CN113993754B - 使用灯光模块来防止机动车辆与物体之间的碰撞的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于防止主机动车辆(H)与至少一个目标物体(C)之间的碰撞的方法，该主机动车辆包括能够检测该目标物体的检测系统以及包括至少一个灯光模块的警报系统，其特征在于，该方法包括以下步骤：(S1)使用该检测系统检测该目标物体并确定该目标物体的位置(PC)和速度(VC)；(S2，S3)根据该目标物体的位置和速度来估计易于由该目标物体遵循以与该主车辆碰撞的关键轨迹(TC)，该关键轨迹与碰撞风险(RC)/碰撞时间(TTC)关系相关联；(S4)使用该警报系统的该灯光模块向该主车辆的驾驶员发出至少一个灯光警报(MB，RW)，待发出的灯光警报的类型是根据该关键轨迹的该碰撞风险/碰撞时间关系来选择的。

Description

使用灯光模块来防止机动车辆与物体之间的碰撞的方法
技术领域
本发明涉及汽车照明和/或机动车辆乘员舱内部的信号指示和照明的领域。更具体地，本发明涉及一种用于防止机动车辆与物体的碰撞的方法，其实现机动车辆的灯光模块。
背景技术
机动车辆采用碰撞防止系统。如已知的，此类碰撞防止系统包括：用于检测易于与车辆碰撞的一个或多个物体的装置；包括灯光模块的警报系统，用于向驾驶员警报，使得他们可以调整其轨迹并避开该一个或多个物体。这个系统进一步与自主紧急制动(AEB)系统相关联，该自主紧急制动系统能够在驾驶员没有作出反应或在风险即将来临的情况下自动地触发车辆的制动。
然而，这些碰撞防止系统的警报系统被缩减成定位在仪表板上并在检测风险物体时点亮的单个指示灯，或者被缩减成仅向检测到的物体发出闪光的灯光模块，这不允许车辆的驾驶员辨别与物体相关联的风险等级并且确定采取哪个轨迹。当检测到多个物体时，这尤其成问题，因为无论与各个物体相关联的风险等级如何，对于所有物体都发出相同的警报，由此导致驾驶员难以解读警报。
此外，为了不以不合时宜的方式一检测到物体就发出警报，通常仅在确定碰撞风险时才由警报系统发出警报，这没有给驾驶员留出时间进行反应并且导致自主紧急制动以突然的方式被触发。
因此，需要一种碰撞防止方法，该碰撞防止方法一方面使得可以充分提前地向驾驶员警报与物体碰撞的风险，使得他们可以预料和调整其轨迹，而无需不合时宜地触发自主紧急制动系统，并且另一方面使得驾驶员可以辨别与检测到的物体相关联的风险等级，从而有助于解读。
发明内容
为此目的，本发明涉及一种用于防止主机动车辆与至少一个目标物体的碰撞的方法，该主机动车辆包括能够检测该目标物体的检测系统以及包括至少一个灯光模块的警报系统，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a.借助于该检测系统检测该目标物体并确定该目标物体的位置和速度；
b.根据该目标物体的位置和速度来估计易于由该目标物体采取的使其与该主车辆碰撞的关键轨迹，该关键轨迹与碰撞风险/碰撞时间对相关联；
c.借助于该警报系统的该灯光模块向该主车辆的驾驶员发出至少一个灯光警报，待发出的该灯光警报的类型是根据该关键轨迹的该碰撞风险/碰撞时间对来选择的。
根据本发明，由检测系统检测到的每个目标物体经受建模以估计可能导致与主机动车辆碰撞的关键轨迹。作为结果，可以充分提前地向主机动车辆的驾驶员警报物体的存在，使得他们可以预料和修改其轨迹而不触发自主紧急制动系统。此外，本发明使得可以根据对于主车辆与目标物体之间的碰撞所估计的碰撞风险和/或碰撞时间来调节由警报系统发出的灯光警报的类型。通过使驾驶员能够清楚地区分具有低碰撞风险的物体和具有高碰撞风险的物体，由此避免了驾驶员解读由警报系统发出的灯光警报的困难。
