CN111873994A - 用于车辆的基于车底视野的制动辅助系统及相应的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆的防碰撞领域、尤其涉及在存在碰撞风险情况下的制动策略。具体地，本发明提供了一种用于车辆的基于车底视野的制动辅助系统(10)，所述制动辅助系统包括：探测单元，其配置成能够探测所述车辆的车底视野信息；分析单元，其配置成能够对探测到的车底视野信息进行分析以及根据分析的结果判断是否存在碰撞风险；以及控制单元，其配置成当存在碰撞风险时触发一个或多个紧急措施。本发明还涉及一种相应的车辆和一种用于车辆的基于车底视野的制动辅助方法。本发明从车身底部的视角出发，解决了现有摄像头视野过小、预判准确度差的问题。

Description

用于车辆的基于车底视野的制动辅助系统及相应的方法

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的基于车底视野的制动辅助系统。本发明还涉及一种用于车辆的基于车底视野的制动辅助方法和一种相应的车辆。

背景技术

目前，基于不同探测技术(雷达、激光雷达、超声波、图像识别)的防碰撞系统大多依赖于对直接处于车辆前方的对象的探测，然而这些探测技术往往存在视距过窄、参考阈过小、无法全面了解路面状态的缺点，因此极易引发如下风险：当前车判断不及时而没有立即紧急制动的情况下，后方车辆很有可能接连发生碰撞，从而造成多车追尾。又例如，前方几米处存在无井盖的井或有流浪猫穿行，然而由于现有的探测装置多部署在车身上部，因此由于视线受到前车遮挡而无法准确探测到这类危险，造成安全隐患。

固然，借助车联网技术能够实现多个车辆之间的信息交换，但是基于这种多车互联的碰撞预警和路况探测方法仍处于起步阶段，各种技术壁垒和成本因素导致并非现在市场上的所有车辆都能受益于这种碰撞预警策略。

现有技术的一些方案中，通过在车前保险杠中间点、车辆左右后视镜下和/或车顶安装有多个视觉传感器，对前方车辆和对象进行观察，并且根据自身车辆与前方行驶的第三车辆之间的距离来判断碰撞危险。

目前给出的上述解决方案仍存在诸多不足，特别是，目前现有技术中的摄像头多安装在车顶处或车身侧部，对于紧贴地面的车底视野不能完全掌握，这就在一定程度上增加了视野受遮挡而无法准确识别障碍物的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于车辆的基于车底视野的制动辅助系统、一种用于车辆的基于车底视野的制动辅助方法以及一种相应的车辆，以至少解决现有技术中的部分问题。

根据本发明的第一方面，提供一种用于车辆的基于车底视野的制动辅助系统，该制动辅助系统包括：

探测单元，其配置成能够探测车辆的车底视野信息；

分析单元，其配置成能够对探测到的车底视野信息进行分析以及根据分析的结果判断是否存在碰撞风险；以及

控制单元，其配置成当存在碰撞风险时触发一个或多个紧急措施。

在本发明的意义上，“车底视野”尤其理解为从车辆底部观察的、贴近地面的视野范围。因此，本发明尤其包括以下构思：从车辆底盘以下的视角出发来探测车辆的周围环境，以便更准确地采取相应动作。

由此，尤其实现以下技术优点：一方面，相比于从车顶或车身侧部观察周围环境，车底视野相对单一，因此在对象辨识和分类上能够更简单地实现。另一方面，借助车底视野可以有利地避免由于车身所占空间而造成的视线遮挡、对象提取不完整的问题，能够更准确地识别周围环境中的事件。

根据一个实施例，探测单元适于安装在车辆底部、尤其车辆的前轮内侧，优选地，探测单元配置成能够随所述前轮同步转向。

在此，尤其实现以下技术优点：通过将探测单元设置在车辆底部、尤其车辆的前轮内侧，可以有利地确保对车辆底部空间的有效观察。另外，在车轮内侧的安装位置相对隐蔽，因此不会由于探测单元的安装而影响车辆整体外观，同时，这种隐蔽的部署方式对于探测单元本身而言也形成一定保护。

