CN114701493A - 用于车辆目标检测的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

提出一种用于车辆目标检测的方法和系统。在该方法和系统中，当车辆转弯时，由于可以通过基于主车辆的行驶状态以校正主车辆的行驶路径和另一车辆的位置来准确地识别主车辆和在主车辆后方的另一车辆之间的碰撞风险等级，所以在正确的时间产生根据碰撞风险等级的警报信号。

Description

用于车辆目标检测的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种用于车辆目标检测的方法和系统，其准确地检测主车辆后方的、作为目标的另一车辆并向主车辆发送警报信号。
背景技术
当车辆在行驶中在车辆的盲区存在障碍物时，或者当确定在主车辆向左或向右改变车道时存在和从后方高速接近的另一车辆碰撞的风险时，车辆盲区警报系统向驾驶员警报，因此该系统提高了驾驶员的便利性。
具体地，这样的盲区警报系统包括：盲区检测(blind spot detection,BSD)系统，当在车辆后侧的盲区中有障碍物时通知驾驶员；和车道改变辅助(lane change assist,LCA)系统，在车辆改变车道的情况下，当确定存在由从后侧高速接近的另一车辆引起的碰撞可能性时，向驾驶员警报。特别地，最近已开发了同时实现BSD功能和LCA功能的盲区警报系统，以检测大面积并有效地通知驾驶员危险。
根据相关技术的车辆盲区警报系统通过检测主车辆后侧的雷达传感器，在检测到引起碰撞风险的另一车辆时产生警报。然而，当主车辆转弯时，在主车辆的移动方向改变时，雷达传感器的感应范围不包括主车辆后方的另一车辆。此外，存在由异常感应位于主车辆后方的另一车辆而引起的产生错误警报的问题。
前述内容仅用于帮助理解本发明的背景，并不意味着本发明属于本领域技术人员已知的相关技术的范围。
发明内容
从而，考虑到相关技术中发生的以上问题而做出本发明，且本发明旨在提供一种用于车辆目标检测的方法和系统，其配置为如此：当主车辆转弯时根据主车辆的行驶方向通过校正在主车辆后方行驶的另一车辆的位置，来根据与主车辆后方的另一车辆的碰撞风险而准确地产生警报信号。
为了实现以上目的，根据本发明的实施例，提供一种用于车辆目标检测的方法，包括：收集所述车辆的行驶路径数据；检测目标的位置数据；基于当所述车辆转弯时所述车辆的移动距离和移动角度，来校正所述车辆的行驶路径数据和所述目标的位置数据；以及基于校正的所述车辆的行驶路径数据和所述目标的位置数据，来识别所述目标相对于所述车辆的相对位置。
所述收集行驶路径数据可以包括，当所述车辆转弯时，基于所述车辆的当前参考坐标以根据所述移动距离和所述移动角度来导出所述车辆的过去运动坐标。
所述收集行驶路径数据可以包括基于所述转弯车辆的偏航角速度和方向盘角度来导出所述移动角度。
所述收集行驶路径数据可以包括用根据所述车辆的行驶速度而给定的权重导出所述移动角度。
所述校正所述行驶路径数据和所述位置数据可以包括：导出多个过去运动坐标和从每个过去运动坐标检测到的所述目标的位置坐标；以及校正所述过去运动坐标和所述位置坐标，使得所述过去运动坐标和所述位置坐标在一个方向布置。
所述方法可以进一步包括，当通过所述识别所述目标的相对位置来识别所述目标相对于所述车辆的相对位置时，根据所述目标的位置来确定是否产生警报信号。
所述确定可以包括，当在所述车辆转弯时检测到所述目标，当确认所述目标相对于所述车辆的相对位置为位于所述车辆的直线上时确定不产生所述警报信号。
所述确定可以包括，当在所述车辆转弯时未检测到所述目标，当所述目标相对于所述车辆的相对位置位于距所述车辆为预定角度或更大角度时确定产生所述警报信号。
同时，根据本发明的实施例，提供一种用于车辆目标检测的系统，包括：距离计算器，其配置为确定所述车辆的移动距离；角度计算器，其配置为确定所述车辆的移动角度；目标传感器，其配置为检测目标的位置；和控制器，其配置为收集所述车辆的行驶路径数据，检测所述目标的位置数据，基于当所述车辆转弯时所述车辆的移动距离和移动角度来校正所述车辆的过去行驶路径数据和所述目标的位置数据，以及基于校正的所述车辆的行驶路径数据和所述目标的位置数据来识别所述目标相对于所述车辆的相对位置。