关键轨迹被理解为可能导致与主车辆碰撞的目标物体的可能轨迹。例如，考虑到主车辆的轨迹以及特别是其在检测到目标物体时的位置和速度，该关键轨迹可以是目标物体相对于主车辆的相对轨迹。与所估计的关键轨迹相关联的碰撞风险被理解为目标物体(如果采取所述关键轨迹)与主车辆之间的碰撞风险。碰撞时间被理解为目标物体在采取所述关键轨迹时与主车辆碰撞所需的时间。
有利地，对该目标物体的检测包括将由该检测系统分开检测到的基本上彼此靠近的多个障碍物分组在一起成为单个目标物体。例如，检测系统可以包括主车辆的能够检测道路上的物体的存在并且能够估计速度和位置的一个或多个传感器，并且特别是与一个或多个计算机相关联的雷达和/或激光雷达和/或相机。在适用的情况下，当障碍物之间的距离小于阈值和/或当障碍物的速度基本上相同时，检测系统可以将分开检测到的多个障碍物分组在一起成为单个目标物体。以此方式，对于被假定为采取同一个关键轨迹的所有障碍物(诸如例如，一组人)，将向主车辆的驾驶员发出单个灯光警报。
根据本发明的一个实施例，对易于由该目标物体采取的关键轨迹的估计包括：
a.根据该目标物体的位置和速度来估计易于由该目标物体采取以使其与该主车辆碰撞的多个不同轨迹，每个轨迹与一个碰撞风险/碰撞时间对相关联；
b.根据该多个轨迹中的每个轨迹的碰撞风险/碰撞时间对从该多个轨迹中选择关键轨迹。
因此，应理解的是，本发明旨在基于由检测系统提供的与目标物体有关的信息，对易于由目标物体采取的多个轨迹进行建模，并且选择可能最危险的轨迹以便向驾驶员警报。有利地，基于由该检测系统确定的该目标物体的位置和速度以及表示由该检测系统确定该目标物体的所述位置和速度的准确度的值，来估计该多个轨迹中的每个轨迹。具体地，检测系统可以根据置信区间提供与目标物体有关的信息。这个特征使得可以根据检测系统的传感器的误差容限对目标物体可以采取的多个轨迹进行建模。在适用的情况下，检测系统可以为目标物体的所确定的位置和速度中的每一个提供与这个确定准确度或误差容限(诸如例如，标准偏差或方差)相关的值。因此，对该多个轨迹中的每个轨迹的估计包括：从处于由目标物体的所确定的位置和速度、由与这些位置和速度的确定准确度相关的所述值以及由给定的概率分布(例如，正态分布)所确定的置信区间内的位置和速度的样本中选择目标物体的可能位置和速度。
有利地，与该多个轨迹中的每个轨迹相关联的碰撞风险对应于在所述轨迹与在给定时间所估计的该主车辆的位置之间遭遇的概率。例如，基于目标物体具有用于估计所述轨迹的可能位置和速度的概率来确定与每个轨迹相关联的碰撞风险。如果需要，主车辆在给定时间的估计位置通过模板建模，该模板是根据由主车辆的导航系统估计的主车辆的位置以及表示由导航系统估计所述位置的准确度的值来确定的。具体地，以与检测系统相同的方式，主车辆的导航系统可以具有误差容限地估计主车辆的位置。在适用的情况下，可以对于主车辆确定多个模板，并且该多个轨迹中的每个估计的轨迹可以与这些模板中的每个模板具有不同的碰撞风险。例如，估计的轨迹与给定模板的碰撞风险可以对应于目标物体具有可能位置的概率与目标物体具有可能速度的概率和主车辆存在于给定模板中的概率的乘积。
有利地，与该多个轨迹中的每个轨迹相关联的碰撞时间对应于目标物体行驶所述轨迹并且在给定时间(并且特别是给定模板)遭遇主车辆的估计位置所需要的时间。