根据一个实施例，探测单元是摄像头，优选地，该摄像头具有红外夜视功能。

由此，有利地避免车辆底部光线不足导致的拍摄准确性降低的问题。

根据一个实施例，探测单元还配置成能够沿着竖直方向上下移动，以自动规避障碍物。

由此，尤其实现以下技术优点：在车辆行驶过程中，例如可能经常遇到路面障碍物、坑洼、减速带等可能会对贴近路面的车底视野探测造成影响的因素，通过将探测单元配置成能够在竖直方向上自由伸缩，能够有利地自动规避这些影响因素，确保视野不受到影响。此外，由于不同车型的底盘高度不同，将探测单元配置成能够在竖直方向上灵活调节高度也能够实现将探测单元的视野调整到最佳位置，以适配于环境因素。

根据一个实施例，所述车底视野信息包括：

车辆的周围环境中的其他车辆的、尤其间隔前车的车轮信息；和/或

所述车辆的周围环境中的路面障碍物信息。

在本发明的意义上，间隔前车指的是在前方行驶的并且与自身车辆非直接相邻的一个或多个车辆。前车指的是在前方行驶的并且与自身车辆直接相邻的车辆。

根据一个实施例，所述车轮信息包括：车轮数量、车轮的转动速率、车轮的制动加速度和/或探测单元相对于所探测的车轮的纵向间距。

在判断与其他车辆的碰撞风险时通过将车轮作为参考对象，相较于车身其他部位，不同车型的轮胎特征相对单一，结合机器视觉技术的图像识别算法容易对其进行捕捉，可简化识别算法的代码复杂程度，降低识别出错概率。

目前的主动制动所选择的参考对象只能是本车辆的前方车辆，而无法根据再前方车辆进行判断。在本发明的意义上，结合车底视野的特殊性，并不仅仅记录与本车辆直接相邻的车辆的车轮信息，而是还能够穿过车底空间观察到与本车辆间隔开的一个或多个车辆的车轮信息，可以在很大程度上提高主动制动系统的预判准确性和及时性，防范追尾事故。

根据本发明的一个实施例，当对车底视野信息的分析得出以下结果中中的一个或多个时，分析单元判断出存在碰撞风险：

所述车辆至间隔前车的间距小于距离阈值；

间隔前车的制动加速度超过第一加速度阈值；

前车的制动加速度超过第二加速度阈值；

间隔前车的行驶速度低于第一速度阈值，并且前车的行驶速度高于第二速度阈值，第一速度阈值小于第二速度阈值；

前方存在路面障碍。

根据一个实施例，所述一个或多个紧急措施包括：

控制车辆的制动机构进行主动制动；

控制车辆的转向机构进行避让操作；

使方向盘发出振动，以提示驾驶员；

使安全带预紧；

在仪表盘或车机屏幕上显示危险指示灯；和

发出语音提醒。

根据本发明的第二方面，提供一种车辆，该车辆包括根据本发明的制动辅助系统。

根据本发明的第三方面，提供一种用于车辆的基于车底视野的制动辅助方法，所述方法用于借助根据本发明的制动辅助系统执行，其中，所述方法包括：

探测所述车辆的车底视野信息；

根据探测到的车底视野信息判断是否存在碰撞风险；以及

当存在碰撞风险时触发一个或多个紧急措施。

附图说明

下面，通过参看附图更详细地描述本发明，可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。附图包括：

图1示出根据本发明的一个示例性实施例的用于车辆的基于车底视野的制动辅助系统的示意图；

图2示出根据本发明的探测单元的一种示例性安装方式的示意图；

图3示出根据本发明的制动辅助系统的一个示例性应用场景的示意图；和

图4以流程图示出根据本发明的用于车辆的基于车底视野的制动辅助方法的示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不是用于限定本发明的保护范围。

图1示出根据本发明的一个示例性实施例的用于车辆的基于车底视野的制动辅助系统10的示意图。

制动辅助系统10包括探测单元101、分析单元102和控制单元103，这三者之间在通信技术上相互连接。探测单元101用于探测车辆的车底视野信息，并将其传输给分析单元102，分析单元被配置成能够对所探测到的车底视野信息进行分析以及根据分析的结果判断是否存在碰撞风险。控制单元103从分析单元获取分析的结果并且当存在碰撞风险时触发一个或多个紧急措施。

根据一个示例性实施例，车底视野信息尤其包括：车辆的周围环境中的其他车辆的、尤其间隔前车的车轮信息，所述间隔前车指的是在前方与所述车辆非直接相邻的一个或多个车辆；和/或车辆的周围环境中的路面障碍物信息。