所述控制器可以基于所述行驶路径数据来导出多个过去运动坐标，从每个过去运动坐标导出由所述目标传感器检测到的所述目标的位置坐标，以及校正所述过去运动坐标和所述位置坐标为布置在一个方向。
所述系统可以进一步包括警报产生器，所述警报产生器配置为根据所述主车辆和所述目标车辆之间的碰撞风险等级来产生警报信号。当识别所述目标相对于所述车辆的相对位置时，所述控制器可以根据所述目标的位置来确定是否通过所述警报产生器产生所述警报信号。
当在所述车辆转弯时检测到所述目标，当确认所述目标相对于所述车辆的相对位置位于所述车辆的直线上时，所述控制器可以防止通过所述警报产生器产生所述警报信号。
当在所述车辆转弯时检测到所述目标，当确认所述目标相对于所述车辆的相对位置位于距所述车辆为预定角度或更大角度时，所述控制器可以通过所述警报产生器产生所述警报信号。
当在所述车辆转弯时未检测到所述目标，当所述目标相对于所述车辆的相对位置位于距所述车辆为预定角度或更大角度时，所述控制器可以通过所述警报产生器产生所述警报信号。
根据本发明的示例性实施例，当主车辆转弯时，当通过基于主车辆的行驶状态以校正主车辆的行驶路径和另一车辆的位置来准确地识别主车辆和另一车辆之间的碰撞风险时，可以在正确的时间产生符合碰撞风险等级的警报信号。
附图说明
本发明的以上和其它目的、特征和其它优点将从与附图进行结合时的以下详细描述中被更清楚地理解，其中：
图1为显示根据本发明的实施例的方法的流程图。
图2A到图6为说明图1中所示方法的视图。
图7为示出根据本发明的实施例的方法的框图。
具体实施方式
在以下描述中，根据本发明的概念对示例性实施例指定的结构或功能描述旨在描述示例性实施例，且应当理解的是，本发明可以以各种方式实施，而不限于示例性实施例。
本文描述的实施例可以以各种方式和各种形状变化，因此具体实施例在附图中显示并将在本说明书中详细描述。然而，应当理解的是，根据本发明的概念的示例性实施例不限于将在下文中参照附图描述的实施例，而是所有修改、等同和替换都包括在本发明的范围和精神内。
将理解的是，尽管本文可以使用术语第一和/或第二等来描述各种元件，但是这些元件不应受限于这些术语。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开来。例如，在不脱离本发明的教导的情况下，以下讨论的第一元件能够被称为第二元件。类似地，第二元件也能够被称为第一元件。
应当理解的是，当一个元件被称为“连接到”或“耦合到”另一个元件时，它可以直接连接到或直接耦合到另一个元件，或者连接到或耦合到另一个元件并具有介于其间的其它元件。另一方面，应当理解的是，当一个元件被称为“直接连接到”或“直接耦合到”另一个元件时，它可以连接到或耦合到另一个元件而没有介于其间的其它元件。此外，本文用于描述元素之间关系的术语，即“在……之间”、“直接在……之间”、“相邻”或“直接相邻”应以相同方式解释。
本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。除非上下文另有明确指示，否则单数形式旨在包括复数形式。将进一步理解的是，本说明书中使用的术语“包括”或“具有”，明确指定了所述特征、步骤、操作、组件、部件或其组合的存在，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、数字标记、步骤、操作、组件、部件或其组合。
除非另有定义，本文所使用的包括技术术语和科学术语的所有术语与本发明所属领域的技术人员通常理解的具有相同含义。必须理解的是，词典定义的术语与相关技术上下文中的含义相同，除非上下文另有明确规定，否则不应理想地或过度地对其进行正式定义。
下文将参照附图来详细描述本发明的优选实施例。附图中给出的相同附图标记表示相同的组件。