有利地，从该多个轨迹中选择的该关键轨迹对应于具有最高碰撞风险和最短碰撞时间的轨迹。优选地，预先选择具有最高碰撞风险的那些轨迹，并且然后从预先选择的轨迹中选择具有最短碰撞时间的那个轨迹。
根据本发明的一个实施例，根据与该目标物体的该关键轨迹相关联的该碰撞风险/碰撞时间对，从多个预定风险等级中选择与该目标物体相关联的风险等级，并且其中，为该目标物体选择灯光警报的类型，该类型与所选择的风险等级对应。例如，可以仅使用碰撞风险或者通过用碰撞时间对碰撞风险进行加权来选择风险等级。有利地，进一步根据与目标物体的关键轨迹相关联的碰撞时间来选择灯光警报的类型。
有利地，对于具有基本上相同的风险等级的所有检测到的目标物体发出相同类型的灯光警报。在适用的情况下，可以仅对于具有相同的最高风险等级的那些检测到的目标物体发出灯光警报。例如，发出单个灯光警报(特别是在所述检测到的目标物体之间定中心的灯光图形)以向驾驶员警报存在具有相同最高风险等级的那些检测到的目标物体。
有利地，该警报系统包括多个灯光模块，该警报系统的各个灯光模块形成该主车辆的道路照明系统、该主车辆的灯光信号指示系统和/或该主车辆的内部照明系统的全部或部分，对灯光警报的类型的选择包括特别根据与该目标物体类型相关联的风险等级来选择该警报系统的所述灯光模块中的待激活以发出产生所述灯光警报的光束的一个或多个灯光模块。例如，对于低风险等级，将通过激活主车辆的仪表板上的指示灯来产生灯光警报，而对于中风险等级，将通过激活主车辆的内部照明系统的灯光模块来产生灯光警报，并且对于高风险等级，将通过激活主车辆的道路照明系统的灯光模块来产生灯光警报。
在适用的情况下，对灯光警报的类型的选择可以包括特别根据碰撞时间来选择预定道路区域以用于将光束发出到所述道路区域中以产生所述灯光警报和/或待发出的光束的类型。具体地，可以有利的是，区分在碰撞风险高但目标物体相对远离主车辆或相反地在其靠近时发出的灯光警报的类型。例如，对于长的碰撞时间和高的碰撞风险，灯光警报可以作为照亮目标物体的闪光而产生，而对于短的碰撞时间和高的碰撞风险，灯光警报可以作为在靠近主车辆的道路区域中的地面上的图形投影而产生。因此，应理解的是，灯光警报的类型可以随着与目标物体相关联的碰撞风险和/或碰撞时间改变而改变。
本发明还涉及一种计算机程序，该计算机程序包括被设计用于实现根据本发明的方法的程序代码。
本发明还涉及一种数据介质，在该数据介质上存储有根据本发明的计算机程序。
附图说明
本发明现在使用仅是说明性的且决不限制本发明的范围的示例并且基于所附图示来进行描述，其中：
[图1]示出了根据本发明的一个实施例的用于防止主机动车辆与目标物体的碰撞的方法；
[图2]展示了[图1]的方法的第一步骤；
[图3]展示了[图1]的方法的第二步骤；
[图4]展示了[图1]的方法的第三步骤；
[图5]展示了[图1]的方法的第四步骤；以及
[图6]展示了[图1]的方法的一个替代实现方式。
具体实施方式
在以下描述中，除非另有说明，否则在结构或功能上相同且在不同附图中出现的元件保留相同的附图标记。
[图1]示出了根据本发明的一个实施例的用于防止主机动车辆H与目标物体C的碰撞的方法。将相应地结合[图2]至[图5]来描述该方法的各个步骤E1至E4。
在第一步骤E1中，主车辆H的检测系统(例如，包括相机)检测道路上的目标物体C(诸如，行人)的存在。检测系统进一步确定目标物体的位置PC和速度VC。另外，主车辆H的导航系统在检测到目标物体T时为该方法提供主车辆的速度VH和位置PH。[图2]示出了从具有主车辆H和目标物体C的道路场景的上方来看的视图以及其相应的位置和速度。
