TWI812347B

TWI812347B - 車輛碰撞偵測方法及系統

Info

Publication number: TWI812347B
Application number: TW111126361A
Authority: TW
Inventors: 吳宗泓
Original assignee: 神達數位股份有限公司
Priority date: 2022-07-13
Filing date: 2022-07-13
Publication date: 2023-08-11
Also published as: TW202402589A

Abstract

一種車輛碰撞偵測系統中的處理器在接收到由多軸加速度感測模組持續感測車輛分別在兩軸向的加速度而產生的加速度信號且確認出其所含的第一加速度之值不小於第一閾值，其所含的第二加速度之值不小於第二閾值或其所含的合成加速度之值不小於第三閾值時，將該第一、第二和合成加速度分別作為第一、第二和合成參考加速度暫存於儲存模組並接著執行能有效濾除因共振效應所致之加速度信號的偵測程序以避免誤判斷。濾除的加速度信號具有在方向上不同於該第一或第二參考加速度之第一或第二加速度或合成加速度，其與該參考合成加速度之內積小於零。

Description

車輛碰撞偵測方法及系統

本發明是有關於車輛在行進時的碰撞偵測，特別是指一種車輛碰撞偵測方法及系統。

當行進中的車輛發生碰撞事件時，為了可在第一時間蒐集到有關於碰撞事件發生前、後的車外環境及車內環境之影像，現有的車載系統已發展出一種偵測碰撞事件的方式，其一偵測到碰撞事件時就立即觸發安裝於車輛的影像拍攝模組進行拍攝車外環境及車內環境的影像，藉此來蒐集碰撞事件的相關影像。

然而，現有偵測碰撞事件方式常由於車輛行駛在如鐵路平交道路段、設有減速條路段等的顛頗路面時感測到在加速度上的共振效應，而錯誤地偵測為碰撞事件，因而導致後續的誤觸發動作。

因此，如何發展出一種能夠避免因共振效應所導致之誤判斷的車輛碰撞偵測方式已成為相關技術領域所欲解決的議題之一。

因此，本發明的目的，即在提供一種車輛碰撞偵測方法及系統，其能克服現有技術至少一個缺點。

於是，本發明所提供的一種車輛碰撞偵測方法係用於偵測一車輛在行進中的碰撞事件，且利用一處理單元來執行。該處理單元暫存有一第一計數、一第二計數、一第三計數、一第四計數和一第五計數。該車輛碰撞偵測方法包含以下步驟：(A)當接收到由一多軸加速度感測模組以一預定感測頻率感測該車輛在彼此垂直的第一軸向和第二軸向的加速度而產生的一包含有關於該第一軸向的第一加速度、有關於該第二軸向的第二加速度、及該第一加速度和該第二加速度的合成加速度的加速度信號且確認出該第一加速度的大小不小於一預定第一閾值、該第二加速度的大小不小於一預定第二閾值或該合成加速度的大小不小於一預定第三閾值時，將該第一加速度暫存為第一參考加速度，將該第二加速度暫存為第二參考加速度或將該合成加速度暫存為參考合成加速度；(B)根據來自該多軸加速度感測模組的下一個加速度信號，確認該下一個加速度信號所含的第一加速度的大小是否不小於該預定第一閾值，確認該下一個加速度信號所含的第二加速度的大小是否不小於該預定第二閾值，及確認該下一個加速度信號所含的合成加速度的大小是否不小於該預定第三閾值；(C)當在步驟(B)中確認出該第一加速度的大小不小於該預定第一閾值或確認出該合成加速度的大小不小於該預定第三閾值時，確認該下一個加速度信號所含的該第一加速度的方向是否與該第一參考加速度的方向相同；當在步驟(B)中確認出該第二加速度的大小不小於該預定第二閾值或確認出該合成加速度的大小不小於該預定第三閾值時，確認該下一個加速度信號所含的該第二加速度的方向是否與該第二參考加速度的方向相同；及當步驟(B)中確認出該合成加速度的大小不小於該預定第三閾值時，確認該下一個加速度信號所含的該合成加速度與該參考合成加速度的內積是否不小於零；(D)當在步驟(C)中確認出該第一加速度的方向與該第一參考加速度的方向相同時，將該第一計數或該第三計數加一；當在步驟(C)中確認出該第二加速度的方向與該第二參考加速度的方向相同時，將該第二計數或該第四計數加一；及當在步驟(C)中確認出該內積不小於零時，將該第五計數加一；(E)確定該第一計數、該第二計數、該第三計數、該第四計數和該第五計數是否其中至少一者達到一預定第四閾值；(F)當確定出該第一計數、該第二計數、該第三計數、該第四計數和該第五計數均未達到該預定第四閾值時，重複步驟(B)~(E)，直到確定出該第一計數、該第二計數、該第三計數、該第四計數和該第五計數其中至少一者達到該預定第四閾值；及(G)輸出一指示出碰撞事件的偵測結果。