在下文中，将参照附图来描述根据本发明的优选实施例的用于检测车辆盲区的系统和方法。
图1为显示根据本发明的实施例的方法的流程图，图2A到图6为说明图1中所示方法的视图，以及图7为示出根据本发明的实施例的方法的框图。
参照图1，根据该实施例的用于车辆目标检测的方法包括：在S10，收集车辆的行驶路径数据；在S20，检测目标的位置数据；在S30，基于当车辆转弯时车辆的移动距离和移动角度，来校正车辆的行驶路径数据和目标的位置数据；以及在S40，基于校正的车辆的行驶路径数据和目标的位置数据，来识别目标相对于车辆的相对位置。
车辆的行驶路径数据可以是主车辆的行驶速度、转弯角度、移动距离等信息，每个信息可以通过GPS、方向盘传感器、偏航角速度传感器和速度传感器来收集。
目标的位置数据是位于主车辆后方的障碍物的信息，该障碍物是在主车辆后方行驶的另一车辆。目标的位置数据可以通过雷达传感器、摄像头传感器、激光传感器等来确定后方行驶的另一车辆的位置。
如上所述，可以通过在S10的收集来收集车辆的行驶路径数据，且可以通过在S20的检测来检测目标的位置数据。
同时，在S30的校正中，可以基于当车辆转弯时车辆的移动距离和移动角度，来校正车辆的行驶路径数据和目标的位置数据。
即，当主车辆沿直线行驶的状态中，可以通过在主车辆后方设定的感应范围来准确地检测在主车辆后方行驶的另一车辆的位置。然而，当主车辆转弯时，由于在主车辆后方设定的感应范围移动了与主车辆的转弯角度同样多，所以或许不可能准确地检测在主车辆后方行驶的另一车辆。作为例子，如图2A所示，当主车辆V1转弯时，感应范围S移动了转弯角度，因此应该正常被检测到的主车辆后方的另一车辆V2可能没有被检测到，因而可能不产生警报信号。此外，如图2B所示，当主车辆V1转弯时，由于感应范围S移动了转弯角度，所以位于主车辆后方的另一车辆V2被感应到，并且可能错误地产生警报信号。更具体地，后方的另一车辆V2位于相邻的行驶车道，因此当主车辆V1改变车道或转弯时，可能具有和主车辆V1的碰撞风险。同时，当主车辆V1改变车道或转弯时，主车辆V1后方的另一车辆V2因此可能不具有碰撞风险。
从而，在S30的校正中，可以基于当车辆转弯时车辆的移动距离和移动角度，来校正车辆的行驶路径数据和目标的位置数据。换言之，当车辆转弯时，可以基于车辆的移动距离和移动角度来导出车辆的移动变化和目标相对于车辆的移动变化，并校正转弯行驶状态为就像其是直线行驶状态一样。
如图3所示，当车辆转弯时，感应范围的位置变得不同，使得可能不进行对后面车辆的正常感应。因此，当车辆转弯时，基于车辆的移动距离和移动角度，实际在转弯的车辆的行驶路径数据和目标的位置数据(如实线L1所示)可以被校正为就像车辆是沿直线行驶一样，如虚线L2所示，使得当车辆转弯而改变的感应范围可以检测到正常的感应范围并可以防止感应错误。
当通过在S30的校正来校正车辆的行驶路径数据和目标的位置数据时，可以通过在S40的识别来识别目标相对于车辆的相对位置。换言之，由于即使在车辆转弯时，车辆的行驶路径数据和目标的位置数据被校正为就像车辆是直线行驶一样，因此可以防止因车辆转弯时的感应范围移动而引起的感应错误。此外，通过在S40的识别目标的相对位置，可以通过根据目标相对于车辆的相对位置而调节检测车辆后方的传感器的角度，来调节感应范围。
因此，当车辆转弯时，可以基于车辆的行驶状态来校正车辆的行驶路径和目标相对于车辆的位置，使得通过准确地识别主车辆和后方另一车辆之间的碰撞风险，可以在正确的时间产生根据碰撞风险等级的警报信号。
换言之，如图3所示，即使当主车辆后方有目标且主车辆在转弯时，尽管可能检测不到目标，但通过基于主车辆的行驶状态来校正车辆的行驶路径和目标相对于车辆的位置，可以在正确的时间产生根据目标位置的警报信号，正常识别到目标位于感应范围内。
根据具体的本发明的实施例，在S10的收集行驶路径数据中，当车辆转弯时，基于车辆的当前参考坐标以根据移动距离和移动角度来导出车辆的过去运动坐标。这样，当车辆转弯时，根据车辆的移动距离和移动角度导出的车辆的过去运动坐标可以用作为校正车辆的行驶路径数据的来源。在S10的收集行驶路径数据中，可以用转弯车辆的偏航角速度和方向盘角度来导出移动角度。另外，在S10的收集行驶路径数据中，可以用根据车辆的行驶速度而给定的权重来导出移动角度。