此外，主车辆H的检测系统和导航系统中的每一个为位置PH、PC和速度VH、VC值中的每一个提供方差，该方差表示确定这些值时这个系统的统计误差容限。
在第二步骤E2中，主车辆的计算机确定目标物体的N个可能位置值和可能速度值的样本，这些样本处于相应地在由检测系统确定的值PC和VC周围定中心的置信区间内，并且其大小由与检测系统提供的这些值相关的方差来限定。对于这些可能位置和速度对中的每一个，计算机估计易于由目标物体C采取的轨迹T1至TN。因此，这些轨迹Ti中的每一个具有由目标物体C采取的概率，即，目标物体C实际处于生成轨迹Ti的可能位置中的概率乘以目标物体C以生成轨迹Ti的可能速度移动的概率，这些概率例如根据正态分布来计算。[图3]示出了这些不同的轨迹T1至TN，应理解的是，在[图3]的示例中，目标物体C的轨迹T1至TN是目标物体C相对于主车辆H的相对轨迹，并且因此考虑了主车辆H自身的运动。
该计算机进一步确定表示主车辆H的可能位置的样本的多个模板G1至GM，这些模板是根据由主车辆的导航系统提供的值PH和VH以及与这些值相关的方差来确定的。而且，这些模板Gj中的每一个具有的概率表示主车辆H存在于模板Gj中的概率。
在[图3]的视图中观察到，一些轨迹Ti易于遭遇模板Gj中的至少一个。因此，这些轨迹Ti与对于与此模板Gj碰撞的碰撞风险RC相关联，该碰撞风险对应于目标物体C采取轨迹Ti的概率乘以主车辆H存在于模板Gj中的概率。另外，计算机进一步将易于遭遇至少一个模板Gj的轨迹Ti中的每一个轨迹与对应于目标物体C行驶所述轨迹Ti并遭遇模板Gj所需的时间的碰撞时间TTC相关联。
在第三步骤E3中，计算机从易于由目标物体C采取以使其与主车辆H碰撞的多个轨迹Ti中选择被称为关键轨迹的轨迹TC。为此，计算机选择具有最高碰撞风险RC的轨迹。在多个轨迹具有基本上相同的最大碰撞风险的事件中，计算机选择具有最短碰撞时间的轨迹。[图4]示出了对于易于遭遇模板Gj之一的轨迹Ti中的每一个的不同碰撞风险RC/碰撞时间TTC对。在所描述的示例中，轨迹T3G1因此被选择为关键轨迹TC。
在第四步骤E4中，计算机根据对于关键轨迹TC的碰撞风险RC的值，从范围从“非常低”到“非常高”的多个风险等级中选择与目标物体C相关联的风险等级。
主车辆H具有包括多个灯光模块的警报系统，各个灯光模块形成主车辆的道路照明系统、主车辆的灯光信号指示系统或主车辆的内部照明系统的全部或部分。计算机因此根据与目标物体C相关联的风险等级来选择这些模块中的一个或多个以发出产生灯光警报的光束，该灯光警报的类型因此由与目标物体C相关联的风险等级直接确定。
在所描述的示例中，计算机已经选择了“非常高”等级作为与目标物体相关联的风险等级，其对应于主车辆的道路照明模块的激活。在所描述的实施例中，“非常低”风险等级可以与主车辆的仪表板上的指示灯的激活相关联；“低”风险等级与由主车辆的内部照明模块发出第一类型的光束相关联；“中”风险等级与由主车辆的内部照明模块发出第二类型的光束相关联；并且“高”风险等级与由车辆的内部照明模块发出第三类型的光束相关联。例如，内部照明模块包括布置在乘员舱中以便遵循乘员舱轮廓的发光二极管条带，每个二极管能够选择性地发出基本光束，该基本光束的颜色和强度由计算机控制。与“低”风险等级相关联的灯光警报对应于由内部照明模块的所有发光二极管同时且连续地发出第一颜色(例如，黄色)的基本光束。与“中”风险等级相关联的灯光警报对应于由内部照明模块的所有发光二极管同时且周期性地发出第二颜色(例如，橙色)的基本光束。与“高”风险等级相关联的灯光警报对应于由内部照明模块的各个发光二极管顺序地发出第三颜色(例如，红色)的基本光束。在此已经描述的与“低”和“高”风险等级相关联的灯光警报是非限制性的实施例，应理解的是，可以选择机动车辆的其他类型的光束、其他类型的内部照明模块、或其他类型的灯光模块以用于发出与那些风险等级相关联的灯光警报。
