应于宿主车辆12的纵轴Lhv，即，宿主车辆12据以从后方延伸到前方并且总体上平行于宿主车辆12正行驶在的平坦道路的轴线。也定义了宿主车辆12的横轴Thv，所述宿主车辆横轴Thv与宿主车辆纵轴Lhv正交并且也总体上平行于宿主车辆12正行驶在的平坦道路。宿主车辆横轴Thv是宿主车辆12据以从左向右延伸的轴线。
根据图2，目标车辆14在与宿主车辆12相邻的车道线38的另一侧位于宿主车辆12之后。车道线标记检测器单元18(即，布置在宿主车辆12的前挡风玻璃上的前摄像头)正在捕获宿主车辆12前方的道路40的图像。更具体地，前摄像头正在捕获宿主车辆12前方的相邻车道线标记42、44的图像，使得控制器24能够计算出宿主车辆12前方的相邻车道线38a的前进方向
Figure BDA0002393756810000081
相应地，由前摄像头检测出的宿主车辆12前方的相邻车道线38a的前进方向
Figure BDA0002393756810000082
(即，相邻车道线相对于宿主车辆纵轴Lhv的角度
Figure BDA0002393756810000083
)被求解为三阶多项式，使得宿主车辆12前方的、与宿主车辆12相距距离dxh处的相邻车道线38a的前进方向
Figure BDA0002393756810000084
可通过式1确定：
Figure BDA0002393756810000085
其中系数a1、a2和a3由控制器24的车道线前进方向估计块26确定。
根据图3，示出了与图2完全相似的情况。根据图3，目标车辆14前方的相邻车道线标记46、48是宿主车辆12前方的检测到的相邻车道线标记42、44绕原点O的对称扩展。换句话说，目标车辆14前方的相邻车道线标记46、48是宿主车辆12前方的车道线标记42、44的对称，该对称是根据绕与宿主车辆12前方的车道线标记42、44的检测原点处的弯曲车道线的切线正交的轴线的轴对称。
如所假设的，目标车辆14前方的相邻车道线标记46、48是宿主车辆12前方的相邻车道线标记42、44绕检测原点O的对称扩展，因此，目标车辆14前方的、与原点O相距距离dxt处的相邻车道线38b的前进方向
Figure BDA0002393756810000086
(即，目标车辆14前方的、与原点O相距距离dxt处的相邻车道线38b相对于宿主车辆纵轴Lhv的角度
Figure BDA0002393756810000087
)根据式2求出，该式2与式1的三阶多项式相同：
Figure BDA0002393756810000088
根据图4，目标车辆14在与宿主车辆12相邻的车道线38的另一侧位于宿主车辆12之后。对象检测器单元22(即，宿主车辆12的左后拐角侧雷达)正在检测目标车辆14。在目标车辆14的当前位置之后的预览时间tpreview处，在目标车辆14的预测位置处示出了幻影目标车辆15。
根据图4，定义了目标车辆14的纵轴Ltv，所述目标车辆纵轴Ltv对应于目标车辆14的纵轴Ltv，即，目标车辆14据以从后方延伸到前方并且总体上平行于目标车辆14正行驶在的平坦道路的轴线。也定义了目标车辆14的横轴Ttv，所述目标车辆横轴Ttv与目标车辆纵轴Ltv正交并且也总体上平行于目标车辆14正行驶在的平坦道路。目标车辆横轴Ttv是目标车辆14据以从左向右延伸的轴线。
根据图4，借助于宿主车辆12的后拐角侧雷达，宿主车辆12估计目标车辆14的当前速度Vtv、宿主车辆12与目标车辆14之间的当前距离dht、目标车辆14相对于宿主车辆12(即，相对于宿主车辆12的纵轴Lhv)的相对前进方向αtv。
根据宿主车辆12与目标车辆14之间的当前距离dht，系统10能够确定原点O与目标车辆14之间的当前距离dlong。根据原点O与目标车辆14之间的所述当前距离dlong，并且根据式2，目标车辆14处的相邻车道线38b的预测前进方向
Figure BDA0002393756810000091
根据式3求出：
Figure BDA0002393756810000092
根据式3，通过将目标车辆14的估计相对前进方向αtv减去目标车辆14处的相邻车道线38b的估计前进方向
Figure BDA0002393756810000093
来求出目标车辆14的当前补偿前进方向αtv_comp，如式4：