这可以通过以下方程式导出。
ΔΘ＝α*A+(1-α)*B
这里，ΔΘ是偏航轴的角度变化，A是基于偏航角速度的角度变化，B是方向盘角度变化，以及α是根据角度变化的权重。
另外，A可以通过“Yawrate(偏航角速度)*dt”的方程来导出，B可以通过“Vs dt/Radius(半径)(曲率的半径)”的方程来导出。此处，Radius可以通过“wheelbase/sin(steering wheel angle/steering ratio)(轴距/sin(方向盘角度/转向比))”来导出，转向比是方向盘和车轮角度的比值。此外，也可以如下来导出Radius。
Figure BDA0003412905740000071
此外，可以如下来确定权重。
0当0≤Vs＜Vs1
Figure BDA0003412905740000072
当Vs1≤Vs＜Vs2
1当Vs2≤Vs
换言之，如图4所示，可以根据车辆的行驶速度来设定权重，并可以根据车辆的规格来预设Vs1和Vs2。从而，当车辆的行驶速度低于Vs1时，偏航角速度传感器的精确度降低，因此可以增加方向盘的角度变化的权重，而当车辆的行驶速度高于Vs2时，建议增加与车辆姿态直接相关的偏航角速度的权重。另外，当车辆的行驶速度在Vs1和Vs2之间时，可以通过将方向盘角度和偏航角速度的权重相加来导出权重。
这样，在车辆转弯时，基于车辆的当前参考坐标以根据移动距离和移动角度使得本发明的实施例导出车辆的过去运动坐标。在导出车辆的过去运动坐标时，还从对应的过去运动坐标中收集目标的位置数据，使得可以存储车辆和目标的移动信息。
如图5所示，可以如下来进行根据车辆的行驶路径的目标信息校正。
首先，可以更新并存储过去k时间的移动信息。
Figure BDA0003412905740000081
Figure BDA0003412905740000082
如图5所示，作为行驶方向的纵向方向成为X轴，横向方向成为Y轴，且Γ是车辆的移动距离。
此后，可以更新并存储车辆的行驶路径。
Δxk，1＝Δxk
Δyk，1＝Δyk
Δxk，i＝f(Δxk-1，i-1，Δyk-1，i-1，Δxk，i-1，Δyk，i-1，Δθk)
Δyk，i＝g(Δxk-1，i-1，Δyk-1，i-1，Δxk，i-1，Δyk，i-1，Δθk)
这可以如下来确定。
Figure BDA0003412905740000083
此处，i的位置可以是主车辆转弯时的行驶路径中距目标的距离
Figure BDA0003412905740000084
最近的点。
因此，根据主车辆的移动信息的目标信息可以如下来校正。
XPos″′＝h(XPos，YPos，Δxk，i-1，Δyk，i-1，Δxk，i-1，Δyk，i-1，Δθk-i)
YPos″′＝i(XPos，YPos，Δxk，i-1，Δyk，i-1，Δxk，i-1，Δyk，i-1，Δθk-i)
XVel″′＝j(XVel，YVel，Δxk，i-1，Δyk，i-1，Δxk，i-1，Δyk，i-1，Δθk-i)
YVel″′＝k(XVel，YVel，Δxk，i-1，Δyk，i-1，Δxk，i-1，Δyk，i-1，Δθk-i)
这可以如下来确定。
Figure BDA0003412905740000085
通过以上，可以校正车辆的行驶路径数据和目标的位置数据，且可以基于校正的车辆的行驶路径数据和目标的位置数据来识别目标相对于车辆的相对位置。另一方面，当通过在S40的识别目标的相对位置而可以识别目标相对于车辆的相对位置时，可以进一步包括在S50的根据目标的位置来确定是否可以产生警报信号的警报。通过在S50的警报的警报信号可以是警报声或警报灯，可以根据车辆和作为另一车辆的目标之间的距离或相对速度，来按照碰撞风险等级确定是否产生警报信号。