在一些實施態樣中，在步驟(G)中，該處理單元還將該第一計數、該第二計數、該第三計數、該第四計數和該第五計數均更新為零。

在一些實施例態樣中，該第一計數、該第二計數、該第三計數、該第四計數和該第五計數初始時均預設為零。

在一些實施例態樣中，步驟(D)還包含以下運作：當在步驟(C)中確認出該第一加速度的方向與該第一參考加速度的方向不同時，將該第一參考加速度更新為該下一個加速度信號所含的該第一加速度並將該第一計數或該第三計數更新為零；當在步驟(C)中確認出該第二加速度的方向與該第二參考加速度的方向不同時，將該第二參考加速度更新為該下一個加速度信號所含的該第二加速度並將該第二計數或該第四計數更新為零；及當在步驟(C)中確認出該內積小於零時，將該參考合成加速度更新為該下一個加速度信號所含的該合成加速度並將該第五計數更新為零。

於是，本發明所提供的一種車輛碰撞偵測系統係用於偵測一車輛在行進中的碰撞事件，並包含一多軸加速度感測模組、一儲存模組、及一電連接該多軸加速度感測模組和該儲存模組的處理器。

該多軸加速度感測模組適於安裝於該車輛，並操作來以一預定感測頻率感測該車輛在彼此垂直的第一軸向和第二軸向的加速度而產生一連串的加速度信號，每一加速度信號包含有關於該第一軸向的第一加速度、有關於該第二軸向的第二加速度、及該第一加速度和該第二加速度的合成加速度。

該儲存模組組配來至少暫存一第一計數、一第二計數、一第三計數、一第四計數和一第五計數。

當該處理器接收到來自該多軸加速度感測模組的一加速度信號且確認出該加速度信號所含的第一加速度的大小不小於一預定第一閾值、該加速度信號所含的第二加速度的大小不小於一預定第二閾值或該加速度信號所含的合成加速度的大小不小於一預定第三閾值時，將該第一加速度作為第一參考加速度並暫存於該儲存模組，將該第二加速度作為第二參考加速度並暫存於該儲存模組，或將該合成加速度作為參考合成加速度並暫存於該儲存模組，並接著執行一偵測程序，其包含以下操作：(i)根據來自該多軸加速度感測模組的下一個加速度信號，確認該下一個加速度信號所含的第一加速度的大小是否不小於該預定第一閾值，確認該下一個加速度信號所含的第二加速度的大小是否不小於該預定第二閾值，及確認該下一個加速度信號所含的合成加速度的大小是否不小於該預定第三閾值；(ii)當在操作(i)中確認出該第一加速度的大小不小於該預定第一閾值或確認出該合成加速度的大小不小於該預定第三閾值時，確認該下一個加速度信號所含的該第一加速度的方向是否與該第一參考加速度的方向相同；當在操作(i)中確認出該第二加速度的大小不小於該預定第二閾值或確認出該合成加速度的大小不小於該預定第三閾值時，確認該下一個加速度信號所含的該第二加速度的方向是否與該儲存模組暫存的該第二參考加速度的方向相同；及當在操作(i)中確認出該合成加速度的大小不小於該預定第三閾值時，確認該下一個加速度信號所含的該合成加速度與該儲存模組暫存的該參考合成加速度的內積是否不小於零；(iii)當在操作(ii)中確認出該第一加速度的方向與該儲存模組暫存的該第一參考加速度的方向相同時，將該儲存模組暫存的該第一計數或該第三計數加一；當在操作(ii)中確認出該第二加速度的方向與該儲存模組暫存的該第二參考加速度的方向相同時，將該儲存模組暫存的該第二計數或該第四計數加一；及當在操作(ii)中確認出該內積不小於零時，將該儲存模組暫存的該第五計數加一；(iv)確定該儲存模組暫存的該第一計數、該第二計數、該第三計數、該第四計數和該第五計數是否其中至少一者達到一預定第四閾值；(v)當確定出該儲存模組暫存的該第一計數、該第二計數、該第三計數、該第四計數和該第五計數均未達到該預定第四閾值時，重複執行操作(i)~(iv)，直到確定出該儲存模組暫存的該第一計數、該第二計數、該第三計數、該第四計數和該第五計數其中至少一者達到該預定第四閾值；及(vi)輸出一指示出碰撞事件的偵測結果。