Figure BDA0002393756810000094
根据式4，求出相对于目标车辆14的当前位置的、目标车辆14随时间的预测横向变化位置dlat_t(t)。换句话说，求出目标车辆14随时间的、沿着目标车辆14的当前横轴Ttv的估计横向位置偏离。通过将目标车辆14的当前速度Vtv和目标车辆14的补偿相对前进方向αtv_comp相结合来计算目标车辆14随时间的预测横向变化位置dlat_t(t)，如式5：
Figure BDA0002393756810000095
根据图4的示例，在预览时间tpreview处，幻影目标车辆15位置与处于当前位置的目标车辆14之间的预测横向变化位置dlat_t(tpreview)根据式6估计为：
Figure BDA0002393756810000096
根据图5，示出了正在其车道中行驶的宿主车辆12。在宿主车辆12的当前位置之后的预览时间tpreview处，在宿主车辆12的预测位置处示出了幻影宿主车辆13。
根据图5，求出相对于宿主车辆12的当前位置的、宿主车辆12随时间的预测横向变化位置dlat_h(t)。换句话说，控制器24被配置为计算宿主车辆12随时间的、沿着宿主车辆12的当前横轴Thv的估计横向位置偏离。
根据一个实施方式，然后使用恒定偏航率模型来计算宿主车辆12随时间的预测横向变化位置dlat_h(t)，以计算宿主车辆12的横向运动。相应地，该计算迭代地进行，并且所需的预定时间(即，预览时间tpreview)被分为与侧面碰撞风险估计系统的采样间隔长度相等的段。在本发明的上下文中，采样间隔的长度是两次采样之间的持续时间。换句话说，通过侧面碰撞风险估计系统10的控制器24，根据运动传感器单元20和车道线标记检测器单元18的采样获取时间来进行计算。
相应地，借助于运动传感器单元20，通过式7求出宿主车辆12随时间t的前进方向αhv：
Figure BDA0002393756810000101
相应地，通过式8求出宿主车辆12随预览时间tpreview的前进方向αhv：
Figure BDA0002393756810000102
其中ω是借助于运动传感器单元20捕获的宿主车辆的角速度。
根据图5，通过系统10对宿主车辆12前方的相邻车道线的预测前进方向
Figure BDA00023937568100001011
进行采样，使得由宿主车辆12的前视检测器捕获的多个相邻车道线标记被采样成宿主车辆12的当前位置前方的相邻车道线38a的、多个连续的单个预测前进方向采样值
Figure BDA0002393756810000103
宿主车辆将随时间到达的相邻车道线38a的预测前进方向
Figure BDA0002393756810000104
被标识为与宿主车辆12相距距离dxh处的相邻车道线38a的前进方向，该距离dxh由式9给出：
Figure BDA0002393756810000105
宿主车辆12将在预定时间(即，在预览时间tpreview处)到达的、相邻车道线38a的预测前进方向采样值
Figure BDA00023937568100001012
被标识为与宿主车辆12相距距离dxh(tpreview)处的相邻车道线38a的前进方向，该距离dxh(tpreview)由式10给出
Figure BDA0002393756810000106
根据式11，相对于宿主车辆12当前位置的、在某一时刻宿主车辆12处的相邻车道线38a的前进方向
Figure BDA00023937568100001013
是在宿主车辆12在该时刻所到达的相对于其当前位置的距离处求出的：
Figure BDA0002393756810000107
其中，系数a1、a2和a3是针对宿主车辆12的当前位置前方的相邻车道线38a的每个前进方向采样值
Figure BDA0002393756810000108
确定的。
根据式11，通过将宿主车辆12随时间的估计前进方向αth(t)减去宿主车辆12前方的相邻车道线38a的估计前进方向
Figure BDA0002393756810000109
来求出宿主车辆12随时间t的补偿前进方向αhv_comp(t)，如式12：
Figure BDA00023937568100001010