根据一个示例性实施例，车轮信息包括：车轮数量、车轮的转动速率、车轮的制动加速度和/或探测单元101相对于所探测的车轮的纵向间距。路面障碍物信息包括：路面塌陷、缺少井盖的井、动物横穿马路和/或托底障碍物(遗落在道路中央的货物、石块、垃圾等)。

根据一个示例性实施例，当对车底视野信息的分析得出以下结果中的一个或多个时，所述分析单元判断出存在碰撞风险：所述车辆至间隔前车的间距小于距离阈值；间隔前车的制动加速度超过第一加速度阈值；前车的制动加速度超过第二加速度阈值；间隔前车的行驶速度低于第一速度阈值并且前车的行驶速度高于第二速度阈值，第一速度阈值小于第二速度阈值；和前方存在路面障碍。

如图1示例性所示，控制单元103例如能够耦合到至少一个执行机构104-109。当分析单元102判断出存在碰撞风险时，控制单元103将相应的控制信号发送给车辆的制动机构104，以控制车辆进行主动制动。可选地，控制单元103例如还能够：控制车辆的转向机构105进行避让操作；控制车辆方向盘106发出振动，以提示驾驶员；控制安全带预紧机构107，使安全带预紧；控制车辆的显示单元(例如仪表盘或车机屏幕)或语音单元108，以显示警报提示或发出语音报警提醒；控制通信接口109，以将探测到的风险信息和/或路况信息上报给云端。

可选地，分析单元102例如还被配置成能够基于探测到的车底视野信息判断路况信息。例如，当分析单元103基于探测单元101的探测数据得出前方多个车辆的行驶速度均低于30km/h时，分析单元103则判断出：前方道路存在拥堵。在这种情况下虽然不存在碰撞风险，但是控制单元103例如可以将由分析单元102分析得到的路况信息传输给通信接口109，以发送到云端，实现信息共享。

在图1中分析单元102虽然作为制动辅助系统10的一部分示出，但是同样能够想到的是，分析单元102是车辆原有的ECU单元在进行简单配置的情况下得到的。

图2示出根据本发明的探测单元的一种示例性安装方式的示意图。在图2中从车辆底部向上观察地示出车辆的底盘200，其中沿箭头指向示出车辆的前部，同时还示出车辆的两个前轮201、202以及两个后轮203、204。

在该示例性实施例中，探测单元构型成双目摄像头205、206并且被分别安装在车辆的左前轮201和右前轮202的内侧，借助这种双摄像头系统可以准确判断相对于参考对象的间距。可选地，该摄像头还附加地具有红外夜视功能和测距辅助功能。

根据一个示例性实施例，双目摄像头205、206被配置成能够随车轮201、202同步转向。具体而言，双目摄像头205、206例如与车轮的转向机构(未示出)固定连接，由此与车辆的前悬挂、转向机构等部件形成一个整体，因此，双目摄像头205、206能够保持与车轮相同的运动姿态。通过这种安装方式，确保双目摄像头205、206到地面的距离不会随车身随意变动，保持拍摄过程的稳定性。

根据一个示例性实施例，双目摄像头205、206被构型成广角摄像头，在图2中示例性示出摄像头205、206分别作为广角摄像头时的视野范围207、208，可以看出，左右摄像头的视野范围存在一定重叠，这确保了尽可能完整地覆盖拍摄范围，提高了拍摄的可靠性。

根据一个示例性实施例，双目摄像头205、206构造有可插拔接口，通过该可插拔接口能够简单地实现双目摄像头205、206与车轮的转向机构的安装和拆卸，便于维修人员的维护和清洁。

根据一个示例性实施例，双目摄像头205、206被配置成能够沿着竖直方向上下移动，以自动规避障碍物。

根据一个示例性实施例，双目摄像头205、206被配置成能够沿着垂直于地面的旋转轴线180°旋转，使得即使在倒车状态下也能够及时调整视角，实现后方障碍物的判断。

图3示出根据本发明的制动辅助系统的一个示例性应用场景的示意图。

图3示例性地示出第一车辆301、第二车辆302和第三车辆303，其中，第三车辆303安装有根据本发明的制动辅助系统。第三车辆303例如通过安装在车辆底部的探测单元拍摄第一车辆301的车轮作为参照物，并借助分析单元判断第一车辆301的行驶状态(行驶速度、制动加速度等)。

根据一个示例性实施例，第一车辆301出现紧急减速制动，然而与此同时第二车辆302未立即做出判断，第三车辆303通过分析第一车辆301的车轮信息可以前瞻性地分析出碰撞风险，进而及时采取有效措施避免追尾发生。