此外，计算机根据与关键轨迹TC相关联的碰撞时间TTC来选择由所述模块发出的光束的类型以及此光束将被发出到的道路区域。在所描述的示例中，“非常高”风险等级和TTC已经导致选择在目标物体C上定中心的白色掩模MB并由道路照明模块将其发出。因此，这个灯光警报已经在[图5]顶部的情境中示意性地表示。
当然，随着主车辆H和/或目标物体C移动，与目标物体相关联的风险等级和碰撞时间TTC可以改变。因此，在[图5]的中部和底部的情境示出了目标物体C和主车辆H彼此靠近并因此碰撞时间TTC减少。因此，风险等级随着距离的减小而保持“非常高”，使得照明模块保持被选择用于发出灯光警报。然而，由于碰撞时间TTC减少，因此产生灯光警报的灯光的类型和光束所射出到的道路区域可以改变。在[图5]的中部的情境的示例中，对应于中TTC，照明模块将在目标物体C上定中心的白色掩模MB和一组图形RW两者发出到地面上。在[图5]的底部处的示例中，对应于短TTC，照明模块仅将一组图形RW发出到地面上。
[图6]示出了从道路场景的上方来看的视图，其中实现了[图1]的方法的一个变体。在这个情境中，主车辆V的检测系统检测多个目标物体的存在，即，横过的行人C1、并排行走的两个行人C2和C3、自行车C4以及沿相反方向而来的车辆C5。
在[图6]中所描述的示例中，根据本发明的方法在完成[图2]的步骤E1时执行将分开检测到的展现空间接近度的那些物体分组在一起成为单个目标物体(诸如例如，将行人C2和C3分组在一起成为单个目标物体C23)。
此外，在所描述的示例中，在步骤E2和E3中，将各个目标物体C1、C23、C4和C5与关键轨迹并且与碰撞风险/碰撞时间对相关联。计算机然后在步骤E4中确定与这些目标物体中的每一个相关联的风险等级。与[图5]以及[图1]的方法的步骤E4不同，因此对于具有相同最高风险等级的那些目标物体发出同一个灯光警报，具有较低风险等级的其他目标物体不生成任何灯光警报。例如，物体C4和C1具有同一个“非常高”风险等级，而物体C23和C5具有较低风险等级。因此，由主车辆H的道路照明模块发出呈图形形式的两个光束RW1和RW2，以向驾驶员警报。在一个未描述的变体中，可以在物体C4与C1之间发出单个光束，以便经由单个警报向驾驶员警报存在具有同一个风险等级的两个障碍物。
前述描述清楚地解释了本发明如何实现所设定的目标，特别是通过提出一种碰撞防止方法，其中每个检测到的目标物体经受建模，以便估计可能导致与主机动车辆碰撞的关键轨迹，并且其中根据主车辆与目标物体之间估计的碰撞风险和/或碰撞时间，由警报系统发出灯光警报的类型。因此，确保足够提前地警示驾驶员存在目标物体以避免触发自主紧急制动，并且确保他们可以另外清楚地解读与目标物体相关联并且通过所发出的灯光警报所意指的碰撞风险。
在任何情况下，本发明不应局限于本文件中所描述的实施例，并且特别是扩展到任何等效手段和这些手段的任何技术功能组合。特别地，可以设想除了所描述的那些之外的任何其他类型的灯光警报，并且特别是由不同的灯光模块同时地、同步地或顺序地发出多个光束而产生的任何灯光警报。

Claims (10)