根据式12，求出相对于宿主车辆12的当前位置的、宿主车辆12随时间的预测横向变化位置dlat_h(t)。换句话说，求出宿主车辆12随时间的、沿着宿主车辆12的当前横轴Thv的估计横向位置偏离。通过将宿主车辆12的当前速度Vhv和宿主车辆12的补偿前进方向αhv_comp(t)相结合来计算宿主车辆12随时间t的预测横向变化位置dlat_h(t)，如式13：
Figure BDA0002393756810000111
根据图5的示例，在预览时间tpreview处，幻影宿主车辆13位置与处于当前位置的宿主车辆12之间的预测横向变化位置dlat_h(tpreview)根据式14估计为：
Figure BDA0002393756810000112
根据图6，示出了在与宿主车辆12相邻的车道线38另一侧的、位于当前位置处的宿主车辆12之后的当前位置处的目标车辆14。示出了预览时间tpreview的位置处的幻影目标车辆15以及同一预览时间tpreview处的幻影宿主车辆13。借助于拐角侧雷达(优选地为左拐角侧雷达或右拐角侧雷达，或两者的组合)，侧面碰撞风险估计系统10的控制器24被配置为评估宿主车辆12与目标车辆14之间的当前横向距离dlat_cvh。通常，所述当前横向距离dlat_cvh代表当目标车辆14正在与宿主车辆12相邻的车道线38的另一侧行驶时，从宿主车辆12到目标车辆14的最短测得距离。根据测得的宿主车辆12与目标车辆14之间的当前横向距离dlat_cvh，系统10被配置为通过使用式15将当前横向距离dlat_cvh和宿主车辆12随时间t的预测横向变化位置dlat_h(t)以及目标车辆14随时间的预测横向变化位置dlat_t(t)相结合来计算宿主车辆12与目标车辆14之间随时间t的预测横向距离Pdlat_vh：
Pdlat_vh(t)＝dlat_cvh+dlat_t(t)+dlat_h(t) 式15
取决于宿主车辆12和目标车辆14的横向变化位置的横轴方向，宿主车辆12随时间t的预测横向变化位置dlat_h(t)以及目标车辆14随时间的预测横向变化位置dlat_t(t)可以是正值或负值。
根据图6的示例，在预览时间tpreview处，宿主车辆12与目标车辆14之间的预测横向距离Pdlat_vh(tpreview)根据式16估计为：
Pdlat_vh(tpreview)＝dlat_cvh+dlat_t(tpreview)+dlat_h(tpreview) 式16
可以这样设置碰撞风险估计：通过结合宿主车辆的驾驶员通常无法避免碰撞使得ADAS系统正在接管宿主车辆的控制以限制碰撞风险的至碰时间阈值来设置预测安全横向距离Pdlat_vh阈值。
根据图7，接着前面附图的描述，操作侧面碰撞风险估计系统10以估计与位于和宿主车辆12相邻的车道线38的另一侧的、宿主车辆12之后的目标车辆14的侧面碰撞风险的方法100包括用于估计宿主车辆12随时间的预测路径的一些步骤。
第一步骤包括：估计110宿主车辆12的当前速度Vhv的步骤，估计120宿主车辆12前方的相邻车道线的前进方向
Figure BDA0002393756810000121
的步骤；以及估计130宿主车辆12的前进方向αhv的步骤。为了获得最佳准确度，必须将宿主车辆12的前进方向αhv的估计与宿主车辆12前方的道路的前进方向相关联。因此，该方法包括：通过将宿主车辆12前方的相邻车道线的估计前进方向
Figure BDA0002393756810000122
和宿主车辆12的估计前进方向αhv相结合来计算140宿主车辆12的补偿前进方向αhv_comp的步骤。更具体地，计算14宿主车辆12的补偿前进方向αhv_comp的步骤是将宿主车辆12的估计前进方向αhv减去宿主车辆12前方的相邻车道线的估计前进方向
Figure BDA0002393756810000123
的步骤。
从宿主车辆12的补偿前进方向αhv_comp开始，可以计算相对于宿主车辆12的当前位置的预测横向偏离。因此，该方法包括：通过将宿主车辆12的当前速度Vhv和宿主车辆12的补偿前进方向αhv_comp相结合来计算150相对于宿主车辆12的当前位置的、宿主车辆12随时间t的预测横向变化位置dlat_h(t)的步骤。相对于宿主车辆12的当前位置的、宿主车辆12随时间的预测横向变化位置dlat_h(t)考虑了与由宿主车辆12的运动传感器单元20提供的宿主车辆12的时间变化方向有关的、宿主车辆12的横向变化，以及宿主车辆12前方的相邻车道线38a的前进方向