在一些實施態樣中，在該偵測程序的操作(vi)中，該處理器還將該儲存模組暫存的該第一計數、該第二計數、該第三計數、該第四計數和該第五計數均更新為零。

在一些實施態樣中，該儲存模組暫存的該第一計數、該第二計數、該第三計數、該第四計數和該第五計數初始時均預設為0。

在一修實施態樣中，在該偵測程序的操作(iii)還包含以下運作：當在操作(ii)中確認出該第一加速度的方向與該第一參考加速度的方向不同時，將該儲存模組暫存的該第一參考加速度更新為該下一個加速度信號所含的該第一加速度，並將該儲存模組暫存的該第一計數或該第三計數更新為零；當在操作(ii)中確認出該第二加速度的方向與該第二參考加速度的方向不同時，將該儲存模組暫存的該第二參考加速度更新為該下一個加速度信號所含的該第二加速度，並將該儲存模組暫存的該第二計數或該第四計數更新為零；及當在操作(ii)中確認出該內積小於零時，將該儲存模組暫存的該參考合成加速度更新為該下一個加速度信號所含的該合成加速度，並將該儲存模組暫存的該第五計數更新為零。

本發明的功效在於：透過濾除因車輛行經特定路面情況(如，鐵路平交道路面、設有減速條路面等顛簸路面)之共振效應所導致在連續的兩個加速度信號出現有在第一加速度或第二加速度的方向上的不同，以及合成加速度的內積小於零等情況，由於此等情況正是容易遭致錯誤的車輛碰撞偵測，藉此確實能夠有效地避免因共振效應所導致對於偵測碰撞事件的誤判斷。

100:車輛碰撞偵測系統

1:多軸加速度感測器

2:儲存模組

3:處理器

S201~S220,S208’,S211’:步驟

count1:第一計數

count2:第二計數

count3:第三計數

count4:第四計數

count5:第五計數

a _{X_ref}:第一參考加速度

a _{Y_ref}:第二參考加速度

(a _{X_rer} ,a _{Y_ref}):參考合成加速度

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一方塊圖，示例性地說明本發明實施例的一種車輛碰撞偵測系統；及圖2是一流程圖，示例性地說明該實施例的一處理器如何執行有關於車輛的碰撞事件的一偵測程序。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1，示例性地繪示出本發明實施例的一種車輛碰撞偵測系統100，其用於偵測一車輛在行進中的碰撞事件，並包含一多軸加速度感測模組1、一儲存模組2、及一處理器3，其中該儲存模組2和該處理器3亦可以結合為一處理單元。

該多軸加速度感測模組1適於安裝於該車輛，並操作來以一預定感測頻率感測該車輛在彼此垂直的第一軸向和第二軸向的加速度而產生一連串的加速度信號。每一加速度信號包含有關於該第一軸向的第一加速度、有關於該第二軸向的第二加速度、及該第一加速度和該第二加速度的合成加速度。更明確地，該第一軸向例如可定義為該車輛的縱軸向(如以X方向來表示)且該第一加速度例如是可以通式a _X來表示的一維向量(其正、負代表加速度的不同方向，例如向前、向後，其大小代表加速度值)，該第二軸向例如可定義為該車輛的橫軸向(如以Y方向來表示)且該第二加速度例如是可以通式a _Y來表示的一維向量(其正、負代表加速度的不同方向，例如向左、向右，其大小代表加速度值)，以及該合成加速度例如是可以通式(a _X,a _Y)來表示的二維向量(其大小為