根据一个示例性实施例，第一车辆301前方出现突发事件而采取紧急制动，第二车辆302未立即做出判断并且因此发生严重追尾，这种“严重追尾”例如导致第二车辆302以一定程度向后反弹，因此第三车辆303尽管借助根据本发明的制动辅助系统10预判到碰撞风险并采取了紧急制动措施，然而第三车辆303由于第二车辆302的被动运动轨迹影响而同样被卷入追尾事故中。在这种情况下，第三车辆303的探测单元已经拍摄到第一车辆301和第二车辆302的车轮运动轨迹，经过后期的简单分析处理便能还原出原始事故场景，相比于常见的靠近车辆顶部安装的行车记录仪，这种基于车底视野的探测手段能够更加清晰地记录多个车辆的驾驶行为，有助于特定驾驶场景的复现。

图4以流程图示出根据本发明的用于车辆的基于车底视野的制动辅助方法的示意图。

该流程开始于步骤S401，在步骤S401中，探测车辆的车底视野信息。然后，在步骤S402中对探测到的车底视野信息进行分析以及根据探测到的车底视野信息判断是否存在碰撞风险。如果在步骤S402中分析得出存在碰撞风险，则例如在步骤S403中触发一个或多个紧急措施。

尽管这里详细描述了本发明的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本发明的范围构成限制。在不脱离本发明精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。

Claims (10)

1.一种用于车辆(303)的基于车底视野的制动辅助系统(10)，所述制动辅助系统包括：

探测单元(101)，其配置成能够探测所述车辆的车底视野信息；

分析单元(102)，其配置成能够对探测到的车底视野信息进行分析以及根据分析的结果判断是否存在碰撞风险；以及

控制单元(103)，其配置成当存在碰撞风险时触发一个或多个紧急措施。

2.根据权利要求1所述的制动辅助系统(10)，其中，所述探测单元(101)适于安装在车辆底部、尤其车辆的前轮(201，202)内侧，优选地，所述探测单元(101)配置成能够随所述前轮(201，202)同步转向。

3.根据权利要求1或2所述的制动辅助系统(10)，其中，所述探测单元(101)是摄像头(205，206)，优选地，所述摄像头(205，206)具有红外夜视功能。

4.根据以上权利要求中任一项所述的制动辅助系统(10)，其中，所述探测单元(101)还配置成能够沿着竖直方向上下移动，以自动规避障碍物。

5.根据以上权利要求中任一项所述的制动辅助系统(10)，其中，所述车底视野信息包括：

所述车辆(303)的周围环境中的其他车辆(301，302)的、尤其间隔前车(301)的车轮信息；和/或

所述车辆(303)的周围环境中的路面障碍物信息。

6.根据权利要求5所述的制动辅助系统(10)，其中，所述车轮信息包括：车轮数量、车轮的转动速率、车轮的制动加速度和/或探测单元相对于所探测的车轮的纵向间距。

7.根据以上权利要求中任一项所述的制动辅助系统(10)，其中，当对所述车底视野信息的分析得出以下结果中的一个或多个时，所述分析单元判断出存在碰撞风险：

所述车辆(303)至间隔前车(301)的间距小于距离阈值；

间隔前车(301)的制动加速度超过第一加速度阈值；

前车(302)的制动加速度超过第二加速度阈值；

间隔前车(301)的行驶速度低于第一速度阈值并且前车(302)的行驶速度高于第二速度阈值，第一速度阈值小于第二速度阈值；和

前方存在路面障碍。

8.根据以上权利要求中任一项所述的制动辅助系统(10)，其中，所述一个或多个紧急措施包括：

控制制动机构(104)进行主动制动；

控制转向机构(105)进行避让操作；

使方向盘(106)发出振动，以提示驾驶员；

使安全带(107)预紧；

在仪表盘或车机屏幕(108)上显示危险指示灯；和/或

发出语音提醒。

9.一种车辆(303)，其包括根据权利要求1-8中任一项所述的制动辅助系统(10)。

10.一种用于车辆的基于车底视野的制动辅助方法，所述方法用于借助根据权利要求1-8中任一项所述的制动辅助系统(10)执行，其中，所述方法包括：

探测(S401)所述车辆的车底视野信息；

对探测到的车底视野信息进行分析(S402)以及根据探测到的车底视野信息判断是否存在碰撞风险；以及

当存在碰撞风险时触发(S403)一个或多个紧急措施。

Images