Figure BDA0002393756810000124
使得预测宿主车辆12由于越过相邻车道线标记42、44而可能离开其道路车道将成为可能。
方法100包括与目标车辆14有关的步骤，以便评估宿主车辆12与目标车辆14之间的碰撞风险。首先，该方法包括用于估计目标车辆14随时间的预测路径的一些步骤。
第一步骤包括：估计210目标车辆14的当前速度Vtv的步骤；估计220目标车辆14前方的相邻车道线38b的前进方向
Figure BDA0002393756810000125
的步骤；以及估计230目标车辆14相对于宿主车辆12的相对前进方向αtv的步骤。
为了提供最佳的准确度，目标车辆14的相对前进方向αtv的估计必须与目标车辆14前方的相邻车道线的前进方向
Figure BDA0002393756810000126
相关联。因此，该方法包括：通过将目标车辆14的估计相对前进方向αtv减去目标车辆14前方的相邻车道线38b的估计前进方向
Figure BDA0002393756810000133
来计算240目标车辆14的补偿相对前进方向αtv_comp的步骤。
从目标车辆14的补偿相对前进方向αtv_comp开始，可以计算相对于目标车辆14的当前位置的、目标车辆14的预测横向偏离。因此，该方法包括：通过将目标车辆14的当前速度Vtv和目标车辆14的补偿相对前进方向αtv_comp相结合来计算250相对于目标车辆14的当前位置的、目标车辆14随时间的预测横向变化位置dlat_t(t)的步骤。
为了预测至碰时间参数(即，随时间的碰撞风险)，该方法包括：估计310宿主车辆12与目标车辆14之间的当前横向距离的步骤。这种估计用作评估宿主车辆12与目标车辆14之间随时间的预测横向距离的起始时间点。因此，该方法包括：通过将当前横向距离和宿主车辆12随时间的预测横向变化位置dlat_h(t)以及目标车辆14随时间的预测横向变化位置dlat_t(t)相结合来计算320宿主车辆12与目标车辆14之间随时间的预测横向距离的步骤。更具体地，计算320宿主车辆12与目标车辆14之间随时间的预测横向距离的步骤包括根据宿主车辆12和目标车辆14的横向变化位置的横轴方向，将宿主车辆12随时间的预测横向变化位置dlat_h(t)和目标车辆14随时间的预测横向变化位置dlat_t(t)与宿主车辆12与目标车辆14之间的当前横向距离相加或相减的步骤。
最后，方法100包括：根据宿主车辆12与目标车辆14之间的预测横向距离来评估330随时间的侧面碰撞风险的步骤。该评估通常包括一个或更多个预定阈值。可用于该评估步骤的预定阈值例如是与ADAS系统的反应时间有关的、或者与作为手动车辆制动反应时间的预期人类反应时间有关的至碰时间阈值。
根据布置在宿主车辆一侧的相邻车道线标记和布置在宿主车辆12后方的(即，前视检测器的检测区域后方的)相邻车道线标记是宿主车辆12前方的相邻车道线标记42、44绕检测原点O的对称扩展的假设，估计220目标车辆14前方的相邻车道线38b的前进方向
Figure BDA0002393756810000131
的步骤可以初步包括：将宿主车辆12前方的相邻车道线标记42、44绕检测原点O的对称扩展分配120给目标车辆14前方的相邻车道线标记46、48的步骤。因此，估计220目标车辆14前方的相邻车道线38b的前进方向
Figure BDA0002393756810000132
可以包括仅检测宿主车辆12前方的车道线标记42、44的步骤。
再次参照图1，系统10包括第一装置，该第一装置包括控制器24的一个或更多个实例、存储器25以及存储在存储器25中的程序的一个或更多个实例。一个或更多个程序包括用于执行方法100的指令。
系统10还包括非暂时性计算机可读存储介质或由非暂时性计算机可读存储介质组成，该非暂时性计算机可读存储介质包括由第一装置的一个或更多个控制器24或处理器执行的一个或更多个程序，一个或更多个程序包括由一个或更多个控制器24或处理器执行时使第一装置执行方法100的指令。