详细地，在S50的警报中，当在车辆转弯时检测到目标，当确认目标相对于车辆的相对位置为位于车辆的直线上时，可以不产生警报信号。
换言之，可以基于校正的车辆的行驶路径数据和目标的位置数据(其可以是如图3所示车辆和目标的位置被校正的数据)来识别目标相对于车辆的相对位置。
如此，在警报中，当在车辆转弯时检测到目标，当确认目标相对于车辆的相对位置为位于车辆的直线上时，可以不产生警报信号。换言之，当车辆转弯时，在目标相对于车辆的相对位置位于车辆的直线上的状态中，即使当在车辆后方产生的感应范围中检测到目标时，实际目标也位于车辆后方，如图6所示，因此可以不产生警报信号。
同时，在S50的警报中，当在车辆转弯时未检测到目标，当目标相对于车辆的相对位置位于距车辆为预定角度或更大角度时，可以产生警报信号。此处，预定角度可以是主车辆后方的相邻行驶车道或任意点，这取决于与另一车辆的碰撞风险等级。
换言之，当车辆转弯时，在目标相对于车辆的相对位置位于距车辆为预定角度或更大角度的状态中，即使当在车辆后方产生的感应范围中未检测到目标时，实际目标也位于车辆后方，因此具有碰撞风险，如图3所示，使得可以产生警报信号。
因此，当车辆转弯时，基于主车辆的行驶状态来校正主车辆的行驶路径和在主车辆后方的另一车辆的位置，使得通过准确地识别主车辆和后方另一车辆之间的碰撞风险，可以在正确的时间产生根据碰撞风险等级的警报信号。
另一方面，用于车辆目标检测的系统，如图7所示，包括：距离计算器10，其配置为确定车辆的移动距离；角度计算器20，其配置为确定车辆的移动角度；目标传感器30，其配置为检测目标的位置；和控制器40，其配置为收集车辆的行驶路径数据，检测目标的位置数据，基于当车辆转弯时车辆的移动距离和移动角度来校正车辆的过去行驶路径数据和目标的位置数据，以及基于校正的车辆的行驶路径数据和目标的位置数据来识别目标相对于车辆的相对位置。
距离计算器10包括GPS、速度传感器和车轮传感器，且可以收集车辆的移动距离的信息。
角度计算器20包括方向盘传感器和偏航角速度传感器，且可以收集车辆的移动角度的信息。
目标传感器30包括雷达传感器、摄像头传感器和激光传感器，且可以收集主车辆后方的另一车辆的信息。
当主车辆转弯时，控制器40基于主车辆的行驶状态来校正主车辆的行驶路径和后面车辆的位置时，可以在正确的时间产生符合碰撞风险等级的警报信号。
控制器40可以基于行驶路径数据来导出多个过去运动坐标，可以从每个过去运动坐标导出由目标传感器检测到的目标的位置坐标，以及可以校正过去运动坐标和位置坐标为布置在一个方向。通过在车辆转弯时根据车辆的行驶路径和目标的行驶路径的准确定位，可以准确地识别车辆和目标之间的碰撞风险等级。
同时，系统进一步包括警报产生器50，以根据车辆和目标之间的碰撞风险等级来产生警报信号。警报产生器50可以通过由侧镜、仪表盘等闪烁警报灯，或在车辆内部产生警报声来产生警报信号。
当识别目标相对于车辆的相对位置时，控制器40可以根据目标的位置来确定是否通过警报产生器50产生警报信号。
更详细地，当在车辆转弯时检测到目标，当确认目标相对于车辆的相对位置位于车辆的直线上时，控制器40可以防止通过警报产生器50产生警报信号。
另外，当在车辆转弯时未检测到目标，当目标相对于车辆的相对位置位于距车辆为预定角度或更大角度时，控制器40可以通过警报产生器50产生警报信号。
控制器40可以包括处理器或微处理器。控制器40还可包括存储了计算机可读代码、算法或软件的计算机可读记录介质。当执行存储在计算机可读记录介质上的计算机可读代码、算法或软件时，处理器/微处理器可以进行参照控制器40所描述的功能、操作、步骤等。
根据本发明的实施例，当主车辆转弯时，当通过基于主车辆的行驶状态以校正主车辆的行驶路径和后面车辆的位置来准确地识别主车辆和后面车辆之间的碰撞风险时，可以在正确的时间产生符合碰撞风险等级的警报信号。
尽管出于说明的目的公开了本发明的优选实施例，但本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，各种修改、添加和替换是可能的。

Claims (13)