)。

該儲存模組2組配來至少暫存一第一計數、一第二計數、一第三計數、一第四計數和一第五計數(以下，分別以count1~count5來表示)。在本實施例中，該儲存模組2可包含但不限於例如多個快取記憶體、DRAM或緩衝記憶體。請注意，在初始時，例如，在安裝於該車輛的適應性巡航控制(Adaptive Cruise Control，簡稱ACC)系統，即俗稱的自動跟車系統啟動時，count1~count5均預設為零。

該處理器3電連接該多軸加速度感測模組1和該儲存模組2，並在使用時依序接收來自該多軸加速度感測模組1的加速度信號。在本實施例中，該處理器3通常對於來自該多軸加速度感測模組1的每個加速度信號會先進行以下確認：此加速度信號所含的第一加速度的大小是否不小於一預定第一閾值(例如，0.9G，但不在此限)；此加速度信號所含的第二加速度的大小是否不小於一預定第二閾值(例如，0.9G，但不在此限)；及此加速度信號所含的合成加速度的大小是否不小於一預定第三閾值(例如，0.9G，但不在此限)，若上述三個確認結果均為否定時，該處理器3將對下一次接收到的加速度信號進行上述的確認。相反地，若上述三個確認結果其中一者或更多者為肯定時，亦即該處理器3確認出此加速度信號所含的第一加速度的大小不小於該預定第一閾值、該加速度信號所含的第二加速度的大小不小於該預定第二閾值或該加速度信號所含的合成加速度的大小不小於該預定第三閾值時，該處理器3將該第一加速度作為第一參考加速度(以下以a _{X_ref}來表示)並暫存於該儲存模組2，將該第二加速度作為第二參考加速度(以下以a _{Y_ref}來表示)並暫存於該儲存模組2及/或將該合成加速度作為參考合成加速度(以下以(a _{X_ref} ,a _{Y_ref})來表示)並暫存於該儲存模組2，並接著執行一偵測程序。更具體地，若確認出該第一加速度的大小不小於該預定第一閾值，則該第一加速度作為該第一參考加速度a _{X_ref}；若確認出該第二加速度的大小不小於該預定第二閾值，則該第二加速度作為該第二參考加速度a _{Y_ref}：若確認出該合成加速度的大小不小於該預定第三閾值，則該合成加速度作為該參考合成加速度(a _{X_ref} ,a _{Y_ref})。

以下，將參閱圖1及圖2來示例地詳細說明在該儲存模組2已暫存有該第一參考加速度a _{X_ref}、該第二參考加速度a _{Y_ref}和該參考合成加速度(a _{X_ref} ,a _{Y_ref})的情況下，該處理器3如何執行該偵測程序，該偵測程序包含以下步驟S201~S220。

首先，在步驟S201中，該處理器3接收下一個加速度信號，其包含一第一加速度(以a _{X_i}來表示)、一第二加速度(以a _{Y_i})來表示)和一合成加速度(以(a _{X_i} ,a _{Y_i})來表示)。

之後，該處理器3確認該第一加速度a _{X_i}的大小(即，|a _{X_i}|)是否不小於該預定第一閾值(步驟S202)。若步驟S202的確認結果為否定時，該處理器3確認該第二加速度a _{Y_i}的大小(即，|a _{Y_i}|)是否不小於該預定第二閾值(步驟S203)，否則流程將進行步驟S206。若步驟S203的確認結果為否定時，該處理器3確認該合成加速度(a _{X_i} ,a _{Y_i})的大小(即，

)是否不小於該預定第三閾值(步驟S204)；否則流程將進行步驟S209。若步驟S204的確認結果為肯定時，流程將進行步驟S212，S214，S216，否則流程將進行步驟S205。