Claims (10)

1.一种用于宿主车辆(12)的侧面碰撞风险估计系统(10)，所述侧面碰撞风险估计系统(10)包括：
速度传感器(16)，该速度传感器(16)被配置为捕获所述宿主车辆(12)的当前速度(Vhv)；
车道线标记检测器单元(18)，该车道线标记检测器单元(18)被配置为捕获所述宿主车辆(12)的路径上的车道线标记(42、44)；
运动传感器单元(20)，该运动传感器单元(20)被配置为捕获所述宿主车辆(12)的方向；
对象检测器单元(22)，该对象检测器单元(22)被配置为检测目标车辆(14)；
与所述速度传感器(16)、所述车道线标记检测器单元(18)、所述运动传感器单元(20)和所述对象检测器单元(22)通信的控制器(24)，所述控制器(24)被配置为：
借助于所述速度传感器(16)来估计所述宿主车辆(12)的当前速度(Vhv)；
借助于所述车道线标记检测器单元(18)来估计所述宿主车辆(12)前方的相邻车道线(38a)的前进方向
Figure FDA0002393756800000011
借助于所述运动传感器单元(20)来估计所述宿主车辆(12)的前进方向(αhv)；
通过将所述宿主车辆(12)的估计前进方向(αhv)减去所述宿主车辆(12)前方的相邻车道线(38a)的估计前进方向
Figure FDA0002393756800000012
来计算所述宿主车辆(12)的补偿前进方向(αhv_comp)；
通过将所述宿主车辆(12)的当前速度(Vhv)和所述宿主车辆(12)的所述补偿前进方向(αhv_comp)相结合来计算相对于所述宿主车辆(12)的当前位置的、所述宿主车辆(12)随时间的预测横向变化位置(dlat_h(t))；
借助于所述对象检测器单元(22)，估计所述目标车辆(14)相对于所述宿主车辆(12)的相对前进方向(αtv)，估计所述目标车辆(14)的当前速度(Vtv)，并且估计所述宿主车辆(12)与所述目标车辆(14)之间的当前横向距离；
借助于所述车道线标记检测器单元(18)来估计所述目标车辆(14)前方的相邻车道线(38b)的前进方向
Figure FDA0002393756800000013
通过将所述目标车辆(14)的估计相对前进方向(αtv)减去所述目标车辆(14)前方的相邻车道线(38b)的估计前进方向
Figure FDA0002393756800000021
来计算所述目标车辆(14)的补偿相对前进方向(αtv_comp)；
通过将所述目标车辆(14)的当前速度(Vtv)和所述目标车辆(14)的所述补偿相对前进方向(αtv_comp)相结合来计算相对于所述目标车辆(14)的当前位置的、所述目标车辆(14)随时间的预测横向变化位置(dlat_t(t))；
通过将所述当前横向距离和所述宿主车辆(12)随时间的预测横向变化位置(dlat_h(t))以及所述目标车辆(14)随时间的预测横向变化位置(dlat_t(t))相结合来计算所述宿主车辆(12)与所述目标车辆(14)之间随时间的预测横向距离；
根据所述宿主车辆(12)与所述目标车辆(14)之间的所述预测横向距离来评估随时间的侧面碰撞风险。
2.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，所述控制器(24)被配置为通过将所述宿主车辆(12)前方的相邻车道线标记(42、44)绕检测原点(O)的对称扩展分配给所述目标车辆(14)前方的相邻车道线标记(46、48)来估计所述目标车辆(14)前方的相邻车道线(38b)的前进方向
Figure FDA0002393756800000022
3.根据权利要求2所述的系统(10)，其中，所述车道线标记检测器单元(18)包括被配置为检测所述宿主车辆(12)前方的车道线标记(42、44)的单个视觉检测器。
4.一种宿主车辆(12)，所述宿主车辆(12)包括根据前述权利要求中任一项所述的系统(10)。
5.根据权利要求4所述的宿主车辆(12)，其中，
所述车道线标记检测器单元(18)包括被配置为捕获所述宿主车辆(12)前方的前车道线标记的至少一个前摄像头；
所述运动传感器单元(20)包括被配置为捕获所述宿主车辆(12)的路径方向的2D加速度计或陀螺仪；