1.一种用于防止主机动车辆(H)与至少一个目标物体(C)的碰撞的方法，所述主机动车辆包括能够检测所述目标物体的检测系统以及包括至少一个灯光模块的警报系统，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a.(E1)借助于所述检测系统检测所述目标物体并确定所述目标物体的位置(PC)和速度(VC)；
b.(E2，E3)根据所述目标物体的位置和速度来估计易于由所述目标物体采取的使其与所述主机动车辆碰撞的关键轨迹(TC)，所述关键轨迹与碰撞风险(RC)/碰撞时间(TTC)对相关联；
c.(E4)借助于所述警报系统的所述灯光模块向所述主机动车辆的驾驶员发出至少一个灯光警报(MB，RW)，待发出的所述灯光警报的类型是根据所述关键轨迹的所述碰撞风险/碰撞时间对来选择的；
对易于由所述目标物体(T)采取的关键轨迹(TC)的估计包括：
a.(E2)根据所述目标物体的位置(PC)和速度(VC)来估计易于由所述目标物体采取以使其与所述主机动车辆(H)碰撞的多个不同轨迹(Ti)，每个轨迹与一个碰撞风险(RC)/碰撞时间(TTC)对相关联；
b.(E3)根据所述多个轨迹中的每个轨迹的碰撞风险/碰撞时间对从所述多个轨迹中选择关键轨迹(TC)。
2.如权利要求1所述的方法，其中，对所述目标物体(C)的检测包括将由所述检测系统分开检测到的基本上彼此靠近的多个障碍物(C2，C3)分组在一起成为单个目标物体(C23)。
3.如权利要求1所述的方法，其中，基于由所述检测系统确定的所述目标物体(C)的位置(PC)和速度(VC)以及表示由所述检测系统确定所述目标物体的所述位置和速度的准确度的值，来估计所述多个轨迹中的每个轨迹(Ti)。
4.如权利要求1所述的方法，其中，与所述多个轨迹中的每个轨迹(Ti)相关联的碰撞风险(RC)对应于在所述轨迹与在给定时间估计的所述主机动车辆(H)的位置(Gj)之间遭遇的概率。
5.如权利要求1、3-4之一所述的方法，其中，从所述多个轨迹(Ti)中选择的所述关键轨迹(TC)对应于具有最高碰撞风险(RC)和最短碰撞时间(TTC)的轨迹。
6.如权利要求1所述的方法，其中，根据与所述目标物体的所述关键轨迹(TC)相关联的所述碰撞风险(RC)/碰撞时间(TTC)对，从多个预定风险等级中选择与所述目标物体(C)相关联的风险等级，并且其中，为所述目标物体选择灯光警报的类型，所述类型与所选择的风险等级对应。
7.如权利要求6所述的方法，其中，对于具有基本上相同的风险等级的所有检测到的目标物体(C1，C4)发出相同类型的灯光警报(RW1，RW2)。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述警报系统包括多个灯光模块，所述警报系统的各个灯光模块形成所述主机动车辆(H)的道路照明系统、所述主机动车辆的灯光信号指示系统和/或所述主机动车辆的内部照明系统的全部或部分，对所述灯光警报的类型的选择包括选择所述警报系统的所述灯光模块中的待激活以发出产生所述灯光警报(MB，RW)的光束的一个或多个灯光模块。
9.如权利要求8所述的方法，其中，对灯光警报的类型的选择包括选择预定道路区域，以用于将光束(MB，RW)发出到所述道路区域中，从而产生所述灯光警报。
10.一种数据介质，在所述数据介质上存储有被设计用于实现如权利要求1-9之一所述的方法的计算机程序。
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