換言之，在|a _{X_i}|<該第一閾值、|a _{Y_i}|<該第二閾值且

<該第三閾值的情況下，在步驟S205中，該處理器3將該儲存模組2暫存的count1~count5、a _{X_ref}、a _{Y_ref}和(a _{X_ref} ,a _{Y_ref})更新成：count1=count2=count3=count4=count5=0；a _{X_ref}=a _{Y_ref}=0；及(a _{X_ref} ,a _{Y_ref})=(0,0)。此意謂，該下一個加速度信號被該處理器3偵測出無關於該車輛的碰撞事件，因而結束該偵測程序。

在步驟S206中，該處理器3確認該第一加速度a _{X_i}的方向是否與該儲存模組2暫存的該第一參考加速度a _{X_ref}的方向相同。若確認結果為肯定時，流程將進行至步驟S207；否則，流程將進行步驟S208。在本實施例中，該處理器3經由判定a _{X_ref}×a _{X_i}是否不小於0來確認該該第一加速度a _{X_i}和該第一參考加速度a _{X_ref}在方向上是否相同。也就是說，該處理器3在判定出a _{X_ref}×a _{X_i}

0時確認出該第一加速度a _{X_i}和該第一參考加速度a _{X_ref}在方向上相同，而在判定出a _{X_ref}×a _{X_i}<0時則確認出該第一加速度a _{X_i}和該第一參考加速度a _{X_ref}在方向上不同。

在步驟S207中，該處理器3將該儲存模組2暫存的該第一計數count1加一(亦即使count1=count1+1)。

在步驟S208中，該處理器3將該儲存模組2暫存的該第一參考加速度a _{X_ref}更新為該第一加速度a _{X_i}(亦即使a _{X_ref}=a _{X_i})，並將該儲存模組2暫存的該第一計數count1更新為零(亦即使count1=0)。此意謂，相鄰兩個加速度信號所含的第一加速度(即，a _{X_ref}，a _{X_i})在方向上不相同是由於該車輛行經顛簸路面(如鐵路平交道路面、設有減速條的路面)所導致在X方向之共振加速度，因而濾除或不考慮此無關於該車輛的碰撞事件的第一加速度a _{X_i}所帶來的效應。

在步驟S209中，該處理器3確認該第二加速度a _{Y_i}的方向是否與該儲存模組2暫存的該第二參考加速度a _{Y_ref}的方向相同。若確認結果為肯定時，流程將進行至步驟S210；否則，流程將進行步驟S211。在本實施例中，該處理器3經由判定a _{Y_ref}×a _{Y_i}是否不小於0來確認該該第二加速度a _{Y_i}和該第二參考加速度a _{Y_ref}在方向上是否相同。同理，該處理器3在判定出a _{Y_ref}×a _{Y_i}

0時確認出該第二加速度a _{Y_i}和該第二參考加速度a _{Y_ref}在方向上相同，而在判定出a _{Y_ref}×a _{Y_i}<0時則確認出該第二加速度a _{Y_i}和該第二參考加速度a _{Y_ref}在方向上不同。

在步驟S210中，該處理器3將該儲存模組2暫存的該第二計數count2加一(亦即使count2=count2+1)。

在步驟S211中，該處理器3將該儲存模組2暫存的該第二參考加速度a _{Y_ref}更新為該第二加速度a _{Y_i}(亦即使a _{Y_ref}=a _{Y_i})，並將該儲存模組2暫存的該第二計數count2更新為零(亦即，使count2=0)。此意謂，相鄰兩個加速度信號所含的第二加速度(即，a _{Y_ref}，a _{Y_i})在方向上不相同是由於該車輛行經顛簸路面(如鐵路平交道路面、設有減速條的路面)所導致在Y方向之共振加速度，因而濾除或不考慮此無關於該車輛的碰撞事件的第二加速度a _{Y_i}所帶來的效應。