所述对象检测器单元(22)包括优选布置在所述宿主车辆(12)的拐角侧的至少一个后雷达传感器或激光雷达传感器，所述对象检测器单元(22)被配置为检测所述宿主车辆(12)的侧后位置处的对象。
6.一种操作根据权利要求1至3中任一项所述的侧面碰撞风险估计系统(10)的方法(100)，所述方法用于估计与在和所述宿主车辆(12)相邻的车道线(38)的另一侧跟随在所述宿主车辆(12)之后的目标车辆(14)的侧面碰撞风险，所述方法包括以下步骤：
估计(110)所述宿主车辆(12)的当前速度(Vhv)；
估计(120)所述宿主车辆(12)前方的相邻车道线(38a)的前进方向
Figure FDA0002393756800000031
估计(130)所述宿主车辆(12)的前进方向(αhv)；
通过将所述宿主车辆(12)的估计前进方向(αhv)减去所述宿主车辆(12)前方的相邻车道线(38a)的估计前进方向
Figure FDA0002393756800000032
来计算(140)所述宿主车辆(12)的补偿前进方向(αhv_comp)；
通过将所述宿主车辆(12)的当前速度(Vhv)和所述宿主车辆(12)的所述补偿前进方向(αhv_comp)相结合来计算(150)相对于所述宿主车辆(12)的当前位置的、所述宿主车辆(12)随时间的预测横向变化位置(dlat_h(t))；
估计(210)所述目标车辆(14)的当前速度(Vtv)；
估计(220)所述目标车辆(14)前方的相邻车道线(38b)的前进方向
Figure FDA0002393756800000033
估计(230)所述目标车辆(14)相对于所述宿主车辆(12)的相对前进方向(αtv)；
通过将所述目标车辆(14)的估计相对前进方向(αtv)减去所述目标车辆(14)前方的相邻车道线(38b)的估计前进方向
Figure FDA0002393756800000034
来计算(240)所述目标车辆(14)的补偿相对前进方向(αtv_comp)；
通过将所述目标车辆(14)的当前速度(Vtv)和所述目标车辆(14)的所述补偿相对前进方向(αtv_comp)相结合来计算(250)相对于所述目标车辆的当前位置的、所述目标车辆(14)随时间的预测横向变化位置(dlat_t(t))；
估计(310)所述宿主车辆(12)与所述目标车辆(14)之间的当前横向距离；
通过将所述当前横向距离和所述宿主车辆(12)随时间的预测横向变化位置(dlat_h(t))以及所述目标车辆(14)随时间的预测横向变化位置(dlat_t(t))相结合来计算(320)所述宿主车辆(12)与所述目标车辆(14)之间随时间的预测横向距离；
根据所述宿主车辆(12)与所述目标车辆(14)之间的所述预测横向距离来评估(330)随时间的侧面碰撞风险。
7.根据权利要求6所述的方法(100)，其中，估计(220)所述目标车辆(14)前方的相邻车道线(38b)的前进方向
Figure FDA0002393756800000035
的步骤还初步包括以下步骤：
将所述宿主车辆(12)前方的相邻车道线标记(42、44)绕检测原点(O)的对称扩展分配(120)给所述目标车辆(14)前方的相邻车道线标记(46、48)。
8.根据权利要求7所述的方法(100)，其中，估计(220)所述目标车辆(14)前方的相邻车道线(38b)的前进方向
Figure FDA0002393756800000041
的步骤包括以下步骤：仅检测所述宿主车辆(12)前方的车道线标记(42、44)。
9.一种第一装置，所述第一装置包括：
一个或更多个处理器(24)；
存储器(25)；以及
存储在所述存储器(25)中的一个或更多个程序，所述一个或更多个程序包括用于执行根据权利要求6至8所述的方法的指令。
10.一种非暂时性计算机可读存储介质(25)，所述非暂时性计算机可读存储介质(25)包括用于由第一装置的一个或更多个处理器(24)执行的一个或更多个程序，所述一个或更多个程序包括当由所述一个或更多个处理器(24)执行时使所述第一装置执行根据权利要求6至8所述的方法的指令。
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