1.一种用于车辆目标检测的方法，包括：
收集车辆的行驶路径数据；
检测目标的位置数据；
基于当所述车辆转弯时所述车辆的移动距离和移动角度，来校正所述车辆的行驶路径数据和所述目标的位置数据；以及
基于校正的所述车辆的行驶路径数据和所述目标的位置数据，来识别所述目标相对于所述车辆的相对位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，收集行驶路径数据包括，当所述车辆转弯时，基于所述车辆的当前参考坐标以根据所述移动距离和所述移动角度来导出所述车辆的过去运动坐标。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述收集行驶路径数据进一步包括基于所述车辆的偏航角速度和方向盘角度来导出所述移动角度。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述收集行驶路径数据进一步包括用根据所述车辆的行驶速度而给定的权重来导出所述移动角度。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，校正所述行驶路径数据和所述位置数据包括：导出多个过去运动坐标和从每个过去运动坐标检测到的所述目标的位置坐标；以及校正所述过去运动坐标和所述位置坐标，使得所述过去运动坐标和所述位置坐标在一个方向布置。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
当通过识别所述目标的相对位置来识别所述目标相对于所述车辆的相对位置时，根据所述目标的位置来确定是否产生警报信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述确定包括，当在所述车辆转弯时检测到所述目标，当确认所述目标相对于所述车辆的相对位置为位于所述车辆的直线上时确定不产生所述警报信号。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述确定包括，当在所述车辆转弯时未检测到所述目标，当所述目标相对于所述车辆的相对位置位于距所述车辆为预定角度或更大角度时确定产生所述警报信号。
9.一种用于车辆目标检测的系统，所述系统包括：
距离计算器，其配置为确定车辆的移动距离；
角度计算器，其配置为确定所述车辆的移动角度；
目标传感器，其配置为检测目标的位置；和
控制器，其配置为收集所述车辆的行驶路径数据，检测所述目标的位置数据，基于当所述车辆转弯时所述车辆的移动距离和移动角度来校正所述车辆的过去行驶路径数据和所述目标的位置数据，以及基于校正的所述车辆的行驶路径数据和所述目标的位置数据来识别所述目标相对于所述车辆的相对位置。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述控制器基于所述行驶路径数据来导出多个过去运动坐标，从每个过去运动坐标导出由所述目标传感器检测到的所述目标的位置坐标，以及校正所述过去运动坐标和所述位置坐标为布置在一个方向。
11.根据权利要求9所述的系统，进一步包括：
警报产生器，其配置为根据所述车辆和所述目标之间的碰撞风险等级来产生警报信号，
其中，当识别所述目标相对于所述车辆的相对位置时，所述控制器根据所述目标的位置来确定是否通过所述警报产生器产生所述警报信号。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，当在所述车辆转弯时检测到所述目标，当确认所述目标相对于所述车辆的相对位置位于所述车辆的直线上时，所述控制器防止通过所述警报产生器产生所述警报信号。
13.根据权利要求11所述的系统，其中，当在所述车辆转弯时未检测到所述目标，当所述目标相对于所述车辆的相对位置位于距所述车辆为预定角度或更大角度时，所述控制器通过所述警报产生器产生所述警报信号。
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