在該處理器3於步驟S204確認出

第三閾值的情況下，該處理器3可以任意順序執行步驟S212，S214，S216

在步驟S212中，相似於步驟S206，該處理器3該處理器3確認該第一加速度a _{X_i}的方向是否與該儲存模組2暫存的該第一參考加速度a _{X_ref}的方向相同。若確認結果為肯定時，該處理器3將該儲存模組2暫存的該第三計數count3加一(亦即使count3=count3+1)(步驟S213)；否則，該處理器3將該儲存模組2暫存的該第一參考加速度a _{X_ref}更新為該第一加速度a _{X_i}(亦即使a _{X_ref}=a _{X_i})，並將該儲存模組2暫存的該第三計數count3更新為零(亦即使count3=0)(步驟S208’)。

在步驟S214中，相似於步驟S209，該處理器3確認該第二加速度a _{Y_i}的方向是否與該儲存模組2暫存的該第二參考加速度a _{Y_ref}的方向相同。若確認結果為肯定時，該處理器3將該儲存模組2暫存的該第四計數count4加一(亦即使count4=count4+1)(步驟S215)；否則，該處理器3將該儲存模組2暫存的該第二參考加速度a _{Y_ref}更新為該第二加速度a _{Y_i}(亦即使a _{Y_ref}=a _{Y_i})，並將該儲存模組2暫存的該第四計數count4更新為零(亦即，使count4=0)(步驟S211’)。

在步驟S216中，該處理器3確認該合成加速度(a _{X_i} ,a _{Y_i})與該儲存模組2暫存的該參考合成加速度(a _{X_ref} ,a _{Y_ref})的內積(其等於a _{X_i}×a _{X_ref}+a _{Y_i}×a _{Y_ref})是否不小於零。若確認結果為肯定，該處理器3將該儲存模組2暫存的該第五計數count5加一(亦即使count5=count5+1)(步驟S217)，否則，流程將進行步驟S218。

在步驟S218中，該處理器3將該儲存模組暫存的該參考合成加速度(a _{X_ref} ,a _{Y_ref})更新為該合成加速度(a _{X_i} ,a _{Y_i})(亦即，使(a _{X_ref} ,a _{Y_ref})=(a _{X_i} ,a _{Y_i}))，並將該第五計數count5更新為零(亦即，使count5=0)。此意謂，相鄰兩個加速度信號所含的合成加速度(即，(a _{X_ref} ,a _{Y_ref})，(a _{X_i} ,a _{Y_i}))之內積小於零是由於該車輛行經顛簸路面(如鐵路平交道路面、設有減速條的路面)所導致，因而濾除或不考慮此無關於該車輛的碰撞事件的合成加速度(a _{X_i} ,a _{Y_i})所帶來的效應。

接續在步驟S207，S208，S210，S211，S213，S215，S217，S218之後的步驟S219中，該處理器3確認該儲存模組2暫存的該第一至第五計數count1~count5是否其中至少一者達到一預定第四閾值(例如但不限於9)。若確認結果為否定(即，該處理器3確認出該第一至第五計數count1~count5均未達到該預定第四閾值)時，流程將返回至S201，以便該處理器3再次接收的加速度信號且然後進行一次上述步驟，並在之後反覆執行上述步驟多次後而在步驟S219中該處理器3確認出該第一至第五計數count1~count5其中一者達到該預定第四閾值時，該處理器3輸出一指示出碰撞事件的偵測結果，並使count1=count2=count3=count4=count5=0；a _{X_ref}=a _{Y_ref}=0；及(a _{X_ref} ,a _{Y_ref})=(0,0)(步驟S220)，於是，該偵測程序結束。值得注意的是，此偵測結果可作為後續執行有關於碰撞事件的相關功能時觸發信號。

綜上所述，在上述的偵測程序中已濾除因車輛行經特定路面情況(如，鐵路平交道路面、設有減速條路面等顛簸路面)之共振效應所導致在連續的兩個加速度信號出現有在第一加速度或第二加速度的方向上的不同，以及合成加速度的內積不不小於零等情況，由於此等情況正是容易遭致錯誤的車輛碰撞偵測，藉此確實能夠有效地避免因共振效應所導致對於偵測碰撞事件的誤判斷。因此，本發明車輛碰撞偵測系統100確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。